Введение
Одним изважнейших преимуществ переменного тока перед постоянным является легкость ипростота, с которой можно преобразовать переменный ток одного напряжения впеременный ток другого напряжения. Достигается это посредством простого иостроумного устройства – трансформатора, созданного в 1876 г. замечательнымрусским ученым Павлом Николаевичем Яблочковым.
П.Н.Яблочков предложил способ “дробления света” для своих свечей при помощитрансформатора. В дальнейшем конструкцию трансформаторов разрабатывал другойрусский изобретатель И.Ф. Усагин, который предложил применять трансформаторыдля питания не только свечей Яблочкова, но и других приемников.
Важная рольв развитии электротехники принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому. Он разработалосновы теории многофазных и, в частности, трехфазных переменных токов и создалпервые трехфазные электрические машины и трансформаторы. Трехфазныйтрансформатор современной формы с параллельными стержнями, расположенными водной плоскости, был сконструирован им в 1891 г. С тех пор происходило дальнейшееконструктивное усовершенствования трансформаторов, уменьшалась их масса игабариты, повышалась экономичность. Основные положения теории трансформаторовбыли разработаны в трудах Е. Арнольда и М. Видмара.
Цельвыпускной работы заключается в изучении трансформаторов, их применения, ремонтаи эксплуатации.
Глава 1.Общие сведения о трансформаторах
1.1 Назначение трансформаторов
Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат,преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другогонапряжения той же частоты. Трансформаторы позволяют значительно повыситьнапряжение, вырабатываемое источниками переменного тока, установленными наэлектрических станциях, и осуществить передачу электроэнергии на дальниерасстояния при высоких напряжениях (110, 220, 500, 750 и 1150 кВ). Благодаряэтому сильно уменьшаются потери энергии в проводах и обеспечивается возможностьзначительного уменьшения площади сечения проводов линий электропередачи.
В местах потребления электроэнергии высокое напряжение, подаваемоеот высоковольтных линий электропередачи, снова понижается трансформаторами досравнительно небольших значений (127, 220, 380 и 660 В), при которых работаютэлектрические потребители, установленные на фабриках, заводах, в депо и жилыхдомах. На э. п. с. переменного тока трансформаторы применяют для уменьшениянапряжения, подаваемого из контактной сети к тяговым двигателям ивспомогательным цепям.
Кроме трансформаторов, применяемых в системах передачи ираспределения электроэнергии, промышленностью выпускаются трансформаторы:тяговые (для э. п. с), для выпрямительных установок, лабораторные срегулированием напряжения, для питания радиоаппаратуры и др. Все этитрансформаторы называют силовыми.
Трансформаторы используют также для включения электроизмерительныхприборов в цепи высокого напряжения (их называют измерительными), для электросваркии других целей.
/>
Рис. 1. Схема включения однофазного трансформатора
1.2 Устройство трансформаторов
Трансформаторы в зависимости от конфигурации магнитопроводаподразделяют на стержневые, броневые и тороидальные.
В стержневом трансформаторе (рис. 2, а) обмотки 2 охватываютстержни магнитопровода 1; в броневом (рис. 2, б), наоборот, магнитопровод 1охватывает частично обмотки 2 и как бы бронирует их; в тороидальном (рис. 2, в)обмотки 2 намотаны на магнитопровод 1 равномерно по всей окружности.
/>
Рис. 2. Устройство стержневого (а), броневого (б) и тороидального(в) трансформаторов
Трансформаторы большой и средней мощности обычно выполняютстержневыми. Их конструкция более простая и позволяет легче осуществлятьизоляцию и ремонт обмоток. Достоинством их являются также лучшие условияохлаждения, поэтому они требуют меньшего расхода обмоточных проводов.Однофазные трансформаторы малой мощности чаще всего выполняют броневыми итороидальными, так как они имеют меньшую массу и стоимость по сравнению состержневыми трансформаторами из-за меньшего числа катушек и упрощения процессасборки и изготовления. Тяговые трансформаторы с регулированием напряжения настороне низшего напряжения — стержневого типа, а с регулированием на стороневысшего напряжения — броневого типа.
/>
Рис. 3. Магнитопроводы однофазного тягового (а) и силовоготрехфазного (б) трансформаторов: 1 — стержень; 2 — ярмовые балки; 3 — стяжныешпильки; 4 — основание для установки катушек; 5 — ярмо
Магнитопроводы трансформаторов (рис. 3) для уменьшения потерь отвихревых токов собирают из листов электротехнической стали толщиной 0,35 или0,5 мм. Обычно применяют горячекатаную сталь с высоким содержанием кремния илихолоднокатаную сталь. Листы изолируют один от другого тонкой бумагой или лаком.Стержни магнитопровода трансформатора средней мощности имеют квадратное иликрестовидное сечение, а у более мощных трансформаторов — ступенчатое, по формеприближающееся к кругу (рис.4, а). При такой форме обеспечивается минимальныйпериметр стержня при заданной площади поперечного сечения, что позволяетуменьшить длину витков обмоток, а следовательно, и расход обмоточных проводов.В мощных трансформаторах между отдельными стальными пакетами из которых собираютсястержни, устраивают каналы шириной 5—6 мм для циркуляции охлаждающего масла.Ярмо, соединяющее стержни, имеет обычно прямоугольное сечение, площадь которогона 10—15% больше площади сечения стержней. Это уменьшает нагрев стали и потеримощности в ней.
В силовых трансформаторах магнитопровод собирают из прямоугольныхлистов. Сочленение стержней и ярма обычно выполняют с взаимным перекрытием ихлистов внахлестку. Для этого листы в двух смежных слоях сердечника располагают,как показано на рис. 4, б, г, т. е. листы стержней 1, 3 и ярма 2, 4 каждогопоследующего слоя перекрывают стык в соответствующих листах предыдущего слоя,существенно уменьшая магнитное сопротивление в месте сочленения. Окончательнуюсборку магнитопровода осуществляют после установки катушек на стержни (рис. 4,в).
В трансформаторах малой мощности магнитопроводы собирают изштампованных листов П- и Ш-образной формы или из штампованных колец (рис. 5,а—в).
/>
Рис. 4. Формы поперечного сечения (а) и последовательность сборкимагнитопровода (б — г)
Большое распространение получили также магнитопроводы (рис.5, г—ж), навитые из узкой ленты электротехнической стали (обычно изхолоднокатаной стали) или из специальных железо-никелевых сплавов.
/>
Рис. 5. Сердечники однофазных трансформаторов малой мощности,собранные из штампованных листов (о, б), колец (в) и стальной ленты (г—ж)
Обмотки. Первичную и вторичную обмотки для лучшей магнитной связирасполагают как можно ближе друг к другу: на каждом стержне 1магнитопроводаразмещают либо обе обмотки 2 и 3 концентрически одну поверх другой (рис.6, а),либо обмотки 2 и 3 выполняют в виде чередующихся дисковых секций — катушек(рис.6, б). В первом случае обмотки называют концентрическими, во втором —чередующимися, или дисковыми. В силовых трансформаторах обычно применяютконцентрические обмотки, причем ближе к стержням обычно располагают обмоткунизшего напряжения, требующую меньшей изоляции относительно магнито-проводатрансформатора, снаружи — обмотку высшего напряжения.
В трансформаторах броневого типа иногда применяют дисковыеобмотки. По краям стержня устанавливают катушки, принадлежащие обмотке низшегонапряжения. Отдельные катушки соединяют последовательно или параллельно. Втрансформаторах э. п. с, у которых вторичная обмотка имеет ряд выводов дляизменения напряжения, подаваемого к тяговым двигателям, на каждом стержнерасполагают по три концентрических обмотки (рис.6, в). Ближе к стержнюразмещают нерегулируемую часть 4 вторичной обмотки, в середине — первичнуюобмотку 5 высшего напряжения и поверх нее — регулируемую часть 6 вторичнойобмотки. Размещение регулируемой части этой обмотки снаружи упрощает выполнениевыводов от отдельных ее витков.
В трансформаторах малой мощности используют многослойные обмоткииз провода круглого сечения с эмалевой или хлопчатобумажной изоляцией, которыйнаматывают на каркас из электрокартона; между слоями проводов прокладываютизоляцию из специальной бумаги или ткани, пропитанной лаком.
/>
Рис. 6. Расположение концентрических (а), дисковых (б) иконцентрических трехслойных (в) обмоток трансформатора
Непрерывную спиральную обмотку используют в качестве первичной(высшего напряжения) и регулируемой части вторичной обмотки (низшегонапряжения). Эта обмотка состоит из ряда последовательно соединенных плоскихкатушек, имеющих одинаковые размеры. Катушки расположены друг над другом. Междуними устанавливают прокладки и рейки из электрокартона, которые образуютгоризонтальные и вертикальные каналы для прохода охлаждающей жидкости (масла).
Для повышения электрической прочности при воздействии атмосферныхнапряжений две первые и две последние катушки первичной (высоковольтной)обмотки обычно выполняют с усиленной изоляцией. Усиление изоляции ухудшаетохлаждение, поэтому площадь сечения проводов этих катушек берут большей, чемдля остальных катушек первичной обмотки.
Винтовую параллельную обмотку используют в качестве нерегулируемойчасти вторичной обмотки. Ее витки наматывают по винтовой линии в осевомнаправлении подобно резьбе винта. Обмотку выполняют из нескольких параллельныхпроводов прямоугольного сечения, прилегающих друг к другу в радиальномнаправлении. Между отдельными витками и группами проводов располагают каналыдля прохода охлаждающей жидкости.
/>
Рис. 7. Непрерывная спиральная (а) и винтовая (б) обмотки мощныхтрансформаторов электрического подвижного состава: 1 — выводы; 2,6 — каналы дляпрохода охлаждающей жидкости; 3 — катушки; 4 — опорные кольца; 5 — рейки; 7 —бакелитовый цилиндр; 8 — проводники обмотки
1.3 Принцип работы трансформаторов
Принцип работы трансформатора связан с принципом электромагнитнойиндукции. Ток поступающий на первичную обмотку создает в магнитопроводемагнитный поток.
Работа трансформатора основана на явлении электромагнитнойиндукции. На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой подаётся напряжениеот внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаётпеременный магнитный поток в магнитопроводе, сдвинутый по фазе, присинусоидальном токе, на 90° по отношению к току в первичной обмотке. В результатеэлектромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаётво всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции пропорциональнуюпервой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90°по отношению к магнитному потоку. Когда вторичные обмотки ни к чему неподключены (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практическиполностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток черезпервичную обмотку невелик, и определяется в основном её индуктивнымсопротивлением. Напряжение индукции на вторичных обмотках в режиме холостогохода определяется отношением числа витков соответствующей обмотки w2 к числувитков первичной обмотки w1: U2=U1w2/w1.
При подключении вторичной обмотки к нагрузке, по ней начинает течьток. Этот ток также создаёт магнитный поток в магнитопроводе, причём оннаправлен противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. Врезультате, в первичной обмотке нарушается компенсация ЭДС индукции и ЭДСисточника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке, до техпор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения. В этомрежиме отношение токов первичной и вторичной обмотки равно обратному отношениючисла витков обмоток (I1=I2w2/w1,) отношение напряжений в первом приближениитакже остаётся прежним.
Схематично, выше сказанное можно изобразить следующим образом:
U1 > I1 > I1w1 > Ф > ε2 > I2.
Магнитный поток в магнитопроводе трансформатора сдвинут по фазе поотношению к току в первичной обмотке на 90°. ЭДС во вторичной обмоткепропорциональна первой производной от магнитного потока. Для синусоидальныхсигналов первой производной от синуса является косинус, сдвиг фазы междусинусом и косинусом составляет 90°. В результате, при согласном включенииобмоток, трансформатор сдвигает фазу приблизительно на 180°. При встречномвключении обмоток прибавляется дополнительный сдвиг фазы на 180° и суммарныйсдвиг фазы трансформатором составляет приблизительно 360°.
1.4 Опыт холостого хода
Для испытания трансформатора служит опыт холостого хода и опыткороткого замыкания.
При опыте холостого хода трансформатора его вторичная обмоткаразомкнута и тока в этой обмотке нет (/2—0).
Если первичную обмотку трансформатора включить в сеть источникаэлектрической энергии переменного тока, то в этой обмотке будет протекать токхолостого хода I0, который представляет собой малую величину по сравнению сноминальным током трансформатора. В трансформаторах больших мощностей токхолостого хода может достигать значений порядка 5— 10% номинального тока. Втрансформаторах малых мощностей этот ток достигает значения 25—30% номинальноготока. Ток холостого хода I0 создает магнитный поток в магнитопроводетрансформатора. Для возбуждения магнитного потока трансформатор потребляетреактивную мощность из сети. Что же касается активной мощности, потребляемойтрансформатором при холостом ходе, то она расходуется на покрытие потерьмощности в магнитопроводе, обусловленных гистерезисом и вихревыми токами.
Так как реактивная мощность при холостом ходе трансформаторазначительно больше активной мощности, то коэффициент мощности cos φ еговесьма мал и обычно равен 0,2-0,3.
По данным опыта холостого хода трансформатора определяется силатока холостого хода I0, потери в стали сердечника Рст и коэффициенттрансформации К.
Силу тока холостого хода I0 измеряет амперметр, включенный в цепьпервичной обмотки трансформатора.
При испытании трехфазного трансформатора определяется фазный токхолостого хода.
О потерях в стали сердечника Pст судят по показаниям ваттметра,включенного в цепь первичной обмотки трансформатора.
Коэффициент трансформации трансформатора равен отношению показанийвольтметров, включенных в цепь первичной и вторичной обмоток.
1.5 Схема трансформатора на холостом ходу
/>
Рис. 8. – Схема однофазного трансформатора
Холостым ходом трансформатора называется режим работы, когда кпервичной обмотки трансформатора приложено напряжение, а вторичная обмотканаходится в разомкнутом состоянии, следовательно, ток в первичной обмоткеявляется намагничивающим, при этом величина его незначительна и составляет 5–8%от величины номинального тока. При холостом ходе трансформатора, не обращаявнимания на падение напряжения в первичной обмотке трансформатора I01·z1, можнопринять, что э.д.с. в обеих обмотках трансформатора численно равны напряжениямна их зажимах:
E1 ≈ U01 и E2 ≈ U02.
Разделим э.д.с. первичной обмотки на э.д.с. вторичной обмотки,получим:
E1/E2=W1/W2, следовательно, э.д.с., индуктируемые в обмоткахтрансформатора, пропорциональны числам витков обмоток.
Так как при холостом ходе E1 ≈ U01 и E2 ≈ U02, томожно записать:
E1/E2 ≈ U01/U02=W1/W2.
Значит, и напряжение на первичной стороне U1, а также и навторичной стороне U2 трансформатора пропорциональны числам витков обмотоктрансформатора.
1.6 Опыт холостого короткого замыкания трансформатора
При коротком замыкании вторичной обмотки сопротивлениетрансформатора очень мало и ток короткого замыкания во много раз большеноминального. Такой большой ток вызывает сильный нагрев обмоток трансформатораи приводит к выходу его из строя. Поэтому трансформаторы снабжаются защитой,отключающей его при коротких замыканиях.
При опыте короткого замыкания вторичная обмотка трансформаторазамкнута накоротко, т. е. напряжение на зажимах вторичной обмотки равно нулю.Первичная обмотка включается в сеть с таким пониженным напряжением, при которомтоки в обмотках равны номинальным. Такое пониженное напряжение называетсянапряжением короткого замыкания и обычно равно 5,5% от номинального значения.
По данным опыта короткого замыкания определяют величину потерь вмеди Ям, т. е. потерь на нагрев обмоток. Чаще проводят опыт трехфазногокороткого замыкания, при котором подводимое напряжение снижается до 10—20% от Uном для электродвигателей с фазным ротором и до 20—30% для электродвигателей скоротко- замкнутым ротором. Можно также проводить опыт короткого замыкания приоднофазном токе, подводя напряжение поочередно к двум выводам статорной обмотки(ротор заторможен).
При проведении опыта однофазного короткого замыкания у фазныхдвигателей ротор их замыкают накоротко и затормаживают, а к двум фазам статораподводят напряжение, равное 50—60% от номинального. Величина подводимогонапряжения во всех случаях проведения опыта короткого замыкания должна бытьтакой, чтобы ток в обмотках двигателя был номинальный. Продолжительность опытакороткого замыкания нужно сокращать до минимума.
Из данных опытов холостого хода и короткого замыкания определяютноминальный кпд.
Глава 2.Технология обслуживания, ремонт силовых трансформаторов
2.1Техническое обслуживание, монтаж трансформаторов
Монтажтрансформатора производят на специально оборудованной монтажной площадке вблизиего собственного фундамента (целесообразно на фундаменте), а также на ремонтнойплощадке ТМХ или на постоянном или переменном торце машинного залаэлектростанции. Монтажную площадку обеспечивают источником электроэнергиинеобходимой мощности и связью с емкостями масла со стороны стационарногомаслохозяйства (либо емкости располагаются вблизи площадки). Территориямонтажной площадки должна предусматривать работы подъемно-технологическогооборудования, а также свободное размещение вблизи бака трансформатораподготовленных к установке комплектующих узлов.
При работена открытом воздухе вблизи трансформатора устанавливают инвентарное помещениедля персонала, хранения инструмента, приборов материалов. Площадку оборудуютсредствами пожаротушения, телефоном. Освещенность сборочной (монтажной) площадкидолжна обеспечивать работу в три смены. Монтаж крупных трансформаторов следуетпроизводить по проекту организации работ, разработанному с учетом конкретныхусловий. В объем монтажных работ входит подготовка комплектующих узлов идеталей.
При подготовкек установке на трансформатор вводов кВ проверяют отсутствие трещин иповреждений фарфоровых покрышек, поверхность которых очищают от загрязнений;затем ввод испытывают испытательным напряжением переменного тока,соответствующим классу напряжения ввода.
Длямаслонаполненных вводов 110 кВ и выше объем подготовительных работ обусловленспособом защиты масла ввода от соприкосновения с окружающим воздухом.
Герметичныемаслонаполненные вводы проверяют внешним осмотром на отсутствие течи и нацелостность фарфоровых покрышек и других элементов конструкции, располагаемых свнешней стороны ввода, при этом давление масла измеряют по показаниямманометра. Согласно инструкции завода-изготовителя приводят давление во вводедо требуемых значений в зависимости от температуры окружаю щего воздуха. Принеобходимости производят долив или слив масла из ввода. Долив масла можетпроизводиться с помощью ручного маслонасоса. Перед присоединением маслонасосаперекрывают вентили со стороны ввода и бака давления, а в переходник вместопробки вворачивают штуцер с резьбой М 14x1,5. Затем приоткрывают вентиль бакадавления и под струей масла из переходника надевают шланг на штуцер. Насосомподают масло в бак давления, следя за показаниями манометра. Отсоединениенасоса производят в следующей последовательности: перекрывают вентиль состороны бака давления, выворачивают штуцер на переходнике и, приоткрыв вентильсо стороны бака давления, под струей масла вворачивают пробку. Открываютвентили на вводе и баке давления. При регулировании давления во вводе, заменеманометра или замене поврежденного бака давления и других операциях нельзядопускать проникновения окружающего воздуха во ввод. Подпитку ввода производятдегазированным маслом необходимого качества. Аналогично производят операции почастичному сливу (доливу) масла в герметичные вводы, не имеющие бака давления.
силовойтрансформатор электромагнитный
2.2 Ремонт силовых трансформаторов
Текущийремонт силового трансформатора с отключением его от питающей сети производят впорядке реализации планово-предупредительного ремонта.
Периодичностьтекущих ремонтов силовых трансформаторов зависит от их технического состояния иот условий эксплуатации. Сроки текущих ремонтов устанавливаются в местныхинструкциях предприятия. Однако такие ремонты надо производить не реже одногораза в год.
Текущийремонт силовых трансформаторов с отключением от питающей сети включает наружныйосмотр трансформатора, устранение обнаруженных дефектов, а также очисткуизоляторов и бака. Спускают грязь из расширителя, доливают при необходимости внего масло и проверяют правильность показаний маслоуказателя. Проверяютспускной кран и уплотнения, осматривают охлаждающие устройства и чистят их,проверяют состояние газовой защиты и целость мембраны выхлопной трубы. Проводяттакже необходимые измерения и испытания.
При хорошовыполненном текущем ремонте не должно быть аварийных выходов из строятрансформаторов, а продолжительность их эксплуатации должна возрастать.
У каждогосилового трансформатора, находящегося в работе, происходит постепенный износимеющихся в нем изоляционных материалов. Износ изоляции ускоряется вместе сповышением нагрузки. При неполной загрузке силового трансформатора износ егоизоляции замедляется. За счет этого допускается в отдельные периоды перегрузкатрансформатора, которая не сокращает нормальный срок его работы.
Величинудопустимой перегрузки силового трансформатора в отдельные часы суток за счетего недогрузки в другие часы определяют по диаграммам нагрузочной способноститрансформатора. Такие диаграммы составлены для силовых трансформаторов сестественным масляным и принудительным воздушным охлаждениями исходя изнормального срока износа изоляции трансформаторов от нагрева. Для пользованияуказанными диаграммами необходимо располагать коэффициентом суточного графиканагрузки трансформатора, который определяется по заданному суточному графику поформуле.
Чтобыиспользовать фактор, допускающий увеличение нагрузки силового трансформатора вотдельные часы зимних пик за счет недогрузки трансформатора в летнее времягода, пользуются следующим положением: на каждый процент недогрузкитрансформатора в летнее время допускается 1 % перегрузки трансформатора взимнее время, но не более 15%. Общая перегрузка трансформатора, которая можетбыть принята при использовании обоих указанных факторов, не должна превышать30%.
Всевышесказанное относится к допускаемым перегрузкам силовых трансформаторов вусловиях их нормальной эксплуатации. Иначе решается вопрос о допустимыхперегрузках силовых трансформаторов в аварийных случаях.
Указанныеаварийные перегрузки допускаются независимо от величины предшествующей нагрузкии температуры охлаждающей среды. Для сухих трансформаторов допускаютсяследующие аварийные перегрузки: 20% в течение 60 мин и 50% в течение 18 мин.
Современныесиловые трансформаторы при номинальном первичном напряжении работают с большимивеличинами магнитной индукции. Поэтому даже небольшое увеличение первичногонапряжения вызывает повышенный нагрев стали трансформатора и может угрожать егоцелости. В связи с этим при эксплуатации трансформатора величина подведенногонапряжения ограничивается и ее необходимо контролировать. Максимальнодопустимое превышение первичного напряжения принимается для трансформаторовравным 5% от напряжения, соответствующего данному ответвлению.
Особенностьюсиловых трансформаторов, работающих с принудительным охлаждением масла,является быстрое повышение температуры масла при прекращении работы системыохлаждения. Однако учитывая значительную теплоемкость трансформаторов, допускаютих работу в аварийных режимах при прекращении циркуляции масла или воды, атакже при остановке вентиляторов дутья. Предельная длительность работытрансформаторов в указанных условиях определяется местными инструкциями. Винструкциях учитываются как результаты предыдущих испытаний, так и заводскиеданные трансформаторов. Но при всех условиях работу трансформаторов припрекращении системы охлаждения допускают не больше, чем в течение одного часа.
Величинасопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов не нормируется, тем неменее эта характеристика относится к числу важнейших показателей состояниятрансформатора и ее систематически контролируют, сравнивая с величиной, котораяимела место при вводе трансформатора в эксплуатацию. Измерения производят приодинаковой температуре и одинаковой продолжительности испытания (обычно 1 мин).Величина сопротивления изоляции обмоток трансформатора считаетсяудовлетворительной, если она составляет не менее 70% от первоначальногозначения.
Необходимымусловием обеспечения нормального срока службы силового трансформатора являетсяконтроль за его нагрузкой. Если вести эксплуатацию силового трансформатора, непревышая допускаемых для него нагрузок, примерный срок службы силовоготрансформатора составляет около 20 лет. Необходимо при этом иметь в виду, чтосистематические недогрузки силовых трансформаторов с целью удлинения срока егослужбы имеют и свои отрицательные стороны: за это время конструкциятрансформатора морально стареет. Чтобы контролировать нагрузку трансформаторовмощностью 1000 та и выше, устанавливают амперметры, шкала которых соответствуетдопускаемой перегрузке трансформатора.
Температурумасла трансформаторов мощностью менее 1000 ква контролируют ртутнымитермометрами. При большей мощности трансформаторов для этой цели такжеиспользуют манометрические термометры. Их устанавливают для удобства контроляза температурой на высоте 1,5л от земли. Так как манометрические термометрыобладают меньшей точностью, чем ртутные, время от времени производится сверкаих показаний с показаниями ртутных термометров.
Принеправильном включении трансформаторов на параллельную работу могут возникатькороткие замыкания, а также неравномерное распределение нагрузки междуработающими трансформаторами. Чтобы этого не произошло, в трансформаторах,включаемых на параллельную работу, должно соблюдаться:
а)равенство коэффициентов трансформации;
б)совпадение групп соединения;
в)равенство напряжений короткого замыкания;
г)отношение мощностей трансформаторов, не превышающее 3;
д) совпадениефаз соединяемых цепей (фазировка).
Проверкуприведенных рекомендаций производят по заводским данным трансформаторов,включаемых на параллельную работу. Если проверка подтверждает наличие указанныхусловий, то приступают к фазировке трансформаторов, после чего их можновключать на параллельную работу.
Фазировкатрансформаторов производится перед их включением в эксплуатацию после монтажаили капитального ремонта со сменой обмоток. Перед тем как включитьтрансформатор после капитального или текущего ремонта, проверяют результатыпредписанных испытаний и измерений. Релейную защиту трансформатораустанавливают на отключение. После этого тщательно осматривают трансформаторнуюустановку. При осмотре установки обращают внимание на состояние системы управленияи сигнализации, а также на положение коммутационной аппаратуры. Проверяют, неоставлены ли где-либо переносные закоротки и заземления. Опробуют действияпривода выключателя путем однократного включения и отключения, без чегоприступать к оперированию разъединителями не разрешается.
Пробноевключение трансформатора в сеть производят толчком на полное напряжение. Такоевключение опасности для трансформатора не представляет, так как при наличии внем повреждений он под действием защиты своевременно отключится от сети.
2.3 Методыиспытаний силовых трансформаторов
Измерения ииспытания масляных силовых трансформаторов, автотрансформаторов, масляныхреакторов и заземляющих дугогасящих реакторов (в дальнейшем, трансформаторов) впроцессе подготовки и монтажа, проведении приемо-сдаточных испытанийпроизводятся в соответствии с требованиями гл.1.8 ПУЭ, РТМ 16.800.723-80,ОАХ.458.000-73 и гл. 6 «Нормы испытания электрооборудования».
Измерения ииспытания трансформаторов, находящихся в эксплуатации, производится всоответствии с требованиями «Нормы испытания электрооборудования иаппаратов электроустановок потребителей» (приложение 1 ПЭЭП). Измерения ииспытания проводятся при капитальном («К») и текущем («Т»)ремонтах, а также в межремонтный («М») период (профилактическиеиспытания, не связанные с выводом электрооборудования в ремонт).
Взависимости от характеристик и условий транспортировки все трансформаторыподразделяются на следующие группы:
1-я группа.Трансформаторы мощностью до 1000 кВ А напряжением до 35 кВ включительно,транспортируемые с маслом и расширителем;
2-я группа.Трансформаторы мощностью от 1600 до 6300 кВ•А включительно на напряжение до 35кВ включительно, транспортируемые с маслом и расширителем;
3-я группа.Трансформаторы мощностью 10000 кВ•А и выше, транспортируемые с маслом безрасширителя;
4-я группа.Трансформаторы 110 кВ и выше, транспортируемые полностью залитыми маслом;
5-я группа.Трансформаторы 110 кВ и выше, транспортируемые без масла с автоматическойподпиткой азотом;
6-я группа.Трансформаторы 110 кВ и выше, транспортируемые частично залитыми маслом безрасширителя.
Похарактеристикам и геометрическим размерам все трансформаторы подразделяются наследующие габариты:
I габарит.Трансформаторы до 35 кВ включительно мощностью 5-100 кВ•А;
II габарит.Трансформаторы до 35 кВ включительно мощностью 135 — 500 кВ•А;
Ш габарит.Трансформаторы до 35 кВ включительно мощностью 750 — 5600 кВ•А;
IV габарит.Трансформаторы до 35 кВ включительно мощностью 7500 кВ•А и более итрансформаторы напряжением от 35 до 121 кВ любой мощности;
V габарит.Трансформаторы напряжением от 121 до 330 кВ любой мощности;
VI габарит.Трансформаторы напряжением 500 и 750 кВ любой мощности.
2.4Возможные неисправности и способы устранения
Аварии,связанные с пожаром трансформаторов. При грозовом разряде и перекрытии вводатрансформатора может возникнуть пожар трансформатора. Масло, вытекающее поддавлением, загорается.
Привозникновении пожара трансформатора необходимо снять с него напряжение (если онне отключился от действия защиты), вызвать пожарную команду, известитьруководство предприятия и приступить к тушению пожара. При тушении пожараследует принять меры для предотвращения распространения огня, исходя изсоздавшихся условий. При фонтанировании масла из вводов и поврежденныхуплотнений необходимо для уменьшения давления масла спустить часть масла вдренажные устройства. При невозможности ликвидировать пожар основное вниманиедолжно уделяться защите от огня расположенных рядом трансформаторов и другогонеповрежденного оборудования.
Еслипризнаков повреждения (потрескивания, щелчки внутри бака, выброс масла) невыявлено, а сигнал газовой защиты появился, то отбирать пробы газа на анализможно без отключения трансформатора. При обнаружении горючего газа или газа,содержащего продукты разложения, трансформатор должен быть немедленно отключен,после чего на нем должны быть проведены измерения и испытания.
Еслипроверкой установлено, что выделяется негорючий газ и в нем отсутствуютпродукты разложения, то устанавливают наблюдение за работой трансформатора ипоследующим выделением газа. При учащении появления газа в реле и работы защитына сигнал трансформатор следует отключить.
Совместноесрабатывание газовой и дифференциальной защит трансформатора говорит о серьезныхповреждениях внутри трансформатора.
Газоваязащита. В случаях ложного срабатывания газовой защиты допускается одноповторение включения трансформатора при отсутствии видимых внешних признаковего повреждения. Если отключение трансформатора произошло в результате действиязащит, которые не связаны с его повреждением, можно включать трансформатор всеть без его проверки.
Глава 3. Охранатруда и правила безопасности при монтаже и ремонте электрооборудования
Передначалом работы электромонтажник обязан:
а)предъявить руководителю работ удостоверение о проверке знаний безопасныхметодов работ, получить задание и пройти инструктаж на рабочем месте поспецифике выполняемых работ;
б) надетьспецодежду и спецобувь установленного образца;
в) привыполнении работ повышенной опасности ознакомиться с мероприятиями,обеспечивающими безопасное производство работ, и расписаться в наряде-допуске,выданном на поручаемую работу.
Послеполучения задания электромонтажники обязаны:
а)проверить рабочее место, проходы к нему и ограждения на соответствиетребованиям безопасности, при необходимости выполнить мероприятия, указанные внаряде-допуске. Удалить посторонние предметы и материалы;
б)проверить исправность оборудования, приспособлений и инструмента, а такжедостаточность освещенности рабочих мест;
в)подобрать, предварительно проверив исправность и сроки последних испытаний,средства защиты и приспособления, применяемые для работы: диэлектрические иизмерительные штанги (клещи), указатели напряжения, инструмент с изолированнымиручками, диэлектрические перчатки, боты, галоши и коврики; подмости, лестницы,предохранительные пояса и др.;
г)проверить исправность редукторов и манометров баллонов с газами, герметичностьбутылей с электролитом, кислотой, щелочью, целостность упаковкипиротехнических, термитных патронов и спичек, эпоксидных и полиуретановыхкомпаундов, отвердителей и т.д.
Электромонтажникине должны приступать к работе при следующих нарушениях требований безопасности:
а)загазованности помещений, где предстоит работать;
б)отсутствии или неисправности приточно-вытяжной вентиляции, отсутствииспециальных растворов для нейтрализации разлитого электролита, кислоты илищелочи при работах в аккумуляторной;
в)отсутствии или неисправности лесов, настилов, подмостей или других средствподмащивания, наличии неогражденных проемов и перепадов по высоте в зонепроизводства работ;
г)неисправности средств защиты от падения при работе на высоте (предохранительныепояса, страховочные канаты и т.д.);
д)несвоевременном прохождении очередных испытаний (технического осмотра) средствподмащивания, лестниц, индивидуальных (коллективных) средств защиты;
е)отсутствии видимых разрывов электрических цепей, по которым может быть поданонапряжение на место работ, и защитного заземлением отключенной частиэлектроустановки;
ж)отсутствии или истечении срока действия наряда-допуска при работе в действующихэлектроустановках;
Списоклитературы
1. Китаев В.Е. Трансформаторы. Москва, «Высшая школа», 2004г.
2. Грумбина А.Б. Электрические машины и источники питания РЭА.Москва,
3. «Энергоатомиздат», 2000г.
4. Сидоров И.Н., Скорняков С.В. Трансформаторы бытовойрадиоэлектронной аппаратуры, Москва «Радио и связь», 2004г.
5. Нестеренко В.М. Технология электромонтажных работ, М, 2006г.
6. Соколов Б.А. Монтаж электротехнических установок. — М.,2003г.
7. Ктиторов А.Ф.Сети производственных помещений. – М.,2007г.
8. Производственное обучение электромонтажников по освещению,осветительным и силовым сетям электрооборудования. – М.,2006г.
Приложение
/>
/>
/>
Непрерывнаяспиральная (а) и винтовая (б) обмотки мощных трансформаторов электрическогоподвижного состава: 1 — выводы; 2,6 — каналы для прохода охлаждающей жидкости;3 — катушки; 4 — опорные кольца; 5 — рейки; 7 — бакелитовый цилиндр; 8 —проводники обмотки