3.2.6 Расчет параметров для контрольного прогрева трансформатора методом короткого замыкания (для трансформатора трдн-25000/110)
Номинальная мощность трансформатора РН = 25000-2×12500 кВ·А; номинальное напряжение трансформатора UН = 115000±9×1,78 % / 6300-6300 В; напряжение источника питания 6300 В; номинальный ток обмотки ВН IН = 122,5 А на 10 ступеней регулирования; напряжение короткого замыкания в режиме ВН/НН1+HН2 uк = 10,8 %; потери короткого замыкания в режиме ВН/НН1 + НН2 Р =121 кВт.
Наибольшую мощность прогрева определяем по формуле
РПР.МАКС = 0,49·121 = 59,2 кВт.
Наибольший ток прогрева определяем по формуле
Наибольшее напряжение прогрева определяем по формуле
.
Наибольшую кажущуюся мощность прогрева определяем по формуле
.
При имеющемся источнике питания для прогрева напряжением 6300 В
кВт;
.
Принципиальные схемы включения приборов при контрольном прогреве трансформаторов методом короткого замыкания представлены на рисунке
Рис. 24. Схемы включения приборов при прогреве трехфазных трансформаторов токами короткого замыкания.
а, в - метод двух ваттметров; б, г - метод трех ваттметров.
При проведении прогрева методом короткого замыкания следует вести рабочий журнал прогрева, в котором указываются:
-схема и расчетные параметры прогрева, температура окружающей среды;
-тип и номинальные данные источника питания;
-тип, заводской номер, класс точности, предел измерений контрольных приборов и аппаратов;
-вид, утепления трансформатора;
-время начала и общая продолжительность прогрева;
-способ осуществления циркуляции масла.
В процессе прогрева через каждый час необходимо записывать значения тока, напряжения, мощности, показания термосигнализаторов и термометров.
Контрольный прогрев трансформаторов постоянным током производится за счет тепла, выделяемого потерями в обмотках, вызванными прохождением постоянного тока, не превышающего по величине номинальных токов обмоток
Схемы включения обмоток трансформаторов для контрольного прогрева постоянным током приведены в табл. 10.
Рис. 25. Схема контрольного прогрева трансформатора постоянным током.
Рис. 26. Схема измерения тока и напряжения прогрева трансформатора постоянным током.
Для осуществления прогрева следует выбрать схему, расчетные параметры которой наиболее близки к параметрам имеющегося источника питания постоянного тока.
. Сопротивление схемы прогрева (Ом), приведенное к температуре 75 °С, рассчитывается по формуле
,
где Rx - сопротивление схемы в начале прогрева или по номограмме (рис. 27), Ом; tx - температура в начале прогрева или по номограмме (рис. 27), ºC.
Значение тока прогрева IПР должно быть таким, чтобы токи, протекающие в каждой из обмоток, были равны номинальным фазным токам IН этих обмоток или меньше их.
Напряжение трансформатора определяется по формуле
.
|
Схема |
Формулы для расчета общего сопротивления схемы, падения напряжения и потребляемой мощности |
Примечание |
|||
Схема последовательного соединения обмоток |
|
|
Две обмотки прогреваются равномерно: за счет увеличения падения напряжения увеличивается потребляемая мощность. Недостаток: обмотка средней фазы не участвует в прогреве |
|||
Схема последовательно-параллельного соединения обмоток |
|
|
Прогреваются обмотки ВН трех фаз. Недостаток: неравномерно прогреваются обмотки в крайних фазах, выделяется только 1/4 мощности в средней фазе |
|||
Схема параллельного соединения трех обмоток при протекании через нейтраль утроенного номинального тока |
|
|
Схема применима только при условии, что нулевой ввод рассчитан наутроенный номинальный ток, а плотность тока в отводе нейтрали соответствует требованиям п. 11.60 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Наименование
схемы
Рис.
27. Номограмма для определения температуры
обмотки нагретого трансформатора
постоянным током по отношению омических
сопротивлений
.
Необходимая мощность прогрева, которую может обеспечить схема, определяется по одной из формул:
или
Продолжительность прогрева должна быть не менее 10 ч, считая с момента включения на постоянный прогрев.
Источниками постоянного тока на монтаже могут быть:
генераторы постоянного тока;
выпрямительные установки;
сварочные генераторы.
Мощность источника питания для контрольного прогрева трансформатора постоянным током должна быть больше мощности прогрева на величину потерь в цепи между источником питания и прогреваемым трансформатором.
Если схема прогрева собрана таким образом, что в прогреве участвуют нейтральный ввод и нейтральный изолированный отвод, плотность тока в них должна быть не более 3 А/мм2 и не более 5 А/мм2 в неизолированном отводе, если в технической документации нет особых оговорок относительно тока нейтрали.
Если потери, создаваемые в одной обмотке, недостаточны, для того чтобы нагреть трансформатор до нужной температуры, необходимо включить в прогрев не одну обмотку, а две (например, обмотки ВН и СН).
Для закорачивания вводов обмоток, не участвующих в прогреве, следует применять короткие медные провода или шины сечением не менее сечения токоведущей шпильки или шины ввода закорачиваемой обмотки. Аналогичные требования должны быть выполнены и по отношению к сечению кабелей, подводящих питание к трансформатору.
Бак трансформатора и обмотки, не участвующие в прогреве, должны быть надежно заземлены.
Метод прогрева постоянным током дает возможность постоянного контроля температуры обмоток трансформатора. Сопротивление обмоток в горячем состоянии определяется по закону Ома
.
Зная сопротивление обмоток Rx в холодном состоянии при температуре tx, можно определить температуру нагретых обмоток
.
При определении tГ удобно пользоваться номограммой (рис. 27).
Для выравнивания температуры прогрева отдельных частей трансформатора должна быть обеспечена принудительная циркуляция масла с помощью двух маслонасосов, места подсоединения которых к баку наиболее удалены друг от друга.
При температуре окружающего воздуха ниже 10 ºС бак трансформатора рекомендуется утеплять с помощью асбополотна или листового асбеста; особенно тщательно утепляются крышка и дно бака.