Электрооборудование и силовое оборудование. Пособие. УТЦ. Балаковская АЭС

15

На каждом трансформаторе установлено 2 комплекта дистанционных реле, цепи напряжения каждого из которых подключены к ТН соответствующего ввода на резервную магистраль. Для обеспечения несрабатывания дистанционной защиты при неисправности цепей напряжения она снабжена токовым пуском.

Дистанционная защита с токовым пуском резервной магистрали (для каждой резервной магистрали).

Дистанционная защита, установленная на вводах трансформаторов 2РТСН-1 и 2РТСН-2 на резервную магистраль, предназначена для резервирования действия дистанционных защит резервных вводов на секции 6 кВ нормальной эксплуатации при междуфазных коротких замыканиях. Цепи напряжения дистанционного реле подключены к ТН ввода на резервную магистраль. Дистанционная защита резервной магистрали также имеет токовый пуск.

Защита от замыканий на землю на резервных магистралях с действием на сигнал (для каждой резервной магистрали).

Защита от замыканий на землю на резервных магистралях сигнализирует о наличии на них замыкания на землю.

Дуговая защита от коротких замыканий во вводных ячейках на резервную магистраль.

Защита от перегрузки обмоток 6 кВ трансформаторов 2РТСН-1 и 2РТСН-2 с действием на сигнал.

Защита от неполнофазного режима и непереключения фаз ВВ 2РТСН-1,2.

Защита от неполнофазного режима и непереключения фаз ВВ 2РТСН-1,2 предназначена для предотвращения повреждения электродвигателей при работе не на всех фазах и действует на отключение оставшихся не отключенных фаз.

Устройство автоматического включения пожаротушения.

Пожаротушение включается 2РТСН-1 и 2РТСН-2 автоматически при срабатывании газовой защиты с контролем отключенного положения ВВ 2РТСН-1,2 и выключателей 4BL01A, 4BM01A, 4BN01A, BP01A.

Автоматическое управление режимом охлаждения трансформатора для каж-дого трансформатора.

Автоматическое управление охлаждением 2РТСН-1,2 предусматривает включение дополнительного охладителя при увеличении тока нагрузки трансформатора по любой из обмоток 6 кВ до 1150А или повышении температуры верхних слоев масла до 40°С. В системе охлаждения предусмотрен резервный охладитель, который включается при отключении рабочего охладителя. Предусмотрено также АВР вводов питания ШАОТ.

Защита от понижения уровня масла в расширителях трансформатора и РПН для каждого трансформатора с действием на сигнал.

Защита от повышения температуры масла в баке трансформатора для каждого трансформатора с действием на сигнал.

Дифференциальная защита резервной магистрали 6 кВ для каждой магистрали.

Дифференциальная защита резервных магистралей предназначена для защиты резервных магистралей от междуфазных коротких замыканий и действует на отключение вводных выключателей 4BL01A, 4BM01A, 4BN01A, 4BP01A и секционных выключателей 4BL12A, 4BM12A, 4BN12A, 4BP12A.

Для контроля за режимом работы трансформаторы 2РТСН-1 и 2РТСН-2 оборудованы следующими приборами: амперметрами для измерения тока одной фазы обмотки ВН трансформаторов. Амперметры установлены на панели 18 ЦЩУ.

амперметрами для измерения тока одной фазы каждой обмотки 6 кВ трансформаторов. Амперметры установлены на панели 18 ЦЩУ.

мегавттметрами для измерения мощности каждой обмотки 6 кВ трансформаторов. Мегаваттметры установлены на панели 18 ЦЩУ.

вольтметрами для измерения напряжения на стороне 6 кВ трансформаторов (секции 4BL и 4BN).

16

Вольтметры установлены на панели 18 ЦЩУ. указателями положения переключающих устройств РПН трансформаторов. Указатели положения установлены на панели 18 ЦЩУ.

счетчиками для учета электрической энергии, проходящей через каждую обмотку 6 кВ трансформаторов. Счетчики установлены в ячейках выключателей 4BL01A, 4BM01A, 4BN01A, 4BP01A.

вольтметрами с переключателями для измерения линейных и фазных напряжений. Вольтметры и переключатели установлены в ячейках ТН секций 4BL, 4BM, 4BN, 4BP.

Включение и отключение выключателя ВВ-220 кВ 2РТСН-1,2, выключателей 4BL01A, 4BM01A, 4BN01A, 4BP01A вводов на резервные магистрали и секционных выключателей 4BL12A, 4BM12A, 4BN12A, 4BP12A осуществляется с панели 18 ЦЩУ.

Ключи управления переключающими устройствами трансформаторов установлены на панели 18 ЦЩУ.

Разъединители 2РТСН-1,2 включаются и отключаются со шкафов управления о месту.

Табло сигнализации 2РТСН-1,2 расположены на панели 18 ЦЩУ.

Возможные отклонения от нормального режима работы трансформаторов и способы их устранения

ремонтный персонал для устранения нарушений.

Перечень принятых сокращений

2РТСН-1,2 2-ая группа резервных трансформаторов собственных нужд

ÂÂвоздушный выключатель

ÇÇзащита от замыканий на землю

1

Цели обучения

После изучения данного пособия обучаемые смогут: Объяснить принцип действия трансформаторов.

Объяснить условия параллельной работы трансформаторов. Назвать основные защиты трансформаторов 6/0,4 кВ Бал.АЭС.

Объяснить назначение трансформаторов 6/0,4 кВ, конструкцию, условия параллельной работы и особенности эксплуатации.

2

Введение

Особенности технологического процесса АЭС предъявляют повышенные требования к надежности питания приводов механизмов технологических систем и других потребителей собственных нужд.

Основным напряжением, применяемым в схемах с.н., являются 6 кВ и 0,4 кВ.

Распределительные устройства 0,4 кВ получают питание от трансформаторов собственных нужд типа ТСЗ.

Назначение

Для преобразования напряжения в схемах собственных нужд на Балаковской АЭС применяются трансформаторы типа ТСЗ с напряжением первичной обмотки 6 кВ, вторичной обмотки 0,4 кВ (0,23 кВ). Они предназначены для питания секций 0,4 кВ и выпрямителей АБП.

Трансформаторы должны обеспечивать надежность работы электроустановки, что может быть выполнено при правильном подборе конструкции трансформаторов, знаний принципа их работы, правильной эксплуатации и технического обслуживания.

Принцип действия

Трансформатор представляет собой статический преобразователь, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения.

Преобразователь энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем, т.е. действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции.

При включении первичной обмотки трансформатора в сеть переменного тока по этой обмотке протекает ток, создающий магнитное поле. Большая часть магнитных линий замкнется по стальному магнитопроводу, образуя основной магнитный поток, который пронизывая витки вторичной обмотки индуктирует в ней ЭДС.

Отношение напряжения первичной обмотки к напряжению вторичной обмотки называют коэффициентом трансформации

Ê = U2 = E2 = W2

U1 E1 W1

Е1,2 - ЭДС первичной и вторичной обмоток,

W1,2 - количество витков первичной и вторичной обмоток.

Для трехфазного трансформатора различаются конструктивный и эксплуатационный коэффициенты трансформации.

Конструктивный коэффициент трансформации определяет соотношение чисел обмоток высокого напряжения и низкого напряжения и равен отношению фазных напряжений.

Эксплуатационный коэффициент трансформации равен отношению линейных напряжений на стороне высокого напряжения (ВН) и низкого напряжения (НН).

Если схемы соединения обмоток ВН и НН одинаковы (например, звезда-звезда или треугольник-треугольник), то отношение фазных и линейных напряжений также одинаковы, т.е. конструктивный и эксплуатационный коэффициенты трансформации равны.

3

Если же схемы соединения обмоток ВН и НН различны (звездатреугольник или треугольник-звезда), то конструктивный и эксплуатационный коэффициенты трансформации отличаются в √3 ðàç.

Схемы соединения обмоток трансформатора указываются в паспорте и на щитке, который прикрепляется к корпусу трансформатора.

Каждый трансформатор снабжается щитком из материала, не подверженного атмосферным влияниям. Этот щиток прикреплен к трансформатору на видном месте и содержит его номинальные данные, которые нанесены травлением, гравировкой, выбиванием или другими способами, обеспечивающими видимость и долговечность знаков. На щитке трансформатора указываются следующие данные:

наименование организации, в систему которой входит заводизготовитель; наименование и адрес или марка завода-изготовителя; год выпуска; заводской номер; обозначение типа; номер стандарта;

номинальная мощность (кВ.А). Для трехобмоточных трансформаторов указана мощность каждой обмотки; напряжения номинальные и напряжения ответвлений обмоток (В или кВ); номинальные токи каждой обмотки (А); число фаз; частота тока (Гц);

схема и группа соединения обмоток трансформатора); напряжение короткого замыкания (%); род установки (внутренняя и наружная); способ охлаждения; полная масса трансформатора (кг или т); масса масла (кг или т);

масса активной части (кг или т); положения переключателя, обозначенные на его приводе.

Для трансформаторов применено принятое в практике сокращенное условное обозначение типов. Для силовых трансформаторов тип обозначается буквами и цифрами в следующеим порядке:

А - автотрансформатор (трансформатор специально не обозначается)

Число фаз

О - однофазный Т - трехфазный

Р - с расщепленными обмотками НН

Вид охлаждения

М - естественное масляное Д - масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла

ДЦ - масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла МВ - масляно-водяное с естественной циркуляцией масла Ц - масляно-водяное с принудительной циркуляцией масла С - естественное воздушное при открытом исполнении СЗ - естественное воздушное при закрытом исполнении Н - естественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком

Число обмоток

Т - трехобмоточный (двухобмоточный специально не обозначается)

Другие свойства

Н - с регулированием напряжения под нагрузкой на одной из обмоток.

После буквенного обозначения дробью указываются мощность трансформатора в киловольт-амперах (числитель) и класс напряжения - номинальное напряжение обмотки. ВН в киловольтах (знаменатель). Так, например, обозначение ТРДЦН-63000/220 расшифровывается:

трансформатор трехфазный, с расщепленными обмотками НН, с масляным охлаждением с дутьем и принудительной циркуляцией масла, двухобмоточный, с регулированием напряжения под нагрузкой, мощностью 63000 кВ.А, с напряжением обмотки ВН 220 кВ.

4

Устройство

Поскольку в схемах с.н. Балаковской АЭС применены трансформаторы типа ТСЗ, рассмотрим их особенности.

При работе трансформатора происходит нагрев обмоток и магнитопровода за счет потерь энергии в них. Предельный нагрев частей трансформатора ограничивается изоляцией, срок службы которой зависит от температуры нагрева. Чем больше мощность трансформатора, тем интенсивнее должна быть система охлаждения.

Естественное воздушное охлаждение трансформаторов осуществляется путем естественной конвекции воздуха и частично лучеиспускания в воздухе. Такие трансформаторы получили название "сухих".

Условно принято обозначать естественное воздушное охлаждение при открытом исполнении С; при защищенном исполнении СЗ; при герметизированном исполнении СГ, с принудительной циркуляцией воздуха СД.

Трансформаторы на энергоблоках Балаковской АЭС в схемах собственных нужд имеют дополнительные буквенные обозначения:

Àäëÿ ÀÝÑ

Ñдля собственных нужд

У (или Тп) для работы в районе с умеренным или тропическим климатом.

Трансформаторы с.н. типа ТСЗ, ТСЗА, ТСЗУ предназначены для работы внутри помещений в следующих условиях:

высота над уровнем моря не более 1000 м; температура воздуха от плюс одного до плюс 40 градусов С;

относительная влажность окружающего воздуха не более 80% при температуре плюс 25 градусов С; окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая

агрессивных паров и газов, разъедающих металлы и изоляцию, не насыщена токопроводящей пылью.

Трансформаторы состоят из следующих основных сборочных единиц: магнитопровода; обмоток, размещенных на магнитопроводе; отводов; защитного кожуха.

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать определенный уровень напряжения на шинах секций 0,4 кВ. Одним из способов регулирования напряжения является изменение коэффициента трансформации.

Известно, что коэффициент трансформации определяется как отношение напряжений или количества витков обмоток. Величину напряжения на вторичной обмотке можно записать как:

U2 = U1 •W2 , W1

Изменяя количество витков обмоток, меняем коэффициент трансформации и, соответственно, величины напряжений.

Обмотки трансформаторов ТСЗ снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно изменять коэффициент трансформации.

Переключение ответвлений на данных типах трансформаторов производят на отключенном трансформаторе, т.е. без возбуждения. Эта система носит название ПБВ - переключение без возбуждения.

Устройство ПБВ позволяет регулировать напряжение в пределах ±5%. Например, если трансформатор работал на основном выводе "0" и необходимо повысить напряжение на вторичной стороне U2, то, отключив трансформатор, производят переключение на (-%), уменьшая тем самым число витков.

5

Параметры трансформаторов при регулировании

При самом малом из возможных сдвигов (при разных группах соединений) - сдвиге в 30 градусов - уравнительный ток примерно в 5 раз превышает номинальный ток трансформатора. При самом большом сдвиге - в 180 градусов - в 20 раз.

Основных групп соединений может быть двенадцать (1ч, 2ч... 12 ч) - по числу цифр на циферблате. Это объясняется тем, что векторы первичных и вторичных напряжений в зависимости от схемы соединений обмоток и их расположения на стержнях могут иметь сдвиги, кратные 30 градусам. Таким образом, группе 1ч соответствует сдвиг 30 градусов, группе 2ч - 60 градусов и т.д. Сдвиг в 360 градусов (или отсутствие сдвига, т.к. 360 градусов и 0 градусов - это одно и то же) имеет группа в 12ч или 0 часов.

Четные группы (2, 4, 6, 8, 10, 12) получаются, если обе обмотки высшего напряжения (ВН) и низшего напряжения (НН) имеют одинаковые соединения - обе в звезду или обе в треугольник.

Нечетные группы (1, 3, 5, 7, 9, 11) получаются, если одна обмотка соединена в звезду, а другая - в треугольник.

Техника определения группы соединений заключается в следующем: первый шаг: строится векторная диаграмма обмотки ВН; второй шаг: строится векторная диаграмма обмотки НН; третий шаг: совмещаем центр тяжести векторной диаграммы обмотки ВН с центром часов, направляя вектор одной из фаз (как правило фазы В) на 12 часов; четвертый шаг: совмещаем центр тяжести векторной

диаграммы НН с центром часов и смотрим, на который час указывает вектор той же фазы (В). Этот час и определяет собой группу соединений.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростанция. СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА

Сухие трансформаторы просты по конструкции и надежны в работе. Их удельная повреждаемость по сравнению с другими видами электрооборудования незначительна. Однако для устранения неполадок и предупреждения повреждений трансформаторы периодически подвергаются техническому обслуживанию.

В техническое обслуживание входят: осмотр; текущий ремонт;

капитальный ремонт.

Периодические осмотры трансформаторов производятся:

оперативным персоналом согласно "Графику обходов и осмотров электрооборудования";

административно-техническим и ремонтным персоналом, отвечающим за эксплуатацию трансформаторов не реже одного раза в 10 дней; внеочередные осмотры производятся при включении

трансформатора, срабатывании защит.

При внешнем осмотре трансформатора обращается внимание на: отсутствие механических повреждений; отсутствие загрязнений кожуха; отсутствие посторонних предметов;

температуру контактных соединений по термоиндикаторной пленке или с помощью переносных бесконтактных тепловизоров.

В объем текущего ремонта входят:

наружный осмотр и чистка трансформаторов; устранение мелких повреждений; измерение сопротивления изоляции; ревизия переключателей ПБВ.

7

Текущие ремонты производятся не реже одного раза в четыре года.

В объем капитального ремонта входят: осмотр и чистка магнитопровода; проверка и ремонт обмоток; проверка системы прессовки обмоток; проверка защитных устройств; проверка и ремонт выводов; проведение испытаний; ремонт и устройство ПБВ.

Капитальный ремонт производится не позже, чем через 8 лет после включения в эксплуатацию, а в дальнейшем по мере необходимости, в зависимости от результатов испытаний.

Особенности

эксплуатации

При эксплуатации трансформаторов допускается превышение напряжения на любом ответвлении ПБВ обмоток относительно номинального при нагрузке не выше номинальной:

длительно на 5%; кратковременно (до 6 часов в сутки) на 10%;

при нагрузке не выше 0,25 номинальной - длительно на 10%.

В аварийный режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверхноминального тока согласно таблице.

Сушка должна проводиться до тех пор, пока сопротивление изоляции в нагретом состоянии (85-100 градусов С) не достигнет постоянной величины, которая должна оставаться неизменной в течение 8-12 часов.

Трансформаторы в зависимости от мощности на блоках Балаковской АЭС предназначаются для питания секций или преобразовательных устройств в составе АБП (агрегатов бесперебойного питания) в соответствии с таблицей. Трансформаторы 6/0,4кВ имеют оперативное обозначение BU.