книги из ГПНТБ / Грудинский, П. Г. Техническая эксплуатация основного электрооборудования станций и подстанций

общими для всех обмоток, или отдельными кольцами для каждой обмотки. Последняя конструкция более эффективна, так как она позволяет опрессовать каждую обмотку более равномерно.

Второй целью внутреннего осмотра является очистка от грязи выемной части трансформатора и бака. Наличие загрязнений — одна из основных причин старения изоляции трансформатора. Из-за недо­ статочной культуры производства на трансформаторных заводах много разного рода механических примесей остается внутри трансформатора при его выпуске с завода. К ним добавляются осадки из масла и в до­ вольно большом количестве — из системы охлаждения с погружен­ ными насосами. При вскрытии этой системы в ряде случаев обнаружи­ ваются металлические опилки, стружки (в частности от крыльчатых насосов). Необходимы не только очистка всей системы, но и выясне­ ние и устранение причин ее засорения — ремонт и балансировка мас­ ляных насосов и т. п.

После вскрытия трансформатора производится осмотр его выем­ ной части, в первую очередь — изоляции и креплений обмоток.

Для нормального охлаждения и для динамической прочности имеет большое значение состояние секционной и дополнительной изоляции в виде прокладок, шайб, межслоевой изоляции и т. п. Встречаются случаи распухания или их смещения, что может повлечь за собой закрытие канала и нарушить его охлаждающее действие. Такие явле­ ния наблюдались, в частности, в секциях обмотки ВН трансформаторов 220 кВ и выше, что влекло за собой повышение нагрева секций, особенно средних витков в верхней части обмотки.

Проверяется состояние всех доступных осмотру элементов кон­ струкции активной части- У магнитопровода проверяется плотность сборки пакетов стали, особенно в местах, где имеются следы ржав­ чины, нагрева. Проверка производится щупом 0,08 мм. Щуп должен проникать между пластинами с трудом и не более чем на 2—3 мм.

Измеряется сопротивление изоляции стяжных болтов ярма и до­ ступных стяжных болтов стержней, ярмовых балок и прессующих ко­ лец. Неудовлетворительная изоляция восстанавливается. Сопротив­ ление изоляции следует поддерживать не менее 1 МОм.

Проверяется наличие и состояние заземлений самого магнитопро­

ботающего при снятии напряжения с трансформатора, проверяется его состояние. Обычно слабым местом таких переключателей являются пружины, обеспечивающие нажатие контактов переключателя. Если пружины ослабнут (например, отпустятся из-за нагрева), контакты пе­ регреются, их поверхности начнут разрушаться. Проверка нажатия и своевременная замена пружин предупредят тяжелое повреждение.

Необходимо осмотреть контактную систему, устранить возможные перекосы в ней, очистить или заменить контакты, подтянуть ослабев­ шие крепления, проверить легкость вращения валов, действие фикса­ торов положения. Следует пройти все положения переключателя в обоих направлениях и при затруднениях в переключении устранить их при­ чины.

После определения характера осадков на обмотках и магнитопроводе и выяснения возможного их происхождения (продукты старения и окисления масла, грязь, остатки силикагеля) выемная часть про­ мывается струей горячего масла (-{- 60° С), удовлетворяющего требо­ ваниям заливки в данный трансформатор. Промывка ведется сверху

421

вниз, промываются все детали и горизонтальные каналы обмотки. Бак чистится, промывается маслом, сварные швы проверяются, все замечен­ ные неисправности устраняются.

Трансформаторные вводы очищаются, осматриваются, заменяется масло, все детали подгоняются, закрепляются, производится испыта­ ние вводов.

Устройства для непрерывной регенерации масла, фильтры и ад­ сорберы очищаются, заполняются новым качественным сорбентом. Раз­ бираются и очищаются все устройства искусственного охлаждения трансформатора, вентиляторы балансируются, двигатели продуваются, измеряется сопротивление их изоляции, восстанавливаются подшип­ ники. Проверяются все виды сигнализации, блокировки, автоматики и релейной защиты.

Следует обратить внимание на качество уплотнений. Средний срок службы уплотнений 5—7 лет. Подбором соответствующего сорта маслоупорной резины можно значительно повысить срок службы уп­ лотнений.

После окончания сборки трансформатора производится в случае необходимости сушка трансформатора, затем бак заполняется мас­ лом и проводятся необходимые испытания, как это указано выше.

Работы, проведенные при всех видах ремонта, выявленные и устра­ ненные неисправности, результаты осмотров и испытаний фикси­ руются записями в паспорте трансформатора. При приемке из капи­ тального ремонта составляется акт, при приемке из текущего ремонта производится запись в журнале.

Ремонт устройства РПН. Устройство для регулирования напря­ жения под нагрузкой представляет собой достаточно сложный комп­ лекс переключателей, привода, автоматики, содержащий ряд элемен­ тов, изнашивающихся в процессе работы. В наиболее трудных условиях находится корпус с контакторами, в котором может образоваться зна­ чительное количество осадков, в частности от обуглероженного масла при разрыве и гашении дуги. Полость корпуса с контакторами за­ грязняется в меньший промежуток времени, чем изнашиваются контак­ ты контакторов и детали устройства привода. Ввиду большого числа типов переключателей и относительно непродолжительного срока их эксплуатации указать определенные сроки и периодичность их ре­ монта пока не представляется возможным. Основным показателем яв­ ляется анализ масла из корпуса переключателей для проверки элект­ рической прочности и загрязненности.

Корпус с контакторами выполняется так, что его масло гермети­ чески отделено от масла трансформатора. Он имеет отдельное газо­ вое реле или реле давления, отдельный кран для отбора проб, свою защиту от повышения давления. Доступ в корпус контакторов не тре­ бует вскрытия бака трансформатора.

Капитальный ремонт устройства РПН производится при каждом капитальном ремонте трансформатора и, кроме того, по мере необ­ ходимости, выявленной при текущих ремонтах РПН. Текущие ремонты РПН назначаются после определенного числа переключений, указанных в заводском паспорте, и при неблагоприятных анализах масла из кор­ пуса с переключателем или замеченных неисправностях в работе РПН.

При текущем ремонте масло из корпуса контакторов сливается, внутренняя полость корпуса промывается горячим маслом, проверяется состояние контактов, действие предохранительных клапанов, в слу­ чае необходимости производится смена контактов. Выявляются и устра­ няются люфты в звеньях кинематической цепи привода переключателя,

422

затяжкой болтов восстанавливаются все крепления, проверяется на­ дежность соединений цепей управления и блокировок.

После монтажа или капитального ремонта проверяются: все бло­ кировки; правильность работы устройства РПН от руки и от дистан­ ционного привода, от автоматики; состояние токоограничивающих ре­ зисторов и их сопротивление; снимается круговая диаграмма для каж­ дого ответвления при переключениях РПН в обе стороны.

Круговая диаграмма характеризует правильность сборки переклю­ чателя, правильность присоединения ответвлений, наличие и величину

Рис. 11-7. Пример круговой диаграммы РПН.

люфтов. Для снятия круговой диаграммы собирается испытательная схема, в которую включаются контакты контакторов и избирателей устройства РПН так, чтобы они зажигали или гасили при своем вклю­ чении или отключении сигнальные лампы испытательной схемы. Вал, идущий от коробки приводного механизма к корпусу контакторов, про­ пускается через разрезной прессшпановый диск, неподвижно закреп­ ляемый на корпусе. На этом валу укрепляется металлическая стрелка.

Обычно один повброт вала на 360° соответствует циклу переклю­ чений контактов при переходе с одного ответвления на другое. Еоли при медленном повороте вала отмечать по шкале угол, соответствую­ щий зажиганию или гашению лампы, ведя запись по форме, приведен­ ной в табл. 11-5, то в результате можно составить диаграмму рис. 11-7. Здесь заштриховано замкнутое состояние контактов а и б, шунтирую­

423

щих активные сопротивления, и замкнутое состояние контактов пере­ ключателя П реверса обмоток. Оценка производится по углу а. Сравни­ вая такую диаграмму с заводской или с ранее снятой, получают воз­ можность судить о последовательности действия устройства и об имею­ щихся люфтах, допустимая величина которых указывается заводомизготовителем.

Определение возможности включения трансформатора без сушки.

Если капитальный ремонт производился без смены (полной или частич­ ной) обмоток и если выемная часть трансформатора находилась в воз­ духе с относительной влажностью ф 75% (во время выемки и ре­ монта) не более 24 ч для трансформаторов 35 кВ и ниже и 16 ч для трансформаторов ПО кВ и выше, трансформаторы могут быть залиты маслом и включены без сушки.

Указанные сроки могут быть увеличены в 3 раза, если во время выемки и ремонта температура выемной части поддерживалась не ме­ нее чем на 5 °С выше температуры окружающего воздуха.

Перед вскрытием трансформатора температура верхних слоев масла должна быть выше или, в крайнем случае, равна температуре окружающего воздуха. При относительной влажности воздуха выше 75% температура верхних слоев масла должна превышать температуру окружающего воздуха не менее чем на 10 °С.

В случае если указанные выше условия не были соблюдены, до­ пустимость включения трансформатора без сушки определяется на ос­ нове сопоставления результатов измерений показателей состояния изоляции, произведенных до и после ремонта в одинаковых условиях. Включение без сушки можно считать допустимым, если: сопротивление изоляции (одноминутное значение) понизилось не более чем на 40%; отношение С2/С50 возросло не более чем на 10%, a tg б — не более чем на 30% . Результаты всех измерений должны быть приведены к оди­ наковой температуре (методику измерений С2/С60 см. § 3-3).

При очень высоких показателях состояния изоляции до сушки трансформатора возможно, что они ухудшатся за время нахождения выемной части на воздухе больше, чем это указано выше, но все же оста­ нутся хорошими. Поэтому допускается включение без сушки и при бблыних отступлениях по сравнению с указанными выше, если абсо­ лютные значения показателей tg б и С2/С60 выше указанных в табл. 11-6.

Т а б л и ц а 11-6

Абсолютные значения показателей, при которых допускается включение трансформаторов после капитального ремонта без сушки

4 2 4

Отношение Re0"tRlb,. не нормируется, его следует учитывать при решении вопроса об отказе от сушки. Обычно эти отношения для неувлажненных обмоток при температуре 10—30 °С равны: для обмоток 35 кВ и ниже — не менее 1,3; для обмоток ПО кВ и выше— 1,5—2. Для увлажненных обмоток и обмоток, имеющих местные дефекты в изо­ ляции, это отношение приближается к 1.

11-8. Сушка трансформаторов

Сушка трансформаторов является очень ответственной операцией, от правильного проведения которой во многом зависит надежность последующей работы трансформаторов. Наиболее качественно сушка может быть проведена в стационарных камерах, где имеются все условия для ведения оптимального режима сушки (особенно для создания глу­ бокого вакуума), надзора за протеканием процесса и заливки трансфор­ матора качественным, дегазированным и сухим маслом. Стационар­ ные сушильные камеры имеются практически только на ремонтных заводах и в центральных ремонтных мастерских, где и следует прово­ дить по возможности все ремонты трансформаторов.

На месте установки трансформатора (т. е. на электростанции или на подстанции, в их мастерских или В подходящих помещениях) сушка

может производиться без вакуума и под вакуумом. При сушке без вакуума она проводится с помощью воздуходувок или инфракрасного излучения. Сушка под вакуумом ведется в собственном баке транс­ форматора, причем нагрев производится потерями в стали бака и магнитопровода, а магнитный поток, вызывающий эти потери, создается или специальной временной обмоткой или токами нулевой последова­

тельности в обмотке трансформатора.

Сушка трансформатора воздуходувкой. Сушка трансформатора про­ изводится в камере, которая для обеспечения равномерного прогрева всех элементов выемной части должна быть хорошо утеплена. Камера может быть выполнена из деревянных рам, фанеры и утеплителя, внутри же должна быть обшита листовым железом с прокладкой асбе­ стовых листов для обеспечения пожарной безопасности.

Размер камеры выбирается так, чтобы были обеспечены минималь­ ные расстояния между ее стенками и выемной частью около 180—200 мм. В верху камеры предусматривается вытяжное отверстие. На стенках камеры и на потолке вблизи отверстия, а также на обмотке трансфор­ матора устанавливаются термометры или термопары. Горячий воздух подводится снизу камеры от одной, а лучше от двух воздуходувок. Для более равномерного обогрева горячий воздух целесообразно пода­ вать в два отверстия, расположенные по диагонали пола камеры. Эскиз установки показан на рис. 11-8.

Нагрев воздуха в нагревателе 7 может производиться или от элек­

в камеру-искроуловитель 6 — металлическую сетку. Производительность воздуходувки выбирается из условия, чтобы

количество воздуха, подаваемого в 1 ч, превышало по крайней мере в 90 раз объем сушильной камеры. Мощность печей электронагревателя, кВт, определяется по выражению

425

на входе в воздуходувку и на выходе из нагревателя.

Температура воздуха при входе в сушильную камеру не должна превышать 105 °С. Камеру следует утеплить так, чтобы температура воздуха на выходе из вентиляционного отверстия была не ниже 80—90 °С в установившемся состоянии сушки, т. е. после нагрева выемной части. Температура активной части не должна превышать 105 °С; регулиро­ вание производится или заслонкой вентиляционного отверстия, или пе­ риодическим отключением нагревателя.

Периодическое отключение нагревателя ускоряет сушку — темпе­ ратура внешнего слоя изоляции снижается, внутренние слои остаются более теплыми, что повышает поступление влаги изнутри к наружным

3

Рио. 11-8. Сушка трансформатора воздуходувкой.

слоям изоляции. Температуру внутренних слоев можно примерно при­ нять равной температуре магнитопровода. Желательно, чтобы разница температур между наружным слоем изоляции и температурой магни­ топровода была в периоды отключения нагревателя примерно 15—20 °С и чтобы продолжительность такого периода составляла 15—20 ч. Тем­ пература магнитопровода оказывается выше температуры обмотки при отключении нагревателя потому, что обмотка охлаждается значительно быстрее магнитопровода. Однако охлаждать магнитопровод ниже 70—95 °С и обмотку ниже 70—65 °С не рекомендуется.

После проведения описанной операции («цикла термодиффузии») магнитопровод и обмотка нагреваются до прежней температуры и про­ изводится измерение сопротивления изоляции. Сопоставление резуль­ татов измерения до и после цикла термодиффузии выявляет эффектив­ ность цикла. При благоприятных результатах (повышение сопротивле­ ния) цикл может быть повторен.

За все время сушки ведется журнал сушки и график ее хода, по­ добный изображенному на рис. 11-9, Сушку можно считать закончен­

426

ной, если установившееся значение сопротивления изоляции остается неизменным при постоянной температуре обмотки в продолжение не менее 6 ч. На графике сушки (рис. 11-9) этот период сушки отмечен буквами аб\ в начале сушки сопротивление резко снижается, некото­ рое время остается на низком уровне, затем повышается и становится практически стабильным. После снижения температуры обмотки со­ противление изоляции повышается, как это показано на графике, участок бв.

Высушенная активная часть должна быть по возможности скорей погружена в сухое и дегазированное масло.

Сушка инфракрасным излучением. Выемная часть устанавливается в помещении под колпаком с вытяжной вентиляцией. На магнитопроводе и на обмотках в нескольких местах по периметру устанавли-

Рис. 11-9. График сушки трансформатора воз­ духодувкой.

/— температура воздуха; 2 — температура изоля­ ции; 3 — сопротивление изоляции обмотки.

ваются термопары, прикрытые от воздействия инфракрасных лучей киперной или тафтяной лентой.

Лампы инфракрасного излучения (ЗС-1, ЗС-2, ЗС-З мощностью 250 Вт), укрепленные на штативах с отражателями, размещаются во­ круг выемной части так, чтобы расстояние между ней и лампами сос­ тавляло 320 мм, а расстояние между соседними лампами 190 мм. При­ мерно число ламп составляет: при мощности трансформаторов 1 000— 560 кВ-А — 50 шт.; при 400—320 кВ-А — 42 шт.; при 250—260 кВ-А— 30 шт.; при 100 кВ-А — 24 шт.

Для того чтобы использовать термическую диффузию, целесооб­ разно через каждые 30 мин сушки производить в течение 15 мин обдув выемной части холодным наружным воздухом. Опыт показывает, что при условиях, описанных выше, продолжительность сушки для транс­ форматоров мощностью 100—320 кВ-А составляет 20—22 ч, а для мощ­ ности 420— 1000 кВ-А — 25—35 ч.

Наблюдение за сушкой и критерии для ее окончания такие же, как при сушке воздуходувкой.

Сушка под вакуумом в собственном баке. Как было сказано вна­ чале, нагрев выемной части при этом методе может производиться дву­ мя способами: временной обмоткой, укладываемой снаружи на баке и токами нулевой последовательности. В остальном процесс сушки ве­ дется одинаково, независимо от способа нагрева. Поэтому сначала будут

427

рассмотрены способы нагрева. При обоих способах нагрева бак транс­ форматора утепляется, так как при утепленном баке мощность прогрева в 1,3— 1,4 раза меньше, чем без утепления. Утепление производится огнестойкими материалами — листовым асбестом, асбестовым полот­ ном, матами из стекловолокна и т. п. Под дно бака устанавливаются электрические плиты, мощность которых определяется из расчета 1,5—3 кВт на 1 м2 поверхности дна. Пространство между дном бака и полом утепляется.

Мощность, требуемая для обогрева, кВт, определяется по выраже­

где ft и / — высота и периметр бака трансформатора, а ДР — удельные

витков для двух обмоток (фаз) w1 и w2, размещаемых в верхней и нижней частях бака, одинаково, а для

где Р — необходимая для нагрева мощность. Значение cos ф прини­ мается равным 0,7, если обмотка укладывается на баке без воздушного зазора, и 0,35,, если предусматривается воздушный зазор в 20—40 см. Напряжение для однофазной обмотки выбирается обычно 220 В, для трехфазной 380 В. Схема соединений для трехфазной обмотки приведена на рис. 11-10. Компенсирующая емкость, если включение ее будет признано целесообразным, определяется по выражению, мкФ,

Р tg ф ■10*

(11-13)

3-314С/2

42 8

■Укладка обмотки, выполненная по расчетным данным, затем прове­ ряется экспериментально. Если количество выделяемого тепла окажется

однофазного трансформатора с параллельным соединением об­ моток; г — то же при последовательном соединении обмоток.

недостаточным, число витков уменьшается, ток увеличивается, маг­ нитный поток возрастает, растут и потери в стали.

В табл. 11-7 приводятся некоторые примеры выполнения обмотки

иопытные данные о токе и мощности, потребовавшихся при сушке. Расчет напряжения и тока при нагреве токами нулевой последова

тельности при схемах соединений обмоток согласно рис. 11-11, произво дится по формулам, приведенным ниже.

429

Н а п р я ж ен и е н ул ев ой п оследовательн ости

ками и к = 5 для гладких и баков с трубчатыми охладителями; 1иЬ — высота обмотки и расстояние между магнитопроводом и стенкой бака;

Приведенныевыражения написаны для соединения обмоток в звезду.

При соединении в треугольник U0 будет в j/ З больше, а / 0 в ]/3 раз меньше.

По рассчитанному току производится выбор сечения подводящих проводов. При схеме соединений в звезду провода должны быть выбраны на 3 /0, так как / 0 — это ток в фазе обмотки. Для сушки трансформато­ ров током нулевой последовательности напряжение U0 получается не­ стандартным. При трансформаторах небольшой мощности при питании со стороны НН могут быть использованы сварочные трансформаторы, при питании со стороны ВН — напряжение сети 380 или 220 В. Собран­ ная схема проверяется на соответствие по току и мощности и при необ­ ходимости регулируется. Регулировка может производиться включе­

П р и м е ч а н и я ! 1. При сушке во всех случаях использовалась обмотка НН.

2.Схема соединения первых двух трансформаторов — откры­ тый треугольник, последнего — две обмотки последова­ тельно.

Втабл. 11-8 приведено несколько примеров сушки с указанием данных трансформаторов и измеренных значений токов и напряжений.

Подготовка и режим сушки трансформатора в своем баке под ва­ куумом, Перед сушкой бак трансформатора очищается досуха, утепля-

4 3 0