книги из ГПНТБ / Киреев М.И. Монтаж и эксплуатация электрооборудования станций, подстанций и линий электропередачи учеб. пособие

венным охлаждением проверяют работу систем охлаждения: нали­ чие циркуляции масла и воды (при водяных маслоохладителях), работу вентилятора дутья, температуру масла до и после масло­

охладителя; состояние изоляторов и разрядников, запыленность и загрязне­

ние их поверхности и кожуха; состояние ошиновки и кабелей, отсутствие нагрева в контактах;

исправность освещения, сигнализации и пробивных предохрани­

телей; состояние сети заземления и исправность противопожарных уст­

ройств; сообщаемость консерватора с кожухом (спуская масло через

контрольный кран и наблюдая при этом за понижением его уров­ ня в масломерном стекле);

наличие скопившихся на дне расширителя влаги и шлама; состояние маслоочистительных устройств непрерывной регене­

рации масла, термосифонных фильтров и влагопоглощающих пат­ ронов (силикагелевых).

Неисправности, обнаруженные во время осмотра трансформа­ торов, устраняют при первой возможности, а в случае аварии или несчастного случая — немедленно отключают аппарат.

Силовые трансформаторы выводят из работы, если обнаружат: сильный неравномерный шум и потрескивание внутри трансфор­ матора;

ненормальный и постоянно возрастающий нагрев трансформа­ тора при номинальных нагрузке и охлаждении;

выброс масла из расширителя или разрыв диафрагм выхлопной трубы;

течь масла с понижением его уровня в масломерном стекле; резкое изменение цвета масла (на несколько баллов); сколы и трещины на изоляторах, скользящие разряды или сле­

ды их перекрытия; наличие в масле угля, воды, большого количества механических

примесей; кислую реакцию масла; пониженное пробивное напря­ жение и снижение температуры вспышки масла более чем на 5°С против предыдущих испытаний, а также снижение сопротивления изоляции более чем на 50% первоначального значения или по срав­ нению с заводскими данными.

§ 62. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

Особое значение при эксплуатации трансформатора имеет на­ блюдение за состоянием масла. Масло в трансформаторе служит как для изоляции, так и для охлаждения обмотки, и от его состоя­ ния зависит надежность работы трансформатора.

Во время эксплуатации трансформатора происходит старение масла и оно теряет свои первоначальные свойства. Кроме ухуд­

14»

211

шения свойств масла из-за старения, наблюдаются также измене­ ния его свойств при ненормальных режимах работы. Так, при мест­ ных нагревах, нарушении изоляции между стальными листами магнитопровода, плохом контакте в переключателе ответвлений или на выводах обмоток под крышкой трансформатора и при витковых замыканиях в обмотках происходит разложение масла.

О состоянии и качестве трансформаторного масла судят по его химическим, механическим и электрическим свойствам: кислотно­ сти, содержанию воды, механических примесей и взвешенного угля, вязкости, температуре вспышки и пробивному напряжению.

П о в ы ш е н и е к и с л о т н о с т и масла пагубно отражается на изоляции обмоток трансформатора, приводит к ее химическому разрушению.

форматора, загрязняют обмотку, а также могут привести к пере­

матора, так как уменьшается скорость циркуляции масла и в ре­

привести к пробою изоляции обмотки и выходу трансформатора из строя. Понижение пробивного напряжения указывает на нали­ чие воды, которая может появиться в масле в результате его ста­ рения, выделения в нем органических кислот.

У м е н ь ш е н и е т е м п е р а т у р ы в с п ы ш к и свидетельст­ вует о разложении масла вследствие местных перегревов, так как при старении масла температура вспышки немного повышается, а не понижается.

Стандартом установлены определенные нормы на состояние трансформаторного масла как свежего, не бывшего в употребле­ нии, так и эксплуатационного (табл. 20). В нормах определены также сроки отбора проб масла из трансформаторов и другой маслонаполненной аппаратуры. Знание этих норм крайне необходи­ мо для грамотного ведения эксплуатации.

Масло нужно подвергать лабораторным испытаниям в следую­ щие сроки:

из трансформаторов и аппаратов напряжением до 10 кв вклю­ чительно сокращенному анализу — не реже одного раза в 3 года, из трансформаторов и аппаратов напряжением от 10 до 35 кв включительно на электрическую прочность — один раз в год и со­ кращенному анализу — не реже одного раза в 3 года;

из трансформаторов и аппаратов напряжением выше 35 кв на электрическую прочность и сокращенному анализу — один раз в год;

из герметизированных трансформаторов на электрическую проч­ ность — один раз в 2 года;

212

Т а б л и ц а 20

Основные показатели трансформаторного изоляционного масла

Величина показателя для масла

После отключения масляным выключателем короткого замыка­ ния следует отбирать пробу масла на проверку содержания взве­ шенного угля.

В испытания изоляционного масла на э л е к т р и ч е с к у ю п р о ч н о с т ь входит проверка пробивного напряжения и опреде­ ление наличия в масле взвешенного угля и механических примесей.

В объем сокращенного анализа изоляционного масла входит: определение температуры вспышки, электрической прочности, кислотного числа и качественное определение содержания взвешен­

ного угля, механических примесей и наличия воды.

Чтобы уменьшить старение масла и поддержать его изоляцион­ ные свойства, масло в.трансформаторах мощностью более 100 ква следует подвергать р е г е н е р а ц и и , т. е. восстановлению его свойств с помощью термосифонных фильтров или абсорберов. Тер­ мосифонные фильтры и абсорберы заполняют зернистым сорбен­ том (силикагелем или окисью алюминия), обладающим свойством избирательно поглощать из масла продукты его старания.

По мере ухудшения показателей качества масла его периоди­ чески очищают с помощью фильтр-прессов сепараторов и абсор­ беров.

213

Старение масла в трансформаторах происходит быстрее при его перегреве. Срок службы масла в трансформаторах сокращает­ ся вдвое, если его температура повышается на 10° С выше нормы. В эксплуатации трансформаторов предельная температура верх­ них слоев масла допускается 95° С при температуре окружающего Еоздуха 35° С, однако чтобы срок годности трансформаторного масла был более длителен, температура верхних слоев масла не должна превышать 85° С. На эту величину обычно в крупных транс­ форматорах устанавливают температурную сигнализацию.

§ 63. ДОПУСКАЕМЫЕ ПЕРЕГРУЗКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

В течение суток и в различное время года нагрузка трансфор­ матора не остается постоянной, а это в свою очередь, сказывается на температурном режиме работы трансформатора.

Превышение температуры обмоток над температурой охлаж­ дающего воздуха колеблется от 60° С до некоторого меньшего зна­ чения, что уменьшает износ изоляции обмоток и увеличивает срок службы трансформатора. Поэтому в эксплуатации допускается та­ кая перегрузка трансформатора, чтобы его срок службы был не

Длительные эксплуатационные перегрузки всех типов силовых трансформаторов в зависимости от коэффициента загрузки допу­ скаются в размерах, указанных в табл. 21.

Чтобы определить допустимую перегрузку трансформатора зи­ мой за счет его недогрузки летом, устанавливают следующее пра­ вило: если максимум среднего суточного графика нагрузки в лет­

214

ние месяцы меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимние месяцы допускается перегрузка трансформатора в размере 1% на каждый процент недогрузки летом, но в общем не более чем на 15% номинальной нагрузки. Общая допустимая перегрузка трансформатора подсчитывается с учетом коэффициента загрузки и летний недогрузки, но не должна превышать 30% номинальной.

Кроме того, в процессе эксплуатации допускаются аварийные перегрузки силовых трансформаторов всех типов с естественным масляным охлаждением на время, необходимое для ввода резерва, независимо от величины предшествующей нагрузки, температуры окружающей среды и места установки трансформатора в следую­ щих размерах и продолжительностью:

ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Для выявления внутренних повреждений в трансформаторах устанавливают чувствительную газовую защиту, которая работает на сигнал или на отключение. Правильную работу газовой защиты обеспечивают специальной установкой трансформаторов, которые монтируют таким образом, чтобы крышка имела подъем по на­ правлению к газовому реле не менее чем на 1—1,5% высоты транс­ форматора, а маслопровод от трансформатора к расширителю — не менее чем на 2—4%. Газовая защита работает на сигнал при попадании в трансформатор воздуха, медленном опускании уровня масла из-за снижения температуры или наличия течи масла, а также при повреждениях трансформатора, которые сопровожда­ ются выделением небольшого количества газов. При внутреннем повреждении трансформатора с сильным газообразованием газо­ вая защита работает на отключение.

Кроме того, может быть ложная работа газовой защиты в слу­ чае сквозных коротких замыканий, сопровождаемых толчком мас­ ла через газовое реле, а также из-за неисправности вторичных цепей, которые в местах подсоединения к газовому реле обычно разъедаются маслом, чтобы предотвратить это явление, для вторич­ ных цепей применяют маслостойкую изоляцию.

Эксплуатационный персонал станций и подстанций может су­ дить о характере повреждения в трансформаторе и причинах дей­ ствия газовой защиты по анализу газа в газовом реле.

Если газ в реле без запаха и цвета и не горит, это означает,

215

что в трансформаторе имеется воздух. Если газ горит, это указы­ вает на внутреннее повреждение трансформатора, который должен быть немедленно выведен в ремонт. Характер повреждения в транс­ форматоре можно определить также по цвету газа (табл. 22).

Т а б л и ц а 22

Определение характера повреждения в трансформаторе по цвету газа

Зажигая газ, огонь следует подносить сбоку, немного выше от­ верстия крана. Чтобы избежать взрыва газов, запрещается подно­ сить огонь к открытым отверстиям расширителя и трансформатора.

При работе газовой защиты на сигнал и наличии резервного трансформатора последний включают в работу, после чего повреж­ денный трансформатор осматривают, чтобы выяснить причины работы газовой защиты.

Если периодически из масла трансформатора выделяются не­ горючие газы, их проверяют на содержание водорода и метана. В случае постепенного увеличения содержания этих газов транс­ форматор необходимо вывести в ремонт, поскольку такое явление указывает на разложение масла дугой. При опускании уровня масла из-за понижения температуры доливают масло в трансфор­ матор. Во избежание ложной работы газовой защиты при доливке масла ее оставляют включенной только на сигнал до тех пор, пока не прекратится выделение воздуха из масла. При срабатывании газовой защиты необходимо проверить температуру вспышки мас­ ла, если будет установлено, что защита работает не из-за попада­ ния воздуха в трансформатор.

Если при отключении трансформатора газовой защитой будет установлена правильность ее сигнала о том, что имеется внутрен­ нее повреждение аппарата, не допускается включать его под на­ пряжение без осмотра и испытания выемной части.

§ 65. ПОНЯТИЕ О РЕМОНТЕ И ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ СИЛОВЫХ

ТРАНСФОРМАТОРОВ

Текущие ремонты силовых трансформаторов (без выемки сер­ дечника) с их отключением производят в зависимости от условий эксплуатации в соответствии с .местными инструкциями, но не реже одного раза в год.

216

Текущий ремонт трансформаторов заключается в чистке изо­ ляторов, крышки; осмотре всех контактных соединений, расшири­ теля, выхлопной трубы; проверке газовой защиты и т. д. Продол­ жительность ремонта обычно не более 6—8 ч.

Капитальные ремонты силовых трансформаторов с выемкой сердечника выполняют через б лет после введения в эксплуатацию и в дальнейшем по мере необходимости в зависимости от резуль­ татов их измерений и осмотров.

Капитальный ремонт производят с Еыемкой сердечника и сопро­ вождают внутренним осмотром трансформатора. При этом ремон­ те тщательно осматривают магнитопровод, проверяют затяжку стяжных болтов, обмотку, контактные соединения, изоляцию; чис­ тят бак, расширитель; заменяют все прокладки; осуществляют все­ возможные профилактические испытания согласно нормам и т. д. Срок капитального ремонта трансформатора определяется его мощностью и колеблется от 1 до 10 суток.

При капитальном ремонте, а также при монтаже новых транс­ форматоры испытывают в соответствии с «Объемами и нормами испытаний электрооборудования». Кроме того, выполняют профи­ лактические испытания между капитальными ремонтами в сроки, установленные местными инструкциями.

Во время испытаний измеряют сопротивление изоляции обмо­ ток, тангенс угла диэлектрических потерь и определяют коэффици­ ент абсорбции. Если результаты испытаний указывают на увлаж­ нение изоляции, трансформатор сушат. Изоляцию доступных стяж­ ных болтов и ярмовых балок испытывают переменным напряжени­ ем 1 кв в течение 1 мин. Нарушение изоляции этих элементов может вызвать тяжелые последствия в эксплуатации, так как ведет к образованию короткозамкнутого контура в магнитопроводе и «пожару» стали.

Измеряя сопротивление обмоток трансформатора при всех по­ ложениях переключателя ответвлений, можно обнаружить плохие контакты и обрывы в обмотке, а также проверить правильность подключения выводов обмоток к переключателю. Эту же цель пре­ следуют, измеряя коэффициент трансформации трансформатора на всех ответвлениях. При переходе от ответвления к ответвлению со­ противление обмотки и коэффициент трансформации должны изме­ няться каждый раз на одинаковую величину.

Измерение тока холостого хода трансформатора позволяет об­ наружить витковые замыкания в обмотках и повреждение магнитопровода. Ток холостого хода в этом случае возрастает.

При новом включении необходимо также проверить группу соединений трансформатора и произвести его фазировку.

Обязательным является испытание масла из трансформатора и' его маслонаполненных вводов, как указано в § 62. Состояние вводов оценивают, измеряя тангенс угла диэлектрических потерь.

При текущих ремонтах трансформатор испытывают в объемах, установленных местными инструкциями.

217

ГЛАВА XIV

СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

§ 66. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Обязанности дежурного персонала злектроцеха при обслужи­ вании работающих генераторов. Непрерывный надзор за работа­ ющим генератором и уход как за всей машиной, так и за отдель­ ными ее частями выполняет машинист турбинного цеха. Машинист прослушивает работу генератора, контролирует нагрев подшипни­ ков, температуру охлаждающего воздуха, ведет надзор за работой щеток на контактных кольцах и коллекторе, обтирает генератор. О всех замеченных ненормальностях и неисправностях в работе генератора он немедленно ставит в известность дежурный персо­ нал электроцеха.

Рис. 180. Общий вид главного щита управления

Дежурный персонал электроцеха непрерывно наблюдает за ра­ ботой генератора, контролирует его режим по измерительным при­ борам на щите управления, периодически проверяет изоляцию об­ моток статора, обмотки ротора и цепей возбуждения, изоляцию подшипников. Дежурный поддерживает на генераторе заданную активную и реактивную нагрузку и уровень напряжения на шинах.

Управление режимом работы генератора ведется с главного щита управления (рис. 180). Дежурный по щиту управления каж­ дый час записывает показания приборов генератора. Он следит, чтобы значения всех величин не выходили за пределы допустимых, и принимает меры для устранения ненормальных отклонений. Де­ журный по щиту следит также за симметрией токов статора, т. е. за тем, чтобы значения токов в фазах статора существенно не отли­ чались одно от другого.

219

Один раз в смену дежурный измеряет сопротивление изоляции цепи возбуждения с помощью вольтметра. Для этого он определя­ ет напряжения Ui и между каждым контактным кольцом рото­ ра и валом генератора, а также напряжение U между контактными кольцами. Сопротивление изоляции гт подсчитывают по формуле

быть в пределах 50000—100000 ом.

Подсчитанные величины заносят в журнал. Сопротивление изо­ ляции цепей возбуждения при работе машины должно быть не ме­ нее 0,5 Мом, в ином случае принимают меры к восстановлению изоляции, которые заключаются в том, что сжатым воздухом сду­ вают со щеточных устройств угольную пыль и чистят их. Если не­ возможно восстановить изоляцию на ходу, необходимо это сделать во время ремонта.

Рис. 181. Схема прохождения подшипниковых токов в турбогенераторе:

1 — генератор» 2 — возбудитель» 3 — турбина, 4 — изоляционная прокладка

Дежурный персонал ведет систематический надзор за состояни­ ем изоляции обмотки статора. Сопротивление изоляции обмотки статора измеряют во время остановки машины мегомметром 1000—2500 в. Допустимая величина сопротивления изоляции об­ мотки статора не нормируется. Однако для суждения о состоянии изоляции при измерениях сравнивают величины сопротивления изоляции с результатами предыдущих измерений. При резком уменьшении сопротивления изоляции (в 3—5 раз) дежурный дол­ жен выяснить причину отклонения и принять, меры.

Периодически контролируют состояние изоляции стула под­ шипников турбогенераторов. Во время работы генератора вдоль зала ротора наводится переменная электродвижущая сила (э.д.с.), которая создает токи, циркулирующие через подшипники агрегата (рис. 181). Эти токи могут повредить шейки вала ротора и вкладыши подшипников. Чтобы избежать этого, у турбогенерато­ ров подшипник со стороны возбудителя и подшипник собственно возбудителя отделяют от фундаментной плиты машины изоляцион­ ными прокладками, кроме того, изолируют одна от другого два по­ следовательных фланца каждого маслопровода.

220