Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Основы эксплуатации электрооборудования. Учебное пособие.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
4. Эксплуатация и ремонт трансформаторов и автотрансформаторов

4.6. Ремонт трансформаторов

4.6.1. Текущий ремонт

Текущий ремонт трансформаторов с отключением производится с периодичностью, устанавливаемой в зависимости от важности их для энергосистемы.
Главные трансформаторы и автотрансформаторы станций и подстанций, а также основные трансформаторы собственных нужд выводят в текущий ремонт не реже одного раза в 2 года. Все остальные – не реже одного раза в 4 года. Для условий повышенных загрязнений периодичность устанавли­вается в зависимости от их уровня.
Основное содержание текущих ремонтов:
очистка всех элементов и устранение всех неисправностей;
проверка устройств РЗиА;
проверка блокировки, сигнализации, измерительных приборов;
проведение профилактических испытаний и измерений при темпе-
ратуре заводских испытаний.

4.6.2. Капитальный ремонт

Ремонты трансформаторов и реакторов (капитальные, текущие) и их составных частей (РПН, система охлаждения и др.) выполняются по мере необходимости в зависимости от их технического состояния, определяемо­го испытаниями и внешним осмотром.
Сроки ремонта устанавливаются техническим руководителем АО-энерго (энергообъекта).
Профилактические испытания трансформаторов (реакторов) должны быть организованы в соответствии с документом «Объемы и нормы испы­таний электрооборудования» и заводскими инструкциями [1].
Капитальный ремонт проводится:
а) главных трансформаторов и автотрансформаторов станций и под­станций, а также основных трансформаторов собственных нужд в первый раз – не позже чем через 8 лет после включения в сеть с учетом результа­тов испытаний, в дальнейшем – по мере необходимости с учетом результа­тов испытаний и состояния;
б) остальных трансформаторов – по результатам испытаний и их со­стоянию.
Трансформатор имеет необходимые запасы прочности изоляции и является очень надежным в эксплуатации. Однако в процессе эксплуата­ции происходят усадка прессшпана (до 10 %) и ослабление прессовки об­моток.
101
Основы эксплуатации электрооборудования
В объем капитального ремонта входят согласно РДПр 34-38-030:
демонтаж трансформатора и транспортировка его на ремонтную
площадку;
прогрев трансформатора на ремонтной площадке перед вскрытием
активной части и высоковольтными измерениями;
высоковольтные измерения при заводской температуре;
вскрытие активной части трансформатора;
осмотр и очистка магнитопровода, проверка и восстановление
изоляции доступных стяжных устройств и их подтяжка, проверка зазем­ления;
осмотр и очистка обмоток и отводов, мелкий ремонт ярмовой изо-
ляции и изоляции отводов, подпрессовка обмоток, проверка доступных паек, ремонт несущей конструкции отводов обмоток;
у трансформаторов класса напряжения 150 кВ и выше, имеющих
наружные барьеры на активной части, обязательно снятие барьеров на мо­мент осмотра обмоток;
отбор проб масла на химический анализ и хроматограф до начала
работ;
осмотр, проверка и очистка переключателей ответвлений обмоток,
ремонт и подтяжка контактов, проверка паек, перемычек и всех механиз­мов переключателя РПН;
осмотр, очистка и ремонт крышки, расширителя, предохрани-
тельных устройств, арматуры, системы охлаждения, термосифонных фильтров и воздухоосушителя, замена сорбента;
осмотр, чистка, ремонт вводов, замена масла и испытание вводов
перед установкой на трансформатор;
осмотр, чистка, ремонт и покраска бака;
проверка избыточным давлением герметичности маслонаполнен-
ных вводов;
испытание, очистка и при необходимости смена масла;
сушка изоляции обмоток активной части и трансформаторов тока,
необходимость сушки определяется по результатам предварительных ис­пытаний;
проверка защиты и измерительных приборов;
сборка трансформатора с заменой уплотнений и гидравлические
испытания после ремонта;
измерения и испытания после капремонта;
доставка трансформатора на фундамент, монтаж на фундаменте;
подготовка к включению и включение трансформатора под на-
грузку.
102
4. Эксплуатация и ремонт трансформаторов и автотрансформаторов

4.6.3. Сушка трансформаторов

Контроль изоляции трансформаторов при вводе в эксплуатацию осуществляется в соответствии с руководящим техническим материалом «Трансформаторы силовые транспортирование, разгрузка, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию. РТМ 800.723-80». Контроль после капитального ремонта осуществляется в соответствии с нормативными документами
«Типовая технологическая инструкция. Трансформаторы напряжением 110–1150 кВ мощностью 80 МВА и более. Капитальный ремонт» и «Объе-
мы и нормы испытаний электрооборудования».
Сушка – ответственная операция, от которой зависит надежность ра­боты трансформатора. Её задачей является сохранение достигнутого при изготовлении влагосодержания изоляции.
Наиболее качественно сушка проводится в специальных камерах на ремонтных заводах, центральных ремонтных предприятиях (ЦРП). Сушка может быть проведена под вакуумом, с помощью воздуходувок или ин­фракрасного излучения.
Сушка под вакуумом ведется в собственном баке, причем нагрев проводится потерями в стали бака и магнитопровода, создаваемыми вре­менной обмоткой или токами нулевой последовательности в обмотках. Сушка трансформатора воздуходувкой является наиболее эффективной. Такая сушка проводится в специальной камере. Камера выполняется из де­ревянных рам, утепляется, обшивается внутри листовой сталью с асбесто­выми прокладками. Горячий воздух подается снизу, в верхней части каме­ры предусматривается вытяжное отверстие (рис. 26).
3
2
Рис. 26. Схема сушки трансформатора в камере: 1, 2термопары; 3 – задвижка;
4 – камера; 5 – искроуловитель; 6 – нагреватель; 7 – вентилятор
2
1
4
1
5
6
7
Нагрев воздуха осуществляется либо от электронагревателя, либо от источника пара. Температура воздуха не должна превышать 105 °С.
103
Основы эксплуатации электрооборудования
Периодическое отключение нагревателя ускоряет сушку, поскольку появляется эффект термодиффузии, т. е. из-за разности температур верхних и внутренних слоев изоляции, влага удаляется успешнее.
В процессе сушки, которая продолжается несколько десятков часов, ведется журнал и строится график сушки. Сушка считается законченной, когда установившееся значение сопротивления изоляции при постоянной температуре обмотки остается неизменным в течение 6 ч (участок а–б графи­ка, см. рис. 27). После сушки выемная часть погружается в сухое дегазиро­ванное масло.
1
2
3
t
ч
Рис. 27. График сушки: 1 – температура воздуха;
2 – температура изоляции; 3 – сопротивление изоляции
Сушка под вакуумом в собственном баке значительно сокращает время ее проведения. Нагрев при этом методе производится либо специ­альной временной обмоткой снаружи бака, либо токами нулевой последо­вательности.
В обоих случаях бак утепляется листовым асбестом или стек­лотканью.
Для трансформаторов до 40 МВА укладывается в соответствии с расчетом и рекомендациями 50–100 витков однофазной обмотки при на­пряжении 220 В и токе 20–100 А.
Трансформаторы большей мощности сушат трехфазной дополни­тельной обмоткой при напряжении 380 В и токах 200–800 А. При нагреве обмоток токами нулевой последовательности их соединяют в зависимости от схемы обмоток (рис. 28).
Значения токов сушки Iс и напряжения Uc рассчитываются по специ­альной методике. В качестве источников используются сварочные транс­форматоры, включаемые со стороны низшего напряжения (рис. 29).
После окончания подготовительных работ включается подогрев днища и бака и температура доводится до 100 °С в течение 20–30 ч. После
104
4. Эксплуатация и ремонт трансформаторов и автотрансформаторов
этого создается вакуум 200 мм рт. ст. в течение двух часов, потом снимается и измеряется количество конденсата. Затем циклы повторяются.
а б
Рис. 28. Схемы временного соединения обмоток для сушки:
а – для 3-фазного трансформатора при соединения обмоток в Ү; б – для 3-фазного трансформатора при соединении обмоток в Δ
1
3
Рис. 29. Схема присоединения аппаратов при вакуумной сушке
трансформаторов: 1 – бак трансформатора; 2 – охладительная колонка;
3 – фильтр воздуха; 4 – вакуумный насос
2
4 4
В процессе сушки ведется журнал и график. Окончанием сушки счи­тается стабилизация сопротивления изоляция и tgδ при постоянной темпе­ратуре не менее шести часов. После этого выемная часть охлаждается под вакуумом до 80–65°С и заливается нагретым до 50–60 °С и подготовлен­ным маслом. После снятия вакуума трансформаторы выдерживаются под номинальным напряжением 3–5 ч.

Контрольные вопросы

1. Каковы общие подходы к организации эксплуатации и ремонтов
трансформаторов на станциях и электросетевых предприятиях?
2. Каковы допустимые режимы работы трансформаторов по напря-
жению и току?
105
Основы эксплуатации электрооборудования
3. Каким образом осуществляется диагностика состояния трансфор-
маторов?
4. Какие требования предъявляются к трансформаторному маслу
и как организована его эксплуатация?
5. Какие виды ремонтов регламентированы для трансформаторов?
Какова их периодичность?
6. Каким образом осуществляется сушка трансформаторов?
106
5. Особенности построения и эксплуатации оборудования схем электроснабжения собственных нужд
5. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ
СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

5.1. Общие сведения

Надежность электроснабжения собственных нужд электростанций в значительной степени определяется правильностью решений на стадии их проектирования, а также организацией их эксплуатации в нормальных и послеаварийных режимах. На действующих станциях аварии, связанные с потерей питания собственных нужд, составляют около 25 % их общего числа на блочных КЭС, более 40 % – на КЭС с поперечными связями, 33 % – на ТЭЦ. Ремонтные режимы схем собственных нужд (СН) в случа­ях аварий оборудования приводят к их полному погашению почти в 4 раза чаще, чем в рабочих режимах, в том числе из-за неправильного действия устройств РЗиА.
Схемы рабочего и резервного питания собственных нужд обеспечи­вают надежную работу отдельных блоков и всей электростанции, а повре­ждение любого ее узла приводит к отключению не более одного блока.
Состав электроприемников собственных нужд и потребляемая ими мощность зависят от типа электростанции (ТЭС или КЭС), вида сжигаемого топлива, единичной мощности агрегатов и т. д. Ориентировочно макси­мальная нагрузка собственных нужд пылеугольных ТЭС составляет 8–14 %, а КЭС – 6−8 % от установленной мощности. На газомазутных ТЭС эта мощность на 25−30 % меньше.
К настоящему времени при проектировании и эксплуатации электро­станций определены общие принципы построения схем электроснабжения СН, основанные на опыте работы действующих предприятий и выполне­нии рекомендаций норм технологического проектирования.
Эти принципы сводятся к следующему:
1. Рабочее питание всех видов электроприемников СН, включая и особо ответственные, осуществляют путем отбора мощности на генера­торном напряжении главной электрической схемы с помощью понижаю­щих трансформаторов (реакторов). Последние работают раздельно, чем
107
Основы эксплуатации электрооборудования
достигается ограничение токов КЗ в сети СН и уменьшение влияния КЗ на сети, подключенные к другим секциям.
2. Для питания электроприемников СН в большинстве случаев ис­пользуют два уровня напряжения (рис. 30): U1 = 6–10 кВ − для питания мощных электродвигателей и U2 = 0,4–0,66 кВ − для питания мелких дви­гателей, электросветильников и прочей нагрузки. При этом применяют принцип последовательной двухступенчатой трансформации. Лишь для СН маломощных ГЭС и подстанций оказывается возможным использовать одно напряжение.
3. Распределительные устройства СН выполняют с одной секциони­рованной системой шин, с одним выключателем на присоединение, с ис­пользованием ячеек КРУ.
4. Резервное питание ответственных и неответственных электропри­емников СН обеспечивают также отбором мощности от главной электри­ческой схемы при соблюдении такого условия: места присоединения цепей резервного питания должны быть независимы от мест присоединения це­пей рабочего питания. Для особо ответственных потребителей СН преду­сматривают дополнительный независимый источник энергии.
Рис. 30. К определению расчетной мощности ТСН
В общем случае схему питания СН выбирают на основе технико­экономических вариантных расчетов (рис. 30). При составлении схем мо­гут варьироваться: значения напряжений
U и 2U ; тип, число и мощность
1
трансформаторов рабочего питания; число, мощность и место присоедине­ния трансформаторов резервного питания. От параметров цепей питания СН и уровня напряжения зависят значение расчетного тока КЗ, а также
108
5. Особенности построения и эксплуатации оборудования схем электроснабжения собственных нужд
типы и параметры электрических аппаратов и проводников (кабельной сети). Уровень напряжения влияет, кроме того, на типы и параметры электропри­емников: электродвигателей и электросветильников.
Для электроснабжения СН современных отечественных тепловых и атомных электростанций применяют, как правило, напряжения 6 и 0,4 кВ, причем от РУ 6 кВ питают электродвигатели мощностью 200 кВт и более. При распределении электродвигателей между напряжениями 6 и 0,4 кВ учитывают, что: а) двигатели мощностью менее 200 кВт на 6 кВ в 1,5−2,3 раза дороже двигателей на 0,4 кВ (при прочих одинаковых параметрах); б) применение электродвигателей мощностью более 200 кВт при напряже­нии 0,4 кВ потребовало бы нерационально больших сечений кабелей.

5.2. Схемы сети 6,3 кВ собственных нужд

Схемы электроснабжения установок СН ТЭС должны проектиро­ваться и эксплуатироваться таким образом, чтобы в различных режимах, в том числе и аварийных, обеспечивался определенный уровень надежности работы электростанции. Кроме того, должна быть обеспечена сохранность основного оборудования электростанций (котлов, турбин, генераторов и др.) при аварийном останове. Для обеспечения этих условий принимаются специальные меры. Шины распредустройств 6,3 кВ СН ТЭС секциониру­ются, причем электроснабжение каждой секции осуществляется не менее чем от двух питающих элементов. Ответственные механизмы (механизмы, прекращение работы которых вызывает останов котлов или турбин) вы­полняются парными: один находится в работе, другой – в так называемом «горячем» резерве, т. е. может быть включен в работу автоматически в случае отказа первого. Питание электродвигателей таких механизмов осуществляется, как правило, от разных секций 6,3 кВ СН. Некоторые ме­ханизмы оборудуются двухскоростными электродвигателями. Кроме того, электрические схемы СН ТЭС должны обеспечивать самозапуск электро­двигателей СН в аварийных режимах, а для приводов механизмов, обеспе­чивающих сохранность основного оборудования (маслонасосы смазки и уплотнения вала турбин, генераторов и т. п.), – наличие питания от неза­висимого источника (дизель-генератора или аккумуляторной батареи) в режиме полного исчезновения переменного тока на ТЭС.
Необходимая надежность работы СН ТЭС обеспечивается также на­личием на всех элементах электрической сети СН устройств РЗиА, отклю­чающих с минимально возможным временем защищаемые элементы при возникновении в них повреждений. Это предотвращает длительное пони­жение напряжения во всей сети СН в результате КЗ в элементах сети СН
109
Основы эксплуатации электрооборудования
(электродвигателях, трансформаторах, кабелях), которое может приводить к затормаживанию неповрежденных электродвигателей и нарушению ра­боты технологического оборудования электростанции. Той же цели служит автоматическое без дополнительной выдержки времени включение ре­зервного питающего элемента (АВР) при отключении рабочего питающего элемента в случае повреждения в питающей сети СН, а также при ошибоч­ном или самопроизвольном отключении этого элемента.

5.2.1. Схемы сети 6,3 кВ на блочных электростанциях

На электростанциях с блочной схемой в тепловой и электрической частях на каждом блоке выполняются две секции СН 6,3 кВ, что позволяет при соответствующем распределении нагрузок между ними сохранить блок в работе при повреждении одной секции. В качестве рабочих питаю­щих элементов сети СН 6,3 кВ применяются специальные трансформаторы собственных нужд (ТСН). В зависимости от вида топлива, на котором работают ТЭС, наличия или отсутствия генераторных выключателей (выключателей нагрузки), а также от мощности энергоблока мощность ра­бочих ТСН изменяется от 10 до 63 МВА. Рабочие ТСН присоединяются ответвлением к блоку между блочным трансформатором и генератором или между блочным трансформатором и генераторным выключателем. Выключатель на ответвлении к ТСН не устанавливается. Для повышения надежности все рабочие ТСН присоединяются к блоку с помощью закры­тых комплектных пофазных токопроводов, что значительно снижает веро­ятность возникновения многофазных КЗ.
Каждый рабочий ТСН T
питает две секции СН 6,3 кВ, причем
раб
у ТСН мощностью 10 и 16 МВА к обмотке низшего напряжения 6,3 кВ че­рез отдельные выключатели
, называемые выключателями вводов ра-
Q
раб
бочего питания, присоединяются обе секции (рис. 31), а у ТСН мощностью 25–63 МВА, которые выполняются с расщепленной обмоткой НН, вводы рабочего питания секций СН 6,3 кВ электрически не связаны (рис. 32). Ис­пользование ТСН с расщепленными обмотками НН значительно повышает надежность работы СН энергоблока, так как при КЗ на секции, питающей­ся от одной обмотки 6,3 кВ, напряжение на другой секции, питающейся от второй расщепленной обмотки, снижается не более чем на 3−7 %, что практически предотвращает «опрокидывание» электродвигателей СН, пи­тающихся от этой секции. Это объясняется тем, что параметры схемы за­мещения трансформатора, обмотка низшего напряжения которого расщеп­лена на n цепей, равны
2,
ü
ï ï ý
ï ï
þ
xx Kn
=-
B ВН р
x
H2 HНВНр
(1 2 ) ;
xxK
==
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]