Элегазовые трансформаторы напряжения Содержание

1.Краткая характеристика масляных герметичных трансформаторов напряжения 2

1.1.Введение 2

1.2.Назначение 3

1.3Риски, появляющиеся при работе трансформаторов напряжения 3

1.4Применяемые стандарты и рекомендации при изготовлении и эксплуатации трансформаторов напряжения 4

1.5Перечень типов масляных герметичных трансформаторов напряжения, эксплуатируемых на сетевых предприятиях Российской федерации 4

2Устройство масляных герметичных трансформаторов напряжения 4

2.3Технические характеристики 4

2.4Описание конструкции: магнитопровод, обмотки, корпус, изолятор, расширитель, система охлаждения, предохранительная мембрана, устройства, контролирующие состояние трансформаторного масла, мониторинг параметров ТН 8

3Внешний вид и монтажная схема установки комплекта масляных герметичных трансформаторов напряжения 11

3.3Порядок допуска к осмотру, ремонту и испытаниям трансформаторов напряжения 13

4Требования по безопасности труда, взрыво и пожаробезопасности 14

Приложение 1 15

Приложение 2 16

Приложение 3 18

1.Краткая характеристика элегазовых трансформаторов напряжения 21

1.1.Введение 21

1.2.Назначение 22

1.3.Риски, появляющиеся при эксплуатации трансформаторов напряжения 23

1.4.Применяемые стандарты и рекомендации при конструировании и эксплуатации трансформаторов напряжения 23

1.5.Перечень типов элегазовых трансформаторов напряжения, эксплуатируемых на сетевом предприятии 23

2.Устройство элегазовых трансформаторов напряжения 24

2.1.Технические характеристики 24

2.2.Описание конструкции: магнитопровод, обмотки, бак, изолятор, крышка, расширитель, система охлаждения, предохранительный клапан, приборы и устройства, контролирующие состояние элегаза; мониторинг параметров элегазовых трансформаторов напряжения 26

3.Внешний вид и монтажная схема установки комплекта элегазовых трансформаторов напряжения 27

4.Требования по безопасности труда, взрыво и пожаробезопасности 29

Приложение 1 30

Приложение 2 32

1. Краткая характеристика элегазовых трансформаторов напряжения

   1. Введение

Трансформатор напряжения выполнен в виде двухобмоточного понижающего трансформатора (см. рис. 1). Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют в одной точке. Условное обозначение трансформатора напряжения такое же, как двухобмоточного трансформатора. Так как сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что

U₁ = U₂* K,

где: К - коэффициент трансформации;

U₁ – напряжение первичной обмотки;

U₂ – напряжение вторичной обмотки.

Рис. 1. Схема включения трансформатора напряжения

1 - первичная обмотка; 2- магнитопровод; 3 - вторичная обмотка.

2. Назначение

Элегазовые измерительные трансформаторы напряжения предназначены для применения на подстанциях открытого типа классов напряжения 35 - 220 кВ с изолированной и заземлённой нейтралью для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты, сигнализации, управления и автоматики. Внутренняя полость трансформатора заполняется элегазом, служащим изолирующей и теплоотводящей средой.

Заполнение трансформатора напряжения элегазом производится через клапан, установленный на корпусе трансформатора. На корпусе трансформатора установлена предохранительная мембрана, срабатывающая при аварийном повышении внутреннего давления. Поток выхлопных газов направлен вниз, вдоль корпуса.

Элегазовые трансформаторы напряжения могут комплектоваться термокомпенсированным сигнализатором плотности элегаза. Для комплектации КРУЭ (элегазовое комплектное распределительное устройство) может поставляться с герметичным изолятором, предназначенным для присоединения к КРУЭ.

Конструкции элегазовых измерительных трансформаторов напряжения практически одинаковы, параметры вторичных обмоток по напряжению равны В и 100 В. У различных типов трансформаторов напряжения допускается подключение различных нагрузок, которые указаны в паспорте ТН. В данной инструкции подробно рассматриваются конструкции элегазовых ТН типаЗНГ-110, 220 кВ.

3. Риски, появляющиеся при эксплуатации трансформаторов напряжения

Возможность обратной трансформации при работе в цепях вторичной коммутации на отключённом от сети трансформаторе напряжения.

Нарушение заземления в первичной и вторичной обмотках трансформатора напряжения.

При выполнении обслуживания на включённом под напряжение элегазовом трансформаторе напряжения нарушение газоплотности.

4. Применяемые стандарты и рекомендации при конструировании и эксплуатации трансформаторов напряжения

Соответствие требованиям ГОСТ 1983-2001, МЭК 60044-2 и техническим условий 1БП 759.001 ТУ.

Соответствие Системе качества разработки и производства, сертификация по стандарту ГОСТ Р ИСО 9001-2001 (сертификат № ВР 02.112.1050-2006).

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150.

Коэффициент напряжения по ГОСТ 1983.

РД 34.45-51.300-97 Объём и нормы испытаний электрооборудования.

5. Перечень типов элегазовых трансформаторов напряжения, эксплуатируемых на сетевом предприятии

В настоящее время в электрических сетях эксплуатируются следующие серии (типы) элегазовых трансформаторов напряжения: ЗНОГ-220, ЗНОГ-М-110, ЗНОГ-110У1, ЗНОГ-110, TVBs-145, TVBs. Конструкции зарубежных элегазовых трансформаторов напряжения практически одинаковы за исключением некоторых деталей, поэтому техническое обслуживание и контроль состояния этих аппаратов идентичен.

2. Устройство элегазовых трансформаторов напряжения

   1. Технические характеристики

Технические параметры элегазовых трансформаторов напряжения приведены в таблице № 1 для наиболее распространённых элегазовых трансформаторов напряжения в энергетических сетях Российской Федерации.

Таблица № 1

Технические параметры элегазовых трансформаторов напряжения типа ЗНГ-110 и ЗНГ-220 кВ

№ п/п	Наименование параметра	Значения параметров
		ЗНОГ-110		ЗНОГ-220
1	Номинальное первичное напряжение, кВ
2	Номинальное напряжение основных вторичных обмоток, В
3	Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В	100
Количество и назначение вторичных обмоток, шт.
4	Основная для измерения и питания цепей учета электроэнергии, выводы а1-х1 (далее - обмотка У)	1
5	Основная для измерения и защиты, выводы а2-х2 (далее - обмотка И)	1
6	Дополнительная для защиты от замыканий на землю, выводы ад-хд (далее - обмотка Д)	1
Номинальные мощности вторичных обмоток при коэффициенте мощности 0,8, ВА
7	Обмотки У	до 1000 1
8	Обмотки И
9	Обмотки Д	до 500 1)
Классы точности вторичных обмоток в зависимости от нагрузки:
10	Обмотки У	0,2; 0,5; 1; 3 1)
11	Обмотки И
12	Обмотки Д	3Р; 6P 1)
13	Предельная мощность трансформатора, ВА	До 1600		До2500
14	Ток холостого хода при питании со стороны обмотки Д, А, не более	2		8
15	Первичной обмотки	300
16	Вторичных обмоток	50
17	Коэффициент напряжения по ГОСТ	1,5 в течение 30 с
18	Климатическое исполнение по ГОСТ 15150	Т1, У1, ХЛ1*
Главная изоляция для климатического исполнения Т1, У1 элегаз (SF6) с параметрами
19	Номинальное давление заполнения, приведённое к 20°С, МПа, абс.	0,50
20	Давление предупредительной сигнализации 2), приведённое к 20°С, МПа, абс.	0,44
21	Давление аварийной сигнализации 2), приведённое к 20°С, МПа, абс.	0,42
Главная изоляция для климатического исполнения XЛ1* смесь элегаз (SF6) с хладоном -14 (CF4)или азотом с параметрами газовой среды:
22	Номинальное давление заполнения, приведённое к 20°С, МПа, абс.	0,70
23	Давление предупредительной сигнализации 1), приведённое к 20°С, МПа, абс.	0,62
24	Давление аварийной сигнализации 1), приведённое к 20°С, МПа, абс.	0,60
Температура окружающего воздуха для исполнения Т1
25	Минимальная, °С	- 10
26	Максимальная, °С	+ 50
Температура окружающего воздуха для исполнения У1
27	Минимальная, °С	- 45
28	Максимальная, °С	+40
29	Температура окружающего воздуха для исполнения XЛ1*:
30	Минимальная, °С	-55
31	Максимальная, °С	+40
Масса газа, кг
32	Элегаз для исполнения У1	4,1	16
33	Элегаз для исполнения XЛ1*:	2,8	11,0
34	Хладон для исполнения XЛ1*:	2,2	6,6
35	Расход газа на утечки в год от массы газа, не более	0,5%

1. Фактические значения нагрузок и классы точности обмоток указываются в паспортах ТН.

2. Давление аварийной и предупредительной сигнализации – это величины давлений, при снижении до которых происходит срабатывание контактов в цепях предупредительной и аварийной сигнализации соответственно.

Условия работы обмоток Нагрузка, ВА Обмотка У в соответствующем классе точности при нагрузке обмотки И до 1000 1) ВА До 10001) Обмотка И в соответствующем классе точности при нагрузке обмотки У до 1000 1) ВА до 1000 1)

Фактические значения нагрузок и классы точности обмоток указываются в паспорте на трансформатор.

2. Описание конструкции: магнитопровод, обмотки, бак, изолятор, крышка, расширитель, система охлаждения, предохранительный клапан, приборы и устройства, контролирующие состояние элегаза; мониторинг параметров элегазовых трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения является прибором электромагнитного типа (см. Приложение № 6.1 и № 6.2). Активная часть трансформатора (ленточный разрезной магнитопровод из электротехнической стали с обмотками) – размещена в алюминиевом заземлённом корпусе, который находится в нижней части на основании трансформатора. На корпусе установлен изолятор, обеспечивающий внешнюю изоляцию аппарата. На верхнем торце изолятора размещён высоковольтный контактный вывод первичной обмотки. На корпусе расположены заземляемый вывод первичной обмотки и выводы вторичных обмоток, а также сигнализатор плотности для контроля давления элегаза, устройство для заполнения элегазом, табличка технических данных.

Обмотки трансформатора напряжения расположены на магнитопроводе концентрически, внутри – дополнительная вторичная обмотка Д. Поверх неё намотана основная вторичная обмотка для измерения и защиты И, затем - основная вторичная обмотка, предназначенная для питания цепей учета электроэнергии У. Поверх вторичных обмоток расположена первичная высоковольтная обмотка. Для обеспечения максимальной электрической прочности изоляции, обмотки снабжены экранами. Выводы обмотки У имеют устройство, позволяющее их пломбирование. Сигнализатор плотности имеет специальные контакты, с помощью которых подаются сигналы при снижении давления элегаза. Мембрана, установленная на заземляемом корпусе, защищает трансформатор от повышения давления газа сверх допустимого уровня.

Трансформатор комплектуется термокомпенсированным сигнализатором плотности элегаза типа «WIKA».

Во всех уплотняемых соединениях применены сдвоенные уплотнения из специального полимерного материала, который, в отличие от резины, нечувствителен к воздействию низких температур и практически не подвержен старению. Повышенная надежность узлов уплотнения выводов вторичных обмоток обеспечивается многоуровневым лабиринтным уплотне­нием. Многократные испытания в камерах холода и накопленный опыт эксплуатации изделий с аналогичными уплотнениями подтвердили их полную герметичность, в том числе и при экстремально низких температурах окружающего воздуха изготавливаются методом высококачественной сварки на специализированном предприятии с использованием самых современных методов контроля герметичности. Все это обеспечивает низкий уровень утечек изолирующего газа – не более 0,5% от общей массы в год. Высокий класс точности вторичной обмотки для учета - 0,2.

Элегазовые трансформаторы напряжения, как правило, изготавливаются с тремя вторичными обмотками: одна – для подключения цепей учета, вторая – для подсоединения цепей измерения, защиты и управления, третья – для цепей защиты от замыкания на землю. Возможность пломбирования выводов вторичной обмотки для учета электроэнергии позволяет предотвратить несанкционированный доступ к цепям учета.

Элегаз SF₆ , как изолирующая среда, является чрезвычайно химически инертным соединением. Элегаз так же очень слабо растворяется в воде и взаимодействует лишь с органическими растворителями. Соединение распадается при температуре выше 1100 °С. Газообразные продукты распада элегаза ядовиты и обладают резким, специфическим запахом. Элегаз не поддерживает горения и опасен для дыхания человека. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны производственных помещений 5000 мг/м³. Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе - 0,001 мг/м³. Значительная диэлектрическая прочность элегаза обеспечивает высокую степень изоляции при минимальных размерах и расстояниях, что позволяет уменьшить массу и габариты электротехнического оборудования. Применение элегаза позволяет при прочих равных условиях увеличить токовую нагрузку на 25 % и допустимую температуру медных контактов до 90  С (в воздушной среде 75 °С) благодаря химической стойкости, негорючести, пожаробезопасности и большей охлаждающей способности элегаза.

При увеличении давления электрическая прочность элегаза возрастает почти пропорционально давлению и может быть выше электрической прочности жидких и некоторых твёрдых диэлектриков. Однако это преимущество становится недостатком элегаза при низких температурах по причине перехода его в жидкое состояние и потере изоляционных свойств, что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации. Температура сжижения элегаза при избыточном давлении (давлении заполнения оборудования) 0,3 МПа составляет – 45 ⁰С, а при 0,5 МПа она повышается до – 30 °С. Таким образом, наибольшее рабочее давление и, следовательно, наибольший уровень электрической прочности элегаза в изоляционной конструкции ограничиваются возможностью сжижения элегаза при низких температурах

3. Внешний вид и монтажная схема установки комплекта элегазовых трансформаторов напряжения

На рис. 2 представлена фотография установки комплекта элегазовых трансформаторов 110 кВ, на рис. 3 представлена монтажная схема элегазовых трансформаторов напряжения ЗНГ 110/220 кВ.

Рис. 2. Элегазовый трансформатор напряжения ЗНОГ-110 кВ

Рис. 3. Монтажная схема элегазовых трансформаторов напряжения ЗНОГ 110/220 кВ

l–Определяется «Правилами устройства электроустановок» в зависимости от напряжения и конструкции подстанции

Фирмой TRENCH (Германия) производятся элегазовые трансформаторы напряжения типа SVS на напряжения 123 кВ, 230 кВ. Технические параметры близки или соответствуют стандартам и рекомендациям при эксплуатации трансформаторов напряжения приведённым в п. 1.5 настоящей инструкции.

Внешний вид элегазового трансформатора напряжения типа SVS приведён на рис. 4.

Рис.  4. Элегазовый трансформатор напряжения типа SVS 123 кВ (Германия)

4. Требования по безопасности труда, взрыво и пожаробезопасности

Трансформаторы взрыво - и пожаробезопасны, так как в качестве внутренней изоляции применяется инертный негорючий газ или смесь газов.

Каждый трансформатор оснащён эффективно действующим взрывозащитным устройством (мембраной), исключающим взрыв трансформатора даже при внутреннем коротком замыкании.

Приложение 1