Э ксплуатация трансформаторов

Силовые трансформаторы являются одним из наиболее ответствен­ных звеньев энергетического оборудования. От их работы зависит бес­перебойное снабжение потребителей электрической энергией. Главное мес то в передаче и распределении электроэнергии занимают масляные силовые трансформаторы. Большинство из них работают не обособ­ленно, а параллельно с другими трансформаторами.

Для надежной и экономичной работы трансформаторы должны от­вечать ряду технических требований: удовлетворять условиям парал­лельной работы; не перегреваться выше допустимых пределов; выдер­живать превышения напряжения в допустимых пределах и внешние короткие замыкания при обусловленных значениях кратности и дли­тельности тока; обеспечивать регулирование напряжения.

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ

Под параллельной работой трансформаторов понимают работу нескольких трансформаторов на общую сеть при параллельном соеди­нении их первичных и вторичных обмоток. В однолинейных схемах три фазы условно обозначают на чертеже одной линией, что значительно упрощает схему и повышает ее наглядность. Параллельная работа трансформаторов более экономична, чем раздельная, и создает некоторый резерв мощности. Чтобы трансформа­торы могли работать параллельно, они должны отвечать ряду техни ческих требований, основными из которых являются: равенство пер­вичных и вторичных напряжений, а следовательно, и коэффициентов трансформации; равенство напряжений короткого замыкания; одина­ковость групп соединения обмоток.

НАГРЕВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Повышение температуры трансформатора и его отдельных узлов при нагрузке сверх допустимой п риводит к сокращению срока службы трансформатора, а в отдельных случаях — к аварийному выходу его из работы. Из применяемых в трансформаторах изоляционных материа­лов одним из наименее нагревостойких является кабельная бумага. Наибольшая температура, которую ока может длительно выдерживать в масле без существенного снижения своих изоляционных качеств, 105° С. Повышение температуры трансформаторного масла сверх 95° С при­водит к его интенсивной порче, снижению теплоотводящих изоляци­онных качеств.

Для обеспечения надежной работы трансформатора в течение нор­мального срока службы (в среднем 25 лет) ГОСТ 11677—75 устанав­ливает следующие наибольшие допустимые превышения температуры отдельных частей трансформатора над температурой охлаждающей среды:

Для обмоток 65°С

Для магнитопровода (на поверхности) и конструктивных элементов 75°С

Для масла (в верхних слоях):

если масло полностью защищено от соприкосновения с окружающим воздухом (герметизированные трансформато­ры или имеющие устройство, защищающее масло от соприкосновения с воздухом) ………………………….60°С

в остальных случаях 55С

У трансформаторов большей мощности приходится искусственно увели­чивать охлаждающую поверхность бака и применять специальные охладители.

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

При нормальной работе трансформаторов их изоляция находится под рабочим напряжением сети. Но в сети, к которой они подключены, напряжение, хотя и кратковременно, может значительно превысить номинальное. Повышение напряжения на зажимах трансформатора до величины, опасной для его изоляции, называют перенапряжением.

У трансформаторов с классом напряжения ПО кВ и выше ус­тойчивость к грозо

вым перенапряжениям обеспечивается введением в конструкцию обмоток специальных грозозащитных устройств, пред­ставляющих собой емкостные кольца и экранирующие витки.

СВЕРХТОКИ И ДИНАМИЧЕСКИЕ УСИЛИЯ

Помимо перенапряжений при изменении режимов работы и осо­бенно при внезапных коротких замыканиях в обмотках трансформато­ров возникают токи, величина которых во много раз превосходит рабо­чие. Эти токи называют сверхтоками. В момент включения трансфор­матора в сеть на холостую работу ток включения может превышать но­минальный в 6—8 раз.

Включение трансформатора на короткое замыкание вызывает сверхток, величина которого может превысить рабочий ток в 35 раз и более. При прохождении такого тока по обмоткам возникают меха­нические усилия. Между витками в каждой обмотке действуют силы притяжения, так как токи в витках имеют одинаковое направление.

Обмотки на стержнях должны иметь одинако­вую высоту и располагаться на одном уровне, чтобы магнитодвижущие силы скомпенсировались возможно больше. Если при нормальной работе трансформаторов прохождение то­ка по о бмоткам создает между вит­ками и обмотками сравнительно небольшие динамические усилия, неопасные для работы, то при сверхтоках механические усилия резко возрастают и приводят в от­дельных случаях к большим раз рушениям. Кроме того, вследствие нагрева большими токами рас­тут температуры обмоток и других токоведущих частей, что может привести к разрушению изоляции. Для предотвращения механичес­кого разрушения обмоток в трансформаторах обмотки прессуют, обеспечивая надежное их закрепление.