Оборудование подстанций

Полностью смонтированный трансформатор подвергается приемо-сдаточным испытаниям, в объем которых при мощности трансформаторов до 1000 кВ-А входят:

• определение условий включения трансформатора без сушки;
• измерение сопротивления обмоток постоянному току;
• величина сопротивлений каждой фазы обмотки не должна отличаться от заводских данных более чем на 2%;
• фазирование трансформатора с сетью и другими параллельно работающими трансформаторами;
• испытание трансформатора трех- пятикратным включением его толчком в сеть (при отсутствии нагрузки, присоединенной к трансформатору);
• испытание диэлектрической прочности и сокращенный анализ масла, взятого из бака трансформатора с соблюдением правил отбора проб масла.

При необходимости сушки трансформатора производят следующие подготовительные операции:

• сливают масло из трансформатора в чистые бочки;
• отвертывают болты, крепящие крышку к баку, и, прикрепив стропы к подъемным кольцам, поднимают выемную часть с помощью подъемных механизмов;
• устанавливают сердечник трансформатора на помосте высотой 0,3-0,5 м, изготовленном из оструганных досок толщиной 50-60 мм и очищают обмотки и магнитопровод от грязи и шлама, поливая их чистым сухим трансформаторным маслом, подогретым до 40° С;
• очищают бак от грязи, промывают сухим трансформаторным маслом и опускают сердечник в бак, предварительно укрепив на его обмотках и магнитопроводе 3-4 термопары.

Распространенным методом сушки трансформатора является метод индукционных потерь в стали бака, основанный на использовании вихревых токов, создаваемых индукционной обмоткой, наложенной на поверхность стального бака. При прохождении тока по индукционной обмотке его стенки нагреваются, а их тепло передается магнитопроводу и обмотке, находящимся в баке трансформатора.

Для сушки методом индукционных потерь утепляют бак несколькими слоями листового асбеста, поверх которого накладывает намагничивающую обмотку из провода с теплостойкой изоляцией. Сечение провода, число витков, напряжение и ток намагничивающей обмотки определяют путем расчета.

Силовой трансформатор с масляным охлаждением имеет приборы, облегчающие его обслуживание, обеспечивающие защиту внутренних частей от повреждений и предотвращающие быстрое старение трансформаторного масла.

К ним относятся:

• термометр и термометрический сигнализатор для контроля температуры верхних слоев масла в баке трансформатора;
• пробивной предохранитель, для защиты персонала и низковольтных аппаратов от высокого напряжения при переходе потенциала с обмоток ВН на обмотки НН вследствие пробоя изоляции между ними;
• переключатель для регулирования напряжения трансформатора переключением отводов ВИ и изменением отношения числа витков обмоток ВН и НН коэффициента трансформации в пределах ±5%;
• газовое реле, предохраняющее трансформатор от внутренних повреждений, вызывающих повышенный местный нагрев стали магнитопровода или обмоток, вследствие чего происходит интенсивное разложение окружающего масла и образование газов, воздействующих на контактную систему реле, замыкающую цепь сигнализации, а при особо опасных повреждениях - цепь отключения трансформатора;
• предохранительная труба, соединенная с баком и служащая для отвода газов в атмосферу при бурном образовании их вследствие «пожара» стали и других серьезных внутренних повреждений;
• вводы, представляющие собой армированные медным стержнем проходные фарфоровые изоляторы для изоляции выводимых из бака концов обмотки и удобного присоединения к ним шин распределительного устройства;
• расширитель (консерватор), обеспечивающий постоянное заполнение бака трансформатора маслом и компенсирующий изменение (увеличение или уменьшение) объема масла при колебаниях температуры.

Расширитель уменьшает поверхность соприкосновения масла с атмосферным воздухом и защищает масло от увлажнения и окисления.

После общего осмотра трансформатора удаляют временные уплотнения в маслоуказателе и расширителе, а кран маслоуказателя переводят в положение «Открыто». Проверяют сообщаемость маслоуказателя с расширителем и расширителя с баком, для чего сливают через нижний спускной кран небольшое количество масла, наблюдая за его уровнем в маслоуказателе. Если при сливе масла из бака и последующей доливке сухого масла в расширитель уровень масла в стекле маслоуказателя будет изменяться (понижаться, а затем повышаться), то это свидетельствует о нормальной сообщаемости между маслоуказателем, расширителем и баком.

Для того чтобы при доливке масла обеспечить выход воздуха, необходимо открыть пробки на предохранительной трубе, краны на крышке газового реле и бака.
В маслоуказателе уровень масла должен находиться вблизи черты, нанесенной на нем или рядом с ним на расширителе.

При уменьшении количества масла его доливают в бак. Характеристика и качество (диэлектрическая прочность, кислотность, содержание примесей и т. п.) доливаемого масла должны соответствовать характеристике и качеству масла в баке.

Для проверки качества масла, находящегося в баке монтируемого трансформатора, через нижний кран отбирают пробу масла и испытывают его диэлектрическую прочность; пробивное напряжение масла силовых трансформаторов напряжением 10 кВ должно быть не менее 25 кВ. Осматривая и проверяя мегомметром, убеждаются в исправности пробивного предохранителя.

Если трансформатор исправен, уровень масла находится в пределах отметок маслоуказателя, а испытанная в стандартном разряднике диэлектрическая прочность масла не ниже 25 кВ; тогда трансформатор можно устанавливать и включать в работу без сушки.

Силовым трансформатором называют аппарат для преобразования (трансформирования) переменного тока одного напряжения в переменный ток другого - более высокого или более низкого напряжения.

По количеству обмоток трансформаторы бывают двух- и трехобмоточными. В промышленных электроустановках для электроснабжения силовых и осветительных нагрузок применяют трехфазные двухобмоточные трансформаторы.

Основными частями силового двухобмоточного трансформатора являются: магнитопровод, представляющий собой собранную из листовой электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм жесткую конструкцию, состоящую из связанных сверху и снизу ярмами трех вертикальных стержней, на которых устанавливают обмотки; листы стали ярма магнитопровода спрессованы-стальными ярмовыми балками; обмотки, намотанные на цилиндрические каркасы плоскими или круглыми изолированными проводами в один или несколько слоев, обмотка ВН расположена поверх обмотки НН; стальной бак овальной формы с гладкими, ребристыми или трубчатыми стенками; крышка для герметизации бака, а также установки на ней различных приборов и арматуры.

Трансформаторы напряжения изготовляют однофазными и трехфазными, которые бывают трех- или пяти» стержневыми. Схемы включения этих трансформаторов выбирают в зависимости от системы сети, исполнения трансформатора и его назначения в данной электроустановке.

Трансформаторы напряжения после осмотра и ревизии устанавливают в закрытых РУ на полукамеры или стальных угольниках, а в открытых РУ - на бетонных подушках или стальных конструкциях.

Расстояния между осями фаз и отдельными трансформаторами напряжения должны соответствовать проекту. Для обеспечения нормальных условий охлаждения обмоток расстояние между баками (кожухами) трансформаторов напряжения должно быть не менее 100 мм. При монтаже трансформатора напряжения в закрытом РУ на съемных угольниках передний угольник устанавливают ребром вниз для удобства подхода к его мас-лоспускному устройству. Трансформатор располагают так, чтобы его указатель уровня масла был (для удобства наблюдений и контроля) обращен в сторону коридора управления.

Корпус каждого трансформатора напряжения заземляют. Первичные и вторичные обмотки трансформаторов напряжения закорачивают на выводах и надежно заземляют на весь период монтажа.
Присоединяют установленные трансформаторы напряжений к шинам ВН распределительного устройства следующим образом: у трехфазных трансформаторов желтая фаза шин ВН - к выводу А; зеленая - к выводу В; красная - к выводу С.

Вывод высшего напряжения однофазного трансформатора напряжения, имеющий отметку А, можно присоединить к любой из трех шин высокого напряжения.

Подлежащие монтажу трансформаторы тока подвергают ревизии, при которой проверяют: наличие заводских табличек и соответствие указанных на них характеристик данным электроустановки; комплектность аппарата и крепежных деталей; состояние изоляторов (отсутствие на них сколов, трещин, поврежденной глазури), кожуха, (отсутствие вмятин, плотность прилегания кожуха к изоляторам и т. п.); целостность обмотки; правильность обозначения (полярность) выводов, для этого к ним присоединяют гальванометр с аккумулятором 1- 2 В; при правильной полярности стрелка гальванометра будет отклоняться вправо.

Перед монтажом трансформатора тока шаблонами размечают расположение отверстий и конструкций (плит, угольников и т. д.) в месте его установки, затем сверлят, отверстия необходимого диаметра и устанавливают конструкции.

Стальные плиты или угольники, на которых размещают проходные трансформаторы тока на 1000 А и более, разрезают и вновь соединяют планками из немагнитного металла с зазором в стыке плиты или угольника 1-2 мм во избежание появления в этих конструкциях замкнутых магнитных контуров и индуктированных токов.

Расстояние от головки (вывода) трансформатора тока до точки крепления подведенной шины на опорном изоляторе должно соответствовать данным проекта. Расстояние между заземленными корпусами проходных трансформаторов тока смежных фаз должно быть не менее 100 мм.
Токоведущие стержни и изоляторы трансформаторов тока не должны испытывать изгибающих усилий от присоединенных к их зажимам шин и проводов.

После установки трансформатор тока присоединяют к шинам распределительного устройства, а к его вторичной обмотке - провода вторичной цепи.

Вторичные обмотки, не присоединенные к приборам, должны быть замкнуты накоротко и заземлены непосредственно на зажимах трансформатора тока для избежания возникновения на вторичной обмотке напряжения опасной величины.

Смонтированный трансформатор тока заземляют. Вторичную обмотку также заземляют с помощью гибкого медного провода, присоединенного к болту заземления на корпусе трансформатора.
Трансформаторы напряжения служат для питания цепей напряжения различных приборов (ваттметров, счетчиков и т. п.) и реле. Первичную обмотку трансформатора напряжения включают параллельно в сеть.

К вторичной обмотке трансформатора напряжения присоединяют соответствующие цепи измерительных приборов и реле. Шкалы включаемых измерительных приборов должны быть отградуированы в соответствии с номинальным напряжением первичной обмотки.

Измерительными трансформаторами называют трансформаторы тока и трансформаторы напряжения для понижения тока или напряжения первичной цепи электроустановки до соответствующих величин цепей измерительных приборов, устройств релейной защиты и автоматики.

Трансформаторы тока конструктивно выполняют опорными или проходными, одновитковыми или многовитковыми, с одним или двумя сердечниками. В последние годы промышленность выпускает трансформаторы тока 10 кВ типов ТПЛ-10 и ТКЛ-10 с литой изоляцией.

Первичные обмотки трансформаторов тока изготовляют на номинальные токи от 5 до 10 000 А.

Трансформаторы тока делятся по величине допустимой погрешности на пять классов: 0,2; 0,5; 1; 3 и 10. В промышленных электроустановках применяют в основном трансформаторы тока классов 0,5; 1 и 3.

Для защиты от однополюсных замыканий на кабельных линиях в сетях с малыми токами часто применяют специальный трансформатор тока, так называемый трансформатор тока нулевой последовательности (ТНП).

Этот трансформатор состоит из стального магнитопровода кольцеобразной или прямоугольной формы, на который намотана вторичная обмотка. Трансформатор надевают на трехжильный кабель, являющийся его первичной обмоткой. При нормальном режиме работы результирующий магнитный поток обмотки равен нулю. При замыкании одной из фаз на землю в первичной обмотке трансформатора появляются токи нулевой последовательности, в результате которых в его вторичной обмотке наводится э.д.с, и реле, включенное в эту обмотку, срабатывает. В зависимости от выбранной схемы защиты реле может действовать на включение сигнала или отключение установки.
Под действием внешних причин (сварочные работы, замыкание на землю близко расположенного кабеля а т. п.) по броне и оболочке кабеля могут протекать токи, способные вызвать ложное срабатывание защиты. Во избежание этого при монтаже трансформатора нулевой последовательности проводник 4, заземляющий воронку 5, пропускают сквозь окно трансформатора. При этом токи, протекающие по оболочке и броне кабеля, яройдут сквозь окно трансформатора дважды, но в разных направлениях, и создаваемые ими магнитные потоки взаимно уничтожатся.
Кроме рассмотренных простейших схем защит, реагирующих на повышение тока, в защищаемой линии существуют защиты минимального напряжения. Наиболее простая - это защита с использованием отключающей катушки минимального напряжения, встроенной в привод выключателя мощности. При падении напряжения до 0,8 номинального (и ниже) защелка привода, удерживаемая катушкой, освобождается и выключатель отключается.