Отчёт по практике на МУП «Новочебоксарские городские электрические сети»

 

Трансформаторы, имеющие мощность или напряжение, не соответствующие  стандартной шкале, относят к габариту и группе ближайшей стандартной мощности или напряжения.

 

Типы трансформаторов

 

Каждому типу трансформаторов присваивают  обозначение, которое состоит из букв и цифр. Буквы в обозначении типов маслонаполненных и сухих трансформаторов, обозначают:

О – однофазное исполнение;

Т – трехфазное исполнение;

Н – регулирование напряжение под  нагрузкой;

А – автотрансформаторное соединение обмоток;

Р – с расщепленными обмотками;

Г – грозоупорное исполнение (в  результате специальной емкостной  защиты обмоток);

С – сухое исполнение;

М – масляное охлаждение с естественной циркуляцией масла внутри бака и  воздуха снаружи;

Д – масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла;

ДЦ – масляное охлаждение с дутьем и с принудительной циркуляцией  масла;

МВ – масляно-водяное охлаждение с естественной циркуляцией масла  и воды;

Ц – масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла  и воды.

Вторичное употребление буквы Т в обозначении типа трехфазного трансформатора или ее применение для обозначения однофазного показывает, что трансформатор трехобмоточный.

Цифры в числителе показывают мощность трансформатора в кВА, в знаменателе  – класс напряжения обмотки ВН в кВ.

Например, ТМ-400/10 – трехфазный трансформатор, масляное охлаждение с естественной циркуляцией, мощность 400 кВА, класс  напряжения 10 кВ; ТДТГ-20000/110 – трехфазный транс-

 

форматор, с дутьевым охлаждением, трехобмоточный, грозоупорное исполнение, мощность 20000 кВА, класс напряжении 110 кВ.

Согласно шкале мощностей трансформаторов  и автотрансформаторов номинальные  мощности в кВА трехфазных трансформаторов и автотрансформаторов должны соответствовать ряду:

 

10 100 1000 10000 100000 1000000

125000 –

16 160 1600 16000 160000 –

200000 –

25 250 2500 25000 250000 –

32000 320000 –

40 400 4000 40000 400000 –

500000 –

63 630 6300 63000 630000 –

80000 800000 –

 

Основными частями трансформатора являются: магнитопровод, обмотки, переключатель, вводы, отводы, изоляция, бак, охладители, вспомогательное оборудование и аппаратура, защитные и контрольно-измерительные устройства.

Магнитопровод представляет собой магнитную систему трансформатора, собранную из пластин электротехнической стали. Он предназначен для концентрации основного магнитного потока, сцепленного с обмотками. Состоит из стержней, на которых расположены обмотки, и ярм, служащих для замыкания магнитной цепи. Пластины изолированы друг от друга пленкой жаростойкого покрытия или лака либо сочетанием жаростойкой или лаковой пленок. Различают броневые и стержневые магнитопроводы.

                    

Рис.10 Принципиальная схема трехфазного  Рис.11. Магнитопровод трехфазного трансформатора:

        трансформатора с симметричным      1 – стержни, 2 – верхнее ярмо, 3 – нижнее ярмо

        магнитопроводом

 

Обмотки, размещенные на стержнях трехстержневого магнитопровода, называют фазными обмотками трансформатора. Их соединение в трехфазные схемы дает трехфазный трансформатор.

Обмотки масляных силовых трансформаторов I и II габаритов выполняют из алюминиевых обмоточных проводов АПБ, III – VII – из медных ПБ. Толщину изоляции обмоточных проводов принято указывать на обе стороны. Ее выбирают в зависимости от напряжения: для обмоток трансформаторов с напряжением до 35 кВ обычно берут нормальную толщину изоляции – 0,45 мм, для класса  110 кВ – 1,35 – 2 мм, для более высоких напряжений – еще больше. Кроме проводов в устройство обмоток входят изоляционные детали и материалы. Обмотки отличаются друг от друга типом, количеством витков, поперечным сечением и маркой провода, направлением намотки, изоляционными расстояниями и толщиной витковой изоляции. Чем больше напряжение трансформатора, тем больше количество витков; с увеличением мощности возрастают сечения проводов и размеры обмоток. Обмотки НН и ВН располагают на стрежнях магнитопроводов концентрически: обмотку НН внутри, обмотку ВН снаружи (в специальных трансформаторах иногда наоборот). Между ними устанавливают изоляционные цилиндры.

Переключатель служит для изменения напряжения силовых трансформаторов, путем регулирования числа витков в обмотках, т.е. изменением коэффициента трансформации путем переключения регулировочных ответвлений обмоток. Переключающие устройства, предназначенные для переключения ответвлений обмотки одной фазы, называется однофазными. Если переключение ответвлений трехфазного трансформатора осуществляется одним переключателем, его называют трехфазным.

Для соединения концов обмоток между  собой и с вводами, подключения  регулировочных ответвлений к переключателям и других соединений внутри трансформатора применяют провода

 

называемые отводами. Отводы, служащие для соединения обмоток с вводами, называют линейными или основными; соединяющие переключатель с обмотками – регулировочными. Отводы изготовляются из медных и алюминиевых проводников, которые бывают в виде шин, прутков и гибкого кабеля. Отводы диаметром до 5,2 мм для напряжений 6 – 35 кВ изолируют кабельной бумагой.

Для вывода концов обмоток из трансформатора наружу и подключения к сети служат вводы – фарфоровые проходные изоляторы, через внутреннюю полость которых проходит токоведущий стержень. Вводы устанавливают на крышке или, реже, на боковой стенке бака. Внутри трансформатора ввод соединяют с обмоткой, снаружи верхний конец ввода имеет зажим для присоединения к сети. Вводы изготовляют на напряжение: 0,5; 1; 3; 6 – 10; 20; 35; 110; 220; 330; 500 и 750 кВ. При работе обмотки и другие токоведущие части трансформатора находятся под рабочим напряжением сети. В процессе эксплуатации они подвергаются также различного рода электрическим перенапряжениям. Поэтому все токоведущие части трансформатора должны быть надежно изолированы друг от друга и от заземленных деталей. Изоляцию маслонаполненных трансформаторов делят на внутреннюю и внешнюю. К внутренней, относят изоляцию, расположенную внутри бака (в масле), к внешней – изоляцию, находящуюся вне бака (в воздухе).

Различают следующие элементы внутренней изоляции: главную изоляцию обмоток; продольную изоляцию обмоток; изоляцию обмоток, переключающих устройств, отводов относительно бака и других заземленных частей. Главной изоляцией обмоток называют такую, которая изолирует обмотки друг от друга и от заземленных частей остова. Продольная изоляция обмотки включает в себя витковую изоляцию, изоляцию между катушками или дисками, между элементами емкостной защиты и между слоями обмотки. В витковую изоляцию входит толщина изоляции обмоточного провода. Изоляция между катушками обеспечивается масляным каналом, образованным изоляционными прокладками. Изоляция обмоток, переключающих устройств и отводов относительно бака и других заземленных частей состоит из твердой изоляции и масляных промежутков. При номинальных напряжениях 6 – 10 кВ промежуток от обмотки до стенки бака по маслу должен быть не менее 25 мм, от отвода до стенки бака при толщине изоляции на отводе 2 мм на сторону изоляционный промежуток должен быть не менее 10 мм.

К внешней изоляции трансформатора относится изоляция вне бака трансформатора. Она включает промежутки между токоведущими частями вводов и расстояние от вводов до заземленных частей бака и его устройств. Изоляционные промежутки выбирают по нормам изоляционных расстояний в воздухе. При напряжении 10 кВ минимальное расстояние между вводами 110 мм. Примерно то же расстояние принимают между вводами и заземленными частями (предохранительной трубой, расширителем и др.). На практике эти промежутки увеличивают на 10 -15 мм, учитывая возможные отклонения размеров при сборке.

Бак – это резервуар овальной или прямоугольной формы, изготовленный из стальных листов и предназначенный для установки активной части. В верхней части бак трансформатора имеет раму с отверстиями для крепления крышки. Крышка закрывает бак и служит основанием для установки расширителя, вводов, привода переключателя, рымов и других устройств. Для передвижения трансформаторов баки снабжены транспортными тележками или каретками с катками.

 

   Рис.12. Крышка трансформатора ТМ-400/10 (вид сверху):

1 – отверстие  для соединения с расширителем, 2 – рым, 3 – ввод ВН, 4 – переключатель, 5 – кран, 6 – термометр, 7 – пробивной предохранитель, 8 – нулевой ввод НН, 9 – линейный ввод НН, 10 – крышка,

11 – место установки  расширителя

С изменением электрической нагрузки и температуры окружающего воздуха  изменяется температура масла в трансформаторе. При одной и той же нагрузке летом температура масла выше, зимой – ниже. Колебания температуры вызывают изменение объема масла в баке.

 

Чтобы бак трансформатора всегда был заполнен маслом, на трансформаторах  класса напряжения 6 кВ и выше, мощностью 25 кВА и более устанавливают расширитель. Расширитель – это металлический сосуд, обычно цилиндрической формы, сообщающийся с баком трансформатора. Емкость расширителя должна быть такой, чтобы при всех режимах работы трансформатора от отключенного до номинальной нагрузки и при колебаниях температуры окружающего воздуха от -45 до +40 ºС в нем было масло. Емкость расширителя должна составлять 8 – 10 % объема масла, находящегося в баке трансформатора. На одной из торцевых стенок расширителя установлен маслоуказатель и нанесены краской три горизонтальные черты с контрольными цифрами -45, +15 и +40 ºС. Это означает, что в неработающем трансформаторе уровни масла, отмеченные черточками, должны соответствовать указанным температурам окружающего воздуха.

 

6.8. Испытания трансформаторов

 

Все виды испытаний трансформаторов  можно подразделить на предварительные, промежуточные и контрольные.

Предварительные испытания  производят в том случае, если трансформатор выведен в плановый ремонт (ревизию) или вышел из строя. Эти испытания проводят до вскрытия активной части. В процессе их определяют характер повреждения и уточняют, нужно ли сушить трансформатор. В объем этих испытаний входят: испытания трансформаторного масла; измерение сопротивления активной стали магнитопровода; измерение сопротивления обмоток постоянному току; измерение изоляционных характеристик.

Промежуточные испытания выполняют в процессе ремонта, когда трансформатор разобран. Перечень испытаний и измерений при этом зависит от объема работ.

Контрольные испытания  производят, когда трансформатор отремонтирован и собран. Основные контрольные испытания: 1) испытание трансформаторного масла; 2) измерение сопротивления изоляции; 3) измерение характеристик, определяющих степень увлажненности изоляции; 4) испытание главной изоляции приложенным напряжением; 5) измерение омического сопротивления обмоток.

 

Испытание трансформаторного масла на пробой

 

Трансформаторное масло является продуктом перегонки нефти. В  трансформаторах его используют в качестве изоляционного и теплопроводного материала. Масло не должно содержать влагу, механические примеси, смолообразующие и другие вещества, не обладающие изоляционными свойствами. Влага и загрязнения резко снижают его электрическую прочность. Масло, из которого удалена вода, называют сухим.

Испытание трансформаторного масла  на пробой производят в маслопробойном аппарате. Масло заливают в стандартный зарядник маслопробойного аппарата, представляющий собой специальный фарфоровый сосуд, в который вмонтированы два плоских электрода и латунные токоведущие стержни. К ним подводится высокое напряжение от встроенного в аппарат повышающего регулировочного трансформатора. Всего делают шесть пробоев с интервалами 10 минут. Первый пробой не считают. Среднее арифметическое пробивного напряжения остальных пяти пробоев принимают за пробивное напряжение масла. Пробивное напряжение должно соответствовать нормам, которые установлены в зависимости от номинального напряжения трансформатора и вида масла.

 

Таблица 4. Нормы пробивного напряжения трансформаторного масла, кВ

 

Вид масла	Номинальное напряжение трансформатора, кВ
	до 15	выше 15 до 35	от 60 до 220	330 и выше
Свежее сухое	25	30	40	50
Эксплуатационное	20	25	35	45

 

Измерение сопротивления изоляции

 

Измерение сопротивления изоляции трансформатора позволяет выявить  ее качество и, главным образом, увлажненность, а также грубые дефекты, чтобы предотвратить повреждение изоляции при последующих испытаниях трансформатора повышенным напряжением. Сопротивление изоляции измеряют мегомметром. Мегомметр состоит из источника питания и измерительной системы. Источником тока в нем служит встроенный генератор постоянного тока, который приводится в действие от руки.