Требования к помещениям для силовых трансформаторов. Обслуживание трансформаторов. Силовые трансформаторы.

Основным элементом подстанции является силовой трансформатор. Для наблюдения за режимом его работы, уровнем и температурой масла, газовым реле, а также для отбора проб масла должны быть созданы удобные и безопасные условия. Поэтому к помещению, в котором установлен трансформатор, предъявляются определенные требования.

Стены, дверные и вентиляционные проемы, перекрытия помещений должны быть оштукатурены, а полы зацементированы Кабельные каналы оборудуют обрамлением, конструкциями для укладки кабелей и сверху закрывают плитами. Помещения для трансформатора с естественным охлаждением оборудуют непрерывной приточно-вытяжной вентиляцией с таким воздухообменом, при котором разность температур входящего и выходящего воздуха не превышает 15 С при номинальной нагрузке трансформатора. Стены и потолки помещения белят, а металлические конструкции (жалюзи, решетки, шины заземления и т. д.) покрывают краской или лаком. Маслосборные ямы под трансформатором засыпают гравием. На фундаментах устанавливают направляющие конструкции из швеллера.

Осмотр трансформаторов без отключения проводят в следующие сроки:

в установках с постоянным дежурством персонала — один раз в сутки;
в установках без постоянного дежурного персонала — не реже одного раза в месяц;
на трансформаторных пунктах — не реже одного раза в 6 месяцев.

Эти сроки могут быть изменены в зависимости от условий эксплуатации, конструкции и состояния трансформаторов. Внеочередные осмотры проводят при каждом отключении трансформатора от действия защиты, при резком изменении температуры окружающего воздуха.

При осмотрах трансформаторов проверяют следующее:

уровень масла в расширителе,
состояние бака и отсутствие течи масла,
показания термометров и мановакуумметров,
наличие масла в маслонаполненных вводах,
отсутствие чрезмерного нагрева контактных соединений,
состояние изоляторов, маслоохлаждающих, маслосборных и маслоочистительных устройств, сети заземления, цепи сигнализации, ошиновки и кабелей, трансформаторного помещения.

Температуру масла в трансформаторах мощностью до 1000 кВ А обычно измеряют ртутным термометром, установленным в гильзу (карман) со стороны выводов НН. Гильза заполняется маслом для уменьшения перепада температур. На трансформаторах мощностью выше 1000 кВ А для удобства контроля устанавливают на уровне 1,5 м от уровня пола дополнительный манометрический термометр. На трансформаторах большой мощности помимо этих термометров устанавливают резисторные термометры для дистанционного измерения температур.

Измеряя температуру верхних слоев масла, можно судить о температуре других точек его объема. Так, при температуре верхних слоев 80 С, температура средних слоев составит 65-70°С, а нижних — 30-35°С. Температура обмоток трансформатора при номинальных нагрузках выше температуры верхних слоев масла на 10—15 °С у трансформаторов с естественным и с дутьевым охлаждением и на 20-30 °С у трансформаторов с принудительной циркуляцией масла.

Допустимая температура верхних слоев масла трансформаторов определяется на основе заводских данных. В трансформаторах без принудительной циркуляции масла эта температура не должна быть более +95°С. Превышение температуры масла над температурой окружающего воздуха должно быть нс более 60°С.

Выделяемое обмотками и магнитопроводом тепло передаётся маслу, которое, циркулируя естественно или принудительно, отводит тепло через стенку корпуса, радиаторы или циркуляционные трубы наружу. Радиаторы трансформаторов с воздушным дутьем обдувают воздухом от вентиляторов, которые отключаются только при нагрузке трансформатора менее 70% номинальной или когда температура масла менее 55°С. В трансформаторах с принудительным охлаждением масло охлаждают с помощью воздушных или водяных охладителей. Система масловодяного охлаждения (трубопроводы, насосы, маслоохладители) требует тщательного уплотнения во избежание подсоса воздуха и попадания его в трансформатор. Для исключения попадания охлаждающей воды в масло трансформатора соблюдают последовательность операций по включению и отключению системы охлаждения. Так, при включении трансформатора в первую очередь пускают масляный насос для создания давления в трубопроводах, а затем уже водяной, при отключении — останавливают водяной насос, а затем масляный.

Системы принудительного охлаждения оборудуют сигнализацией, срабатывающей при аварийном прекращении циркуляции масла, охлаждающей воды или остановке вентиляторов дутья, так как при отключении охлаждения температура трансформатора быстро повышается.

Наилучшим режимом работы трансформатора является такой, при котором полностью используется его паспортная мощность, а изоляция работает при температуре, не превышающей максимально допустимую. Однако при эксплуатации иногда возникает необходимость превышения номинальных нагрузок.

Определение значения и времени возможной перегрузки трансформатора проводят по графику его нагрузочной способности и коэффициенту суточного графика нагрузки.

Увеличение нагрузки трансформатора в период максимума проводят на ту же нагрузку, на которую он был недогружен в летний период, но не более чем на 15% к номинальной нагрузке. Суммарная перегрузка трансформатора с учетом всех факторов не должна превышать 50%. В аварийных случаях допускается перегрузка трансформаторов на время, указанное в таблице ниже.

Допустимое время перегрузки трансформаторов в аварийных режимах
Вид охлаждения трансформатора	Время перегрузки, мин, при загрузке трансформаторов, %
Вид охлаждения трансформатора	120	130	140	150	160	175	200
Масляный	—	120	90	70	45	20	10
Сухой	60	45	32	18	—	—	—

В период эксплуатации проводят профилактические испытания трансформаторов. В объем испытаний входят измерения сопротивления изоляции, коэффициента абсорбции, диэлектрических потерь главной изоляции трансформаторов и вводов, сопротивления обмоток постоянному току, токов утечки на выпрямленном напряжении; испытание масла; испытание главной изоляции повышенным напряжением. Измерение сопротивления обмоток постоянному току позволяет выявить плохие контактные соединения. Сопротивление не должно отличаться более чем на 2% от данных завода-изготовителя.

Изоляцию обмоток силовых трансформаторов испытывают повышенным напряжением промышленной частоты 22,5 кВ для напряжения 6 кВ и 31,5 кВ для 10 кВ в течение 1 мин.

Измерение отношения сопротивлений изоляции обмоток проводится до и после ремонта. Значение R₆₀/R₁₅ Для трансформаторов напряжением до 35 кВ должно быть не менее 1,3.

Тангенс угла диэлектрических потерь изоляции обмоток для трансформаторов до 35 кВ должен быть 15% при t = 60°С.

В период эксплуатации электрические испытания трансформаторного масла проводят в следующие сроки: после капитального ремонта трансформатора не реже 1 раза в 3 года для трансформаторов с термосифонными фильтрами и 1 раз в год — без термосифонных фильтров.

Электрическая прочность масла для трансформаторов напряжением до 15 кВ должна быть не менее 20 кВ; от 15 до 35 кВ — 25 кВ, кислотное число масла не должно превышать 0,25 мг; температура вспышки масла не должна быть ниже более чем на 5°С от первоначальной; тангенс угла диэлектрических потерь должен быть не более 2 % при t = 20°С и не более 7 % при t = 70°С.