Обслуживание силовых трансформаторов Предисловие
|
Скачать 2.41 Mb.
|
2. Основные элементы конструкции трансформаторовСовременный мощный трансформатор представляет собой сложное устройство, состоящее из большого числа различных конструктивных элементов, каждый из которых в той или иной мере оказывает влияние на его работу. Основными элементами трансформатора являются магнитопровод и обмотки. Магнитопровод представляет собой магнитную цепь трансформатора, по которой замыкается магнитный поток, а обмотки - это электрические цепи, по которым протекает электрический ток. Магнитопровод вместе с насаженными обмотками представляет собой активную часть трансформатора. Остальные элементы являются его вспомогательными, неактивными частями. Соединение различных частей обмоток между собой, с выводами и переключателями ответвлений производится с помощью отводов. Элементы конструкции трансформатора, по которым протекает электрический ток (обмотки, отводы и др.) и которые соединены между собой по определенной схеме, образуют электрическую цепь, изолированную относительно заземленных частей конструкции трансформатора. Изоляционные детали выполняются из различных твердых электроизоляционных материалов - электроизоляционного картона, бумаги, дерева, гетинакса и т.п. Масляные трансформаторы заливают трансформаторным маслом. При эксплуатации трансформаторов возникает необходимость изменения их коэффициента трансформации (или регулирования напряжения). Регулирование напряжения у одних трансформаторов выполняют с отключением от сети, а у других трансформаторов оно производится под нагрузкой (РПН). Для обеспечения РПН используется специальная аппаратура, состоящая из избирателя, предызбирателя, контактора с токоограничивающим сопротивлением (или реактором в старых трансформаторах) и приводного механизма, представляющих собой самостоятельные конструктивные элементы, устанавливаемые снаружи на бак или внутри бака на активной части. Для присоединения обмоток трансформатора к сети служат вводы, состоящие из токоведущей части (стержня или трубы), фарфоровой покрышки и опорного фланца. Вводы устанавливают на крышке или стенке бака, при этом их нижняя часть находится в масле внутри бака, а верхняя - вне бака, в воздухе. Маслонаполненные вводы имеют собственный, автономный объем масла. Активная часть трансформатора помещается в бак, служащий резервуаром для масла. Бак может иметь нижний или верхний разъем в зависимости от габарита трансформатора. Основные части бака: у одних трансформаторов - стенки, дно и крышка, а у других, с массой активной части более 25 т, - поддон и съемная часть (колокол). Колокол используют для установки вводов, выхлопной трубы (или предохранительных клапанов), крепления расширителя, приставных устройств РПН и установки контрольно-измерительных устройств, охладителей навесной системы охлаждения и других деталей. На стенке бака (колокола) обычно у трансформаторов укрепляют охладительные устройства - радиаторы или охладители (навесной системы охлаждения типа ДЦ). В зависимости от габарита к дну бака (поддону) крепятся тележка или каретки, позволяющие перевозить трансформаторы по рельсовым путям с небольшой скоростью в пределах подстанции (электростанций). Магнитопровод силовых трансформаторов всех габаритов изготовляется из холоднокатаной анизотропной электротехнической стали. Такая сталь поставляется в рулонах и состоит из непрерывной ленты, максимальная масса рулона 5 т, наибольшая ширина не более 1000 мм, толщина стали 0,29-0,35 мм, удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте электрического тока 50 Гц располагаются в диапазоне 1,2-1,4 Вт/кг. Создание конструкций магнитопровода из рулонной электротехнической стали позволило значительно снизить потери XX, а также создать прогрессивные конкурентоспособные конструкции магнитопроводов с улучшенными характеристиками XX. Магнитопроводы трансформаторов до 1000 кВ∙А включительно (I и II габаритов) имеют как планарную, так и пространственную (витую или стыкованную) конструкцию. Переход от магнитопровода шихтованной конструкции к пространственной витой позволил снизить потери XX трансформатора на 25 % и уменьшить массу активной стали трансформатора (магнитопровода) на 12 %. Магнитопроводы трансформаторов III габарита и выше имеют планарную конструкцию с комбинированным или косым стыком в местах сопряжения стержней и ярм. Стяжка стержней магнитопровода производится стеклобандажами. Прессовка ярм производится ярмовыми балками, стягиваемыми металлическими полубандажами, которые изолированы относительно балок для исключения замкнутого контура, приводящего к появлению недопустимых циркулирующих токов. Нижние и верхние балки ярм также изолированы и связаны металлическими пластинами, рассчитанными на вес активной части с обмотками в запрессованном состоянии. У мощных трансформаторов нижние ярмовые балки имеют шунты (пакеты из трансформаторной стали) для экранирования потока рассеяния. Обмотки и изоляционная конструкция. В зависимости от габарита трансформаторов применяются различные по конструкции обмотки. Для обмоток мощных трансформаторов, как правило, применяют обмоточный провод прямоугольного поперечного сечения с бумажной изоляцией. При больших токах применяются подразделенный провод, состоящий из нескольких параллельно расположенных ветвей, и траспонированный провод, т.е. многожильный (до 36 жил с собственной изоляцией) провод с перекладкой отдельных жил. Для многослойных обмоток трансформаторов I и II габаритов используют провод круглого сечения разного диаметра. В трансформаторах больших мощностей применяются обмотки следующих типов: непрерывная, состоящая из ряда секций (катушек) с каналами между ними; в каждой секции - по нескольку витков, намотанных в виде спирали один на другой. Такие обмотки имеют большую торцевую опорную поверхность и, следовательно, большую в сравнении с другими типами обмоток стойкость к электродинамическим воздействиям от токов КЗ. Большинство непрерывных обмоток наматывают без паек между отдельными катушками благодаря технологической операции по перекладке проводов в каждой четной по счету катушке. Непрерывные обмотки без паек широко применяют в трансформаторах класса напряжения 110кВ в качестве обмоток ВН, СН, НН, а также в трансформаторах и автотрансформаторах 220 кВ и выше в качестве обмоток СН и ВН; переплетенная для трансформаторов 500 кВ и выше. Конструкция такой обмотки лучше обеспечивает требуемый уровень импульсной прочности изоляции обмоток. Входная зона (линейного конца обмотки) благодаря переплетению витков, т.е. благоприятному распределению импульсных напряжений не имеет экранирующих витков и дополнительной изоляции дисковых входных катушек. Однако такой тип обмотки требует применения обмоточных проводов с высоким качеством поверхности или усиления витковой изоляции. Кроме того, в течение длительной работы трансформатора не должно быть искажения геометрии каналов (что возможно из-за усадки некачественного электрокартона), так как в результате искажения распределения емкостей между катушками ухудшается импульсная прочность изоляции во входной зоне обмотки; винтовая для обмоток НН, состоящая из ряда витков, наматываемых по винтовой линии, с масляными каналами между рядами. Каждый виток имеет несколько параллельных проводов, укладываемых вплотную в радиальном направлении. Такие обмотки могут быть как одноходовые, так и многоходовые. Отдельные хода (ветви обмоток) соединяются параллельно. Параллельные провода располагаются на различном расстоянии от оси обмотки, и поэтому длина и положение их относительно магнитного поля различны. Это может привести к возникновению уравнительных токов. Устранение этого явления достигается транспозицией (поочередной переменой места) проводов витка или применением транспонированного провода, хотя обмотка из транспонированного провода, как уже указано, несколько уступает по электродинамической стойкости такой же обмотке, но изготовленной из подразделенного провода. Однако применение транспонированного провода позволяет значительно снизить тепловые потери от вихревых токов в крайних витках и упрощает конструкции обмотки.  Рис. 4. Схемы обмоток: а - обмотка без регулировочных ответвлений с вводом на конце; б - обмотка без регулирования ответвлений с вводом посредине; в - прямая схема с регулировочными ответвлениями посредине (трансформатор с переключением ответвлений типа ПБВ); г - прямая схема с регулировочными ответвлениями на 1/4 и 3/4 высоты обмотки (трансформаторы с ПБВ) и с вводом посредине; д - оборотная схема с регулировочными ответвлениями (трансформаторы с РПН) в нейтрали и вводом на конце; е - прямая схема с ответвлениями РПН Схемы обмоток отличаются большим разнообразием (рис. 4). Применение той или иной схемы зависит от диапазона регулирования и номинальной мощности трансформатора, а также от некоторых других факторов. Например, при одном и том же диапазоне изменения коэффициента трансформации ± 5 % при номинальной мощности примерно до 10 MB∙A применяют более простую схему с ответвлениями на середине высоты обмотки по рис. 4, в, а при большей мощности - схему по рис. 4, г. Это объясняется стремлением конструктора уменьшить осевые силы при КЗ, которые зависят от степени неравномерности обмотки. При ответвлениях по рис. 4, в неравномерность больше, поэтому эту схему применяют для меньшей мощности, а схему по рис. 4, г - при большей мощности. Изоляция обмоток трансформаторов подразделяется на продольную и главную. Продольная - это изоляция между отдельными элементами данной обмотки (витками, катушками, слоями). Главная - это изоляция между обмотками разных фаз, а также обмоток относительно заземленных частей. Эта изоляция, как и вся изоляция обмоток в целом, в процессе работы подвергается электрическим воздействиям (рабочего напряжения, коммутационных и атмосферных перенапряжений), механическим воздействиям от токов КЗ, тепловым - в основном от нагрева проводов током нагрузки, химическим - вследствие происходящих в трансформаторе химических процессов, вызванных окислением масла и появлением посторонних примесей. Электрическая прочность изоляции определяется прочностью масляных промежутков и диэлектрическими свойствами изоляционных барьеров (цилиндров, угловых шайб), расположенных в определенной последовательности. Цилиндры, расположенные между обмоткой и стержнем магнитопровода и между обмотками, выполняются из нескольких слоев тонкого электроизоляционного картона и устанавливаются на изоляционные детали нижней ярмовой изоляции. Ярмовая изоляция является изоляционным барьером между обмотками, нижним ярмом и ярмовой балкой, а также между выводным концом обмотки и полкой ярмовой балки. Перегородки между внешней обмоткой ВН и баком также выполняются электрокартонным цилиндром, опирающимся на выступы прокладок ярмовой изоляции. Междуфазные перегородки в трехфазных трансформаторах выполняются на всю высоту обмотки или располагаются в зоне обмотки, где имеется наибольшая разность потенциалов между ближайшими точками обмоток разных фаз. Для создания масляных каналов между секциями обмотки устанавливаются прокладки, имеющие крепление (фасонный вырез) с продольными рейками. Монолитность обмотки достигается прижатием витков друг к другу и к изоляционным деталям, разделяющим их. За счет трения создается достаточное сопротивление сдвигу как в осевом, так и в радиальном направлении, и тем самым обмотка может противостоять электродинамическим воздействиям, возникающим при КЗ. В современных конструкциях трансформаторов при установке обмоток на магнитопровод обмотки не расклинивают относительно магнитопровода. Расклинивание невозможно из-за крепления стержней магнитопровода стеклобандажами. Поэтому обмотки, как правило НН, имеют меньшую жесткость, чем при расклинивании их относительно магнитопровода. В осевом направлении прессовка обмоток осуществляется прессующими винтами или домкратами, упирающимися в верхнюю ярмовую балку и прессующие кольца, передающие усилие прессовки на обмотку. Прессующие кольца у большинства трансформаторов выполняются из стали. Они имеют вырез, чтобы не было короткозамкнутого витка. Для снижения добавочных потерь кольца делают из маломагнитной или из рулонной трансформаторной стали с проклейкой и запечкой витков. В трансформаторах 110 кВ применяются прессующие кольца из специального изоляционного древесно-слоистого пластика. Отводы располагаются внутри бака и обеспечивают соединение обмоток между собой с переключателями и вводами. В зависимости от класса напряжения обмоток в качестве отводов применяются круглый одножильный стержень, гибкий многожильный провод (типа БОТВ), а также шины прямоугольного сечения или трубы. Отводы обмоток НН большинства трансформаторов в месте присоединения к вводу имеют гибкий компенсатор (демпфер), который позволяет избежать поломки отвода из-за толчков при транспортировке трансформатора и др. Отводы крепятся через деревянные планки (буковые) с верхней и нижней ярмовыми балками. Схема соединения отводов зависит от конструкции и группы соединения обмоток, а также от способа регулирования напряжения. Отводы НН мощных трансформаторов выполняются жесткими плоскими шинами (или трубами), изолируются по всей длине для предупреждения перекрытия изоляции между отводами разных фаз. Отводы НН из труб имеют лучшее охлаждение за счет циркуляции масла внутри труб. Отводы ВН трансформаторов 220 кВ (и у некоторых трансформаторов 110 кВ) и выше, как правило, выполняются от середины обмотки ВН, имеющей две половины обмотки, соединенные параллельно ("ввод в середину высоты", рис. 4, б). Вводы предназначены для присоединения обмоток к сборным шинам подстанции. Ввод состоит из трех основных элементов:
Маслонаполненные вводы 110 кВ и выше (кроме вводов с твердой изоляцией) имеют собственный объем масла, который не сообщается с маслом в баке трансформатора. Такие вводы имеют внутреннюю довольно сложную бумажно-масляную или маслобарьерную в старых конструкциях изоляцию. Верхняя и нижняя фарфоровые покрышки, стянутые втулкой, образуют изолированный объем масла и обеспечивают внешнюю изоляцию. Вводы 110 кВ изготовляют также с твердой изоляцией. Для компенсации температурных изменений у негерметичных вводов применяется расширитель с указателем уровня масла, а у герметичных вводов - компенсирующее сильфонное устройство, помещенное в верхней части ввода или же в отдельном выносном баке, соединенном трубкой с вводом. Давление во внутренней полости герметичных вводов контролируется манометром. Расширители негерметичных вводов имеют воздухоосушители с масляным затвором. Трансформаторы тока предназначены для возможности измерения обычными приборами больших токов, протекающих в обмотках трансформаторов. При напряжениях до 35 кВ включительно трансформаторы тока обычно встраиваются отводы соответствующей обмотки, а при напряжении 110 кВ и выше их устанавливают внутри ввода. В большинстве случаев вводы на напряжение 110 кВ и выше (рис. 5, 6) устанавливают не непосредственно на крышке бака, а на промежуточный цилиндрический фланец (адаптер). Трансформаторы тока размещаются в этом же цилиндрическом фланце.  |
Похожие:
 |
Учебного курса, содержание лекции Проверка силовых трансформаторов перед включением в работу Способы сушки изоляции трансформаторов |
|
Типовая технологическая карта монтаж силовых трансформаторов с естественным... Елены инструкцией "Транспортирование, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию силовых трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно... |
|
Тепловизионный контроль силовых трансформаторов и высоковольтных вводов Тепловизионный контроль силовых трансформаторов и высоковольтных вводов. Методические указания. 2000г с. 12 |
|
1. Прибор для измерения параметров силовых трансформаторов "Коэффициент" Предмет закупки Прибор для измерения параметров силовых трансформаторов Коэффициент |
|
Техническое задание на ремонт силовых трансформаторов 110/35кВ со... Капитальный ремонт трансформаторов тдн-16000/110/6 с приобретением нового привода мз-2 и его монтажом, тмт-6300/110/35/10, тмн-2500/110/35/,... |
|
Техническое описание и инструкция по эксплуатации -1 Установка типа им-65 (в дальнейшем по тексту- установка) предназначена для испытания выпрямленным напряжением изоляции силовых кабелей,... |
 |
«Техническое обследование состояния силовых трансформаторов 35-110... Участники подавать свои предложения на право заключения договора возмездного оказания услуг: «Техническое обследование состояния... |
|
Техническое задание на проведение конкурентной процедуры по поставке... Один прибор «виток-омметр» (с комбинированным питанием), один измеритель параметров изоляции «Тангенс-2000», один прибор для измерения... |
|
1. Общие положения Запрос предложений на право заключения договора на поставку трансформаторов силовых масляных |
|
Исследование силовых трансформаторов при несинусоидальных режимах Прогнозирование удельных норм расхода электроэнергии на нефтехимических предприятиях |
|
А. А. Даутов Начальник отдела по экономической безопасности Восстановление работоспособности силовых трансформаторов тдн-10000/110-У1 нпс-21 "Сковородино" |
|
Общие сведения Полное наименование – техническое задание на поставку силовых трансформаторов тмг12 (этз им. Козлова) или эквивалент |
|
Методические указания по проведению испытаний силовых трансформаторов Парижское управление Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору |
|
Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов «Электрооборудование и электрохозяйство предприятии организации и учреждении» направления 654500 «Электротехника электромеханика... |
|
1. Методы диагностирования силовых трансформаторов тяговых подстанций Автоматизированная система измерения температурой зависимости тангенса угла диэлектрических потерь трансформаторного масла |
|
Укажите правильный порядок включения на параллельную работу силового трансформатора напряжения? Какое количество силовых трансформаторов должно применяться в составе судовой электроэнергетической системе? |