ВКЛЮЧЕНИЕ В СЕТЬ И КОНТРОЛЬ ЗА РАБОТОЙ

Перед включением трансформатора в сеть из резерва или после ремонта производится осмотр как самого транс­форматора, так и всего включаемого с ним оборудования. При этом проверяются: уровень масла в расширителе и вводах трансформатора; исправность и пусковое положе­ние оборудования системы охлаждения; правильное поло­жение указателей переключателей напряжения; положение заземляющего разъединителя и состояние разрядников в нейтрали; отключен ли дугогасящий реактор; состояние фарфоровых изоляторов и покрышек вводов, а также шинопроводов и экранированных токопроводов.

Если трансформатор находился в ремонте, то обраща­ется внимание на чистоту рабочих мест, отсутствие закороток, защитных заземлений и посторонних предметов на трансформаторе и оборудовании трансформатора.

Включение трансформатора в сеть производится толч­ком на полное напряжение со стороны питания (сетевых трансформаторов со стороны обмотки ВН). Включение ча­сто сопровождается сильным броском тока намагничива­ния. Однако автоматического отключения трансформатора дифференциальной токовой защитой при этом не происхо­дит, так как она отстраивается от тока намагничивания при первом опробовании трансформатора напряжением, что позволяет избежать ложных срабатываний ее при всех последующих включениях.

При включении трансформатора в работу не исключено появление на нем сразу номинальной нагрузки. Включение на полную нагрузку разрешается при любой отрицатель­ной температуре воздуха трансформаторов с системами ох­лаждения М и Д и не ниже —25 °С трансформаторов с си­стемами охлаждения ДЦ и Ц. Если температура воздуха, а следовательно, и масла в трансформаторе окажется ниже указанной, ее поднимают включением трансформатора на холостой ход или под нагрузку не более 50 % номинальной. В аварийных ситуациях этих ограничений не придержива­ются (что, естественно, отражается на износе изоляции об­моток).

Повышение вязкости масла в зимнее время учитывается при включении в работу не только самого трансформатора, но и его охлаждающих устройств. Циркуляционные насосы серии ЭЦТ надежно работают при температуре перекачи­ваемого масла не ниже —25 °С, а серии ЭЦТЭ — не ниже —20 °С. Поэтому при включении трансформаторов в рабо­ту циркуляционные насосы систем охлаждения включают­ся лишь после предварительного нагрева масла до указан­ных значений температур. Во всех остальных случаях насосы принудительной циркуляции масла должны автома­тически включаться в работу одновременно с включением трансформатора в сеть. Вентиляторы охладителей при низ­ких температурах масла должны включаться в работу, ког­да температура масла достигнет 45 °С.

Контроль за нагрузками трансформаторов, находящих­ся в работе, производится по амперметрам, на шкалах ко­торых должны быть нанесены красные риски, соответст­вующие номинальным нагрузкам обмоток, Одновременно с контролем значения тока проверяется равномерность на­грузки по фазам. У автотрансформаторов контролируется также ток в общей обмотке.

При номинальных токах трансформаторы могут рабо­тать неограниченно долго, если условия охлаждения соот­ветствуют номинальным.

В реальных условиях трансформаторы работают с пе­ременной нагрузкой, причем большую часть суток и осо­бенно в ночное время их нагрузка ниже номинальной. При таких условиях работы естественный износ их изоляции уменьшается. Недоиспользованные ресурсы изоляции без ущерба для срока службы трансформатора используются в эксплуатации путем систематических перегрузок, уста­навливаемых в зависимости от характера суточного графи­ка нагрузки, температуры охлаждающей среды и недогру­зок в летнее время. Допустимое значение перегрузки и ее продолжительность определяются по графикам нагрузоч­ной способности трансформаторов согласно ГОСТ 14209-69. Перегрузка трансформаторов в этом случае не должна превышать 50 % его номинальной мощности.

В аварийных случаях (например, при выходе из рабо­ты одного из трансформаторов и отсутствии резерва) до­пускается аварийная перегрузка оставшихся в работе трансформаторов. Перегрузка разрешается независимо от значения предшествующей нагрузки трансформатора и температуры охлаждающей среды в следующих пределах:

Приведенные данные аварийной перегрузки распро­страняются на все масляные трансформаторы и автотранс­форматоры, кроме тех, перегрузка которых ограничена за­водом-изготовителем.

Контроль за напряжением, подведенным к трансформа­тору, производится по вольтметрам, измеряющим напря­жение на шинах.

Превышения напряжения на трансформаторах сверх номинального допускаются в сравнительно небольших пре­делах: длительно на 5 % при нагрузке не выше номиналь­ной и на 10 % при нагрузке не выше 25 % номинальной; длительно до 10% для станционных трансформаторов, работающих,в блоке с генератором, автотрансформаторов без ответвлений со стороны нейтрали и регулировочных транс­форматоров при нагрузке не выше номинальной. Превышение указанных напряжений приводит к перенасыщению магнитопровода, резкому увеличению тока и потерь XX. При этом потери в стали возрастают пропорционально квадрату напряжения. Увеличение потерь в стали является причиной местных нагревов стальных конструкций магнитопровода.

Контроль за тепловым режимом трансформаторов сво­дится к периодическим измерениям температур верхних слоев масла в баках. Измерения производятся при помощи стеклянных термометров, погруженных в специальные гильзы на крышках трансформаторов, дистанционных тер­мометров сопротивления и термометров манометрического типа — термосигнализаторов.

Периодические осмотры. Трансформаторы осматривают­ся без отключения в следующие сроки: главные трансфор­маторы и трансформаторы собственных нужд станций и подстанций с постоянным дежурством персонала — 1 раз в сутки; трансформаторы подстанций и гидростанций без по­стоянного дежурства персонала — не реже 1 раза в месяц.

Осмотры производятся также и при действии сигнали­зации о нарушении режима работы трансформаторов или систем их охлаждения, при срабатывании устройств релей­ной защиты или автоматики. При стихийных бедствиях (пожары, землетрясения и т.д.) трансформаторы должны осматриваться немедленно.

Цель периодических осмотров — проверка условий ра­боты трансформаторов и выявление неполадок, которые при развитии могут привести к аварийным повреждениям. При осмотре проверяется внешнее состояние систем охлаждения, устройств регулирования напряжения под нагрузкой, уст­ройств защиты масла от окисления и увлажнения, фарфо­ровых и маслонаполненных вводов, защитных разрядников на линейных вводах и в нейтралях, кранов, фланцев и лю­ков, а также резиновых прокладок и уплотнений (они не должны набухать и выпучиваться); отсутствие течей масла и уровень его в расширителях, целость и исправность при­боров (термометров, манометров, газовых реле), маслоуказателей, мембран выхлопных труб; исправность зазем­ления бака трансформатора; наличие и исправность средств пожаротушения, маслоприемных ям и дренажей; состоя­ние надписей и окраски трансформаторов.

Отключение трансформатора от сети, как правило, про­изводят выключателями сначала со стороны нагрузки, а затем со стороны питания. На подстанциях с упрощенной схемой (без выключателей со стороны ВН) отключение трансформаторов со стороны нагрузки производят выклю­чателями, а со стороны питания — отделителями.

7.5. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ

Параллельная работа трансформаторов с нагрузками, пропорциональными их номинальным мощностям, возмож­на при равенстве первичных и вторичных напряжений (ра­венстве коэффициентов трансформации), равенстве напря­жений КЗ и тождественности групп соединения обмоток.

При включении на параллельную работу трансформа­торов с различными коэффициентами трансформации на­пряжения на зажимах их вторичных обмоток будут раз­личными. Разность вторичных напряжений вызывает про­хождение уравнительных токов. Значение уравнительного тока может быть подсчитано по формуле

Разность вторичных напряжений Д£/=10 500—10 000=500 В. Уравнительный ток

Уравнительные токи, загружая обмотки трансформато­ров, увеличивают потери энергии и снижают суммарную мощность подстанции, поэтому прохождение их недопу­стимо. В связи с этим согласно ГОСТ 11677-75 у трансфор­маторов, включаемых на параллельную работу, коэффици­енты трансформации не должны отличаться более чем на ±0,5 %.

Различие в значениях напряжений КЗ трансформато­ров обусловливает распределение между ними общей на­грузки пропорционально их номинальным мощностям >и обратно пропорционально напряжениям КЗ:

где 5 — общая нагрузка; S[ и S£ —реальные нагрузки трансформаторов; S_HOmi и 5_НОм2 — номинальные мощности трансформаторов; и_кХ и и_к2 — напряжение КЗ трансформа­торов; и'_к —-эквивалентное напряжение КЗ параллельно включенных трансформаторов.

Из формулы следует, что большую нагрузку примет на себя трансформатор с меньшим значением напряжения КЗ,

Пример. На параллельную работу включаются два трансформатора мощностью 5номі=5„ом2= 40 МВ-А, имеющих напряжения КЗ и„, = 8,5 %; и_к2=7,5 %. Суммарная нагрузка потребителей S'=80 МВ-А. Определить распределение нагрузки между трансформаторами.

Решение. Эквивалентное напряжение КЗ

Наилучшее использование установленной мощности трансформаторов может быть только при равенстве напря­жений КЗ. Однако в эксплуатации допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонением напряжений КЗ от их среднего значения, но не более чем на ±10 %. Это допущение связано с возможным отступле­нием (в пределах производственных допусков) при изготов­лении трансформаторов в размерах обмоток, влияющих на и_к.

Не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей более трех. Объясняется это тем, что даже при небольших эксплуатационных перегрузках трансформатор меньшей мощности может оказаться сильно перегруженным в про­центном отношении и особенно в том случае, если он имеет меньшее «к-

Параллельная работа трансформаторов, принадлежа­щих к разным группам соединений, невозможна по той при­чине, что между их вторичными обмотками возникает на­пряжение, обусловленное углом сдвига <р между векторами вторичных напряжений.

Уравнительный ток /_у2 определяется по формуле

где ф — угол сдвига векторов вторичных напряжений транс­форматоров; /домі и /ном2 — номинальные токи первого и второго трансформаторов.

Пример. Определить уравнительный ток, предположив, что на па­раллельную работу были ошибочно включены два трансформатора, при наличии сдвига векторов линейных напряжений вторич­ных обмоток на угол 60° (например, при группах соединений У/Д-11 и У/Д-1).

Решение. Уравнительный ток будет иметь значение

Если предположить, что и_к = 7,5, то уравнительный ток достигнет почти семикратного номинального значения. Поэтому параллельная ра­бота трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединений обмоток, невозможна.

О схемах и группах соединения обмоток. Обмотки трех­фазных трансформаторов соединяют по различным схемам. Наиболее распространенными являются соединения в зве­зду и треугольник. При этих соединениях возможно получе­ние 12 разных групп со сдвигом векторов линейных напря-

жений вторичных обмоток по отношению к одноименным векторам линейных напряжений обмоток ВН через каждые 30°. Основными группами в схемах У/Д является 11-я группа, а в схемах У/У— нулевая группа. Остальные груп­пы будут производными от основных.

На рис. 7.24 приведены схемы и группы соединений об­моток трансформаторов и автотрансформаторов по ГОСТ 11675-75. Однако при изготовлении трансформаторов или нарушении технологии их ремонта могут быть получены группы соединения обмоток, отличающиеся от стандарт­ных. Получение той или иной группы соединений зависит от направления намотки обмоток, последовательности сое­динения между собой зажимов фазных обмоток, маркиров­ки начал и концов обмоток. Перемаркировка вводов трансформатора и перестановка местами фаз (изменение чередования фаз подводимого к обмоткам напряжения) не исключены при монтажных и ремонтных работах. По­этому при приемке в эксплуатацию новых трансформато­ров, а также после их капитального ремонта, если произ­водилась смена обмоток, проверяются группы соединений трехфазных трансформаторов и полярность вводов одно­фазных трансформаторов.

Проверка группы соединения обмоток производится при помощи фазометра, универсального фазоуказателя или гальванометра.

Схема включения четырехквадрантного однофазного фазометра показана на рис. 7.25. К первичной обмотке трансформатора подводится пониженное напряжение, до­статочное для работы фазометра. При этом показание фа­зометра будет соответствовать углу сдвига между подве­денным напряжением и напряжением вторичной обмотки, т. е. группе соединения обмоток трансформатора. Фазоука-затель, например, типа Э-500/2 подсоединяется по схеме, приведенной на рис. 7 .26, Проверка полярности обмоток у однофазных транс­форматоров и групп соединения (выполненных на заводе) у трехфазных трансформаторов при помощи гальванометра показана на рис. 7.27. Сущность этого способа заключается в следующем. К обмотке ВН подводится постоянный ток от аккумуляторной батареи 2—4В. В момент замыкания ру­бильника К в обмотке НН будет индуктироваться ЭДС, направление которой определяется гальванометром Г₂. Ее-

ли обмотки трансформатора намотаны одинаково по отно­шению к началам А я а, стрелки обоих гальванометров отклонятся от нуля в одном направлении, которое условно принимается положительным и обозначается знаком плюс.

При разных направлениях намотки показание гальва­нометра Г₂ будет противоположным показанному на рис. 7.24. Это отклонение обозначается знаком минус. При проверке трехфазного трансформатора (рис. 7.27,6) произ­водится девять измерений. Питание подводится поочеред­но к зажимам АВ, ВС и СА и каждый раз отмечается от­клонение гальванометра, присоединяемого к зажимам ab, be и са. Результаты наблюдений сравниваются с табл. 7.1, в которой приведены в качестве примера данные только для стандартных групп 0 и 11.

Если проверкой будет установлено, что трансформатор имеет не предполагаемую, а другую группу соединений, то практически имеется возможность изменять некоторые

группы соединений, не делая никаких пересоединений и пе­репаек обмоток внутри трансформатора. Например, при круговой перемаркировке зажимов основные группы прев­ращаются в их производные, имеющие одноименные напря­жения, сдвинутые по фазе на 120 или 240°. Поэтому на па­раллельную работу можно включать трансформаторы ос­новной и производной групп после соответствующего пересоединения ошиновки на зажимах согласно табл. 7.2. Перестановки местами двух фаз одновременно на сто­роне ВН и НН также позволяют включать на параллель­ную работу трансформаторы с разными группами соедине­ний, если при этом во всех контурах, образуемых фазами обмоток, сумма ЭДС получается равной нулю. Например, для включения трансформатора группы 11 параллельно с

трансформаторами групп 5 и 1 достаточно у последних пе­ремаркировать зажимы ВН и НН согласно табл. 7.3 и сое­динить между собой одноименные зажимы.