Ввод низкого напряжения трансформатора
Шпильки НН и ВН ввода трансформатора
Производство ШПИЛЕК ввода НН и ШПИЛЕК ввода ВН на силовые трансформаторы всех типов (ТМ, ТМГ, ТМЗ, ТМФ и д.р.)
Шпильки (стержни) вводов для трансформаторов предназначаются для создания электрического соединения отводов и шин трансформатора с наружными силовыми кабелями и шинами электрической сети.
Шпильки вводов изготавливаются и поставляются как в сборе, так и отдельными комплектующими.
Вы можете приобрести шпильки ввода в комплекте с изоляторами на трансформатор и уплотнительными прокладками
Шпильки (стержни) на силовые трансформаторы изготовляются из меди или латуни. Замена шпилек на силовых трансформаторах производится в случае повреждения резьбовой части, а также в случае их сгорания и иных повреждениях, исключающих возможность их использования.
Перегрев шпильки ввода может вызвать:
- сгорание резиновых уплотнительных колец , в результате чего произойдет утечка трансформаторного масла;
- отгорание шпильки.
При замене фазных или нулевой шпилки ввода трансформатора со стороны НН необходимо произвести замену маслобензостойкой прокладки по периметру бака.
Помимо шпилек (стержня) ввода, у нас по минимальной цене можно приобрести любую дополнительную комплектацию и запчасти к трансформаторам.
Порядок включения силовых трансформаторов в работу
Первичное включение силовых трансформаторов в работу, а также запуск трансформаторных подстанций – завершающий этап пуско-наладочных работ. Он выполняется в строгом соответствии с правилами эксплуатации трансформаторных установок и только компаниями, которые имеют лицензию на производство таких работ.
СодержаниеМонтаж и наладка комплекса оборудования перед включением
В процессе осмотра места монтажа и наладки комплекса оборудования перед включением важно оценить степень выполнения правил техники безопасности. Установка не должна представлять угрозу нормальному передвижению обслуживающего персонала (в том числе, и с оснасткой). Если силовой трансформатор установлен на уровне земли, проверяют физико-механические характеристики грунта и его сплошность. Выявленные несоответствия нормативам могут вызвать сдвиг грунта, в результате чего трансформатор или его электрические соединения могут быть повреждены. Если трансформатор установлен на бетонную площадку, то предельное напряжение материала на сдвиг должно составлять от 20 МПа и более. Контролируется также геометрическая форма площадки: она должна иметь скошенные края сверху и снизу, высота которых от каждого конца должна быть не менее 50 мм. Минимальные размеры бетонного основания (бетон – марки не ниже М400) под силовые трансформаторы мощностью 500…2500 кВА составляют: длина – 2400 мм, ширина – 2700 мм, высота – 250 мм.
Если устройство установлено внутри помещения или на крыше здания, необходимо тщательно проанализировать возможное поведение конструкции под нагрузкой и оценить риски нарушения целостности. Особые положения касаются устройств, которые размещаются в сейсмически опасных зонах.
В ходе таких работ постоянно сопоставляется фактическая схема расположения трансформатора с той, которая приведена в инструкции производителя оборудования.
Важно! Все выявленные несоответствия подлежат незамедлительному устранению строительной компанией, ответственной за монтаж устройства.
При каких условиях производится включение трансформатора
Качество пусконаладочных операций улучшится, если придерживаться следующих правил измерения и испытания электрооборудования перед введением его в работу:
- Устройство должно быть проверено на наличие повреждений перед установкой, включая незакрепленные части, наличие грязи и влаги.
- Избегать каких-либо дополнительных нагрузок на кабеля, вводы или соединения.
- Не удалять защитное покрытие вокруг клемм: они предотвращают окисление поверхности. На клеммах не должно быть дополнительных деталей (например, шайб): это вызывает перегрев соединения.
- Проверить наличие зазора между смежными кабелями, избегать их размещения вблизи кромок и обмоток.
- Проверить заземление нейтрального провода.
- Проверить правильность функционирования цепей управления и измерить фактическое сопротивление изоляции. Испытание сопротивления изоляции должно быть проведено до подачи питания.
- Все обмотки должны быть проверены на целостность.
- При необходимости параллельной эксплуатации нескольких трансформаторов в группе требуется консультация производителя, поскольку все значения напряжения, тока и угла сдвига фаз должны быть в пределах нормы.
- Перед подачей питания на любой трехфазный трансформатор сравнивают линейное и заземляющее напряжения, которые должны быть одинаковыми.
Совет: После завершения установки проверяют выходное напряжение устройства.
Условия, при каких производится включение трансформатора, полностью определяют устойчивость его работы и трудоемкость последующего регламентного обслуживания.
Измерения и испытания электрооборудования перед введением в работу
Правилами приёмки силовых трансформаторов предписывается выполнить ряд измерений и испытаний электрооборудования перед введением его в работу. На этапе подготовки определяются с перечнем контролируемых параметров. При стандартных испытаниях устанавливают:
- Сопротивление, необходимое для расчета температуры обмотки
- Падение напряжения(определяется по результатам теста на короткое замыкание), по которому выясняется номинал выключателя и/или предохранителя, а также схема согласующего реле.
- Потерю нагрузки, определяющую эффективность работы устройства.
- Прикладные и наведенные потенциалы, по которым проверяется электрическая прочность цепей.
Как происходит первое включение
Существуют также и вспомогательные тесты, которые помогают установить, как происходит первое включение трансформатора:
- Проверка на импульс (выполняется в сетях, где возможны резкие скачки напряжения, например, при ударах молний);
- Звук(важно для жилых и офисных помещений: тест может использоваться также в качестве сравнения с будущими звуковыми испытаниями для выявления каких-либо проблем);
- Повышение температуры обмоток, которое помогает гарантировать, что проектные пределы не будут превышены;
- Корона для блоков среднего и высокого напряжения, которая покажет, функционирует ли должным образом система изоляции;
- Сопротивление изоляции в цепях управления напряжением 1,2 кВ (измеряется мегомметром), которое определяет степень влажности изоляции и часто проводится после поставки оборудования, чтобы служить эталоном для сравнения с будущими показаниями;
- Коэффициент мощности изоляции, который измеряется во время монтажа установке, а затем каждые несколько лет, чтобы помочь определить интенсивность старения изоляции.
Испытание трансформаторов тока толчком на номинальное напряжение
При особых условиях эксплуатации выполняют испытание трансформаторов тока толчком на номинальное напряжение. Этим тестом проверяется функционирование устройства в экстремальных условиях. Контроль тока и напряжения осуществляется на понижающей обмотке.
Величины значений напряжения (линия-земля и линия-линия) должны быть очень близкими. Если это не так, питание отключают и вызывают представителя фирмы-производителя.
Проверка работы холостого хода
При совпадении номиналов подключают нагрузку и подают питание на устройство: так можно проверить работу холостого хода. При контроле напряжений и токов нагружение должно быть безударным, и увеличиваться ступенчато, пока не будет достигнута полная нагрузка. И напряжения, и токи должны меняться одинаково. Максимальная длительная нагрузка указывается в паспортных данных.
После установки проверяют выходное напряжение трансформатора. Проверка должна производиться в некоторой безопасной точке доступа к нагрузке, но не в самом устройстве.
Проверяем правильность работы устройства
Для протяженных кабельных трасс падение напряжения существенно возрастает. Когда напряжение на стороне нагрузки низкое, то для поднятия этого параметра следует использовать отводные соединения ниже 100% напряжения сети. Если напряжение на стороне нагрузки высокое, то для его снижения необходимо использовать ответвительные соединения, превышающие 100% линейного напряжения.
Что предпринимать если измеренный ток холостого хода превышает значение
Что предпринимать, если измеренный ток холостого хода превышает значение, приведенное в паспорте? Это возможно, если при монтаже перепутаны отводы, используемые для коррекции сверхвысокого или сверхнизкого входного напряжения линии. Следует дополнительно проверить схему подключения и переподключить отводы, согласно схеме, указываемой на табличке или в инструкции по монтажу.
Важно! Никогда не пытайтесь проверить выходное напряжение на трансформаторе. В корпусе всегда присутствует опасное высокое напряжение.
Масляный трансформатор типа ТМ (см . рис.3 ниже) состоит из магнитопровода с размещенными на нем обмотками высокого напряжения (ВН ) и низкого напряжения (НН ), переключателя ответвлений, бака с арматурой, крышки с ВН, НН — вводами, защитных и контрольно-измерительных устройств.
1 – бак, 2 – расширитель, 3 – термосифонный фильтр, 4 – радиаторы охлаждения, 5 – вводы ВН, 6 — вводы НН, 7– выхлопная труба, 8 – газовое реле, 9 – переключатель ответвлений
Рис. 3 — Общий вид силового трансформатора
Магнитопровод
В трехфазных трансформаторах I—II габаритов наибольшее распространение получили несимметричные магнитопроводы трехстержневого шихтованного типа. Магнитопровод собран из отдельных тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга пленкой специального жаростойкого покрытия или лака КФ-965. Шихтовка — сборка пластин в переплет (рисунок 4), получается при чередовании слоев: пластины стержней переходят в ярма, а пластины ярм — в стержни. Поперечное сечение стержней — многоступенчатое, приближающееся по форме к кругу для лучшего использования пространства внутри обмоток (рисунок 5). Сечение ярм может применяться разное: многоступенчатое (повторяющее форму стержней), прямоугольное (рисунок 6,а), Т-образное (рисунок 6,б) и крестообразное (рисунок 6,в).
Рис. 4 — Сборка пластин магнитопровода в переплет и Рис. 5 — Форма поперечного сечения стержней магнитопровода, где D0 — диаметр описанной окружности стержня
Рис. 6 — Поперечные сечения ярм магнитопроводов
Пластины ярм как верхнего, так и нижнего скрепляют ярмовыми балками, стянутыми тремя горизонтальными прессующими шпильками. Шпильки изолируют от стали ярма бумажно-бакелитовыми трубками и изоляционными шайбами. Активную сталь магнитопровода заземляют луженой медной лентой 2 (рисунок 7), вставленной одним концом между пластинами первого пакета, а другим — между электрокартонной прокладкой и ярмовой балкой стороны низшего напряжения (НН ).
Рис. 7 — Установка заземления магнитопровода
Обмотки трансформаторов
Трансформаторы I—II габаритов имеют в основном цилиндрические двух- и многослойные обмотки (рисунок 8). Обмотки НН наматывают проводом прямоугольного сечения, а ВН — круглого. Сечение витка обмотки НН значительно больше, чем ВН, так как число витков у обмотки НН меньше, а ток в ней больше (отношение токов в обмотках НН и ВН связано с отношением их напряжений и в зависимости от схемы и группы соединений обмоток входит в определение коэффициента трансформации). Виток обмотки НН с низким номинальным напряжением (230 В), изображенной на рисунке 6, состоит из двух параллельных проводов. Провода изолируют бумажной изоляцией, которая достаточна для изоляции между витками. Соседние слои изолируют дополнительно кабельной бумагой. Число слоев зависит от мощности трансформатора. Начиная с мощности 100 кВА все слои каждой обмотки разделяют на две части охлаждающим каналом, образуемым деревянными или электрокартонными рейками.
Рис. 8 — Обмотки трансформаторов I—II габаритов (а — обмотка НН — двухслойная с двумя параллельными проводами; б — обмотка ВН — многослойная)
Трансформаторные заводы изготовляют обмотки НН и ВН раздельно. Каждую обмотку наматывают на бумажно-бакелитовый цилиндр толщиной 1,5—2,5 мм, а затем в обмотку ВН с натягом впрессовывают обмотку НН (вместе с рейками, образующими канал между обмотками). Раньше собранные и проверенные обмотки пропитывали глифталевым лаком, а затем запекали в печах при атмосферном давлении и температуре 80—90° С. Обмотки становились жесткими, монолитными, что, как предполагалось, должно было предохранить их от механических повреждений. Однако специальными испытаниями было доказано, что механическая прочность обмоток благодаря пропитке повышается незначительно, но это создает некоторое удобство при сборке. Но динамическую устойчивость обмоток при коротких замыканиях в трансформаторе пропитка не повышает. Более действенными мерами, которые сейчас применяют как трансформаторные, так и электроремонтные заводы, являются: введение магнитосимметричных схем обмоток; пофазная намотка, при которой непосредственно на обмотку НН, не снимая ее со станка, наматывают обмотку ВН, и др. Следует также учитывать, что трансформаторное масло с применяемыми сейчас присадками с течением времени растворяет глифталевый лак, который уходит в шлам. Была изготовлена опытная партия трансформаторов с непропитанными обмотками, она успешно прошла серию специальных испытаний. И сейчас обмотки трансформаторов I—II габаритов не пропитывают. Некоторые трансформаторы старых серий имели обмотки других типов: винтовые (ТСМАН ), непрерывные (типа ТМ-560/10). Внутренняя изоляция трансформатора состоит из главной изоляции обмоток, продольной изоляции обмоток, изоляции отводов и переключателя ответвлений относительно бака и других заземленных частей. Главная изоляция обмоток изолирует обмотки друг от друга и от заземленных частей (рисунок 9). Это, кроме цилиндров обмоток и масляных каналов между стержнем магнитопровода и обмоткой НН и между обмотками НН и ВН, междуфазная перегородка (между обмоткой ВН разных фаз) из листа электрокартона толщиной 2—3 мм, а также Ярмовая и уравнительная изоляция.
Рис. 9 — Главная изоляция обмоток (а — схема изоляции б — размещение деталей главной изоляции обмоток фазы А; обмоток в трансформаторе)
Ярмовая изоляция изолирует обмотки от ярма и располагается вверху и внизу между торцовой частью обмотки и уравнительной изоляцией. Последняя выравнивает плоскость ярмовых балок с горизонтальной плоскостью ярма. Конструкции ярмовой и уравнительной изоляции у трансформаторов I—II габаритов самые различные. На рисунке 10 изображена ярмовая изоляция, представляющая собой кольцеобразную шайбу из электрокартона толщиной 2—3 мм с прикрепленными по обеим сторонам подкладками. Уравнительную изоляцию изготовляют в виде настила из деревянных планок. Иногда этот настил служит одновременно и ярмовой и уравнительной изоляцией, а между обмоткой и ярмом устанавливают электрокартонные щитки.
Рис. 10 — Ярмовая изоляция
Продольная изоляция обмотки включает в себя витковую изоляцию и изоляцию между слоями обмотки. Изоляцией отводов и переключателя ответвлений относительно бака и других заземленных частей у трансформаторов I—II габаритов является только масляный промежуток, его величина зависит от напряжения и от формы заземленной и токоведущей частей: при заостренной форме масляный промежуток больше, а при плоской меньше. У трансформаторов 10 кВ обмотка ВН отстоит от стенки бака не менее чем на 25 мм; отвод с твердой изоляцией толщиной 2 мм на сторону — не менее чем на 10 мм. Отводы — это провода, соединяющие концы обмоток между собой, с вводами и с переключателем ответвлений. Отводы НН выполняют из алюминиевых шин. При напряжении до 525 В их не изолируют. Сечение отводов выбирают из расчета плотности тока не более 4,8 А/м м² . Отводы ВН выполняют из медных прутков или гибкого медного кабеля. Прутки диаметром до 5,2 мм изолируют кабельной бумагой, при большем диаметре на них насаживают бумажно-бакелитовые трубки. Для изолированных медных отводов допускаемая плотность тока составляет 2,5 А/м м² .
Переключатель ответвлений трансформатора
Все трансформаторы для распределительных сетей имеют устройства переключения ответвлений обмоток: либо под нагрузкой (устройства РПН), либо без возбуждения (устройства ПБВ). Устройства РПН для трансформаторов I—II габаритов практически не применяются. Устройства ПБВ применяются на стороне ВН для регулирования напряжения в диапазоне ±5% номинального значения. Устройство состоит из переключателя ответвлений, расположенного внутри трансформатора, на ярмовой балке магнитопровода или под крышкой бака, и ручного привода, выведенного наружу, на крышку бака. Переключатели ответвлений выполняют на три или на пять ступеней регулирования: «номинал » и два крайних положения или «номинал » и ±2X2,5%. На трансформаторах, выпущенных в разное время разными заводами, могут встретиться самые различные переключатели ответвлений. Это как «нулевые » так и строенные трехфазные системы. На рисунках 11—13 показаны наиболее распространенные переключатели трансформаторов I—II габаритов: ламельный «нулевой », сегментный «нулевой » и реечный строенный.
1, 9, 18, 26 — шайбы; 2 — винт; 3 — втулка; 4 — сальниковая набивка; 5 — гайка сальника; 6 — гайка фланца; 7 — болт; 8 — колпак; 10 — фланец; 11 и 12 — прокладки; 13, 21 — колпаки; 14 — корпус переключателя; 15 — неподвижный контакт; 16 — пружинная шайба; 17 — гайка; 19 — звезда; 20 — пружина; 22 — диск; 23 — контргайка; 24 — шплинт; 25 — вал
Рис. 11 — Переключатель ответвлений ламельный
а — внешний вид, б — схема контактов
1 — неподвижные контакты; 2 — цилиндр; 3 — коленчатый вал; 4 — подвижные контакты; 5 — приводной вал; 6 — фланец; 7 — колпак; 8 — стопорный болт; 9 — стрелка; 10 — ось
Рис. 12 — Переключатель ответвлений сегментный
1 — бумажно-бакелитовая трубка; 2 — неподвижный контакт: 3 —подвижный контакт; 4 — пружина; 5 — болт; 6 — рейка; 7 — винт; 8 — держатель; 9 — колпак; 10 — указатель ступеней; 11 — фиксатор; 12 — шестерня; 13, 15 — валы; 14 — бумажно-бакелитовая трубка; 16, 19 — втулки; 17 — сальниковая набивка; 18, 21 — гайки; 20, 22 — винты; 23 — кольцо
Рис.13 — Переключатель ответвлений реечный
Вводы трансформатора
Вводы служат для подключения трансформатора к сети. Вводы устанавливают в отверстиях на крышке или реже на боковой стенке бака. Существуют разные конструкции вводов, они зависят от электрических параметров (класса напряжения и величины тока), рода установки (внутренней или наружной) и от способа присоединения к обмоткам трансформатора. Токоведущий стержень или провод изолируют от крышки фарфоровыми изоляторами. Фарфор и металл крышки имеют разное объемное расширение при колебаниях температуры и поэтому жесткое крепление между ними не может обеспечить необходимой маслоплотности. Ранее применяли соединение изоляторов с металлическими деталями через специальную армировочную замазку. На рисунке 14 показан ввод ВН. Изолятор армирован в круглый фланец. Вводы НН рассчитаны на большие токи порядка сотен и тысяч ампер, и во избежание нагрева фланцев возникающими в них вихревыми токами, все три изолятора вводов НН (рисунок 15) армируют в обойму, которая крепится в общем отверстии крышки шпильками и гайками на уплотнении.
1 — фарфоровый изолятор; 2 — токоведущая шпилька: 3 — резиновая шайба: 4 — колпак; 5 — фланец; б — прокладка; 7 — электрокартонная шайба; 8— стальная шайба; 9— крышка трансформатора; 10 — армировочная замазка
Рис. 14 — Армированный ввод ВН
Рис. 15 — Установка вводов НН в обойме
Теперь все трансформаторные заводы перешли на изготовление съемных вводов, которые более технологичны в ремонте: для замены поврежденного фарфорового изолятора не требуется разборка трансформатора и отсоединение отводов внутри бака. Изолятор (рисунок 16) ввода ВН крепится к крышке через кулачки из алюминиевого сплава. Их фиксирует в строгом положении стальной фланец.
1 — контактный наконечник; 2 — болт с гайками и шайбами; 3 — болт наконечника; 4 — специальная гайка; 5 — латунная втулка; 6 — резиновое кольцо; 7 — латунный колпак; 8 — винт для выпуска воздуха; 9 — резиновая шайба; 10 — выступ шпильки: 11 — электрокартонная шайба; 12 — буртик шпильки; 13 — фарфоровый изолятор; 14 — токоведущая шпилька; 15 — установочная шпилька; 16 — гайка; 17 — фланец; 18 — кулачок; 19 — резиновая прокладка; 20 — крышка трансформатора; 21 — гетинаксовая втулка; 22 —медная шайба; 23 — гайка
Рис. 16 — Съемный ввод ВН
Отверстия в крышке для вводов НН соединяются прорезью, заваренной немагнитным металлом.
Активная часть
Магнитопровод с обмотками, внутренней изоляцией, переключателем ответвлений и отводами в собранном виде называют активной частью трансформатора. Активную часть устанавливают в баке трансформатора, закрывают крышкой и заливают трансформаторным маслом. Существуют две принципиально различные конструкции установки активной части в баке. В трансформаторах старых выпусков активная часть механически связана с крышкой при помощи вертикальных шпилек. После установки крышки производят полную сборку деталей и частей, компонуемых на ней: привода переключателя и вводов во фланцах или в обоймах. Затем активную часть вместе с крышкой опускают в бак, от перемещений она удерживается деревянными планками и раскосами. Такая конструкция имеет ряд недостатков. Требуется очень тщательная подгонка длины шпилек по месту; изменение размеров баков и магнитопроводов даже в пределах допусков ведет либо к вспучиванию крышки, либо к появлению зазора между активной частью и дном бака. В обоих случаях трансформатор при транспортировке может выйти из строя. Другим недостатком является необходимость уплотнять соединения шпилек с крышкой, что создает дополнительные возможности для просачивания масла. Теперь у всех трансформаторов I—II габаритов активную часть механически с крышкой не связывают; она крепится в баке двумя или четырьмя крюками. Бак закрывают крышкой и только затем собирают все наружные элементы.
Бак с арматурой
Бак трансформатора выполняет много функций. Это, во-первых, механическая основа, на ней внутри и снаружи крепятся все элементы трансформатора; это также и элемент охлаждения, передающий в окружающий воздух тепловые потери, и резервуар для масла, обладающий достаточной маслоплотностью. Ранее изготовлялись волнистые и трубчатые баки. Теперь все баки гладкие, овальной или прямоугольной формы. Бак состоит из обечайки 3, дна 4, рамы 2 и крышки 1 (см . рис. 17) с отверстиями для крепления болтами к раме.
Рис. 17 — Основные части бака трансформатора
Крышка закрывает бак и одновременно является основанием для установки расширителя, вводов, приводов переключающих устройств, подъемных колец и других устройств (см . рис.18). Место разъема крышки с баком соединяют уплотнительной резиной, укладываемой на раму в уступ между выступающим торцом обечайки и отверстиями в раме. Для перемещения трансформаторов под днищем установлены катки; для подъема трансформатора на стенках бака установлены крюки; для крепления радиаторов и фильтров – патрубки с фланцами; для заполнения трансформаторов маслом имеются вентили.
1 — фланец для соединения с расширителем, 2 — рым, 3 — ввод ВН, 4 — переключатель, 5 — кран, 6 — термометр, 7 — пробивной предохранитель, 8 — ввод нейтрали НН, 9 — линейный ввод НН, 10 — крышка, 11 — место установки расширителя
Рис. 18 — Крышка трансформатора (вид сверху)
Рис. 19 — Устройство расширителя
Термосифонный фильтр (рис .20) служит для непрерывной регенерации масла в процессе работы трансформатора и представляет собой металлический сосуд 4, заполненный силикагелем 3, и присоединенный трубами 6 и 7 к верхнему и нижнему патрубку бака. Силикагель загружают в него через бункер 5, а отработанный высыпают через бункер 1. В бункерах установлены металлические решетки с сетками, предотвращающие попадание силикагеля в бак трансформатора. Циркуляция масла через фильтр основана на конвекции за счет разности температур верхнего и нижнего слоев масла. Об увлажнении и необходимости замены сорбента или его восстановления свидетельствует изменение цвета с голубого на розовый индикаторного силикагеля, засыпанного в прозрачный колпак воздухоосушителя. У современных трансформаторов воздухоосушитель встраивают в расширитель.
Рис. 20 — Термосифонный фильтр
При работе трансформаторов теплота, выделяемая магнитной системой, обмотками и другими частями, подверженными нагреву, передается маслу. Масло конвекцией передает теплоту стенкам бака, а стенки – окружающему воздуху. Каждый квадратный метр поверхности бака при естественной циркуляции масла способен отвести 400-450 Вт. Если тепловая нагрузка поверхности бака будет больше, то температура активной части и трансформатора может превысить допустимую. В трансформаторах небольшой мощности (25 -40 кВА) потери энергии сравнительно невелики, для ее отвода достаточно гладкой поверхности бака. В трансформаторах мощностью более 40 кВА применяют навесные радиаторы с трубами овальных и круглых форм (см .рис.21). Их крепят болтами к патрубкам бака, уплотняя резиновыми прокладками. Радиаторы могут быть съемными или вваренными. Съемные радиаторы легче ремонтировать, но от вибрации в их уплотнениях часто возникает течь масла.
1 — патрубок с фланцем, 2 — коробка (коллектор ), 3 — овальная труба, А — расстояние между центрами патрубков (основной монтажный размер радиаторов)
Рис. 21 — Прямотрубный двухрядный радиатор
Защитные и контрольно-измерительные устройства
Защитные и контрольно-измерительные устройства — несложные, но весьма ответственные; от их исправности зависят надежность работы трансформатора и безопасность людей, находящихся в непосредственной близости от подстанции.
Газовое реле защищает трансформатор при внутренних повреждениях, связанных с выделением газа, а также при утечке масла из-за неплотности. Повреждениями могут быть: разложение изолирующих материалов под воздействием повышенной температуры отдельных мест; замыкание параллельных проводов или витков в обмотках; некачественное соединение отводов; пробой изоляции; неисправность в магнитной системе.
Реле встраивают в рассечку трубы, соединяющей бак трансформатора с расширителем. При понижении уровня масла в трансформаторе, попадании в реле газа или выбросе масла через него в расширитель под большим давлением газов, реле срабатывает – замыкает контакты цепи сигнализации или отключения трансформатора. Таким образом газовое реле предохраняет трансформатор от разрушения; анализ газа, взятого из реле, позволяет судить о характере повреждения. В трансформаторах применяют газовое реле двух типов – поплавковое и чашечное.
Работа поплавкого реле основана на всплывании и опускании металлических поплавков, чашечного – на всплывании и погружении чашечек с маслом; всплытие или погружение поплавков (чашечек ) сопровождается размыканием или замыканием контактов цепей тока, работающих на сигнал или отключение трансформатора. В настоящее время наибольшее распространение получили поплавковые газовые реле Бухгольца.
1 – корпус, 6 –крышка, 13 – реагирующие элементы, 14 – штуцер, 15 – магнитоуправляемые контакты «герконы », 16 — поплавки
Рис. 22 — Газовое реле Бухгольца
Повреждение внутри трансформатора, сопровождаемое электрической дугой, приводит к интенсивному разложению масла с образованием большого количества газа и, как следствие, резкому повышению давления внутри бака, при этом может разорваться бак и возникнуть пожар. Для локализации давления внутри бака устанавливают выхлопную трубу. При повышении давления внутри бака стекло лопается и газы вместе с маслом выбрасываются наружу.
1 – фланец крепления к крышке бака трансформатора, 2 – корпус, 3 – диафрагма, 4 – болты, 5 – фланец для подсоединения тубы к верхней части расширителя, 6 – стеклянный диск, 7,8,9 – фланцы крепления, 10, 11 – прокладки
Рис. 23 — Выхлопная труба: а – общий вид, б – устройство диафрагмы
При повреждении внутри трансформатора, например пробое изоляции между обмотками или отводами, цепь обмотки ВН1 может соединиться с токоведущей частью обмотки НН2, при этом сторона низшего напряжения окажется под высоким напряжением, опасным для обслуживающего персонала и аппаратуры. Во избежание появления высокого потенциала на стороне НН у трансформаторов устанавливают пробивной предохранитель. При появлении на стороне НН опасного напряжения воздушные промежутки слюдяной прокладки пробиваются образовавшейся электрической дугой, обмотка НН соединяется с землей и таким образом приобретает потенциал, равный 0.
1 — обмотка ВН; 2 — обмотка НН; 3 — болт крепления крышки бака; 4 — перемычка; 5 — скоба; 6 — верхняя часть контактной головки; 7 — цокольный контакт; 8 — слюдяная прокладка с искровыми промежутками; 9 — нижняя часть контактной головки; 10 — центральный контакт; 11 — нулевой ввод; 12 — стенка бака; 13 — заземление бака
Рис. 24 — Пробивной предохранитель
Маслоуказатель (см . рисунок 25) у современных трансформаторов выполнен почти заподлицо со съемным дном расширителя. На масломерном стекле или на дне расширителя имеются три риски, соответствующие нормальному уровню масла в расширителе (при +15°С), минимальному (при —45° С) и максимальному (при +40° С). У трансформаторов старых выпусков маслоуказатели делались трубчатые. Риски на дне расширителя соответствовали другим минимальному и максимальному значениям температуры: —35 и +35° С.
1 — продольное окно в дне расширителя; 2 — плоский фасонный фланец; 3 — резиновая прокладка; 4 — плоское стекло; 5 — шпилька; 6 — гайка; 7 — шайба
Рис. 25 – Маслоуказатель трансформаторов
Термометр, показывающий температуру масла под крышкой трансформатора, устанавливают в специальной гильзе, пропущенной через крышку внутрь бака. Дно гильзы завальцовывают. Ранее допускалось применение ртутных термометров. Однако в связи со случаями их поломки и попаданием ртути внутрь бака на токоведущие части, что являлось причиной аварий трансформаторов, в настоящее время применяют только спиртовые термометры или электронные датчики.
Принцип действия манометрического термометра основан на зависимости давления насыщенных паров заполнителя термосистемы (капилляра , баллона) от измеряемой температуры среды (масла ). При повышении температуры давление паров в термобаллоне 5, соединенном с корпусом 1 капиллярной трубкой 4 увеличивается, при этом специальное устройство в корпусе термосигнализатора действует на стрелку, которая показывает на шкале температуру масла. При достижении предельно допустимой температуры контактная система замыкает цепь тока на сигнал. Дальнейшее увеличение температуры приводит к замыканию контактов цепи отключения трансформатора. Термобаллон устанавливают в специальную гильзу, пропущенную внутрь бака трансформатора и закрепленную на крышке, а корпус прибора крепят к стенке.
1 – корпус, 2 – указатели установки пределов на сигнал и отключение, 3 – штуцер, 4 – капиллярная трубка, 5 – термобаллон, 6 – зажимы для подключения электропитания, 7 – скоба для крепления
Вводы трансформаторов
В масляных трансформаторах концы обмоток должны быть выведены из бака наружу и присоединены к электрической сети. Для этого используют проходные фарфоровые изоляторы, размещаемые на крышке или стенке бака. Проходной, т. е. проходящий через стенку или крышку бака, изолятор вместе с токопроводящим стержнем и другими деталями называют вводом.
Простейший трансформаторный ввод состоит из цилиндрического фарфорового изолятора, являющегося основой изоляционной конструкции ввода, металлического фланца для крепления ввода к стенке или крышке бака и токоведущей части. К токоведущей части ввода относят не только стержень, по которому непосредственно проходит ток, но и другие детали, не несущие тока, но электрически с ним связанные.
Фарфоровый изолятор ввода одним концом выступает внутрь бака, а другим — наружу, над крышкой. Пространство внутри изолятора заполнено у ввода на 6—10 кВ воздухом, а на 35 кВ и выше — трансформаторным маслом. Дальнейшее усиление внутренней изоляции ввода достигается изолированием (например, бумажно-бакелитовой трубкой) токопроводящего стержня. Воздушную (внешнюю) изоляцию ввода составляет промежуток между токоведущими деталями на верхнем торце изолятора и металлическим фланцем, прикрепляющим ввод к крышке или стенке бака. Прочность воздушной изоляции зависит от расстояния между этими деталями и снижается при его уменьшении.
Как известно, вокруг проводника с током создается магнитное поле, силовые линии которого можно представить в виде концентрических окружностей, замыкающихся вокруг проводника. Такое поле возникает и вокруг токоведущего стержня ввода в крышке трансформатора, когда через ввод проходит электрический ток. Вследствие этого в крышке возникают потери от вихревых токов и перемагиичивания стали, в результате чего она нагревается.
Существует несколько способов уменьшения потерь в крышках (или стенках) баков.
Во-первых, можно увеличить диаметр отверстия для ввода. Это удалит токопроводящий стержень от крышки и увеличит сопротивление магнитному потоку. Магнитное поле в крышке будет слабее, а ее нагрев меньше. Для данного тока можно всегда подобрать соответствующий диаметр отверстия.
Во-вторых, можно поместить в одно отверстие не один, а несколько вводов. Если в общее отверстие поместить вводы от начала и конца одной обмотки, то силовых линий в крышке, охватывающих оба ввода, не будет, так как токи во вводах будут равны, противоположны по направлению и их результирующий магнитный поток будет практически равен нулю. Если в общее отверстие поместить три линейных ввода (А, В, С) трехфазного трансформатора, то благодаря тому, что сумма мгновенных значений токов равна нулю, магнитного потока вокруг этих вводов также не будет. Чтобы закрыть отверстие, общее для двух или трех вводов, применяют специальные отливки из латуни — обоймы, представляющие собой плиту с кольцевыми выступами и отверстиями по числу вводов (рисунок 1).
Рисунок 1 - Трехместная латунная обойма для вводов
На рисунке 2 показан ввод на напряжение 35 кВ для наружной установки в собранном виде. Фарфоровый изолятор 1 вмазан при помощи магнезиального цемента 4 в чугунный фланец 5. Токоведущая медная шпилька 3 припаяна к металлическому колпаку 18, который скреплен с изолятором также посредством магнезиального цемента. В верхней части шпилька имеет гайки 16 и шайбы 15 для подсоединения к сети; в нижней части па нее надеты электрокартонная шайба 14 с вырезом и гетинаксовая шайба 11, затянутая гайками 13 и шайбами 12 для присоединения отвода от обмотки.
1 — изолятор, 2 — ребро изолятора, 3 — токопроводящая шпилька, 4 — цемент, 5 — фланец, 6 — болт, 7 — крышка трансформатора, 8 — резиновая прокладка, 9 — бумажно-бакелитовая трубка, 10 — масло. 11 — гетинаксовая шайба, 12, 15 — металлические шайбы, 13, 16 — гайки, 14 — электрокартонная шайба, 17 — винт, 18 — колпак
Рисунок 2 - Ввод на напряжение 35 кВ
Внутренняя изоляция ввода состоит из бумажно-бакелитовой трубки 9, надетой на токоведущую шпильку, масла 10, заполняющего внутреннюю полость ввода, и изолятора. Внешняя изоляция ввода усилена зонтообразными ребрами 2. В колпаке имеется отверстие с резьбой, закрытое винтом 17 с шайбой с асбестовым уплотнителем. При заливке трансформатора маслом этот винт частично отвертывают, чтобы выпустить воздух, вытесняемый из внутренней полости ввода маслом, поступающим через вырез в шайбе 14.
Недостатком конструкции этого ввода является то, что на крышке приходится делать люки для присоединения к вводу отводов обмотки. Кроме того, при замене поврежденного ввода из трансформатора приходится сливать значительную часть масла, что в эксплуатации часто затруднительно. Более удобны съемные вводы, для монтажа которых на заводе и замены (в случае повреждения) в эксплуатации не требуется люков и значительного слива масла.
На рисунке 3 показана одна из конструкций съемных вводов на напряжение 35 кВ. Шпилька 1 ввода спаяна с отводом 17 и проходит через верхнее отверстие в фарфоровом изоляторе 10. Сверху на шпильку надеты колпак 6 и втулка 4. Завинчиванием гайки 3 уплотняют резиновые кольцо 5 и шайбу 8. Для выхода воздуха из ввода при заливке трансформатора маслом служит отверстие, закрываемое болтом 7. Ввод крепится к крышке фланцем 14 с кулачками 15. Для замены изолятора достаточно освободить и снять гайки 3, втулку и колпак, отвинтить гайки 12. Съемные вводы на 6—35 кВ широко применяют в конструкциях трансформаторов.
1 — токопроводящая шпилька, 2, 13 — металлические шайбы. 3, 12 — гайки, 4 — втулка, 5 — кольцо, 6 — колпак, 7 — болт, закрывающий отверстие для выхода воздуха, 8 — резиновая шайба, 9 — уплотнение, 10 — изолятор, 11 — шпилька, 14 — стальной фланец, 15 — кулачок, 16 — крышка бака, 17 — отвод
Рисунок 3 - Съемный ввод на напряжение 35 кВ
Для трансформаторов с низшим напряжением 1—3 кВ широко применяют съемные вводы на ток до 3000 А. Токопроводящая шпилька таких вводов обычно заканчивается специальным наконечником («башмаком») с развитой контактной поверхностью, который навинчивают на верхний конец шпильки. Наконечник выполняют с отверстиями и комплектуют болтами для присоединения к сети, питающей токоприемник.
Трансформаторный ввод ВСТ, ВСТА
Изготовление трансформаторных вводов на ВН (ВСТА) и вводов НН (ВСТ) — одно из ведущих направлений нашей компании.
Вводы высоковольтные трансформаторные съемные используются для присоединения вводов силовых трансформаторов к проводникам внешних электрических сетей.
Наше предприятие также является поставщиком комплектации для ряда ведущих предприятий России и ближнего зарубежья, связанных с производством и ремонтом трансформаторов и высоковольтных вводов.
Конструкция трансформаторных вводов:
Трансформаторные вводы состоят из фарфорового изолятора, токоведущего стержня (шпильки ввода), деталей уплотнения и опорных элементов для уплотнений, элементов крепления (гайки и шайбы) и изготавливаются по техническим требованиям чертежей.
Устанавливаются вводы на крышке или стенке бака трансформатора в конструкциях установок вводов, которые имеют дополнительные детали для крепления ввода: бобышки, крепеж, фланец, кулачки, прокладки и диск (заглушка бака транспортная, если ввод демонтируется).
Вводы устанавливаются под углом к вертикали от 0 ° до 90 ° включительно. Длительные консольные нагрузки на ввод соответствуют МЭК 60137.
Вводы высоковольтные, установленные на трансформатор, эксплуатируются под давлением трансформаторного масла в расширителе трансформатора. Все вводы съемные и позволяют осуществить замену в эксплуатации проходного изолятора ИПТ, при необходимости, без демонтажа токоведущего стержня (шпильки ввода).
Основные неисправности трансформаторных вводов следующие:
трещины и сколы изоляторов , разрушение изоляторов , некачественная армировка и уплотнение, срыв резьбы контактного зажима при неправильном навинчивании и затягивании гайки. При значительных сколах и трещинах ввод заменяется.
Замена трансформаторных вводов ВСТА и ВСТ:
В трансформаторах старых конструкций для ремонта фланцевых вводов необходимо снимать крышку и вынимать активную часть из бака.
В настоящее время применяются съемные вводы и замену проходных изоляторов ИПТ производят без подъема активной части. Для этого достаточно отвернуть с токопроводящего стержня верхние гайки, раскрепить устройство, прижимающее ввод к крышке, снять с ввода колпак и находящееся под ним уплотняющее резиновое кольцо, после чего заменить изолятор и собрать ввод вновь.
Читайте также: