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 ши-нопроводов и экранированных токопроводов.

Если трансформатор находился в ремонте, то обращается внимание на чистоту рабочих мест, отсутствие зако-роток, 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 rfa-грузки 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:.

Перегрузка по току, % номинальной нагрузки..............30 45 60 75 100 200

Длительность перегрузки, мин.....120 80 45 20 10 1,5

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. Превы-

шение 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 (см. § 2.4).

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), масло-указателей, 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

где Д£/ = £Л— U₂ — разность вторичных напряжений трансформаторов; Zki и Z_K2 — полные сопротивления КЗ первого и второго трансформаторов, определяемые по формуле

где ы_к % — напряжение КЗ.

Пример. Два трансформатора с разными значениями вторичных напряжений включаются на параллельную работу. Трансформаторы имеют следующие технические данные: S_t=S₂=40 MB-А; £/,= 10,5кВ; 1/_г=10 кВ; «ki=Mk2=8,5 %; группы соединения обмоток У/Д-11. Определить уравнительный ток после включения трансформаторов на параллельную работу.

Решение. Номинальные токи трансформаторов

Разность вторичных напряжений Д1/=10500—10 000=500 В, Уравнительный ток

Уравнительные токи, загружая обмотки трансформаторов, увеличивают потери энергии и снижают суммарную мощность подстанции, поэтому прохождение их недопу* стимо. В связи с этим согласно ГОСТ 11677-75 у трансфор-маторов, включаемых на параллельную работу, коэффици* енты 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_к\ 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 5bomi=S_hom₂= 40 МВ-А, имеющих напряжения КЗ «_Ki = 8,S %; Ика=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 и_к.

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

Уравнительный ток /_У2 определяется по формуле

, _ 200sin(q>/2)

где ф — угол сдвига векторов вторичных напряжений трансформаторов; /_Ном1 и /_Ном2 — номинальные токи первого и второго трансформаторов.

Пример. Определить уравнительный ток, предположив, что на параллельную работу были ошибочно включены два трансформатора, имеющих одинаковые технические данные (/homi=/hom2=/bom; «ki = =и_к3=«к), при наличии сдвига векторов линейных напряжений вторичных обмоток на угол 60" (например, при группах соединений У/Д-11 иУ/Д-1).

Решение. Уравнительный ток будет иметь значение

_Если предположить, что «_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-

Рис. 7.24. Схема соединения обмоток силовых трехфазных трансформаторов и автотрансформаторов:

о — двухобмоточных трансформаторов; б — трехобмоточных трансформаторов; в — трехобмоточных автотрансформаторов

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.

Рис. 7.25. Проверка группы соединения при помощи фазометра

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 Гг. Ес-

Рис. 7.26. Проверка группы соединения при помощи фазоуказателя типа Э-500/2

Рис. 7.27. Проверка полярности обмоток однофазного трансформатора (а) и группы соединения обмоток трехфазного трансформатора (б) при помощи гальванометра

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

При разных направлениях намотки показание гальванометра Гг 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 аЪ, 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 перем*аркировке 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

Таблица 7.2. Круговая перемаркировка зажимов обмоток НН при включении на параллельную работу трансформаторов с основной (Т1) и производной (Т2) группами

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

Таблица 7.3. Двойная перемаркировка зажимов обмотки ВН и НН трансформаторов групп 5 и 1 при включении на параллельную работу с трансформатором группы 11