Курсовая работа. Обслуживание трансформаторов и автотрансформаторов
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
Рис. 4.3. Схема воздушно-масляного охлаждения (система охлаждения ДЦ): 1-бак трансформатора; 2-охладитель; 3-электронасос; 4-вентиляторы для обдувания охладителя; 5-адсорбционный фильтр; 6-струйное реле. У мощных трансформаторов и автотрансформаторов дутьевое охлаждение не обеспечивает полного отвода теплоты потерь. В этих случаях применяется система воздушно-масляного охлаждения с принудительной циркуляцией масла с помощью насосов и интенсивным обдувом охладителей вентиляторами, установленными на охладителях (рис. 4.3). Охладители представляют собой спаренные друг с другом калориферы. Каждый калорифер состоит из нескольких рядов труб, развальцованных в трубных досках или вваренных в них. Нагретое масло из верхней части бака забирается электронасосом и прогоняется через охладитель. Охлажденное масло возвращается в нижнюю часть бака и перемещается вверх благодаря конвекции. Для увеличения теплоотдачи у крупных трансформаторов, выпускаемых отечественной промышленностью, движение масла внутри трансформатора упорядочено: охлажденное масло подается по специальным трубам к определенным частям обмоток, в результате чего создается организованная циркуляция масла по охлаждающим каналам. Такая система направленной циркуляции масла в обмотках более эффективна. Трансформаторы с искусственным охлаждением могут эксплуатироваться только при работающих вентиляторах дутья, насосах циркуляции масла и с включенной сигнализацией о прекращении подачи масла и остановке вентиляторов обдува. При остановленном принудительном охлаждении не обеспечивается охлаждение трансформатора, даже если он не несет нагрузки. В случае прекращения принудительного охлаждения трансформатор мощностью до 250 MB-А может оставаться в работе с номинальной нагрузкой в течение 1 ч, если температура верхних слоев масла не достигла 80 °С. Если трансформатор уже работал с предельной температурой 80 °С, то с выходом из работы охлаждающего устройства он может нести номинальную нагрузку в течение 10 мин или находиться в режиме XX не более 30 мин. По истечении указанного срока трансформатор должен быть отключен. Управление двигателями системы охлаждения предусматривается автоматическое и ручное. Схема автоматического управления обеспечивает: включение основной группы охладителей при включении трансформатора в сеть; увеличение интенсивности охлаждения включением дополнительного охладителя при достижении номинальной нагрузки или определенной температуры масла в трансформаторе; включение резервного охладителя при аварийном отключении любого из работающих; включение резервного питания двигателей насосов и вентиляторов при исчезновении напряжения или его снижении ниже 85 %, а также переключение питания с резервного источника после восстановления напряжения в основной сети. Ручное управление двигателями всей системы охлаждения и каждого охладителя производится ключами управления, положение которых проверяется внешним осмотром перед включением трансформатора в сеть. Система масловодяного охлаждения с принудительной циркуляцией масла и охлаждающей воды является наиболее эффективной, но менее удобной в эксплуатации, чем рассмотренная выше система с принудительной циркуляцией масла. Для ее применения необходим мощный источник водоснабжения и должны предусматриваться меры по предотвращению замораживания водяных магистралей, насосов и прочей аппаратуры в зимнее время. Система охлаждения (рис. 4.4) состоит из одного или нескольких водяных маслоохладителей, двух-трех маслонасосов, трубопроводов, измерительной и защитной аппаратуры. Горячее масло из верхней части бака трансформатора перекачивается центробежными насосами через маслоохладитель, охлаждается в нем циркулирующей водой и возвращается в нижнюю часть бака.  Рис. 4.4. Схема воздушно-масляного охлаждения (система ДЦ): 1 — бак трансформатора; 2 — охладитель; 3 — электронасос; 4 — вентиляторы для обдувания охладителя; 5 — адсорбционный фильтр; S — струйное реле. Маслонасосы устанавливаются по ходу масла перед маслоохладителем, чтобы исключить подсосы воды в масло в случае образования неплотностей и трещин в маслоохладителе. С этой же целью давление масла в маслоохладителе поддерживается выше давления воды не менее чем на 20 кПа. Охлаждающая вода подается из водопроводной сети или из естественных водоемов (рек, озер), Включение в работу масловодяного охлаждения производится после включения трансформатора в сеть: сначала включают в работу масляный насос и проверяют циркуляцию в маслоохладителе, затем подают охлаждающую воду и проверяют соотношение давлений воды и масла. При необходимости производится регулирование давления. Маслоохладители в системе масловодяного охлаждения снижают температуру масла на 10—15°С и способны поддерживать температуру верхних слоев масла при номинальной нагрузке на уровне 50—55 °С. Поэтому подачу охлаждающей воды в маслоохладители производят при температуре масла не ниже 15 °С. Отключение масловодяного охлаждения производится после отключения трансформатора от сети: сначала прекращают доступ воды в маслоохладитель, а затем отключают маслонасос. 5.Обслуживание устройств регулирования напряжения Способы регулирования напряжения Для обеспечения некоторых заранее заданных значений отклонений напряжений у электроприемников применяются следующие способы: 1. Регулирование напряжения на шинах центра питания; 2. Изменение величины потери напряжения в элементах сети; 3. Изменение величины передаваемой реактивной мощности. 4. Изменение коэффициента трансформации трансформаторов 1.Регулирование напряжения на шинах центра питания Регулирование напряжения на центре питания (ЦП) приводит к изменениям напряжения во всей присоединенной к ЦП сети и называется централизованным, остальные способы регулирования изменяют напряжение на определенном участке и называются местными способами регулирования напряжения. В качестве ЦП городских сетей могут рассматриваться шины генераторного напряжения ТЭЦ или шины низшего напряжения районных подстанций или подстанций глубокого ввода. Отсюда вытекают и способы регулирования напряжения. 2.Изменение величины потери напряжения в элементах сети Изменение потери напряжения в элементах сети может осуществляться изменением сопротивлений цепи например, изменением сечении проводов и кабелей, отключением или включением числа параллельно включенных линий и трансформаторов Выбор сечений проводов, как известно, производится из условий нагрева, экономической плотности тока и по допустимой потере напряжения, а также по условиям механической прочности. 3.Изменение величины передаваемой реактивной мощности Реактивная мощность может вырабатываться не только генераторами электростанций, но и синхронными компенсаторами и перевозбужденными синхронными электродвигателями, а также статическими конденсаторами, включаемыми в сеть параллельно (поперечная компенсация). Мощность компенсационных устройств, которые должны быть установлены в сети, определяется балансом реактивной мощности в данном узле энергосистемы на основе технико-экономических расчетов. 4.Изменение коэффициентов трансформации трансформаторов Выпускаемые в настоящее время силовые трансформаторы напряжением до 35 кВ для установки в распределительных сетях снабжены переключателями ПБВ для переключения регулировочных ответвлений в первичной обмотке. Таких ответвлений обычно 4, кроме основного, что позволяет получить пять коэффициентов трансформации (надбавки напряжения от 0 до +10%, на основном ответвлении - +5%). Перестановка ответвлений — наиболее дешевый способ регулирования, но он требует отключения трансформатора от сети, а это вызывает перерыв, хотя и кратковременный, в питании потребителей, поэтому он применяется только для сезонного регулировании напряжения, т. е. 1 - 2 раза в год перед летним и зимним сезонами. Обслуживание устройств регулирования напряжения При регулировании напряжения переключением ответвлений обмоток трансформаторов изменяют их коэффициенты трансформации, что дает возможность поддерживать на шинах НН (СН) подстанций напряжение, близкое к номинальному, когда первичное напряжение отклоняется по тем или иным причинам от номинального. Переключают ответвления на отключенных от сети трансформаторах устройствами ПБВ (переключения без возбуждения) или на работающих трансформаторах под нагрузкой устройствами РПН (регулирования под нагрузкой). Класс изоляции устройств РПН соответствует классу изоляции СН трансформатора. В качестве других способов регулирования напряжения трансформатора применяются специальные последовательные регулировочные трансформаторы. Различают продольное регулирование, при котором напряжение сети изменяется только по величине без изменения фазы, и поперечное регулирование, при котором напряжение изменяется только по фазе. На крупных ПС системного значения возникает необходимость в регулировании напряжения и по величине, и по фазе, которое осуществляется специальными агрегатами продольно-поперечного регулирования. При этом в схему вводятся два напряжения, одно из которых совпадает с напряжением сети, а другое сдвинуто на 90°. Устройства РПН состоят из переключателя (или избирателя), контактора, токоограничивающего реактора (или резистора) и приводного механизма. Реактор и избиратель (ввиду того что на его контактах дуги не возникает) обычно размещают в баке трансформатора, а контактор помещают в отдельном масляном баке, чтобы не допускать разложения масла электрической дугой в трансформаторе. Отличие действия устройств РПН с резистором от работы переключающих устройств с реактором состоит лишь в том, что в нормальном режиме резисторы зашунтированы или отключены и ток по ним не проходит, а в процессе коммутации ток проходит всего в течение сотых долей секунды. Поскольку резисторы не рассчитаны на длительную работу под током, то переключение контактов в них происходит мгновенно под действием мощных сжатых пружин. Резисторы имеют сравнительно малые размеры и являются, как правило, конструктивной частью контактора. Устройствами ПБВ снабжаются почти все трансформаторы. Они позволяют регулировать напряжение ступенями относительно номинального ±5; ±2,5 %; С/ном. Применяются ручные трехфазные и однофазные переключатели. Однофазный переключатель барабанного типа, устанавливаемый на каждой фазе обмотки ВН, показан на рис. 5.1.  Рис 5.1 Переключатель ответвлений барабанного типа (а) и крепление его к ярмовой балке трансформаторов Контактная система переключателя состоит из неподвижных контактных стержней 4, соединенных с отводами, и подвижных контактных колец 3, замыкающих между собой различные пары неподвижных контактов. Контактные кольца перемещаются коленчатым валом 5, ось которого при помощи изолирующей штанги 6 соединяется с приводом на крышке трансформатора 7. Переключатель смонтирован на изолирующих основаниях 2. Трансформаторы с РПН имеют большее число регулировочных ступеней и более широкий диапазон регулирования (до 20 %), чем трансформаторы с ПБВ. Применяемые схемы трансформаторов с РПН представлены на рис. 7.20. Часть обмотки ВН с ответвлениями называется регулировочной обмоткой. Расширение регулировочного диапазона без увеличения числа отводов достигается применением схем с реверсированием (рис. 7.20,6). Переключатель-реверсор 5 позволяет присоединять регулировочную обмотку 3 к основной / согласно или встречно, благодаря чему диапазон регулирования удваивается. У трансформаторов уст- ройства РПН обычно включаются со стороны нейтрали, что позволяет выполнять их с пониженной на класс напряжений изоляцией. На рис. 7.21 показаны схемы регулирования на автотрансформаторах. Регулирование со стороны нейтрали (рис. 7.21, а) называют связанным, так как при переключении одновременно меняется число витков обмоток ВН и СН, что вызывает колебания индукции в магнитопроводе и напряжения на зажимах обмотки НН, Чтобы избежать недостатков связанного регулирования, применяют схемы раздельного регулирования с включением РПН со стороны линейных вводов ВН (рис. 7.21,6) или СН (рис. 7.21, в). Такие схемы удобны в эксплуатации, но устройства РПН в этих случаях должны быть более высокого класса напряжения  6.Обслуживание маслонаполненных и элегазовых вводов. 6.1Элементы конструкции Маслонаполненные вводы служат для ввода высокого напряжения в баки силовых трансформаторов и реакторов, масляных выключателей, а также для прохода через стены помещений закрытых РУ. Токоведущая система ввода представляет собой медную трубу с контактным зажимом сверху и экранированным контактным узлом снизу. У вводов силовых трансформаторов через медную трубу обычно пропускают гибкий отвод обмотки. Изоляция ввода состоит из двух фарфоровых покрышек, закрепленных на заземленной соединительной втулке, элементов бумажной изоляции и заполняющего ввод масла. Отечественной промышленностью выпускаются также вводы с твердой изоляцией (изоляционный сердечник из бумажной намотки, пропитанной бакелитовой смолой), в конструкции которых отсутствует нижняя фарфоровая покрышка. После установки такого ввода его нижняя часть оказывается погруженной в масло, находящееся в трансформаторе. По способу зашиты внутренней изоляции маслонаполненные вводы разделяют на герметичные и негерметичные. Выравнивание напряженности электрического поля на изолирующем промежутке вводов осуществляется металлическими уравнительными обкладками. Последние обкладки нередко используются в качестве измерительных конденсаторов. К выводам от них подключаются приспособления для измерения напряжения (ПИН) По ряду причин применение ПИН в эксплуатации не получило широкого распространения. Все неиспользуемые выводы от измерительных конденсаторов должны заземляться. Разземление или обрыв выводов от измерительных конденсаторов вызывает нежелательное перераспределение напряжения по слоям бумажной изоляции, что может привести к ухудшению ее свойств и, как следствие, к пробою. Заполнение маслом вводов негерметичного исполнения обеспечивается маслорасширителями, снабженными маслоуказателями и устройствами защиты масла от увлажнения и загрязнения. На рис. 6.1 показан расширитель маслонаполненного ввода с масляным затвором (работающим по принципу сообщающихся сосудов) и воздухоочистительным фильтром. Корпусом фильтра служит стеклянная трубка, заполненная силикагелем. Масса силикагеля берется из расчета 0,5-1 кг на 1000 кг масла. Индикаторный силикагель размещается сверху и снизу трубки вблизи входного и выходного отверстий. Активность силикагеля в фильтре контролируется по изменению цвета индикаторного силикагеля из голубого в розовый. Замена масла в масляном затворе производится через специальные отверстия в расширителе. В герметичных вводах конденсаторного типа, постоянно находящихся . под некоторым избыточным давлением, компенсация температурных изменений объема масла осуществляется с помощью компенсирующих устройств (сильфонов, заполненных азотом и герметически запаянных).  Рис. 6.1. Расширитель маслонаполненного ввода 110 кВ: 1 - масло во вводе; 2 - дыхательная трубка масляного затвора ввода; 3 - масло в затворе; 4 - поддон; 5 - дыхательная трубка воздухоочистителя; б - масляный затвор воздухоочистителя;7 - стеклянная трубка; 8 - силикагель; 9 – сетка Контроль за давлением в герметичных вводах осуществляется с помощью манометров. В зависимости от температуры допустимое давление находится по графику. Оно не должно выходить за пределы рабочей области графика (0, 02-0,25 МПа). Для удобства обслуживания отметки предельных значений давлений наносятся на шкалах манометров. В случае снижения нормируемых значений давления производится проверка мест уплотнений во вводе. 6.2Осмотр маслонаполненных вводов. При осмотре вводов, находящихся под напряжением, проверяют: - уровень масла во вводе по маслоуказателю расширителя. При температуре окружающего воздуха 20°С уровень масла должен находиться на половине высоты маслоуказателя; - состояние и цвет силикагеля в воздухоочистительном фильтре; - давление масла в герметичных вводах; - отсутствие течей масла в местах соединений фарфоровых покрышек с соединительной втулкой, а также в соединениях отдельных деталей в верхней части ввода; - отсутствие загрязнений поверхности, трещин и сколов фарфора; - состояние фланцев и резиновых уплотнений; - отсутствие потрескиваний и звуков разрядов; - отсутствие нагрева контактных соединений. |