Эксплуатации трансформаторов

В каталогах и в паспорте трансформатора сообщаются технические данные, необходимые для нормальной эксплуатации трансформатора. В них даны: тип трансформатора: номинальная мощность 5ПОМ, кВ-А; линейное номинальное напряжение первичной 1/,10М, кВ„ и вторичной Lf2]10M, кВ, обмоток; потери мощности при холостом ходе ДР0 = ДРСТ, кВт; потери мощности при коротком замыкании АРК> кВт; напряжение короткого замыкания, % номинального соответствующей обмотки ик; КПД при полной и половине номинальной нагрузке при cos(p2 = l и группа соединения. Например, ТМ-100/6 означает: ТМ — трансформатор с трансформаторным маслом, естественным воздушным охлаждением, 100 - номинальная мощность, кВ • А, 6 — номинальное напряжение обмотки высшего напряжения, кВ. Номинальная мощность SHOM = }/3 (./2ном/2„ом -мощность, которую может отдавать трансформатор дли-

В масляных трансформаторах о температуре обмоток судят по температуре нагрева масла под крышкой бака, для чего устанавливают ртутные и другие термометры. В частности, при естественном масляном охлаждении принимают предельно допустимую температуру масла 95° С, При эксплуатации трансформатора его нагрузка меняется в течение суток и в зависимости от времени года. Если выбрать номинальную мощность трансформатора, равную максимуму суточного графика нагрузки, то трансформатор не будет использован полностью, так как длительное время будет недогружен. Поэтому для допускаются длительные систематические перегрузки, определяемые в зависимости от графика нагрузки и недо-

При эксплуатации трансформатора чаще всего выходят из строя его обмотки вследствие перегрузки, нарушения изоляции или ошибочного включения. При нарушении изоляции отдельного витка обмотки последнюю восстанавливают, вырезая поврежденный участок. При пробое изоляции или выгорании части витков обмотки заменяются новыми.

При эксплуатации трансформатора чаще всего выходят из строя его обмотки вследствие перегрузки, нарушения изоляции или ошибочного включения. При нарушении изоляции отдельного витка обмотки последнюю восстанавливают, вырезая поврежденный участок. При пробое изоляции или выгорании части витков обмотки заменяют новыми.

В этом режиме (см. 7.8) выключатель Вч замкнут, а движок нагрузочного элемента находится в крайнем левом положении (ZH = 0). Короткое замыкание может случиться во время эксплуатации трансформатора, тогда первичное напряжение равно номинальному или близко к нему. В этом случае в обеих обмотках токи резко увеличиваются в 10 — 20 раз и более против номинальных, потому что сопротивления обмоток невелики. Такой режим очень опасен для трансформатора, так как возможны чрезмерное повышение температуры обмоток и большие механические усилия между токоведущими элементами. Поэтому при создании трансформатора обеспечивают достаточную механическую и термическую прочность, а в схеме его предусматривают противоаварийную защиту, способную отключить трансформатор от сети за время менее одной секунды.

В отличие от режима холостого хода, возникаемого в процессе эксплуатации трансформатора при отключении нагрузки, при его исследовании появляется необходимость проведения опыта холостого хода трансформатора. Этот опыт проводится в целях определения коэффициента трансформации п, магнитного потока Фт, а также потерь мощности Я„ в сердечнике магнитопро-вода трансформатора при номинальном режиме.

Основными данными, определяющими конструкцию, тип и размеры магнитопровода, обмоток, изоляции и режим эксплуатации трансформатора, являются следующие параметры: 1) номинальная мощность SH (В -А или кВ-А) — предельное значение полной мощности, длительно отдаваемой трансформатором со стороны вторичной обмотки без перегрева всех его частей выше допустимой температуры; 2) номинальные линейные напряжения первичной и вторичной обмоток [/1н и ?/2н (В или кВ), определяющие уровень изоляции

1.5.3. В процессе эксплуатации трансформатора напряжение на первичной обмотке со значения f/iH.n = 10 кВ понизилось до 9500 В. Трансформатор имеет следующие числа витков на ответвлениях первичной обмотки: 1050, 1000, 950. В какое положение необходимо переставить контактный переключатель числа витков, чтобы обеспечить U2 = ?/2н?

маллоя), готовый сердечник подвергается термической обработке — отжигу в вакуумной печи. Для защиты от возможных механических воздействий при намотке обмоток или при эксплуатации трансформатора сердечник помещают в защитный кожух 4 из неферромагнитного материала (сплав алюминия, прессматериал), заполняют пространство между сердечником и кожухом химически нейтральной смазкой 3 и закрывают неметаллической крышкой 2. Для частот свыше 100 кГц применяют обычно ферритовые сердечники.

т. е. как раз та цифра, которой определяется среднее по сопротивлению допускаемое превышение температур обмотки согласно табл. 7-1. Отсюда можно сделать весьма важный для эксплуатации трансформатора вывод, что для обеспечения нормального срока службы, 17—20 лет, определяемого по тепловому износу изоляции, мы должны поставить трансформатор в такие условия работы, чтобы среднее по сопротивлению превышение температуры обмотки _ трансформатора не превосходило 70° С независимо от температуры окружающего воздуха. При этом в жаркое время года температура обмотки трансформатора достигает или даже превзойдет 105° С, в соответствии с чем будет иметь место усиленный износ изоляции, но он будет скомпенсирован меньшим износом изоляции в зимнее время.

Изоляция трансформатора должна выдерживать без повреждений электрические, тепловые, механические и физико-химические воздействия, которым она подвергается при эксплуатации трансформатора.

Для нормальной эксплуатации трансформаторов необходимо знать группу соединения обмоток, которая определяет сдвиг фаз линейных напряжений (э. д. с.) обмоток высшего и низшего напряжений. Группа соединения обозначается рядом целых чисел: 1, 2, ... , И, 12 (0), что условно отражает «часовой» сдвиг между

Для рациональной эксплуатации трансформаторов и снижения потерь мощности в трансформаторах в ряде случаев может оказаться неэкономичной их работа с большими (близкими к предельно допустимым) систематическими (и аварийными) перегрузками. Кроме того, такие трансформаторы не допускают подключения дополнительных нагрузок. Выбор мощности трансформатора в этом случае целесообразно обосновать путем технико-экономического сравнения вариантов. В первом варианте принимается минимально возможная номинальная мощность трансформатора, причем он работает с большими перегрузками, во втором - мощность трансформатора принимается на ступень больше. При увеличении номинальной мощности трансформатора растет стоимость трансформатора и капитальные затраты, но снижаются потери активной мощности в трансформаторе за счет снижения коэффициента загрузки и приближения его к экономически оптимальному рэ = -JPo/Рк > ПРИ котором потери мощности в трансформаторе минимальны. При технико-экономическом сравнении вариантов следует учитывать не только потери активной мощности в самих трансформаторах,

Понятие о схемах и группах соединений имеет важное значение при эксплуатации трансформаторов.

Чтобы не было ошибок при эксплуатации трансформаторов, введено понятие сдвига между напряжениями первичной и вторичной обмоток.

При эксплуатации трансформаторов в энергосистемах часто нагрузка по фазам может быть неодинаковой. Это связано обычно с подключением к трехфазным трансформаторам однофазной нагрузки: тяговых подстанций, электротермических печей, осветительной нагрузки и других однофазных потребителей. Неравномерность токов по фазам искажает напряжения трансформаторов, что приводит к неблагоприятным последствиям для/ потребите-

Витковое короткое замыкание. При эксплуатации трансформаторов из-за повреждения изоляции витков может произойти короткое замыкание одного или нескольких витков внутри обмотки. При этом в двухобмоточном трансформаторе появляется третий корот-козамкнутый контур и поврежденную фазу можно рассматривать как фазу трехобмоточного трансформатора.

При эксплуатации трансформаторов нельзя допускать воздействия на их обмотки волн с амплитудой, превышающей допустимую.

В отношении силовых трансформаторов это требование относится прежде всего к уменьшению потерь энергии при эксплуатации трансформаторов. Коэффициент полезного действия трансформаторов очень велик и для большинства их составляет 98—99% и более, однако необходимость многократной трансформации энергии и установки в сетях трансформаторов с общей мощностью, в несколько раз превышающей мощность генераторов, приводит к тому, что общие потери энергии во всем парке трансформаторов достигают существенных значений. Так, в 1955 г. на потери в трансформаторах расходовалось до 6% всей энергии, выработанной электростанциями.

Трансформаторное масло, соприкасаясь в горячем состоянии с воздухом, в большей степени подвергается химическим воздействиям и увлажнениям, чем твердая изоляция трансформатора. Поэтому в эксплуатации трансформаторов практикуются систематическая очистка, сушка и смена масла, а также принимаются меры, направленные на уменьшение поверхности соприкосновения масла с воздухом, осуществляется осушение поступающего в расширитель воздуха в специальных химических осушителях, производятся герметизация расширителей, защита открытой поверхности масла слоем инертного газа или синтетическими пленками и т. д.

разработаны и внедрены новые комплексы технологических процессов изготовления и установки обмоток, заготовки пластин электротехнической стали и сборки магнитных систем, сборки и установки активной части. Новая серия по сравнению с предыдущей позволила получить существенное уменьшение расхода электротехнической стали, изоляционных материалов, трансформаторного масла и конструкционных материалов, а также потерь в эксплуатации трансформаторов.

При эксплуатации трансформаторов в электрических системах необходимо знать угол сдвига по фазе ЭДС обмоток высшего и низшего напряжений. Этот угол понимается как угол между ЭДС обмоток ВН и НН, измеренными на одноименных выводах; например, между ЭДС обмотки ВН на выводах А и В и ЭДС обмотки НН на выводах а и Ь.