Техническое обслуживание силовых трансформаторов реферат

Обновлено: 02.07.2024

Интенсивное использование электрической энергии связано со следующими ее особенностями: возможностью достаточно простого и экономичного преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, лучистую и т.д.); возможность централизованного и экономичного получения на различных электростанциях; простой передачи с помощью линий электропередачи с малыми потерями на большие расстояния к потребителям.

Высокая рентабельность и конкурентоспособность современных предприятий базируется на полной механизации и автоматизации производственных процессов. Решение этих задач требует создания автоматизированных систем управления на основе современной электротехнической и электронной аппаратуры и электрооборудования. Во всех отраслях производства с помощью электротехнической аппаратуры осуществляется управление производственными механизмами, автоматизация их работы, контроль за ведением производственного процесса, обеспечение безопасности обслуживания и т.д. Следовательно, функции электротехнических устройств машин настолько значительны по сравнению с их механической частью, что именно они во многом определяют такие важные показатели, как производительность, качество и надежность создаваемой продукции.

Машины постоянного тока используются как генераторы и двигатели, электромашинные усилители и преобразователи напряжения постоянного тока. Двигатели постоянного тока обычно предназначаются для электроприводов, требующих широкого диапазона регулирования скорости вращения. Двигатели малой мощности часто применяются в системах автоматического регулирования в качестве исполнительных двигателей.

К машинам переменного тока относятся синхронные и асинхронные машины, трансформаторы и преобразователи переменного тока.

Синхронные машины используются как генераторы переменного тока, синхронные двигатели разных мощностей и компенсаторы реактивной мощности. Большое распространение получили синхронные двигатели малых мощностей в системах автоматического регулирования, требующих постоянной скорости вращения.

Асинхронные машины используются преимущественно как двигатели. Они просты в изготовлении, относительно дешевы и надежны в эксплуатации. Поэтому асинхронные двигатели по сравнению с двигателями других типов, получили наибольшее распространение. В электроприводах средней и большой мощности применяются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, у которых скорость вращения практически не изменяется. У двигателей с фазным ротором можно плавно регулировать скорость вращения. В бытовой технике и в схемах автоматики используются асинхронные исполнительные двигатели, имеющие двухфазную обмотку на статоре и запитываемые от однофазной сети. Трансформаторы — однофазные и трехфазные, применяют для преобразования величины входного переменного напряжения в зависимости от коэффициента трансформации.

Синхронные машины

. обмотки возбуждения служит генератор постоянного тока (возбудитель), установленный на валу ротора синхронной машины (рис.10-3, а), либо отдельный вспомогательный генератор, приводимый во вращение синхронным или асинхронным двигателем. При самовозбуждении обмотка возбуждения .

1. Устройство и принцип работы трансформатора

Трансформатор (от лат. transformo — преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения —, электронике и радиотехнике.

Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрасформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнитно-мягкого материала.

Гальваническая развязка — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними. Гальванические развязки используются для передачи сигналов, для бесконтактного управления и для защиты оборудования и людей от поражения электрическим током.

*Оптическая: оптопары, оптоволокно, солнечные батареи

*Радио: приемники, передатчики

*Звуковая: громкоговоритель, микрофон

*Емкостная: через конденсатор очень маленькой емкости

2. Устройство и характеристики трансформаторных подстанций

2.1 Устройство трансформаторной подстанции

Трансформаторная подстанция (рис. 1) — это электроустановка, которая предназначена для приема переменного тока, его изменения (повышения или понижения) и распределения электроэнергии в системах электроснабжения людей.

Рисунок 1. Понижающая трансформаторная подстанция

Соответственно трансформаторные подстанции делятся на повышающие и понижающие:

Повышающие (рис. 2) — повышают напряжение, для уменьшения потерь тока на расстояние, или для питания мощных электрических механизмов.

Понижающие (рис. 1) — понижают напряжение до нормы для потребительских и бытовых нужд (например, для больницы это 380V 3-5A 50Hz, а для жилого дома 230 V3-5А 50Hz).

Рисунок 2. Повышающая трансформаторная подстанция на 6кв/110кв

Так же понижающие трансформаторы используют для трансформации к производственной сети или для разделения на несколько сетей, например: на 2 маленьких населенных пункта.

В состав трансформаторных подстанций (ТП) входят: устройства ввода со стороны высшего напряжения; распределительного устройства со стороны низшего напряжения; силового трансформатора; воздушных или кабельных высоковольтных линий ввода и вывода; автоматических выключателей и рубильников с предохранителями; высоковольтного разъединителя.

Устройства, которые защищают подстанции от коротких замыканий и перегрузок, также являются одной из составляющих оборудования трансформаторных подстанций. Чтобы такая подстанция не вышла из строя, в неё включены так называемые разрядники или ограничители перенапряжения. Для регулирования мощности внешнего освещения возможна установка автоматического блока освещения, который оборудован фотоэлементами. И конечно же, все это для переменного тока.

Поддержание рабочего состояния силового трансформатора осуществляется проведением текущего технического обслуживания. Техническое обслуживание силовых трансформаторов проводится раз в полгода и имеет ряд особенностей.

О силовых трансформаторах

Силовые трансформаторы являются одним из основных элементов электрических сетей электроснабжения. Они выполняют задачу преобразования напряжения электросети с больших значений на меньшие (понижающие) или с меньшей величины на большую (повышающие).

Удачным примеров силового трансформатора, знакомый многим, может послужить понижающий трехфазный масляный трансформатор ТМГ герметичного исполнения. Например, ТМГ-25 /15/0.4. Эта номенклатура трансформатора означает, что силовой трансформатор мощностью 25 кВА, с понижением высокого напряжения (ВН) 15 кВ, до напряжения низкого напряжения (НН) 400 В (0,4 кВ).

Марки силовых трансформаторов

Вспомним основные марки силовых трансформаторов мощностью 25－2500 кВА (читать маркировку по заглавным буквам):

Трёхфазный Масляный (ТМ);
МасляныйГерметичный (ТМГ);
Трёхфазный МасляныйГерметичный Фланцевый (ТМГФ);
ТМЭ – трёхфазный масляный для электрооборудования на подвижной базе ;
Масляный Фланцевый (ТМФ);
ТМЗ – Масляный с Защитой азотной подушкой;
ОЦ – Однофазный с охлаждением Циркуляцией масла;
И т.д. и т.п.

Техническое обслуживание силовых трансформаторов

Обслуживание силовых трансформаторов проводится по мере необходимости, но не реже 1 раза в 6 месяцев. Вместе с обслуживанием трансформатора проводится техническое обслуживание подстанции (ТП или РП).

Нормативными документами предусмотрены три вида технического обслуживания трансформаторов:

Контроль. Проводится с целью профилактического выявления возможных неисправностей;
Осмотр. Визуальная проверка технического состояния трансформатора.
Внеплановый ремонт.

Все виды технического обслуживания проводятся сотрудниками имеющими допуск к такому виду работ со строгим соблюдением техники безопасности.

Техника безопасности при проведении технического обслуживания трансформаторов

Технический осмотр

При осмотре проверяются:

Шум работы трансформатора. Характерный гул не должен иметь лишних шумов в виде щелчков, дребезжаний, потрескиваний. Они говорят о наличие плохо закреплённых деталей;
Осматривается стекло измерения уровня масла. Оно должно быть целое;
Проверяется уровень и цвет масла. Масло не должно быть тёмным;
Весь трансформатор осматривается на предмет течи масла. При обнаружении течей проводится ремонт трансформатора с использованием штатного комплекта для ремонта;

Осматривается воздухоосушительный фильтр. Индикатор фильтра (силикагель) в сухом нормальном состоянии должен быть голубым, а не розовым;
Визуально проверяются фарфоровые изоляторы. Они должны быть целыми, не иметь трещин и сколов;
Осматриваются контактные соединения трансформатора.В нормальном состоянии аппаратный зажим на трансформатор тм и другие контакты не должны иметь цветных узоров, подгаров и обугливаний. Их наличие говорит о плохой затяжке шпилек ВВ и НН выводов.

Наличие на трансформаторе и его частях следов обугливания, оплавления, нагаров, разложения прокладок говорит о серьёзных неисправностях трансформатора требующих немедленного ремонта.

Результаты технического осмотра заносятся в журнал.

Вывод

8. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ ТРАНСФОРМАТОРОВ

8.1.1. Для поддержания трансформатора в работоспособном состоянии на протяжении всего периода эксплуатации необходимо регулярно осуществлять техническое обслуживание трансформатора. Устанавливаются следующие виды планового технического обслуживания трансформатора:

технический осмотр;
профилактический контроль.

Кроме того, в процессе эксплуатации необходимо осуществлять внеплановое техническое обслуживание, обусловленное появлением в межремонтный период неисправностей трансформатора или его аварией.

Техническое обслуживание необходимо выполнять в соответствии с требованиями этого раздела и в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации составных частей комплектующих изделий.

Рекомендованный объем и периодичность работ по техническому обслуживанию трансформатора и его составных частей приведен в дополнении.

8.1. Техническое обслуживание и контроль за состоянием трансформаторов

8.1.1. Технический осмотр трансформатора следует производить согласно п. 6.1.4. настоящей инструкции. Дополнительно необходимо проверить:

отсутствие посторонних шумов, повышенных вибраций, которые приводят к повреждению или к неправильной работе составных частей, приборов и аппаратуры, установленных на трансформаторе;
соответствие показаний счетчиков количества переключений приводов устройств РПН количеству осуществленных переключений;

8.1.2.Технический осмотр составных частей трансформатора необходимо выполнять в соответствии с инструкциями по эксплуатации этих частей.

8.1.2. Периодичность технических осмотров трансформаторов без его отключения устанавливается в соответствии с требованиями “Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей” и “Картой – графиком работы оперативного персонала групп подстанций”: на подстанциях с постоянным дежурством персонала - один раз в сутки, без постоянного дежурства персонала – три раза в месяц. В зависимости от местных условий и состояния трансформаторов указанные сроки могут быть изменены техническим руководством предприятия.
При резком снижении температуры окружающего воздуха или при других резких изменениях погодных условий, при появлении сигналов о неисправности трансформатора необходимо осуществлять внеочередные осмотры.
Трансформаторные установки периодически (не реже одного раза в месяц ) должны осматриваться специалистами соответствующих подразделений.

8.1.4. Результаты осмотров должны быть отражены в соответствующей документации: оперативном журнале и журнале дефектов и неполадок оборудования подстанции.

8.1.5. Трансформаторы, находящиеся в работе, следует осматривать с соблюдением ДНАОП 1.1.10 – 1.01 – 97, т.е. не приближаться на недопустимое расстояние к токоведущим частям.

8.2. Профилактический контроль

Во время профилактического контроля предусматривается выполнение работ по проверке трансформаторного масла, профилактических испытаний трансформатора, а также выполнения регламентных работ в межремонтный период по замене изношенных частей и материалов (резиновые уплотнения, силикагель фильтров и др.).

8.2.1. Эксплуатация трансформаторного масла.

8.2.1.1. В процессе эксплуатации трансформаторного масла необходимо периодически контролировать состояние трансформаторного маслав бакае трансформатора и баке контактора устройства РПН, в негерметичных маслонаполненных вводах.
Должен производиться хроматографический анализ газов, растворенных в масле трансформаторов, оборудованных устройствами РПН, трансформаторов напряжением 110 кВ и выше.
Периодичность отбора проб масла указана в таблице 9.1.
Отбор проб производится на работающем трансформаторе или сразу после его отключения.
Для проб масла, взятых с бака контактора устройства РПН, необходимо определить пробивное напряжение и влагосодержание.
Оценку результатов хроматографического анализа растворенных в масле газов следует выполнять согласно РД 34.46.303-89.

8.2.2. Профилактические испытания трансформатора

8.2.2.1. Профилактические испытания трансформатора необходимо проводить во время текущих и капитальных ремонтов для проверки состояния трансформатора, находящегося в эксплуатации, и одновременно качества ремонта.
При необходимости профилактические испытания допускается проводить в межремонтный период во время планового технического обслуживания с целью контроля состояния изоляции трансформатора, если есть признаки ее ухудшения, например, в результате снижения качества масла.
Испытания трансформатора также необходимо проводить после аварии, если она не сопровождалась пожаром.

Таблица 9.1 - Периодичность отбора проб масла

Место отбора	Периодичность отбора
Место отбора	для физико – химического анализа	для хроматографического анализа растворенных в масле газов
Бак трансформатора	Через 10 дней, один месяц, три месяца, после включения, впоследствии – один раз в три года, а также при аварийном отключении трансформатора	Через 3 дня, 1 месяц, 3 месяца, 6 месяцев после включения и далее – один раз в 6 месяцев, а также при аварийном отключении трансформатора и при действии газового реле “на сигнал”
Бак контактора устройства РПН	Через каждые 5000 (РНОА) 3000 (РС) или 50000 (SCV, SDV-3) но не реже одного раза в год	Не выполняется
Вводы на напряжение 110 кВ и выше	Согласно инструкции на вводы

8.2.2.2. Профилактические испытания необходимо выполнять в объеме, предусмотренным типовым ГКД 34.20.302 – 2002. При этом замер характеристик изоляции обмоток трансформатора (R60 / R15 , tgd ) следует выполнять согласно схем, приведенных в его паспорте.

В трансформаторах мощностью 63 МВ*А и более необходимо выполнять замер Zк необходимо выполнять не только при первом вводе в эксплуатацию, но и во время капитальных ремонтов, а также после протекания через трансформатор токов 0,7 и более допустимого расчетного тока короткого замыкания трансформатора (ГОСТ 11677 – 85 ).
В зависимости от вида работ объем проверок может быть ограничен проверкой контрольных параметров, которые наиболее четко выявляют дефект, что может быть допущен выполнении данного вида работ. Например, после замены ввода достаточно ограничиться проверкой сопротивления изоляции обмоток постоянному току и масла бака трансформатора, а также измерениям сопротивления изоляции его обмоток.
Результаты испытаний необходимо сравнивать с установленными параметрами. Если измеренная величина не нормируется, ее необходимо сравнивать с данными предыдущих испытаний или аналогичных испытаний на однотипном трансформаторе.
Допустимые отклонения значения Zк от значений, измеренных на месте установки трансформатора при его первом включении в работу, должны составлять не более 3%, а от значения, вычисленного по паспортным данным – не более 5%.
Основные методические указания по испытаниям трансформатора приведены в ГОСТ 3484 – 88 и РД 16.363 – 87.
Измерение Zк трансформаторов необходимо выполнять согласно типовой методике.
Результаты всех испытаний необходимо выполнять протоколами, в которых кроме результатов измерений и испытаний привести данные про приборы и схемы испытаний, температуры обмоток масла и другие, необходимые для сравнения результатов испытаний, выполненных в разное время.

8.2.2.3. Результаты испытаний не могут являться единым и достаточным критерием для оценки состояния трансформатора.

Для оценки состояния трансформатора необходимо применять системный подход, который учитывает результаты всех испытаний, в том числе и дополнительных перед ремонтом (например, измерение сопротивления короткого замыкания), ведомостей предыдущей эксплуатации трансформатора, данные осмотра и внутреннего ремонта.

Анализ состояния трансформатора включает:

систематизацию и анализ режимов работы трансформатора, при этом особое внимание уделяется рассмотрению аварийных режимов, допустимых нагрузок и перегрузок;
систематизацию и анализ отказов и неисправностей трансформаторного оборудования и составных частей (в том числе контрольно – измерительной аппаратуры);
оценка результатов работы с текущей эксплуатации, выявление узлов, которые работают сверх нормативного ресурса;
систематизацию и анализ результатов проверки трансформаторного масла и профилактических испытаний трансформатора с определением тенденции их изменений; при этом особое внимание следует уделять анализу растворенных в масле газов и характеристикам масла, которые свидетельствуют про уровень загрязнения и старения. Для оценки состояния изоляции трансформаторов на напряжение 110 кВ и выше необходимо применять макеты изоляции.

Программа дополнительных и внутреннего осмотра должна составляться с учетом результатов анализа состояния трансформатора, условий эксплуатации, особенностей его конструкции.

Окончательную оценку состояния трансформатора следует осуществлять по результатам всех испытаний и измерений и сравнением их с результатами предыдущих испытаний и измерений с учетом анализа данных по его эксплуатации.

По результатам оценки состояния трансформатора принимается решение про сроки проведения соответствующего ремонта.

Регламентные работы

8.2.3.1. Для своевременного выполнения регламентных работ необходимо вести учет длительности работ узлов и материалов, склонных к износу или старению (силикагель фильтров и др.).

8.2.3.2. Замену силикагеля и холщовой прокладки в термосифонных и адсорбционных фильтрах допускается выполнять на работающем трансформаторе.

Для заполнения фильтра следует применять силикагель марки КСКГ согласно ГОСТ 3956 – 76Е. Силикагель, который находился в эксплуатации, необходимо просушить до остаточного влагосодержания не более 0,5% по (массе).

Периодичность замены силикагеля указана в приложении Е.

При замене силикагеля особое внимание следует обращать на удаление воздуха из фильтров, руководствуясь при этом инструкцией по эксплуатации термосифонного и адсорбционного фильтров.

8.2.3.3. Для заполнения воздухоосушителя необходимо применять силикагель марки КСКГ, пропитанный хлористым кальцием и просушенный до остаточного влагосодержания не более 0,5% (по массе).

Патрон заполнять индикаторным силикагелем согласно ГОСТ 8984 – 75.

Одновременно с заменой силикагеля следует очищать внутреннюю полость и замену масла в масляном затворе, руководствуясь указаниями инструкции по эксплуатации воздухоосушителя.

8.2.3.4. Смазывать шарниры и трущиеся детали передачи устройства РПН серии РНОА необходимо через каждые шесть месяцев тугоплавкой, незамерзающей смазкой.

Смену масла в редукторах приводов устройств РПН необходимо выполнять согласно указаний инструкции по эксплуатации.

8.2.3.5. Не реже одного раза в 6 месяцев необходимо проверять исправность сигнализации отключения вентиляторов обдува.

8.2.3.6. При оперативном отключении трансформатора необходимо оставлять в работе цепи сигнализации маслоуказателей, отсечного клапана и газового реле (защиты РПН).

Обеспечение исправной и надежной работы электрооборудования невозможно без регулярного проведения регламентных работ, по поддержанию установок и сетей в надлежащем состоянии. Это требование относится и к трансформаторам, при необходимости соблюдения условий, установленных изготовителями агрегатов и указанных в паспортной документации.

Для чего нужно ТО

Цель технического обслуживания трансформаторов – контроль текущего состояния оборудования, своевременное выявление неисправностей и их устранение, проведение регламентных операций по доливке масла, регулировке узлов, проведению измерений соответствующих характеристик. Перечисленные меры направлены на исключение аварийных ситуаций, в результате которых электрооборудование может выйти из строя.

Периодичность

Периодичность проведения работ по техническому обслуживанию трансформаторов определяется требованиями паспортной документации и государственных нормативных документов. Период ТО для агрегатов различных характеристик представлен в техническом паспорте оборудования.

Один раз в год проводятся очередные осмотры оборудования электромонтерами и специалистами из группы инженерно-технического персонала. По необходимости осуществляется очистка трансформатора и его составных частей от пыли, грязи, масляных следов, смазка шарниров, доливание масла, регулировка приводных механизмов.

Состав техобслуживания трансформаторов

Состав технического обслуживания трансформаторного оборудования предполагает периодическое выполнение следующих работ:

В регламентные сроки нужно проводить испытание агрегатов, предусматривающее подачу нагрузки, превышающей номинальную, в порядке, установленном государственными нормативами.

Особенности обслуживания

Порядок проведения обслуживания трансформаторного оборудования регламентируется действующими стандартами, техническими условиями, государственными нормативными документами, требованиями изготовителя, изложенными в паспортной документации и руководствах по эксплуатации.

При организации выполнения работ, внимательно осматривают инструменты и приспособления, чтобы убедиться в исправности инвентаря, соответствии установленным нормам безопасности.

После этого, через распределительный силовой щиток отключают подачу энергии на соответствующую камеру. Чтобы избежать несанкционированного включения, на рубильник подвешивают плакат с предупредительной надписью.

Затем разряжают конденсаторы выпрямителей, открывают в дверь в камеру и проверяют отсутствие напряжения низковольтными индикаторами на соответствующих выходах. Убедившись в безопасности, осматривают оборудование на предмет наличия внешних дефектов.

Проверяют целостность масломерного стекла, цветовой оттенок и объем трансформаторного масла.

На неудовлетворительное состояние установки может указывать повышенный шум при работе – гудение, вибрация, превышение показателей температурного нагрева. Поэтому после окончания регламентного осмотра и выхода за пределы камеры, нужно проверить агрегат при поданном напряжении, убедившись в отсутствии нежелательных явлений.

Результаты проверки фиксируют в паспорте установки и дежурном журнале.

Правила техники безопасности

Работы по обслуживанию трансформаторов входят в перечень производственных операций, связанных с повышенной опасностью. Поэтому соблюдение норм и правил охраны труда и техники безопасности – обязательное условие, позволяющее защитить жизнь и здоровье работников, участвующих в проверке электрооборудования.

Действующие правила предусматривают исполнение следующих требований:

использование соответствующих средства индивидуальной защиты, в зависимости от характера выполняемых работ;
заблаговременной подготовки необходимых инструментов и приспособлений;
обесточивания проверяемой камеры, с применением предосторожностей, исключающих подачу напряжения на обслуживаемый объект.

К обслуживанию трансформаторных установок допускают обученный персонал, обладающий необходимыми группами допуска, в зависимости от характеристик оборудования.

Предусмотрено применение допускной системы, предполагающей оформление документов, закрепляющих ответственность лиц, выполняющих указанные работы.

Своевременное техническое обслуживание трансформаторов исключит аварийный выход установок из строя, а соблюдение требований безопасности сохранит жизнь и здоровье работников, участвующих в проведении регламентных проверок.

Читайте также: