д) при вакууме 350 мм рт. ст. залить трансформатор маслом, имеющим температуру не ниже 10 ºС, со скоростью не более 3 т/ч;
е) после окончания заливки, когда уровень масла будет на 150-200 мм ниже верха крышки, продолжать вакуумирование в течение 6 ч;
ж) постепенно снять вакуум, подавая воздух в бак через силикагелевые воздухоосушители, и продолжать пропитку активной части при атмосферном давлении в течение 3 ч.
10.5. Доливку масла в трансформатор после установки расширителя и радиаторов следует производить через расширитель без вакуума.
11. КОНТРОЛЬНЫЙ ПРОГРЕВ И КОНТРОЛЬНАЯ ПОДСУШКА ТРАНСФОРМАТОРОВ
Общие положения
11.1. Существуют следующие методы прогрева трансформаторов:
постоянным током;
токами короткого замыкания;
циркуляцией масла через электронагреватели;
индукционный прогрев за счет потерь в стали бака.
Дополнительный прогрев производится с помощью электропечей закрытого типа, устанавливаемых под дно трансформатора.
11.2. Контрольный прогрев следует производить с маслом, без вакуума до достижения температуры верхних слоев масла, превышающей максимальную из указанных в паспорте трансформатора температур, при которых производилось измерение характеристик изоляции:
при прогреве методом короткого замыкания или постоянным током - на 5 ºС;
при прогреве индукционным методом или циркуляцией масла через электронагреватели - на 15 ºС.
11.3. Прогрев трансформатора при контрольной подсушке в собственном баке с маслом следует производить согласно п. 11.1 настоящей Инструкции.
11.4. Контрольную подсушку следует выполнять при температуре верхних слоев масла 80 °С и максимальном вакууме, предусмотренном конструкцией бака трансформатора (не более 350-380 мм рт. ст.). Через каждые 12 ч подсушки необходимо в течение 4 ч осуществлять циркуляцию масла через трансформатор масляным насосом производительностью 4 - 6 м3/ч (рис. 22).
11.5. Периодически следует измерять характеристики изоляции R60”, и брать пробы масла для проверки пробивного напряжения.
11.6. Продолжительность прогрева трансформаторов при 80 ºС и указанном остаточном давлении должна соответствовать данным табл. 4.
11.7. Подсушка должна быть прекращена при достижении соответствия характеристик изоляции требованиям настоящей Инструкции, но не ранее чем через 24 ч после достижения 80 °С.
Рис. 22. Схема контрольной подсушки.
1 - вакуумметр; 2 - бак трансформатора; 3 - кран Ø 2”; 4 - масляный насос; 5 - вакуумный насос. Стрелкой указано направление циркуляции масла в процессе подсушки.
Таблица 4
Напряжение трансформатора, кВ |
Мощность трансформатора, кВ·А |
Время прогрева, ч |
До 35 включительно |
Всех мощностей |
48 |
110 |
Менее 80000 |
48 |
110 |
80000 |
54 |
11.8. Трансформатор должен быть залит маслом до уровня на 150-200 мм ниже крышки.
11.9. Температуру следует контролировать по термометрам сопротивления, установленным в верхних слоях масла.
11.10. После окончания прогрева необходимо приступить к оценке характеристик изоляции в соответствии с требованиями приложения 1 настоящей Инструкции.
Прогрев методом индукционных потерь в стали бака трансформатора
11.11. Мощность (кВт), необходимая для нагрева трансформатора, определяется по формуле
(1)
где ΔP - удельный расход мощности, кВт/м2; l - периметр бака, м; h - высота боковой поверхности, на которую наматывается намагничивающая обмотка, м.
11.12. Величину удельного расхода мощности в зависимости от периметра бака следует выбирать в соответствии с данными табл. 5.
11.13. Для прогрева дна бака следует применять закрытые электронагревательные печи, мощность которых выбирается в соответствии с табл. 6.
11.14. Число витков намагничивающей обмотки при питании однофазным током определяется по формуле
, (2)
где A - коэффициент, зависящий от величины ΔP; U - напряжение, питающее намагничивающую обмотку, В.
11.15. Коэффициент A определяется по табл. 7.
11.16. Ток в обмотке (А) определяется по формуле
, (3)
где U - подводимое напряжение, В;
cos выбирается равным 0,5 - 0,6.
Таблица 5
Периметр бака трансформатора, м |
Удельный расход мощности, кВт/м2 |
Периметр бака трансформатора, м |
Удельный расход мощности, кВт/м2 |
До 10 |
До 2,0 |
От 16 до 20 |
От 2,9 до 3,6 |
От 11 до 15 |
От 2 до 2,8 |
От 21 до 26 |
От 3,7 до 4 |
Таблица 6
Периметр бака трансформатора, м |
Удельный расход мощности донного подогрева, кВт/м2 |
Периметр бака трансформатора, м |
Удельный расход мощности донного подогрева, кВт/м2 |
До 10 |
До 0,8 |
От 16 до 20 |
От 1,5 до 1,8 |
От 11 до 15 |
От 0,9 до 1,4 |
От 21 до 25 |
От 1,9 до 2,1 |
Таблица 7
DP, кВт/м2 |
A |
P, кВт/м2 |
A |
P, кВт/м2 |
A |
0,75 |
2,33 |
1,35 |
1,77 |
2,40 |
1,44 |
0,80 |
2,26 |
1,40 |
1,74 |
2,50 |
1,42 |
0,85 |
2,18 |
1,45 |
1,71 |
2,60 |
1,41 |
0,90 |
2,12 |
1,50 |
1,68 |
2,70 |
1,39 |
0,95 |
2,07 |
1,60 |
1,65 |
2,80 |
1,38 |
1,00 |
2,02 |
1,70 |
1,62 |
2,90 |
1,36 |
1,05 |
1,97 |
1,80 |
1,59 |
3,00 |
1,34 |
1,10 |
1,92 |
1,90 |
1,56 |
3,25 |
1,31 |
1,15 |
1,88 |
2,00 |
1,54 |
3,50 |
1,28 |
1,20 |
1,84 |
2,10 |
1,51 |
3,75 |
1,25 |
1,25 |
1,81 |
2,20 |
1,49 |
4,00 |
1,22 |
1,30 |
1,79 |
2,30 |
1,46 |
- |
- |
11.17. Сечение провода (мм2), которым выполняется намагничивающая обмотка, определяется из выражения
, (4)
где I - ток, A; - допустимая плотность тока, А/мм2.
Значение величины , А/мм2:
для медных проводов:
голых - 6;
изолированных - от 3 до 3,5;
для алюминиевых проводов:
голых - 5;
изолированных - от 2 до 2,5.
11.18. Если имеющееся сечение провода недостаточно для данной плотности тока, намотку намагничивающей обмотки производят в несколько параллелей.
11.19. Для трансформаторов мощностью 25000 кВ·А и выше следует применять трехфазную намагничивающую обмотку.
11.20. Число витков намагничивающей обмотки при питании трехфазным током определяется следующим образом:
; (5)
, (6)
где W1 - число витков в нижней части бака; W2 - число витков в средней части бака; W3 - число витков в верхней части бака.
Общее число витков трехфазной намагничивающей обмотки
. (7)
11.21. Величины токов, протекающих по каждой из трех обмоток трехфазной намагничивающей обмотки, рассчитываются по формуле
. (8)
11.22. Сечение проводов трехфазной намагничивающей обмотки определяется в соответствии с пп. 11.17, 11.18.
Пример расчета намагничивающей обмотки для нагрева трансформатора методом индукционных потерь в стали бака трансформатора (для трансформатора ТРДН-25000/110).
l = 13,5 м; h = 2,8 м; ΔР (табл. 5) = 2,4 кВт/м2.
Мощность определяется по формуле (1)
;
.
Ток в трехфазной намагничивающей обмотке рассчитываем по формуле (8)
;
δ = 2,5 A/мм2.
Сечение алюминиевого изолированного провода определяем по формуле (4)
.
Принимаем S =120 мм2.
Коэффициент A при ΔР = 2,4 кВт/м2 определяем по табл. 7: А = 1,44.
По формуле (5)
.
По формуле (6)
.
Принимаем W1=W2=30 виткам; W2 =12 виткам.
W=W1+W2+W3=30+12+30=72.
Теплоизоляция бака трансформатора и намотка намагничивающей обмотки
11.23. В качестве изолирующего материала для теплоизоляции стенок, крышки и дна бака следует применять асбополотно, асбест листовой или другой негорючий материал. Толщина теплоизоляции боковых стенок бака при температуре окружающего воздуха ниже 0 ºС должна быть не менее 30 мм, при температуре выше 0 ºС - не менее 15 мм.
11.24. На баке необходимо установить с интервалом 1000-1500 мм вертикальные деревянные или шиферные стойки сечением не менее 50×50 мм2.
11.25. Стойки следует крепить при помощи временных стальных уголков, прихваченных электросваркой. Между стойкой и поясом и на уголки необходимо наложить слой асбеста толщиной 3-5 мм.
11.26. Деревянные стойки перед установкой необходимо пропитать в растворе жидкого стекла с мелом или тальком и высушить при 20 ºС в течение 4 ч.
11.27. Вертикальные балки жесткости не утепляют, так как при прогреве их температура на 30 - 40 ºС выше температуры стенок бака.
11.28. Следует наматывать намагничивающую обмотку, размещая ее по нижней и верхней частям бака, оставляя середину бака (около 1/4 высоты) свободной. В верхней части бака должно быть сосредоточено около 40 % общего количества витков.
Провод во всех фазах наматывается в одном направлении. Следует крепить каждый виток обмотки к деревянным стойкам гвоздями, к шиферным - при помощи джутового шнура.
11.29. При соединении в звезду крайние фазы следует включать нормально, среднюю фазу - встречно.
11.30. Следует изолировать пространство между дном бака и полом по периметру дна листовым асбестом, асбополотном или другим негорючим материалом.
11.31. Для дополнительного прогрева дна должны быть установлены закрытые электропечи с температурой поверхности не более 110 - 120 ºС или тепловоздуходувки. Мощность каждой печи должна быть не более 5 кВт.
11.32. Питание печей осуществляется от отдельного автомата с целью независимого отключения печей при местных перегревах активной части трансформатора.
11.33. Для контроля за прогревом необходимо установить на стенках, крышке и дне бака трансформатора термометры.
Контрольный прогрев силовых трансформаторов токами короткого замыкания и постоянным током
11.34. Предельное значение температуры верхних слоев масла при контрольном прогреве и контрольной подсушке определяют согласно пп. 11.2 и 11.4.
11.35. Контрольный прогрев трансформаторов методом короткого замыкания и постоянным током запрещается в случае обнаружения или предположения на активной части каких-либо дефектов, а также до проведения и получения положительных результатов следующих испытаний:
а) опыта холостого хода при пониженном напряжении (для трансформаторов мощностью 10000 кВ·А и более, напряжением до 35 кВ включительно и всех трансформаторов напряжением 110 кВ);
б) измерения омического сопротивления обмоток постоянному току на всех положениях переключателей;
в) измерения коэффициентов трансформации на всех ступенях переключения;
г) проверки правильности сборки переключающего устройства;
д) проверки изоляции обмоток мегомметром.
11.36. Контрольный прогрев следует проводить на трансформаторах с установленными вводами, расширителем, выхлопной трубой и задействованной газовой защитой. При смонтированной системе охлаждения охлаждающие устройства должны быть отсоединены от трансформатора путем перекрытия задвижек (кранов) на маслопроводе. Два охладителя, места подсоединения которых к баку наиболее удалены друг от друга, необходимо оставить с открытыми задвижками и использовать в период прогрева для обеспечения принудительной циркуляции масла в трансформаторе при работающих маслонасосах и отключенном охлаждении.
11.37. Контрольный прогрев трансформаторов методом короткого замыкания производится за счет тепла, выделяемого потерями в обмотках, добавочными потерями от вихревых токов в проводниках обмоток, потерями в активной стали магнитопровода, в металлических конструктивных деталях активной части и стенках бака, вызываемыми магнитным полем рассеяния обмоток.
11.38. Принцип схем прогрева методом короткого замыкания состоит в том, что одну из обмоток трансформатора (обычно низшего напряжения) замыкают на зажимах вводов накоротко, а другую питают от источника переменного тока промышленной частоты (рис. 23).
11.39. Значение тока прогрева Iпр трансформатора не должно превышать номинального тока обмотки, подключенной к источнику питания, а при отключенном охлаждающем устройстве
, (9)