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)