где Iн - номинальный ток питаемой обмотки, А.
11.40. Мощность прогрева Рпр не должна превышать максимальной допустимой мощности прогрева Рпр.макс, т.е.
(10)
где Рк - потери короткого замыкания, приведенные к температуре 75 ºС, для применяемого при прогреве режима.
Рис. 23. Схема контрольного прогрева трансформатора токами короткого замыкания.
11.41. Значение Iпр при прогреве трансформатора методом короткого замыкания для случаев, когда мощности участвующих в прогреве обмоток равны, а также когда мощности участвующих в прогреве обмоток не равны, а питание подается на обмотку меньшей мощности, определяется по формуле
. (11)
Если мощности участвующих в прогреве обмоток не равны, а питание подается на обмотку большей мощности, Iпр определяется по формуле
, (12)
где РН1 - номинальная мощность (большая) питаемой обмотки, кВ·А; РН2 - номинальная мощность (меньшая) обмотки, замкнутой накоротко, кВ·А.
Для последнего случая должно быть выдержано следующее соотношение:
. (13)
11.42. Напряжение при прогреве трансформатора методом короткого замыкания для случаев, когда мощности участвующих в прогреве обмоток равны или когда эти мощности не равны, а питание подается на обмотку большей мощности, определяется по формуле
, (14)
где uк - напряжение короткого замыкания участвующей в прогреве пары обмоток, приведенное к большей из мощностей обмоток, %; UН - номинальное напряжение питаемой обмотки, В.
Если мощности участвующих в прогреве обмоток не равны, а питание подается на обмотку меньшей мощности, Uпр определяется по формуле
. (15)
11.43. Рекомендуется выбирать тот режим прогрева трехобмоточного трансформатора (ВН - НН, ВН - СН, СН - НН), для которого имеющееся напряжение питания ближе к расчетному напряжению прогрева Uпр.
11.44. При выборе мощности источника питания Sпр необходимо учитывать потери в цепи между источником питания и прогреваемым трансформатором.
Кажущаяся мощность прогрева определяется по формулам:
для однофазного трансформатора
; (16)
для трехфазного трансформатора
. (17)
Продолжительность прогрева должна быть не менее 10 ч.
Требуемую скорость нарастания температуры верхних слоев масла (табл. 8) следует обеспечить изменением напряжения питания или периодическим отключением источника питания.
11.45. Контроль температуры верхних слоев масла при прогреве трансформатора методом короткого замыкания осуществляется при помощи теплосигнализаторов и ртутных термометров.
При температуре окружающего воздуха ниже +10 ºС бак трансформатора следует утеплить асбополотном или листовым асбестом.
Таблица 8
|
Температура верхних слоев масла трансформатора, ºС |
Скорость нарастания температуры, ºС/ч, не более |
|
До 20 |
8-5 |
|
От 20 до 50 |
5-3 |
|
От 50 до 70 |
3-2 |
11.46. Перед прогревом должно быть обеспечено надежное закорачивание вводов прогреваемого трансформатора и зажимов всех вторичных обмоток трансформаторов тока. Для закорачивания следует применять короткие медные шины сечением не менее сечения токоведущих шпилек или шин ввода закорачиваемой обмотки.
Бак трансформатора должен быть надежно заземлен.
Пример расчета параметров для контрольного прогрева трансформатора методом короткого замыкания (для трансформатора ТРДН-25000/110)
Номинальная мощность трансформатора РН = 25000-2×12500 кВ·А; номинальное напряжение трансформатора UН = 115000±9×1,78 % / 6300-6300 В; напряжение источника питания 6300 В; номинальный ток обмотки ВН IН = 122,5 А на 10 ступеней регулирования; напряжение короткого замыкания в режиме ВН/НН1+HН2 uк = 10,8 %; потери короткого замыкания в режиме ВН/НН1 + НН2 Р =121 кВт.
Наибольшую мощность прогрева определяем по формуле (10)
РПР.МАКС = 0,49·121 = 59,2 кВт.
Наибольший ток прогрева определяем по формуле (11)
Наибольшее напряжение прогрева определяем по формуле (14)
.
Наибольшую кажущуюся мощность прогрева определяем по формуле (17)
.
При имеющемся источнике питания для прогрева напряжением 6300 В
кВт;
.
11.47. Схемы включения обмоток трехфазных двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов для контрольного прогрева методом короткого замыкания приведены в табл. 9.
Таблица 9
11.48. Принципиальные схемы включения приборов при контрольном прогреве трансформаторов методом короткого замыкания представлены на рис. 24.
Рис. 24. Схемы включения приборов при прогреве трехфазных трансформаторов токами короткого замыкания.
а, в - метод двух ваттметров; б, г - метод трех ваттметров.
11.49. При проведении прогрева методом короткого замыкания следует вести рабочий журнал прогрева, в котором указываются:
а) схема и расчетные параметры прогрева, температура окружающей среды;
б) тип и номинальные данные источника питания;
в) тип, заводской номер, класс точности, предел измерений контрольных приборов и аппаратов;
г) вид, утепления трансформатора;
д) время начала и общая продолжительность прогрева;
е) способ осуществления циркуляции масла.
В процессе прогрева через каждый час необходимо записывать значения тока, напряжения, мощности, показания термосигнализаторов и термометров.
11.50. Контрольный прогрев трансформаторов постоянным током производится за счет тепла, выделяемого потерями в обмотках, вызванными прохождением постоянного тока, не превышающего по величине номинальных токов обмоток (рис. 25, 26).
11.51. Схемы включения обмоток трансформаторов для контрольного прогрева постоянным током приведены в табл. 10.
Рис. 25. Схема контрольного прогрева трансформатора постоянным током.
Рис. 26. Схема измерения тока и напряжения прогрева трансформатора постоянным током.
Для осуществления прогрева следует выбрать схему, расчетные параметры которой наиболее близки к параметрам имеющегося источника питания постоянного тока.
11.52. Сопротивление схемы прогрева (Ом), приведенное к температуре 75 °С, рассчитывается по формуле
, (18)
где Rx - сопротивление схемы в начале прогрева или по номограмме (рис. 27), Ом; tx - температура в начале прогрева или по номограмме (рис. 27), ºC.
11.53. Значение тока прогрева IПР должно быть таким, чтобы токи, протекающие в каждой из обмоток, были равны номинальным фазным токам IН этих обмоток или меньше их.
Напряжение трансформатора определяется по формуле
. (19)
Таблица 10
|
Наименование схемы |
Схема |
Формулы для расчета общего сопротивления схемы, падения напряжения и потребляемой мощности |
Примечание |
||
|
Схема последовательного соединения обмоток |
|
|
Две обмотки прогреваются равномерно: за счет увеличения падения напряжения увеличивается потребляемая мощность. Недостаток: обмотка средней фазы не участвует в прогреве |
||
|
Схема последовательно-параллельного соединения обмоток |
|
|
Прогреваются обмотки ВН трех фаз. Недостаток: неравномерно прогреваются обмотки в крайних фазах, выделяется только 1/4 мощности в средней фазе |
||
|
Схема параллельного соединения трех обмоток при протекании через нейтраль утроенного номинального тока |
|
|
Схема применима только при условии, что нулевой ввод рассчитан на утроенный номинальный ток, а плотность тока в отводе нейтрали соответствует требованиям п. 11.60 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 27. Номограмма для определения температуры обмотки нагретого трансформатора постоянным током по отношению омических сопротивлений.
11.54. Необходимая мощность прогрева, которую может обеспечить схема, определяется по одной из формул:
(20)
или
(21)
11.55. Продолжительность прогрева должна быть не менее 10 ч, считая с момента включения на постоянный прогрев.
11.56. Скорость нарастания температуры при прогреве должна соответствовать указанной в табл. 8.
11.57. Источниками постоянного тока на монтаже могут быть:
генераторы постоянного тока;
выпрямительные установки;
сварочные генераторы.
11.58. Следует применять при прогреве разработанный ВНИИпроектэлектромонтажем Минмонтажспецстроя СССР блок выпрямительный на кремниевых диодах (ТУ 36-1644-73).
11.59. Мощность источника питания для контрольного прогрева трансформатора постоянным током должна быть больше мощности прогрева на величину потерь в цепи между источником питания и прогреваемым трансформатором.
11.60. Если схема прогрева собрана таким образом, что в прогреве участвуют нейтральный ввод и нейтральный изолированный отвод, плотность тока в них должна быть не более 3 А/мм2 и не более 5 А/мм2 в неизолированном отводе, если в технической документации нет особых оговорок относительно тока нейтрали.
11.61. Если потери, создаваемые в одной обмотке, недостаточны, для того чтобы нагреть трансформатор до нужной температуры, необходимо включить в прогрев не одну обмотку, а две (например, обмотки ВН и СН).
11.62. Для закорачивания вводов обмоток, не участвующих в прогреве, следует применять короткие медные провода или шины сечением не менее сечения токоведущей шпильки или шины ввода закорачиваемой обмотки. Аналогичные требования должны быть выполнены и по отношению к сечению кабелей, подводящих питание к трансформатору.
Бак трансформатора и обмотки, не участвующие в прогреве, должны быть надежно заземлены.
11.63. Контроль температуры верхних слоев масла трансформатора при прогреве постоянным током проводится в соответствии с указаниями п. 11.45 настоящей Инструкции.
11.64. Метод прогрева постоянным током дает возможность постоянного контроля температуры обмоток трансформатора. Сопротивление обмоток в горячем состоянии определяется по закону Ома
. (22)
Зная сопротивление обмоток Rx в холодном состоянии при температуре tx, можно определить температуру нагретых обмоток
. (23)
При определении tГ удобно пользоваться номограммой (рис. 27).
11.65. Для выравнивания температуры прогрева отдельных частей трансформатора должна быть обеспечена принудительная циркуляция масла с помощью двух маслонасосов, места подсоединения которых к баку наиболее удалены друг от друга.
11.66. При температуре окружающего воздуха ниже 10 ºС бак трансформатора рекомендуется утеплять с помощью асбополотна или листового асбеста; особенно тщательно утепляются крышка и дно бака.
11.67. При прогреве постоянным током следует вести рабочий журнал прогрева согласно п. 11.49 настоящей Инструкции.
Пример расчета параметров для контрольного прогрева трансформатора постоянным током.
Номинальная мощность трансформатора Рн = 25000 - 2×12500 кВ·А; номинальное напряжение трансформатора Uн = 115000 ± 9×1,78 %/6300 - 6300 В; номинальный ток обмотки ВН Iн, А:
на 1-й ступени регулирования - 108,2;
на 10-й ступени регулирования - 122,5;
на 19-й ступени регулирования - 132,6.
Схема и группа соединения обмоток
Фазное сопротивление обмотки ВН при 30 ºС Rх, Ом:
на 1-й ступени регулирования - 1,24;
на 10-й ступени регулирования - 0,978;
на 19-й ступени регулирования - 0,763.
Напряжение источника питания 230 В.
Фазное сопротивление обмотки ВН при 75 ºС R75ºC (Ом) определяем по формуле (18):
на 1-й ступени регулирования -
на 10-й ступени регулирования -
на 19-й ступени регулирования -
Сопротивление цепи прогрева .
Наибольшее напряжение при прогреве UПР, В, определяем по формуле (19):
на 1-й ступени регулирования - 108,2·2·1,45=314;
на 10-й ступени регулирования - 122,5·2·1,14=279;
на 19-й ступени регулирования - 132,6·2·0,892=236.
Наибольшую мощность при прогреве РПР, кВт, определяем по формуле (20):
на 1-й ступени регулирования - 10-3·314·108,2=34;
на 10-й ступени регулирования - 10-3 ·279·122,5=34,2;
на 19-й ступени регулирования - 10-3 ·236·132,6=31,4.
На 19-й ступени регулирования схема прогрева наиболее эффективна, так как напряжение источника питания и наибольшее напряжение при прогреве близки.
Тогда:
12. СУШКА ТРАНСФОРМАТОРОВ
Общие положения
12.1. Сушку активной части трансформатора следует производить без масла в собственном баке с прогревом методом индукционных потерь и дополнительным обогревом дна бака.
12.2. При сушке трансформаторов не допускается прогрев методом короткого замыкания или постоянным током.
12.3. Вакуумирование трансформаторов при сушке и заливке маслом необходимо производить при остаточном давлении, значение которого указано в эксплуатационной документации на трансформатор. При отсутствии таких указаний вакуум для трансформатора напряжением до 110 кВ включительно должен быть не более 350 мм рт. ст.
12.4. Во время сушки трансформатора следует вести журнал, в котором через каждый час записываются температура, вакуум, количество конденсата. Сопротивление изоляции R60” следует измерять в начале сушки через каждые 6 - 8 ч, затем через 4 ч. Значение ΔС/С следует измерять в начале и конце сушки с необходимым приведением к одной температуре. Для трансформаторов напряжением 110 кВ необходимо измерять также tgδ изоляции обмоток.
