V praxi je akceptováno následující rozdělení izolace do tříd vhodnosti:
- třída – izolace je elastická, měkká, nepraská a nedeformuje se; taková izolace je považována za dobrou;
- třída – izolace je tvrdá, odolná, bez prasklin, nepraská a nedeformuje se při ručním stlačení a těžko se odděluje nožem; tento stav izolace je považován za vyhovující;
- XNUMX. třída – izolace je křehká, při lisování nebo poklepávání dochází k delaminaci nebo vznikají drobné praskliny a deformace;
- XNUMX. třída – izolace má praskliny, drolí se při stlačení rukou, jsou vidět holá místa; izolace je považována za špatnou a vinutí je třeba vyměnit.
- Zapněte zkrat ve vinutí. K takovému zkratu dochází, když je izolace vinutí zničena opotřebením, deformací vinutí při zkratu, rázem ze zátěže, různými druhy přepětí v nouzových režimech, poklesem hladiny oleje, dokud nejsou vinutí obnažena atd. případy. Známky poškození – provoz plynové ochrany pro vypnutí transformátoru s uvolněním hořlavého plynu bílo-šedé nebo namodralé barvy; abnormální ohřev transformátoru s charakteristickým bubláním, nestejný odpor fázových vinutí při měření stejnosměrným proudem. V případě závažných poruch otáčení se aktivuje maximální ochrana.
- Přerušení vinutí, ke kterému dochází při vyhoření výstupních konců vlivem tepelného působení a elektromechanických sil zkratových proudů, špatného pájení vodičů a vyhoření části závitů při poruchách závitu. Známkou poškození je činnost plynové ochrany v důsledku vytvoření oblouku v místě zlomu.
- Porušení a překrytí vnitřní a vnější izolace transformátoru. Důvodem překrytí může být výrazné opotřebení izolace, vznik trhlin v ní, do kterých se dostávají nečistoty a vlhkost, a také atmosférická a spínací přepětí.
Pro stanovení pevnosti izolačních těsnění v opravárenské praxi se stav elektrokartonu kontroluje pomocí vzorků vyříznutých z izolace různých částí transformátorů. Odříznutý pás elektrokartonu se ohne prsty do pravého úhlu nebo se přeloží na polovinu, aniž by se složený list stlačil. Pokud se elektrolepenka při úplném ohnutí napůl nerozbije, považuje se izolace za dobrou, pokud praskne při plném ohnutí, je vyhovující, tedy s omezeným použitím, a pokud se lepenka zlomí i při ohnutí do pravého úhlu, pak je nepoužitelný.
Podívejme se blíže na možné poruchy výkonových transformátorů.
Domácí transformátory mají jednoduchý design, jsou spolehlivé a snadno se používají. Případy poškození transformátorů jsou způsobeny: porušením aktuálních provozních pravidel, nouzovými a abnormálními provozními režimy, stárnutím izolace vinutí, špatnou kvalitou jejich montáže v továrně nebo během instalace a opravy. Zkušenosti s montáží a opravami transformátorů ukazují, že dvě třetiny poškození vznikají v důsledku nevyhovující opravy, instalace a provozu a jedna třetina je způsobena výrobními vadami. K hlavním škodám dochází na vinutí, odbočkách, svorkách a spínačích (asi 84 %).
Nejzávažnější porucha transformátorů nastává při poškození magnetických obvodů („požár oceli“) v důsledku porušení izolace mezi jednotlivými ocelovými plechy a šrouby, které je drží pohromadě. U tupých magnetických obvodů je příčinou nehod porušení izolace ve spojích mezi třmenem a tyčemi. K místnímu zahřívání oceli magnetického jádra dochází v důsledku zničení nebo opotřebení izolace spojovacích šroubů, poškození mezivrstvové izolace a špatného kontaktu elektrických spojů.
Mezizávitové zkraty ve vinutí a sekční průrazy a zkraty vznikají při rázovém zatížení nebo zkratech a v důsledku deformace sekcí od mechanických sil při zkratových proudech a poškození transformační izolace atmosférickými přepětími. Přerušení uzemnění magnetického jádra vede i k poškození transformátoru, proto jsou všechny kovové části magnetického jádra kromě spojovacích tyčí připojeny k nádrži transformátoru, která je spolehlivě uzemněna páskem pocínovaného cínu nebo mosazi. Tloušťka 0,5 mm a šířka 25-30 mm. Způsoby uzemnění magnetického obvodu závisí na jeho konstrukci. Toto spojení může být provedeno můstkem mezi svislým lisovacím čepem a čepem zajišťujícím kryt k nádrži transformátoru. Při opravě transformátoru sledujte provozuschopnost popsaného uzemnění.
Vinutí jsou nejzranitelnější částí transformátorů, často selhávají. Nejčastějším poškozením vinutí jsou zkraty mezi závity a pouzdrem, poruchy mezi sekcemi, elektrodynamické poškození a přerušený obvod. K uvedeným škodám dochází v důsledku přirozeného opotřebení izolace, porušení její mechanické pevnosti při životnosti delší než 15 let. Izolace se také ničí při dlouhodobém přetížení transformátoru, doprovázeném přehřátím vinutí (asi 105 °C).
U průchozích zkratových proudů dochází vlivem dynamických sil k deformaci vinutí, jejich posunutí v axiálním směru a zpravidla k mechanické destrukci izolace. Vyhoření výstupních konců, elektrodynamické síly, neopatrné spojení konců způsobí přerušení obvodu vinutí, jejich zkratování do pouzdra nebo poruchy při poruše transformátoru.
Během provozu lze uvnitř transformátoru pozorovat praskavé zvuky, které indikují, že mezi vinutími nebo jejich větvemi a krytem dochází k výbojům (vinutí a kovové části magnetických jader v transformátorech jsou kondenzátorové desky). K tomuto jevu dochází v důsledku zkratů vinutí nebo větví k tělu transformátoru v důsledku přepětí nebo přerušení uzemňovací sítě. V tomto případě je nutné transformátor okamžitě vypnout, poté je nutné plyn otestovat na hořlavost a odebrat vzorek plynu pro chemický rozbor.
Hlavní poruchy svorek transformátoru: praskliny, třísky a zničení izolátorů v důsledku atmosférických přepětí, házení kovových předmětů nebo zvířat narážejících na transformátor, což vede k mezifázovému zkratu na svorkách, znečištění izolanty, nekvalitní výztuž a těsnění, porucha závitu tyče v důsledku nesprávného našroubování a utažení matic Nejtypičtějším poškozením svorek je únik oleje mezi koncovou přírubou a krytem, ve výztuži nebo v místě výstupu tyče. Příruba je litinová klec a je určena k upevnění porcelánové koncovky (izolátoru) na víku transformátoru, porcelánový izolátor je v přírubě vyztužen armovacím tmelem, příruba je ke víku transformátoru zajištěna šrouby. Mezi přírubou a krytem je těsně umístěno pryžové těsnění, kterému je třeba věnovat pozornost při opravách.
Nejčastějším poškozením spínačů je roztavení nebo úplné spálení kontaktních ploch, způsobené tepelným účinkem zkratových proudů při nedostatečném tlaku (tlaku) pohyblivých kontaktů na pevné nebo při neúplném kontaktu s navzájem.
Porušení pevnosti svarů a nedostatečná hustota těsnění mezi nádrží a víkem způsobuje únik oleje z nádrže. Úniky oleje jsou eliminovány svařováním a malé vlasové trhliny jsou eliminovány honováním. Materiálem pro těsnění pneumatiky je pryž odolná proti oleji (třídy S-90 a M-14) a korkové těsnění; v některých případech se používá neelektrický karton, bavlněné nebo konopné lano a azbestová šňůra. Těsnění z plošného materiálu (klingerit, pryž a korkový plech) se skládá ze samostatných dílů, které jsou spojeny lepidlem nebo lakem.
Výkonové transformátory jsou nedílnou součástí energetického systému. Tyto prvky plní velmi důležitou funkci – převádějí elektřinu z jedné hodnoty napětí na jinou hodnotu potřebnou pro další přenos energie nebo pro napájení koncových spotřebitelů.
Nejdůležitějším úkolem energetiky je udržovat normální a nepřetržitý provoz zařízení včetně výkonových transformátorů, který lze zajistit pouze při správném používání. V tomto článku se budeme podrobně zabývat provozními vlastnostmi výkonových transformátorů.
Požadavky na instalaci výkonových transformátorů
Předně je třeba poznamenat, že správný a bezporuchový provoz výkonových transformátorů je možný pouze při splnění požadavků na jeho instalaci.
Transformátory, které jsou konstrukčně chráněny proti plynu, musí být instalovány na základu zařízení v mírném sklonu tak, aby horní kryt transformátoru stoupal směrem k plynovému relé o 1-1,5% a olejové potrubí k expandéru o 2-4%. Transformátory s jmenovitým výkonem do 1000 kVA zpravidla nejsou vybaveny ochranou proti plynu, takže jsou instalovány bez sklonu.
Nejdůležitější podmínkou správné funkce výkonového transformátoru je dodržování běžných teplotních podmínek při jeho provozu. Proto je velmi důležité dodržet všechny požadavky výrobce týkající se instalace transformátoru. Hlavním úkolem v tomto případě je zajistit normální provoz transformátoru při zatížení s přihlédnutím k možným změnám okolní teploty.
Teplotní provozní podmínky transformátoru
Provoz transformátoru za normálních teplotních podmínek je zajištěn především projektem zajištěným chladicím systémem. V souladu s tím je normální provoz výkonového transformátoru možný pouze tehdy, je-li chladicí systém v dobrém provozním stavu a účinný.
Pokud je transformátor instalován v uzavřené komoře, musí být kromě standardního chladicího systému zajištěno účinné větrání místnosti. U transformátorů s nízkým výkonem je přirozené větrání zpravidla omezeno. V závislosti na místních podmínkách může být zajištěna provozní charakteristika výkonového transformátoru a jeho výkon, nucené napájení a odvětrávání. Účinnost chlazení transformátoru je dána teplotním rozdílem mezi přiváděným a odváděným vzduchem – neměl by přesáhnout 15 stupňů.
Odvod tepla z vinutí olejových transformátorů je zajištěn pomocí transformátorového oleje, ve kterém jsou uložena vinutí tohoto zařízení. Aby nedošlo k poškození vinutí během provozu, musí být udržována požadovaná hladina oleje v nádrži transformátoru. Proto provoz transformátoru zahrnuje monitorování hladiny oleje v expandéru nádrže transformátoru. Hladina oleje musí být v přijatelných mezích a přibližně odpovídat teplotě okolí s přihlédnutím k proudovému zatížení transformátoru.
Na transformátory jsou také instalovány teploměry nebo teplotní čidla, pomocí kterých je sledována teplota horních vrstev transformátorového oleje, které musí splňovat požadavky na konkrétní chladicí systém.
Provozní režim zátěže transformátoru
Řízení zátěže je jedním z nejdůležitějších úkolů při provozu výkonového transformátoru. Zatěžovací proud každého z vinutí transformátoru by neměl překročit jmenovitou hodnotu. Jsou povolena drobná přetížení, jejichž velikost a doba trvání závisí na mnoha faktorech – tyto údaje jsou uvedeny v provozní dokumentaci.
Dlouhodobé přetěžování transformátorů nad přípustné limity negativně ovlivňuje životnost transformátoru. V případě nedostatku energie je proto nutné vyměnit transformátor za výkonnější, který bude vyhovovat aktuálním potřebám spotřebitelů.
V případě sezónních výkyvů zátěže a nedostatku výkonu by řešením problému byla instalace přídavného transformátoru, který je v případě potřeby zařazen do paralelního provozu. Transformátory lze zapnout pro paralelní provoz, pouze pokud je splněno několik podmínek:
rovnost skupin připojení vinutí;
poměr jmenovitého výkonu transformátorů není větší než 1 ku 3;
rovnost jmenovitých napětí (je povolen 0,5% rozdíl mezi transformačními poměry);
rovnost zkratového napětí (povolena odchylka 10 %);
dodržování fázování při připojování vinutí.
Požární bezpečnost při provozu výkonových transformátorů
Výkonové transformátory jsou zařízení se zvýšeným nebezpečím požáru. Proto je při provozu výkonových transformátorů nutné přísně dodržovat pravidla požární bezpečnosti.
V uzavřené komoře nebo na území otevřeného rozvaděče, kde je instalován transformátor, musí být k dispozici potřebné hasicí prostředky – pískoviště, hasicí přístroje.
Pro vysokovýkonné transformátory jsou instalovány speciální automatické hasicí zařízení. V tomto případě provoz transformátorů zahrnuje pravidelné kontroly výkonu a údržbu těchto instalací.
Pro transformátory s velkým objemem transformátorového oleje, aby se zabránilo šíření oleje v případě úniku v nádrži, jsou instalovány speciální olejové přijímače, které jsou připojeny potrubím ke sběrné nádrži oleje. Při poškození transformátoru vyteče celý objem oleje do olejové vany.
V energetických zařízeních je zvláštní pozornost věnována školení provozního personálu v otázkách požární bezpečnosti: organizují se školení, periodické testování znalostí pravidel požární bezpečnosti, provádějí se požární cvičení a jsou vypracována speciální hasicí schémata s ohledem na místní podmínky. .
Ochrana výkonového transformátoru
Provoz výkonových transformátorů v rámci deklarované životnosti je zajištěn díky přítomnosti ochranných zařízení, jejichž hlavním úkolem je chránit transformátory před nežádoucím přetížením a vnitřním poškozením.
K provozu transformátorů proto patří i včasná kontrola a údržba reléových ochranných prvků a automatizace transformátorů.
Jak jsou výkonové transformátory provozovány v energetických zařízeních
Pro zajištění nepřetržitého a dlouhodobého provozu zahrnuje provoz výkonových transformátorů v rozvodnách následující opatření:
Provádění periodických kontrol zařízení;
provádění plánovaných běžných a velkých oprav;
řešení problémů po nouzových situacích.
Četnost kontrol transformátorů závisí na typu elektroinstalace. U elektroinstalací se stálou obsluhou se revize provádí 6x denně, bez stálého personálu – minimálně XNUMXx měsíčně a revize transformátorů v distribučních místech – XNUMXx za XNUMX měsíců.
V závislosti na provozních podmínkách transformátoru, zejména na režimu zatížení, okolní teplotě, jakož i na technickém stavu prvku zařízení jako celku, se může frekvence kontrol měnit.
V případě havarijních situací, po spuštění ochrany nebo náhlé změně okolní teploty, se provádějí mimořádné kontroly transformátoru.
Kontroly transformátorů se provádějí bez jejich odpojení. Při kontrole výkonového transformátoru se kontrolují následující:
údaje snímače teploty, hladina oleje v konzervátoru a soulad těchto údajů s průměrnou denní teplotou okolí s přihlédnutím k zatížení výkonového transformátoru;
nepřítomnost cizího praskání uvnitř nádrže transformátoru, hluk netypický pro normální provoz transformátoru;
celistvost zemnícího vodiče (sběrnice);
integrita a nepřítomnost znečištění izolátorů průchodek, tlak oleje a absence netěsností na utěsněných průchodkách;
stav přípojnic a kontaktů, nedostatek vytápění;
žádný únik oleje na nádrži transformátoru, potrubí a dalších konstrukčních prvcích;
stav signálního silikagelu v sušičce vzduchu;
provozuschopnost a správný provoz zařízení na čištění oleje a chladicích zařízení;
pokud je přepínač odboček pod zatížením – shoda mezi polohou přepínače odboček na pohonu umístěném na transformátoru a na indikátoru umístěném na ochranném, ovládacím a automatizačním panelu;
Také na ochranném panelu se kontrolují údaje přístrojů – úrovně zátěžového proudu a napětí na každé straně, nepřítomnost cizích signálů z ochrany a automatizace, soulad poloh spínacích zařízení s normálním provozním obvodem zařízení.
Provoz transformátorů zahrnuje také kontrolu nad napěťovými úrovněmi u spotřebiče. V případě odchylky napětí nad přípustné hodnoty se napětí upraví přepínáním větví vinutí pomocí odbočovacích přepínačů nebo přepínačů pod zatížením.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!
