Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Монтаж, эксплуатация и ремонт сельскохозяйственного электрооборудования

Особенности эксплуатации трансформаторов сельских подстанций - Монтаж, эксплуатация и ремонт сельскохозяйственного электрооборудования

Оглавление
Монтаж, эксплуатация и ремонт сельскохозяйственного электрооборудования
Сопротивление изоляции
Механические и физико-химические свойства диэлектриков
Классификация электроизоляционных материалов по нагревостойкости
Диэлектрики
Проводниковые материалы
Обмоточные провода
Установочные и монтажные провода и кабели
Магнитные материалы
Полупроводниковые материалы
Общие вопросы монтажа
Установочные материалы и изделия
Электропроводки
Монтаж открытых электропроводок плоскими проводами
Проводки в стальных трубах и на тросах
Другие проводки
Монтаж воздушных линий напряжением до 1000 В
Техника безопасности при сооружении воздушных линий
Монтаж кабельных линий напряжением до 1000 В
Монтаж трансформаторных подстанций
Строительно-монтажные работы при монтаже подстанций
Монтаж силовых трансформаторов
Ревизия активной части трансформатора
Испытания трансформаторов
Особенности правил техники безопасности при монтаже трансформаторных подстанций
Организация труда и механизация электромонтажных работ
Техника безопасности при выполнении механизированных работ
Эксплуатация электрооборудования
Пути эффективного использования электрооборудования
Параметры надежности работы электрооборудования
Эксплуатация воздушных линий напряжением до 1000В
Профилактические измерения и проверки на линиях
Ремонт воздушных линий
Техника безопасности при эксплуатации и ремонте воздушных линий
Эксплуатация силовых кабельных линий
Профилактические испытания и измерения кабельных линий
Определение мест повреждений на кабельных линиях
Ремонт кабельных линий
Техника безопасности при эксплуатации кабельных линий
Эксплуатация силовых трансформаторов
Особенности эксплуатации трансформаторов сельских подстанций
Тепло- и влагообмен в трансформаторах
Эксплуатация трансформаторного масла
Эксплуатация осветительных и облучательных установок
Эксплуатация электронагревательных установок
Эксплуатация аппаратуры защиты и управления
Особенности эксплуатации станций управления погружными насосами
Повышение эксплуатационной надежности аппаратуры защиты и управления
Руководство и управление сельской электрификацией
Специализированное техническое обслуживание и ремонт
Энергетическая служба хозяйств
Техническая документация энергетической службы
Система планово-предупредительного ремонта
Виды обслуживания и ремонтов
Периодичность технического обслуживания и ремонтов
Оформление электроустановок, вводимых в эксплуатацию
Ущерб от перерывов в электроснабжении
Технология ремонта трансформаторов
Технология ремонта низковольтной аппаратуры
Испытания электрооборудования после ремонта

Одна из основных особенностей эксплуатации трансформаторов сельских потребительских подстанций — асимметрия фазных токов, неслучайная, возникающая из-за неравномерного распределения однофазных токоприемников, которую можно относительно легко устранить, и случайная (вероятная), вызванная случайными включениями однофазных потребителей, устранить которую практически невозможно. Анализ статистических данных показывает, что с увеличением мощности трансформатора несимметрия токов по фазам уменьшается. Однако и относительный  рост однофазной осветительной нагрузки, и появление однофазной силовой нагрузки (сварочные трансформаторы, электроводоподогреватели, электрифицированный инструмент, бытовые приборы и т. д.) оставляют неравномерность нагрузки по фазам очень высокой.
Согласно правилам технической эксплуатации, степень неравномерности нагрузки по фазам отходящих от подстанций линий не должна превышать 20%:

где /макс — ток в максимально нагруженной фазе в момент наибольшей нагрузки трансформатора; /ср — среднее арифметическое значение тока трех фаз в тот же момент времени.
Исследования показывают, что среднее значение асимметрии токов лежит в пределах от 32 до 50%. Асимметрия токов приводит к искажению напряжений по фазам, это отрицательно сказывается на работе всех токоприемников и линий: резко сокращается срок службы источников света, подключенных к фазе с увеличенным напряжением, и уменьшается светоотдача тех, которые подключены к фазе с пониженным напряжением; увеличиваются ток намагничивания и потери в стали и обмотках и резко снижается cos φ однофазных силовых токоприемников (например, сварочных трансформаторов), подключенных к повышенному против нормы напряжению; увеличиваются потери в линиях и трансформаторе, могут появиться местные нагревы его. При относительно небольшой мощности трансформаторов асимметрия токов вызывает изменение и линейных напряжений, что приводит к возрастанию потерь в трехфазных электродвигателях, уменьшению их к. п. д. и развиваемых ими моментов. Особенно резко проявляется отрицательное действие асимметрии токов в наиболее распространенных в сельском хозяйстве трансформаторах, имеющих 0 (12) группу соединений обмоток («звезда —звезда с нулем»).
Характерно, что трансформаторы новых серий с алюминиевыми обмотками и сердечниками из холоднокатаной стали имеют увеличенное в среднем в 1,5 раза сопротивление нулевой последовательности по сравнению с аналогичными сопротивлениями трансформаторов старых серий с медными обмотками и сердечниками из горячекатаной стали, в них пропорционально возрастает и искажение напряжений по фазам при одной и той же асимметрии токов. Таким образом, асимметрия токов тем более должна быть ограничена для трансформаторов последних серий. Поэтому электропромышленность. в ограниченном количестве выпускает трансформаторы I и II габаритов специально для сельского хозяйства с группами соединения обмоток «звезда — зигзаг с нулем» и «треугольник— звезда с нулем», позволяющими обеспечить высокое качество напряжения при асимметрии токов по фазам.
Например, для трансформатора мощностью 100 кВ-А старой серии сопротивление нулевой последовательности примерно в 10 раз больше сопротивления короткого замыкания, для такого же трансформатора новой серии оно больше в 17 раз, а для трансформаторов с соединением обмоток «треугольник» и «зигзаг» оно равно сопротивлению короткого замыкания.
Вторая особенность эксплуатации трансформаторов сельских подстанций — резко переменный суточный график нагрузки, наличие в нем утреннего и вечернего максимумов некоторый провал нагрузки в дневное время и практически отсутствие нагрузки в ночное время. Поэтому по сравнению с трансформаторами городских сетей, имеющих нормальную загрузку, среднесуточная загрузка сельских трансформаторов составляет 0,2...0,4 номинальной  причем эта нагрузка сохраняется в течение длительного времени и тенденции к ее повышению пока не наблюдается.
С учетом использования трансформаторов по мощности правила технической эксплуатации допускают 40%-ную их перегрузку сверх номинальной на период максимумов общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение не более 5 суток; при этом коэффициент предварительной загрузки трансформатора должен быть не более 0,93. В аварийных случаях допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинальной независимо от предшествующего режима и температуры охлаждающей среды (табл. 20).
Статистика показывает, что большая часть трансформаторов выходит из строя не зимой в период максимальной нагрузки, а летом— при минимальной. Происходит это потому, что на нагрев трансформатора влияют не только его нагрузка и значение подведенного напряжения, но и температура окружающей среды, причем влияние последней оказывается очень значительным.
Для подтверждения сказанного в таблице 21 в качестве примера показана зависимость температуры нагрева трансформатора от изменения температуры окружающей среды и увеличения нагрузки трансформатора, установленного в одном из сел Челябинской области.

Допустимые кратковременные перегрузки трансформаторов в долях номинальной нагрузки по току

Допустимая длительность перегрузки трансформаторов, мин

Допустимые кратковременные перегрузки трансформаторов в долях номинальной на грузки по току

Допустимая длительность перегрузки трансформаторов, мин

маслонапол
ненных

сухих

маслонапол
ненных

сухих

1,2

 

60

1,6

65

5

1,3

120

45

1,75

20

1.4

90

32

2,0

10

1,5

70

18

 

 

 

Таблица 21


Период намерений

Доля нагрузки трансформатора от номинальной

Среднемесячные значения

температуры воздуха

С (К)
трансформаторного масла

перепада
температур,
град

Август

0,48

21,5(294,5)

54(327)

32,5

Сентябрь

0,66

17,5(290,5)

46(319)

28,5

Октябрь

0,84

3,5(276,5)

34(307)

30,5

Ноябрь

0,96

—8(265)

33(306)

41,0

Анализ приведенной таблицы показывает, что двойное увеличение нагрузки трансформатора при переходе к зиме не увеличило нагрев трансформатора, наоборот, за счет падения температуры -окружающего воздуха нагрев трансформатора даже уменьшился. Естественно, что перепад температур между температурой трансформатора и средой возрастает, но незначительно.
Заслуживает внимания нагрев трансформаторов при неравномерной нагрузке фаз в разных группах соединения обмоток.
Исследования, проведенные авторами, показали, что, несмотря на появление значительных потоков нулевой последовательности при однофазном режиме работы трансформатора с соединением обмоток «звезда — звезда с нулем», максимально допустимый нагрев трансформатора наблюдается при токе, равном 1,5 номинального, который в 6 раз превышает допустимое значение тока по сравнению с ГОСТ. Последнее объясняется выравниванием теплового поля внутри трансформатора. Перепад температур нагрева трансформатора при симметричной нагрузке неодинаков, и разница его возрастает с увеличением нагрузки: при нагрузке трансформатора до 2 номинальной разница в перепаде составляет всего 5... 10°, а при увеличении нагрузки вдвое достигает 40°.
Нагрев трансформатора с соединением обмоток «звезда — зигзаг с нулем» в однофазном режиме оказался почти одинаковым по сравнению с нагревом трансформатора с соединением обмоток «звезда — звезда с нулем». Объясняется это тем, что при таком соединении обмоток уменьшаются потери в стали за счет уменьшения потоков нулевой последовательности, но увеличиваются потери в обмотках за счет роста их сопротивления из-за увеличенного на 17% числа витков вторичной обмотки. Нагрев трансформатора с соединением обмоток «треугольник — звезда с нулем» меньше нагрева трансформатора с другим соединением обмоток.
В общем случае разница в температурах нагрева трансформатора при несимметричной и равномерной нагрузке по фазам зависит от числа нагруженных фаз, степени асимметрии, значения нагрузки и группы соединения обмоток. Исходя из этих рассуждений и следует определять степень допустимости перегрузки трансформаторов при их эксплуатации.



 
« Монтаж электрических установок   Монтажные краны электростанций »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.