Технология и оборудование производства трансформаторов - Контрольные измерения и испытания перед включением

23-4. КОНТРОЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
И ИСПЫТАНИЯ ПЕРЕД ВКЛЮЧЕНИЕМ.
ПРОБНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ

Рис. 23-3. Смонтированные трансформаторы.
а - мощностью 200 000 кВ • А, 330 кВ; б — однофазный мощностью 90 000 кВ • А, 500 кВ.

Окончательно собранный и залитый маслом трансформатор, установленный на фундаменте, испытывается:

1. на маслоплотность путем создания стабильного избыточного давления столба масла высотой 0,6 м над высшим рабочим уровнем масла в расширителе в течение 3 ч. Температура масла в баке должна быть не ниже 10 °С. Трансформатор считают маслоплотным, если при указанной проверке отсутствует течь;
2. производят отбор пробы масла (после доливки и отстоя) при температуре отбираемого масла не менее 5 °С. Отобранное масло подвергают сокращенному анализу и определяют Uпр и tg δ масла;
3. измеряют характеристики изоляции обмоток: R60; R15,
4. проверяют работу переключающего устройства;
5. производят опыт холостого хода при пониженном напряжении;
6. проверяют коэффициент трансформации на всех положениях переключателя. Измеренный коэффициент трансформации не должен отличаться более чем на 2% от заводских данных;
7. проверяют группу соединения обмоток и определяют сопротивления обмоток постоянному току;
8. при наличии испытательного оборудования проводят испытание изоляции повышенным напряжением.

После испытания производится наладка системы охлаждения, газовой защиты, реле уровня масла, манометрических термометров, встроенных трансформаторов тока. На рис. 23-3 показаны трансформаторы после окончания монтажа.
Перед включением трансформатора в работу проверяют действие всех установленных защит, а также действие относящейся к трансформатору коммутационной аппаратуры (выключателей, разъединителей).
Дополнительно проверяют показания всех установленных термометров, уровень масла в расширителе и его сообщаемость с баком, отсутствие воздуха в газовом реле, действие всех радиаторных кранов, отсутствие течи масла. Проверяют также, нет ли каких-либо посторонних предметов на трансформаторе.
При первом включении трансформатора должно быть предусмотрено немедленное его отключение действием защиты в случае каких- либо неисправностей. Для этого цепи сигнальных контактов газового реле трансформатора временно переводят на отключение, а максимальную защиту у трансформатора устанавливают на мгновенное действие.
Включение трансформатора желательно производить подъемом напряжения с нуля ступенями по 10 кВ с выдержкой на каждой ступени по 10 мин. Разрешается также трансформатор включать «толчком» на полное напряжение с выдержкой не менее 30 мин, после чего трансформатор отключают и защиту перестраивают на нормальный режим. Во время пробного включения ведутся тщательное прослушивание трансформатора и наблюдение за его состоянием. При удовлетворительных результатах пробного включения трансформатор может быть включен под нагрузку и сдан в эксплуатацию.
У всех трансформаторов следует в течение первого месяца работы брать пробы масла: для трансформаторов до 220 кВ — после включения через 10 дней, 1 мес, далее по ПТЭ; для трансформаторов 330—500 кВ — после включения через 10 дней, 1 мес, 3 мес, далее по ПТЭ.
В случае, если предварительными проверками установлено, что подлежащий монтажу трансформатор не полностью соответствует изложенным требованиям, т. е. имели место случаи нарушения правил его транспортировки, хранения, которые привели к нарушению или поломке отдельных узлов трансформатора, увлажнению его изоляции или другим дефектам, данный трансформатор на месте монтажа должен дополнительно подвергаться ревизии активной части и, если необходимо, сушке.

Рис. 23-4. Схемы сушки трансформаторов. а — под вакуумом при нагреве методом индукционных потерь в стали бака, б — без вакуума с вентиляцией горячим воздухом и нагревом методом индукционных потерь в стали бака; 1 — бак трансформатора; 2 — вакуумный трубопровод; 3 — холодильник; 4 — вакуум-насос; 5 — сборник конденсата; 6 — вакуумметр; 7 — редукционный вентиль; 5 — намагничивающая обмотка; 9 — электронагревательные печи; 10 — выводы проводов от термопар; 11 — временные вводы для измерений; 12 — вентилятор; 13 — электроподогрев входящего воздуха; 14 — утепленная камера.

Ревизия активной части, сушка и объем дополнительных испытаний проводятся в соответствии с инструкцией по монтажу трансформаторов. Наиболее удачным методом сушки трансформатора в условиях монтажа является сушка в баке трансформатора без масла.
Одним из наиболее распространенных способов нагревания при сушке активной части трансформатора является индукционный метод, при котором размещенная на боковой поверхности бака намагничивающая обмотка при питании ее переменным током создает магнитный поток, вызывающий потери в стали бака.
Сушку трансформаторов можно производить с вакуумом или без него, но с вентиляцией горячим воздухом и температурой внутри бака до 100—115 °С (рис. 23-4,а и б).
Мощность, необходимая при сушке утепленного трансформатора методом индукционных потерь в стали бака, определяется по формуле

где F — поверхность бака трансформатора, м²; tокр — температура окружающего воздуха, °С.
Для дополнительного нагрева под дно бака трансформатора устанавливают электронагревательные печи. Намагничивающую обмотку размещают на баке, как показано на рис. 23-5. Для теплоизоляции бака применяют листовой асбест. Намагничивающую обмотку выполняют из изолированных проводов марок ПР, ПРТО и др. Обмотку наматывают с промежутками между витками и закрепляют на рейках из асбоцемента, установленных на боковой поверхности теплоизолированного бака.

Рис. 23-5. Размещение намагничивающей обмотки. а — на гладком баке; б — на трубчатом баке.

Перед сушкой активной части удаляют остатки масла со дна бака и вытирают его насухо. Бак с активной частью устанавливают на металлическую раму или каретки с наклоном 2% в сторону маслосливного отверстия в дне бака. Для контроля температур при сушке устанавливают термопары или термометры сопротивления. Снаружи на стенках бака под его теплоизоляцией устанавливают термопары для контроля температур наружной части бака.
Концы обмоток подсоединяют к соответствующим временным вводам, установленным на заглушках и коробках вводов для измерения сопротивления изоляции в процессе сушки. Все отверстия и задвижки на баке, не используемые в процессе сушки, должны быть плотно закрыты заглушками на резиновых прокладках. Вакуумный насос подключают к баку трансформатора через охладительную влагосбрасывающую колонку.
Для циркуляции воздуха в баке к нижнему фланцу или задвижке для слива масла подсоединяют двухдюймовую трубу с краном и фильтром очистки подсасывающего воздуха. Для слива остатков масла из бака в процессе сушки к маслосливному отверстию подсоединяют на расстоянии не менее 2 м от трансформатора бачок. Принципиальная схема сушки трансформатора показана на рис. 23-4,а.
Проверив герметичность бака, подают напряжение на намагничивающую индукционную обмотку, включают донный подогрев и доводят температуру воздуха в баке до 100 °С в течение 24—30 ч.
При увеличении температуры воздуха в баке до 100 °С каждый час создают вакуум не более 200 мм рт. ст. на 15 мин с одновременным подсосом горячего воздуха из поддового пространства, нагреваемого электронагревателями. При достижении температуры воздуха в баке 100 °С за 15 мин создается вакуум 200 мм рт. ст. и поддерживается в течение 2 ч.
Постепенно сняв вакуум, измеряют количество выделившегося конденсата; продолжают нагревать активную часть при атмосферном давлении и температуре воздуха 100—105 °С до получения на магнитопровода и изоляции температуры 95—105 °С.
Через каждые 2 ч прогрева активной части на 30 мин создают вакуум 250—300 мм рт. ст. с подсосом нагретого воздуха в бак. После каждого снятия вакуума измеряют количество выделившегося конденсата. Минимальное время прогрева активной части трансформаторов после достижения температуры воздуха 100 °С зависит от его мощности и напряжения (25—80 ч).

При подъеме температуры воздуха в баке, прогреве и сушке активной части следят, чтобы температура стенок, дна и крышки бака не превышала 115 °С, а температура магнитопровода не превышала 105 °С. После достижения на изоляции и магнитопроводе активной части трансформатора температуры               95—105 °С равномерными ступенями по 100 мм рт. ст. за каждые 15 мин поднимают вакуум до величины, предусмотренной конструкцией бака.
Сушку продолжают до тех пор, пока не будет влаги в охладительной колонке, и до установившегося значения сопротивления изоляции и tg δ обмоток при постоянной температуре.
При незначительном увлажнении изоляции трансформаторов они должны быть подвергнуты подсушке. Контрольный прогрев (подсушку) производят на полностью собранном трансформаторе с подключенной системой охлаждения. Вакуум над поверхностью масла и в расширителе не совпадает. Для прогрева обмоток выбирают режим с максимальными потерями в меди. Ток нагрева должен быть равен (0,1 — 0,8)Iном.
Прогрев производят одним из следующих методов: а) индукционным методом за счет вихревых потерь в стали бака; б) постоянным током; в) циркуляцией масла через электронагреватель; г) токами короткого замыкания.
Подъем температуры производят со скоростью 4—5 °С в 1 ч. Контроль температуры осуществляют с помощью двух термосигнализаторов, установленных в карманах для измерения температуры верхних слоев масла. Независимо от характера роста температуры через каждые 30 мин следует включать маслонасосы системы охлаждения на 15—20 мин с целью выравнивания температуры.
В процессе нагрева трансформатора до 80 °С, начиная с 40 °С, необходимо производить регенерацию масла. Каждые 24 ч контролируют состояние масла по электрической прочности, кислотному числу.
В процессе подсушки каждые 24 ч производят контроль характеристик изоляции при температуре 75—80 °С.
Если после 24 ч подсушки характеристики изоляции  и масла соответствуют требованиям монтажной инструкции, подсушку можно считать оконченной. В противном случае подсушку продолжают до установившихся характеристик изоляции в течение последних двух измерений и соответствия характеристик масла требованиям монтажной инструкции.
Сушка или контрольная подсушка трансформатора производится только после оборудования на месте производства работ пожарного поста с необходимыми средствами тушения.

Контрольные вопросы

1. Какие основные требования предъявляются к транспортировке трансформаторов?
2. Какими методами и с помощью какого оборудования выполняется разгрузка трансформатора на месте его монтажа?
3. Какие цели преследует предварительная проверка состояния изоляции трансформатора, прибывшего на монтажную площадку?
4. Какие основные требования предъявляются к хранению трансформатора и демонтированных узлов на монтажной площадке?
5. Какие подготовительные работы необходимо выполнить перед монтажом трансформатора?
6. Какие климатические факторы принимаются во внимание при организации монтажных работ?
7. Из каких основных технологических процессов состоит монтаж трансформатора на месте его установки?
8. Каким контрольным измерениям и испытаниям подвергается трансформатор после окончания его монтажа?
9. Какие наблюдения и проверки проводятся после включения трансформатора под нагрузку?
10. Какие правила безопасности необходимо выполнять при ведении монтажных работ?