Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов (стр. 28 )

где Imax — максимальный фазный ток прогреваемой обмотки, А; Rф — сопротивление фазы обмотки при 15 "С, Ом; k= 0,8...0,9 — коэффициент, учитывающий изменения сопротивления Rф при нагреве.

Начинать прогрев до достижения температуры верхних слоев масла 40 °С разрешается током, равным 1,2 от номинального.

Сопротивление Rф каждой фазы обмотки, входящей в схему прогрева, определяют по технической документации или измерением.

Источниками постоянного тока на монтаже могут быть генераторы возбуждения (резервные) и сварочные генераторы.

Прогрев трансформатора постоянным током запрещается до получения результатов измерений:

тока холостого хода при пониженном напряжении;

сопротивления обмоток постоянному току и коэффициента трансформации на выбранном положении переключателей;

сопротивления изоляции обмоток, а также в случае обнаружения каких-либо дефектов на активной части.

При прогреве постоянным током контролируют температуру верхних слоев масла — по термометрическому сигнализатору и температуру tr обмотки — измерением ее омического сопротивления Rr и пересчетом по формуле

где R и t — сопротивление и температура обмотки, приведенные в паспорте трансформатора.

Бак трансформатора и обмотки, не участвующие в прогреве (если они электрически не связаны с прогреваемыми обмотками), надежно заземляют; также заземляют и закорачивают обмотки трансформаторов тока.

Нагрев продолжается не менее 10 ч, считая с момента включения трансформатора на прогрев.

Прогрев трехфазных трансформаторов методом короткого замыкания производится по схемам включения обмоток, приведенным на рис. 5.1.

При потерях мощности короткого замыкания ΔРКЗ менее 500 кВт и температуре обмоток 75 °С необходимая мощность для прогрева трехфазных трансформаторов

а при ΔРКЗ > 500 кВт мощность прогрева Рпр = 0,49 ΔРКЗ,

Рис. 5.1. Схемы включения обмоток для контрольного прогрева токами

короткого замыкания:

а — двухобмоточных трансформаторов (1 и 2); б— трехобмоточных трансформаторов (3...8)

Когда мощности обмоток, участвующих в прогреве, не равны и питание подается на обмотку меньшей мощности или равны, ток прогрева

где Iном — номинальный линейный ток питаемой обмотки, А.

Когда мощности обмоток не равны и питание подается на обмотку большей мощности, ток прогрева

где Р1ном — номинальная мощность (большая) питаемой обмотки, кВт; Р2ном — номинальная мощность (меньшая) обмотки, замкнутой накоротко, кВт.

При этом ток прогрева Iпр < 0,7Iном.

Когда мощности обмоток не равны и питание подается на обмотку большей мощности или равны, напряжение прогрева трансформатора

где Uкз — напряжение КЗ пары обмоток, участвующих в прогреве, %;Uном— номинальное напряжение питаемой обмотки, кВ.

Когда мощности участвующих в прогреве обмоток не равны и питание подается на обмотку меньшей мощности, напряжение прогрева

Прогрев трансформатора методом короткого замыкания (так же, как и прогрев постоянным током) запрещается в случае обнаружения указанных выше дефектов на активной части. Прогрев производят с установленными вводами, расширителем, выхлопной трубой и маслом, залитым до нормального уровня.

5.5. Сушка трансформаторов

Как правило, трансформаторы, прошедшие ремонт с полной или частичной сменой обмоток или изоляции, подлежат сушке независимо от результатов измерений.

Сушку изоляции трансформатора высокой температурой производят в вакуумных шкафах и собственном баке (без масла) или специальных камерах.

Процесс сушки изоляции трансформаторов состоит в искусственном создании условий, при которых влага перемещается из внутренних слоев изоляции к поверхности, а с поверхности в окружающую среду. Перемещение влаги внутри материала происходит в соответствии с физическими законами от более влажных слоев к менее влажным и от более нагретых к менее нагретым. Перемещения влаги с поверхности изоляции в окружающую среду происходит под действием разности давлений пара на поверхности изоляционного материала и в окружающем пространстве.

Таким образом, в процессе сушки необходимо повышать давление пара у поверхности материала, что достигается его нагревом, и понижать давление в окружающем пространстве посредством создания вакуума или вентиляции сушильного пространства сухим воздухом.

Рис. 5.2. Схема сушки трансформатора в камере при помощи воздуходувки:

1 — вентилятор; 2 — нагреватель; 3 — искроуловитель; 4 — утепленная камера; 5 — регулировочный шибер; 6 — термометры; 7 — термопара на обмотке

При сушке изоляции сухим воздухом активную часть трансформатора помещают в хорошо утепленную и защищенную изнутри от возгорания камеру (рис. 5.2). Сухой воздух в камеру подается от воздуходувки и удаляется через вытяжное отверстие, унося с собой пары воды. Температура входящего в камеру воздуха должна быть не выше 105°С, а выходящего — не ниже 80...90°С. Для контроля за температурой используются термометры. Количество воздуха, подаваемого в камеру за 1 мин, должно быть в 1,5 раза больше объема камеры.

В эксплуатации наиболее часто применяется сушка трансформатора в его же баке без масла с применением вакуума, допустимого для данной конструкции (рис. 5.3).

Перед сушкой масло удаляют и бак насухо протирают. Выемную часть опускают в бак, крышку которого герметично крепят болтами. Для контроля за температурой на сердечнике и баке устанавливают термодатчики сопротивления (рис. 5.4). Для нагрева на бак наматывают обмотку, предварительно подложив под нее тепловую изоляцию (асбест или стеклоткань).

Обмотку накладывают не на весь бак, а на 40... 60 % его высоты в нижней части трансформатора, чтобы температура распределялась более равномерно. Если нет асбеста или стеклоткани, под-кладывают деревянные рейки толщиной 1... 2 см. Провод для обмотки рекомендуется брать с асбестовой изоляцией. На трубчатые или ребристые баки обмотку наматывают поверх труб или ребер. Для дополнительного подогрева под дно бака ставят электропечь (табл. 5.16).

Рис. 5.3. Схема сушки трансформатора в собственном баке под вакуумом:

1 — теплоизоляция бака; 2 — вакуумметр; 3 — витки индукционной обмотки; 4 — охладительная колонка; 5 — вакуум-насосы; 6 — фильтр для очистки подсасываемого воздуха; 7 — бачок для слива масла

Сушка происходит следующим образом. Обмотка, подключенная к сети переменного тока с напряжением 220...380 В или сварочному трансформатору, обтекается током. Образующийся при этом магнитный поток создает в стенках бака индукционные токи, нагревающие его.

Когда температура обмоток трансформатора достигает 85... 100 "С,

для удаления паров из бака включается вакуум-насос, создающий разрежение до 20 кПа. В дальнейшем ежечасно вакуум увеличивают на 6 кПа и доводят до предельно допустимого для данного бака.

Сушка должна происходить при температуре обмоток трансформатора не выше 100 °С, а бака не выше 120 °С. Регулирование температуры производится включением и отключением обмотки или частичным отключением ее витков.

Рис. 5.4. Точки (7...22) установки

термодатчиков на активной части

и баке трансформатора

Таблица 5.16

Зависимость мощности электропечей для подогрева дна бака от его периметра

Периметр бака, м	До 10	11... 15	16... 20	21. ..26
Мощность печей, кВт на 1 м периметра	0,8	0,9 ...1,0	1,5 ...1,8	1,9. ..2,2

Сушку можно считать законченной, если сопротивление обмотки трансформатора на протяжении 6 ч остается без изменения. По окончании сушки температуру внутри бака снижают до 80 °С и трансформатор заливают сухим маслом под вакуумом. После того как трансформатор остынет до температуры окружающего воздуха, выемную часть его извлекают из бака для осмотра, расклиновки и затяжки креплений.

Для ускорения сушки рекомендуется использовать эффект термодиффузии. Для этого в процессе сушки температуру поверхностей активной части периодически снижают до 50... 60 "С и затем повышают до прежнего уровня. При снижении температуры охлаждаются верхние (наружные) слои изоляции, возникает перепад температур наружных и внутренних слоев, вызывающий выделение влаги из внутренних слоев и способствующий ускорению процесса сушки.

Расчет намагничивающей обмотки для сушки трансформатора индукционными токами производится следующим образом.

Требуемая мощность сушки определяется по формуле

где k — коэффициент теплоотдачи, равный 5 Вт/м2 для утепленного и 12 Вт/м2 для неутепленного бака; F — поверхность бака; tокр — температура окружающего воздуха.

Число витков однофазной намагничивающей обмотки

где А — коэффициент, определяемый по удельному расходу мощности ∆Р = P/lh; U — подводимое напряжение, В; /— периметр бака, м; h — высота боковой поверхности бака.