Телефон:
(383) 335-73-03
Адрес:

г. Новосибирск, ул. Чаплыгина, 93

Монтаж трансформаторов

Силовые трансформаторы – это специализированные электротехнические устройства, предназначенные для преобразования электроэнергии с одним значением напряжения в электрический ток с другим значением этого показателя.

Современный энергетический сектор не обходится без этих устройств и широко использует их в сетях и магистралях для приема и перераспределения электроэнергии. Монтаж силовых трансформаторов осуществляется специалистами и требует предварительных расчетов по техническим характеристикам.

Сферы применения

Мощные силовые агрегаты, понижающие или повышающие напряжение, используются не только на объектах электроснабжения и энергетики, но и в любых отраслях промышленности, где требуется изменение параметров тока для подключения тех или иных производственных устройств.

В цепях передачи электроэнергии силовых понижающих и повышающих трансформаторов может быть несколько. При передаче тока потери на линии тем ниже, чем выше напряжение, поэтому в начале сети устанавливают повышающие приборы. Конечные потребители, как правило, используют электроэнергию с более низким показателем, поэтому в зависимости от типа распределительной системы могут быть установлены аппараты на понижение (один или несколько).

Конструкция силовых трансформаторов

Различные агрегаты могут отличаться комплектацией, примененными схемами охлаждения и защиты. Чтобы правильно проводить монтаж трансформаторов напряжения, следует не только знать общие принципы, но и понимать устройство приборов. Основными составными элементами аппарата для преобразования электроэнергии являются:

  • Сердечник (магнитопровод). На нем размещены обмотки (первичная и вторичная) высокого, среднего и низкого напряжения (ВН, СН и НН соответственно). Как правило, данная деталь изготавливается из шихтованной стали. Магнитопровод помещается в специальный бак, а на его крышке располагают выводы обмоток. Для ВН и СН предусмотрен нулевой вывод. Его можно заземлить (в этом случае обмотка будет глухозаземленной), если же этого не делается, то тогда трансформатор именуют «с изолированной нейтралью».
  • Крышка бака с сердечником. На ней расположены, помимо вывода обмоток:
    • Выхлопная труба. Она нужна для предотвращения взрыва в корпусе, когда из-за каких-либо повреждений резко повышается давление газа.
    • Газовая защита. Пускается с помощью реле, которое задействуется при сигнале или отключении трансформатора в случае внутренних повреждений.
    • Расширитель. Обеспечивает стабильный уровень масла внутри бака при различных температурных условиях и разной нагрузке. Также служит для минимизации площади соприкосновения жидкости с воздухом. На конце расширителя размещен дыхательный патрон (воздухоосушитель).
    • Маслопровод. Соединяет масляный расширитель с баком.
  • Термосифонный фильтр. Еще один важный составной элемент силового трансформатора напряжения. Он осуществляет постоянную регенерацию масла и защищает его от увлажнения и окисления.
  • Задвижки, пробки для слива жидкости и кран. Эти детали необходимы для контроля за состоянием содержимого бака, взятия проб и удаления остатка отработанного масла.

Подготовка к монтажу понижающего трансформатора (или повышающего) может производиться по-разному. Зависеть это будет от того, в каком виде получен агрегат от производителя для дальнейшей эксплуатации. Масляные силовые трансформаторы транспортируются от завода-изготовителя высушенными и могут быть в следующем состоянии (при разных габаритах и массе):

  • В полной сборке и заполненные маслом;
  • С частичным демонтажем, загерметизированные в собственном баке. Масло доливается до линии ниже крышки, все оставшееся пространство бака заполняют инертным газом или сухим воздухом.
  • С частичным демонтажем в баке без жидкости. В этом случае в бак вводят инертный газ (азот) с автоматической подпиткой.

Те детали, которые были сняты для транспортировки, поставляются в отдельной упаковке или ящике. Важно обеспечить надежную защиту от влаги.

Классификация силовых трансформаторов

  • В зависимости от выполняемой задачи:
    • Понижающие – нужны для получения токов низкого напряжения из высоковольтных линий;
    • Повышающие – наоборот, увеличивают данный показатель.
  • В зависимости от количества фаз:
    • Трехфазные;
    • Однофазные: наиболее популярны для сети питания с тремя фазами, т.к. оптимальным вариантом подключения является установка такой модели на каждый из задействованных проводников.
  • В зависимости от числа обмоток:
    • Двухобмоточные;
    • Трехобмоточные.
  • По месту монтажа:
    • Наружные;
    • Внутренние.

Также силовые трансформаторы отличаются по способу охлаждения, соединения обмоток и другим критериям. Также производятся специальные устройства, которые отличаются особо высокой мощностью (до 4000 кВт) и работают с напряжением 35 кВ. Встречаются также и универсальные приборы. Для монтажа в конкретных условиях выбирают, исходя из задач установки.

Для чего необходимы понижающие и повышающие трансформаторы?

Преобразователи призваны снижать или увеличивать показатели напряжения при сохранении количества фаз, частоты и формы графика тока. Принцип действия следующий:

  • Первичная обмотка подключается к линии питания, вторичная – к потребителю. Далее при подаче тока в магнитопроводе начинает образовываться переменный магнитный ток. Он замыкается на сердечнике и образует сцепление с двумя обмотками. Начинает появляться электродвижущая сила, которая и передает ток на вторичную обмотку (при условии подключения к ней какого-либо потребителя электроэнергии).

В зависимости от того, на какой из обмоток напряжение ниже, трансформатор будет действовать на понижение или на повышение и относиться к соответствующему типу. При этом силовые преобразователи имеют свойство обратимости.

Основные требования к монтажу трансформаторов напряжения

Транспортировка и установка агрегатов должна производиться с привлечением специальной техники и квалифицированных специалистов, которые смогут правильно рассчитать параметры и характеристики. Монтаж силовых трансформаторов производится подготовленными бригадами под руководством мастера (прораба), имеющих соответствующий опыт. Обязательно соответствие нормативным документам ТТМ 16.800.723-80.

Этапы монтажа

  1. Выгрузка силовых трансформаторов после транспортировки с завода;
  2. Перевозка агрегата от места выгрузки до места установки;
  3. Хранение преобразователя в соответствующих условиях до момента начала монтажа;
  4. Проверка состояния трансформатора на соответствие нормам (целостность обмотки, деталей);
  5. Установка устройства на фундамент, монтаж его охлаждающей системы, подготовка и заливка масла;
  6. Испытания и проверка, затем пробное включение;
  7. Ввод в эксплуатацию сначала вхолостую, потом под нагрузкой.

Условно все мероприятия можно разделить на 3 группы: подготовка, работы по монтажу и ввод в эксплуатацию.

Подготовительные работы

Перед началом монтажа трансформаторов в обязательном порядке проводят следующее:

  • Сооружают фундамент для установки агрегата. Нужно учесть и расположение рядом масло-сборной ямы под трансформатором. Это необходимо при экстренных случаях: в случае повреждения корпуса жидкость стечет туда, а не распределится по близлежащему участку.
  • Готовят площадку для осмотра и ревизии агрегата. На этом месте в дальнейшем будет проводиться проверка целостности, прогрев и сборка устройства.
    • В том случае, если эти действия предполагают совершать в помещении, нужно убедиться в том, подходит ли оно по своим размерам. Размеры ворот должны быть достаточными для транспортировки трансформатора в полном сборе со всеми выступающими элементами на корпусе. Высота потолков должна позволять поднять бак трансформатора. Если цех не соответствует этим условиям, нужно предусмотреть место снаружи, где можно будет завершить сборку непосредственно перед установкой на фундамент.
  • Монтируются пути, по которым будет передвигаться трансформатор. Подготавливаются средства транспортировки.
  • Проверить наличие подъемного оборудования и инструмента. Все это должно пройти проверку и соответствовать нагрузке.
  • Подготавливают баки для хранения масла и саму жидкость в полном объеме, необходимом для заполнения трансформатора и последующей доливки. Понадобятся также чистые металлические емкости, которые применяют для временного хранения жидкости при сливе, и проверенная система для ее заливки производительностью 2-4 м3/ч. Нужно проверить соответствие характеристик масла требованиям и нормам.
  • Наконец, нужно позаботиться о наличии силикагеля для адсорбера, термосифонных фильтров и осушителя воздуха.

Транспортировка силовых трансформаторов

Допустимы несколько способов перевозки агрегатов в зависимости от их массы и габаритных размеров:

  1. Трансформаторы напряжения с отправочной массой более 90 т транспортируют в частично демонтированном виде (отсоединяют вводы, расширители, фильтры). Бак вместо масла должен быть заполнен инертным газом.
  2. Если устройство имеет отправочную массу до 90 т, то он отправляется также со снятием некоторых деталей, но при этом бак заливают маслом ниже крышки. Оставшееся пространство должен занимать сухой воздух.
  3. Агрегаты небольшой мощности могут поставляться в полной сборке и с залитым маслом. Они полностью готовы к монтажу сразу по прибытии на место установки.

Тип транспорта определяется по дальности перевозки: на большие расстояния трансформаторы отправляют по железной дороге, а на относительно близкие – автомобильным транспортом (на платформе соответствующей грузоподъемности.

При использовании второго варианта предъявляются следующие требования:

К дорожному покрытию:

  • Трасса должна быть твердой и ровной для использования автотрайлеров. Если дорога грунтовая, то перевозить трансформатор по ней можно на специальных санях.
  • Не должно быть выбоин на проезжей части.
  • Ширина дороги должна быть достаточной для безопасного прохождения там габаритного транспорта.
  • Максимальный градус подъема или спуска не должен превышать 7.
  • Радиус поворотов должен быть не менее допустимого.

К расположению трансформатора на транспорте:

  • Большая ось совпадает с направлением движения.
  • Деревянные брусья служат прокладкой между платформой автомобиля и днищем агрегата.
  • Брус должен быть достаточно широким и высоким, чтобы обеспечивать зазор не менее 15 мм.

К процессу перевозки:

  • Если на пути следования встречаются места пересечения линий электропередач или связи, то нужно обеспечить допустимые расстояния до токоведущих частей. В некоторых случаях следует согласовать временный демонтаж участков или поднятие кабеля на безопасную высоту.
  • Грузоподъемность мостов, эстакад и т.д. должна соответствовать перевозимому агрегату.

Ревизия силового трансформатора напряжения перед монтажом

Данная проверка обязательна и должна проводиться с ответственностью. Подлежат осмотру:

  1. Все узлы и детали (проверяются на наличие и соответствие комплектовочной ведомости);
  2. Бак и его узлы (диагностируется его герметичность и целостность, отсутствие повреждений, вмятин, сколов и т.д.);
  3. Пломбы на кранах, пробках, люках.

Для ревизии активной части силового трансформатора перед монтажом можно провести ряд операций:

  • Взятие пробы масла и ее испытание;
  • Слив жидкости из бака агрегата;
  • Отсоединение приводов и валов переключателей;
  • Отключение концов отводов от контакторов;
  • Осмотр и проверка активной части в действии.

После проведения мониторинга поставленного оборудования составляется акт приемки, и ответственность за хранение агрегата передается электромонтажной организации.

Хранение силовых трансформаторов напряжения перед монтажом

Обязательно нужно соблюдать требования по окружающим агрегат условиям, иначе это может привести к:

  • увлажнению обмоток, маслонаполненных вводов (потребуется дополнительное время на сушку или же вовсе замена узлов на заводе-изготовителе);
  • коррозии отдельных деталей (понадобится проведение тщательной очистки и обработки сухим маслом);
  • механическим повреждениям;
  • ухудшению эксплуатационных характеристик трансформатора.

Устранение дефектов не всегда приводит к достижению начальных параметров изделия, а также существенно увеличивает затраты на выполнение монтажных работ. Поэтому лучше всего изначально принимать во внимание требования к месту и условиям хранения, а также типоразмер и способ доставки трансформатора (понижающего или повышающего). Все инструкции приводит производитель и должен прилагать их к изделию.

Агрегаты, которые транспортируются в полной сборке и с достаточным количеством масла, могут храниться упакованными. Фарфоровые вводы закрывают деревянными ящиками. В течение всего срока хранения и до тех пор, пока не наступает момент монтажа, нужно периодически проверять уровень масла и доливать его при необходимости. Регулярно проводится мониторинг состояния трансформатора.

В том случае, если детали агрегата были привезены отдельно, то их хранение должно быть следующим:

  • Радиаторы размещают на деревянных брусках и уплотняют оба фланца заглушками на резиновых прокладках.
  • Охладительное оборудование (компрессоры, колонки, адсорберы и т.д.) следует оставлять в закрытых помещениях. Отверстия уплотняются во избежание попадания влаги внутрь деталей.
  • Маслонаполненные вводы напряжением 110 кВ с негерметичной конструкцией устанавливают вертикально и извлекают из упаковки. Если они герметичны, то их оставляют в упаковочном материале и кладут в горизонтальное положение под навесом с открытыми вентилями.
  • Трансформаторы тока хранят в помещениях или под навесом в кожухах и заливают маслом.
  • Те узлы, которые прибыли на место без упаковки, нужно разместить на открытом воздухе, обеспечив защиту от атмосферных осадков и исключив проникновение влаги внутрь.
  • Регуляторы, реле, воздухоосушители и прочите детали, прибывшие к месту монтажа в заводской упаковке, следует хранить закрытыми в сухом помещении.

Непосредственно работы по монтажу силовых трансформаторов напряжения

Подготовка узлов

До начала монтажа следует позаботиться о наличии и необходимых характеристиках:

  • Оборудования, приспособлений и инструмента, которые будут полезны на всех этапах, в том числе, для проверки и испытания понижающего или повышающего трансформатора;
  • Всех деталей и узлов агрегата. Они должны быть чистыми, не иметь повреждения и быть работоспособными;
  • Средств обеспечения пожарной безопасности. Они должны быть с действующими сроками годности, в достаточном количестве.
  • Вводов с напряжением 6-35 кВ и 110 кВ. Их следует избавить от следов загрязнения, визуально осмотреть, испытать.
  • Системы охлаждения. Она должна быть промыта сухим теплым трансформаторным маслом, проверена на герметичность.
  • Встроенных трансформаторов тока. Их нужно проверить на герметичность и измерить пробивное напряжение масла.
  • Расширителя, выхлопной трубы, термосифонного фильтра. Проводятся испытания с заполнением жидкостью и выдержкой в течение 3 часов.
  • Газового реле, сигнализаторов. Они предварительно отправляются в электротехническую лабораторию для диагностики.

Сборка и монтаж трансформаторов (понижающих и повышающих)

Перед тем, как поместить полностью готовое оборудование на фундамент, производят присоединение к корпусу деталей в следующем порядке:

  1. Радиаторы,
  2. Расширитель и газовое реле;
  3. Реле уровня масла;
  4. Фильтры (для очистки воздуха и термосифонный);
  5. Вводы;
  6. Встроенные трансформаторы тока;
  7. Приборы контроля.

Некоторые составные части трансформатора напряжения перед монтажом требуют разгерметизации. Эту процедуру следует проводить в сухую и ясную погоду. Если это условие нельзя обеспечить и влажность воздуха находится на отметке выше 85%, то тогда манипуляции проводят в закрытом помещении. При этом температура активной части узла должна быть больше окружающего воздуха на 5 градусов по Цельсию, и при любых обстоятельствах не может опускаться ниже 10°С.

Сам процесс разгерметизации также строго регламентирован. Его началом следует считать запуск слива масла или вскрытие заглушки безжидкостного трансформатора. Окончанием считается старт заливки или вакуумирования. Общее время нахождения преобразователя в не герметичном состоянии не должно превышать:

  • При относительной влажности менее 75% - 16 часов, если влажность составляет 85% и более, то:
  • Для моделей с напряжением менее 35 кВ – 12 часов,
  • Для трансформаторов 100 кВ и выше – 10 часов.

Установка оборудования понижающего и повышающего типа

Выделяют 2 типа размещения трансформаторов:

  • Открытый. Может применяться для оборудования с напряжением 35 кВ и выше.
  • Закрытый. Данный способ применяется, в большинстве своем, в жилых районах (для понижения уровня шума) или же в особо загрязненных местах (для защиты оборудования от пыли).

Трансформаторы могут быть поставлены непосредственно на фундамент или на особые направляющие (каретки). Как правило, второй вариант выбирают для подстанций закрытого типа или же там, где имеются стационарные устройства для ремонта и профилактики и рельсовые пути.

Устройство поднимают с помощью домкратов, кранов или лебедок. При установке следует учитывать, что для моделей с газовой защитой нужно предусмотреть возможность подъема крышки к газовому реле не менее чем на 1-1,5% и маслопровода к расширителю – не меньше чем на 2-3%. Если мощность оборудования не достигает 1000 кВА, то их устанавливают без подъема крышки (с учетом, что они не имеют газового реле).

Заполнение трансформатора маслом

Эта процедура является одной из завершающих в процессе монтажа. После того, как проверены герметичность уплотнений и параметры изоляции, а также имеется подтверждение соответствия жидкости всем требованиям, можно приступать к доливке. Производить эту процедуру следует не позднее, чем через 3 месяца после доставки оборудования в место хранения.

Трансформатор напряжения (повышающий или понижающий) 110 кВ не может длительное время находиться без масла или с неполным его количеством. Особое внимание нужно уделить этому в том случае, если агрегат транспортировался с завода без жидкости или же с ней, но без расширителя.

В только что прибывшие с завода агрегаты следует заполнять только свежим маслом. Все показатели качества должны соответствовать правилам устройства электроустановок. Ограничение скорости заливки – не более 3 т/ч. Температура жидкости должны быть выше t° внутренних деталей.

Для агрегатов с напряжением не более 35 кВ действуют следующие требования:

  • Отсутствие вакуума;
  • Масло нагрето минимум до 10 градусов.

Работать при заливке жидкости с трансформаторами напряжения 110 кВ нужно обязательно под вакуумом.

Если производится дополнение масла, то нужно следить, чтобы температуры внутренней жидкости и доливаемой не отличались больше, чем на 5 градусов.

Действие следует производить без остановок до тех пор, пока не будут закрыты все обмотки и изоляционные детали, установленные выше ярма. Контрольные метки служат для установления необходимого количества масла. После заполнения трансформатор отстаивается в течение 12 часов, и если после этого измерен уровень жидкости и он недостаточен, то следует донаполнить агрегат.

Какие работы выполняют после монтажа силовых трансформаторов

Приемо-сдаточные испытания

Всего таковых насчитывают более 20 типов. Возможные цели работ:

  • Определение условий включения трансформатора без сушки;
  • Измерение сопротивления обмоток постоянному току;
  • Испытание изоляции обмоток и конструктивных элементов с помощью повышенного напряжения промышленной частоты;
  • Измерение влажности изоляции, тока и потерь (для моделей 110 кВ и мощностью более 63 МВА);
  • Определение тангенса угла диэлектрических потерь и сопротивления КЗ (для агрегатов на 35 кВ и выше);
  • Проверка бака на герметичность;
  • Испытание трансформаторного масла;
  • Проверка степени трансформации;
  • Мониторинг работы переключающих, предохранительных устройств.

Документация, которой необходимо следовать при проведении всех контрольных мероприятий: ГОСТ 3484, 1516, а также СТП 09110.20.366-08.

Пробный запуск трансформатора после монтажа

Когда завершены все работы по сборке и наполнению агрегата, производят присоединение проводов, шин и заземление. Между включением трансформатора и окончанием монтажа (то есть заливкой масла) обязательно должно пройти не менее 12 ч. Все защитные системы должны быть приведены в действие и подключены с учетом отсутствия задержек на срабатывание.

Чтобы диагностировать эксплуатационные параметры агрегата на слух, на время отключают охлаждение. При этом следят, чтобы температура верхних слоев жидкости не переходила отметку 75°C.

Пробное включение трансформатора после монтажа осуществляется на интервал минимум 30 минут. В течение всего процесса рядом должны находиться специалисты, которые будут следить за состоянием и проявлением каких-либо отклонений. Звук, издаваемый трансформатором, должен быть ровным, без резких гудков, треска, повышенных шумов.

Следует немедленно отключить оборудование при следующих условиях:

  • Появление неравномерного шума или потрескивания,
  • Резкое повышение температуры масла,
  • Выброс жидкости из расширителя или разрыв диафрагмы выхлопной трубы,
  • Течь масла и резкое уменьшение его количества в расширителе,
  • Отсутствие масла в маслонаполненных вводах,
  • Появление отколов и трещин на изоляторах,
  • Других явных нарушениях работы агрегата.

Для понижающих и повышающих трансформаторов силовых с мощностью более 1000 КВА должно проводиться 3-4 пробных запуска на полное напряжение с целью диагностики работы установленной защиты от бросков намагничивающего тока.

После того, как специалисты оценили функционирование агрегата, при условии, что не выявлено нарушений, трансформатор может быть передан в эксплуатацию. На этом работы по монтажу завершаются. Впоследствии для него может быть выбран один из режимов работы. Об этом мы кратко расскажем в нашем завершающем разделе.

Режимы работы силовых трансформаторов

Выбирается какой-либо один в зависимости от нагрузки, напряжения на обмотках, температуры масла, условий окружающей среды и т.д.

  • Нормальный режим. Это те условия, при которых агрегат может отработать весь заявленный производителем срок службы. К этому режиму относятся:
    • Номинальный. Предполагает работу в идеализированных условиях. В этом случае достигаются значения номинального напряжения, нагрузки при температуре воздуха +20 градусов по Цельсию.
    • Нормальный нагрузочный режим. Трансформатор эксплуатируется при параметрах в границах допустимых норм, описанных ТУ или другими нормативными документами.
    • Режим холостого хода. Функционирование агрегата без какой-либо нагрузки. Связано с непроизводственными расходами электроэнергии, поэтому такой режим является нежелательным.
    • Режим параллельной работы трансформаторов. Допускается, если ни один из них не будет эксплуатироваться с перегрузкой. Это достигается, если группы обмоток одинаковы, коэффициенты трансформации отличаются не более чем на 0,5%, соотношение номинальных мощностей не более чем 1:3, напряжения КЗ не отличаются больше, чем на одну десятую долю, и выполнена фазировка трансформаторов.
  • Режим перегрузки. Связан с отклонением параметров за пределы, описанные документами для нормальной работы. Перегрузка может быть вызванной суточными изменениями, систематической, аварийной. При эксплуатации трансформатора с превышением показателей сокращается срок его службы. Допускается определенный интервал времени для таких случаев.
  • Аварийный режим. Вызван значительными изменениями параметров по сравнению с номинальными значениями. Недопустимо, чтобы понижающий или повышающий силовой трансформатор работал при таком режиме. Поэтому следует немедленно отключить оборудование. При определенных разрушениях должна срабатывать автоматическая защита.

Актуальные новости

^ Наверх