Совершенствование электротехнической службы Бердюжского РЭС ОАО "Тюменьэнерго"

Рисунок 7.3 - Сушка трансформатора токами нулевой последовательности.

Трансформаторы, применяемые в сельском хозяйстве, имеют 12-ю группу соединения обмоток. В этом случае очень удобно использовать в качестве намагничивающей обмотку НН трансформатора, которая имеет выведенную нулевую точку.

При сушке трансформатора током нулевой последовательности (ТНП) нагрев происходит за счет потерь: в меди намагничивающей обмотки, в стали магнитопровода и его конструктивных деталей, в баке от действия потоков нулевой последовательности.

Примерно 1/3-1/2 мощности приходится на потери в намагничивающей обмотке и в стали выемной части, а остальная часть - на потери в баке трансформатора. Таким образом, при сушке трансформаторов ТНП имеются внутренние и внешние источники тепла. Тепловой поток за счет хотя и незначительных по величине потерь в намагничивающей обмотке направлен из обмотки в окружающую среду. Такое же направление имеет и поток влаги. То же самое можно сказать относительно потерь в стали выемной части и выхода влаги из ее изоляции. Относительно оставшейся свободной обмотки перечисленные выше источники тепла являются внешними. Однако и здесь следует учитывать специфику расположения обмоток трансформатора. Внутренней на сердечнике трансформатора является обмотка НН, т. е. намагничивающая обмотка.

Применительно к окружающей среде потоки тепла от потерь в стали и намагничивающей обмотке направлены от центра к баку: точно так же направлен и поток влаги из изоляции выемной части трансформатора – налицо положительный градиент тепла. Потери в баке служат внешним источником тепла.

Таким образом, сушка трансформаторов ТНП является как бы сочетанием двух способов сушки: током короткого замыкания и потерями в собственном баке. При этом удачно сочетаются положительные качества того и другого способа сушки, а именно: существующий внутренний источник тепла и возможность сушки трансформатора в условиях эксплуатации непосредственно на месте установки.

Если при сушке трансформатора потерями в баке воздушная подушка между выемной частью и баком играла отрицательную роль, препятствуя разогреву выемной части, то в данном случае роль воздушной подушки положительна. Воздушная - подушка, являясь теплоизоляцией, препятствует увеличению потерь тепла выемной части в окружающую среду и ускоряет разогрев выемной части, а следовательно, сокращает общее время сушки трансформатора.

Такую же положительную роль играют и потери в баке трансформатора. Кожух бака является тепловым барьером между выемной частью трансформатора и окружающей средой и выполняет роль, подобную воздушной подушке. Поэтому если при сушке трансформаторов потерями в собственном баке необходимо наложить на бак теплоизоляцию, то при сушке трансформаторов ТНП теплоизоляции не требуется. Отпадает довольно трудоемкая операция и сокращается время подготовки трансформаторов к сушке, а значит, уменьшается и общее время сушки.

Мощность и напряжение, необходимые при сушке ТНП, определяются следующим образом.

Мощность сушки

Ро=РF,                                                                                          (7.10)

где F - полная поверхность бака трансформатора, м2;

P - удельный расход мощности, кВт/м2.

Для трансформаторов без тепловой изоляции бака, сушка которых протекает при температуре выемной части 373-383о К (100-110о С) и окружающей среды 283-293о К (10-20о С), значение удельного расхода мощности можно принять равным 0,65-0,9 кВт/м2. Меньшее значение удельной мощности принимают для трансформаторов меньшей мощности.

Для трансформаторов с медными обмотками мощностью до 1000 кВт существует следующая зависимость мощности сушки от номинальной мощности трансформатора:

 кВт                                                                               (7.11)

где Рн - номинальная мощность подвергающегося сушке трансформатора, кВт.

Напряжение сушки определяется из выражения:

при соединении намагничивающей обмотки в звезду и при соединении намагничивающей обмотки в треугольник:

где Z0 - полное сопротивление нулевой последовательности фазы обмотки;

cos=0,2-0,7.

Чем больше мощность трансформатора, массивнее детали его внутреннего крепежа, толще стенки бака, меньше расстояние между магнитопроводом и баком, тем больше значение cos. Для трансформаторов от 50 до 1000 кВт с гладкими и трубчатыми баками cos= 0,5 - 07.

Фазовый ток сушки, необходимый для выбора измерительных приборов и сечения подводящих проводов, может быть определен из выражения:

для трансформаторов с трубчатыми баками.

Сушка трансформаторов ТНП характеризуется почти одинаковым нагревом отдельных элементов выемной части, т. е. обмоток ВН и НН и сердечника. Наиболее нагретой является обмотка НН, если она используется в качестве намагничивающей. Близкий, а иногда и равный ей нагрев наблюдается у сердечников некоторых трансформаторов. Несколько меньший нагрев имеет обмотка ВН. Поэтому температуру выемной части трансформатора при его сушке следует контролировать по температуре обмотки НН. Перепад температуры по высоте элементов (обмоток и сердечника) зависит от конструкции выемной части: высоты и толщины обмоток и вертикальных вентиляционных каналов в них.

В трансформаторах с высокими обмотками малой толщины, не имеющих вентиляционных каналов в самой обмотке, перепад температур составляет 10-15, в трансформаторах, имеющих малую высоту обмоток вентиляционные каналы, этот перепад равен 5 - 10.

Сушка трансформаторов ТНП имеет свои особенности. За счет потоков нулевой последовательности нагреваются бак и стальные детали крепления выемной части трансформатора. Температура нагрева бака по его высоте не одинакова. Максимальный нагрев стенок бака наблюдают в области, лежащей против середины обмоток. Учитывая достаточно большое расстояние между обмоткой ВН и баком, а также теплоизоляцию в виде воздушной подушки, при сушке можно допускать максимальную температуру нагрева бака трансформатора несколько выше допускаемой температуры нагрева обмоток. Но такие случаи наблюдаются очень редко и только в трансформаторах большой мощности.

Вертикальные шпильки между верхними и нижними консолями выемной части выполняют при сушке роль магнитных шунтов для потоков нулевой последовательности. При относительной близости шпилек к сердечнику трансформатора температура их нагрева при сушке может превысить 383 - 393 К (110 – 120о С) и достичь 423- 433 К (150 – 160о С). Но учитывая небольшие размеры шпилек и малый поток тепла, возникающий от потерь в шпильках, такой нагрев абсолютно безопасен.

Сушку трансформаторов целесообразно проводить при естественной циркуляции воздуха. Для этого нужно вывернуть спускную пробку и оставить открытыми все отверстия на крышке бака. В одно из отверстий на крышке бака можно установить газовую трубу длиной 1-1,5 м для дополнительной тяги воздуха из бака и ускорения сушки изоляции. Чтобы облегчить сток конденсата, верхний конец вытяжной трубы загибают на 180о.

При подготовке к сушке трансформаторов выполняют следующие операции.

1. Удаляют масло из бака.

2. Поднимают выемную часть трансформатора и очищают сердечник и обмотки от остатков масла, шлама и грязи.

3. Насухо протирают внутреннюю поверхность бака.

4. Устанавливают на обмотках и сердечнике дистанционные термометры с пределом измерения до 423 К (150оС), имеющие надежный тепловой контакт с измеряемым объектом.

5. Опускают выемную часть трансформатора в бак.

6. Собирают схему сушки.

7. Ограждают трансформатор и вывешивают предупреждающие плакаты.

Производят первые измерения сопротивления изоляции и заносят в журнал сушки.

8. Подают напряжение на намагничивающую обмотку и начинают наблюдать за процессом сушки.

Сопротивление изоляции трансформатора в процессе сушки претерпевает такие же изменения, как и сопротивление изоляции электрических машин во время сушки. Окончив сушку, трансформатор отключают от источника питания. После охлаждения трансформатора до температуры 323-333 К (50-60оС) в него заливают сухое масло. После остывания трансформатора до температуры окружающей среды, но не ранее 3-4 часов после заливки в него масла измеряют и заносят в паспорт трансформатора сопротивление изоляции обмоток.

Недостатком этого способа сушки является то, что необходимо иметь источник питания не стандартных напряжений. Для сушки распределительных трансформаторов сельскохозяйственного назначения источником питания может служить сварочный трансформатор.

При любой сушке трансформаторов необходимо соблюдать правила техники безопасности, так как выводы обмотки ВН могут находиться под большим напряжением относительно земли.

7.3 Сушка трансформаторов током короткого замыкания

Обмотку низшего напряжения обычно закорачивают, а к обмотке высшего напряжения подводят пониженное напряжение, то есть напряжение нагрева, значение которого равно напряжению короткого замыкания UK (рис. 7.4). Тепло, необходимое для нагрева трансформатора, получается за счет потерь в обмотках. Потерями в стали сердечника можно пренебречь, так как поток в стержнях трансформатора при нагреве его токами короткого замыкания (т.к.з.) составляет всего 5-10% от потока при нормальной работе трансформатора.

Рис. 7.4 Схема нагрева трансформатора токами короткого замыкания

Полная мощность нагрева трансформатора (кВА), выраженная в процентах, равна напряжению короткого замыкания. С увеличением мощности и напряжения трансформатора возрастает напряжение короткого замыкания, а следовательно, и полная мощность нагрева. Однако активная мощность нагрева трансформатора (кВт), выраженная в процентах, равна активной составляющей напряжения короткого замыкания и относительно уменьшается с увеличением мощности трансформатора.

При нагреве трансформаторов т.к.з. необходим тщательный контроль температуры обмоток. Внутренние части обмоток, нагрев которых обычно не контролируется, могут оказаться перегретыми, изоляция их может повредиться. Наружные же части обмоток могут оказаться недостаточно нагретыми. При нагреве трансформатора температура, измеренная на поверхности обмотки в наиболее нагретом месте, не должна превышать 85оС.

Для уменьшения перегрева обмоток нагрев трансформаторов т.к.з. обычно проводят в масле. Но длительный нагрев, как правило, приводит к интенсивному старению и даже порче масла. С учетом высокой стоимости масла, которое требует замены после сушки, сушка трансформатора т.к.з. оказывается крайне невыгодной, и поэтому ее не рекомендуется применять.

Трансформаторы малой и средней мощности можно сушить т. к. з. без масла при интенсивном охлаждении (вентиляции) обмоток и тщательном контроле температуры нагрева обмоток.

Контроль при сушке трансформатора. При сушке трансформатора необходимо периодически, через каждый час, измерять напряжение, мощность и ток сушки, сопротивление изоляции между обмотками и между обмотками и корпусом (баком), температуру обмоток и сердечника трансформатора.

Температуру обмоток и сердечника в нашем случае измеряют при помощи термодетекторов, установленных в наиболее нагреваемых местах.

Температура нагрева, измеренная термодетектором

где R2 и R1 соответственно сопротивления термодетектора в нагретом и холодном состоянии;

tо- температура окружающей среды.

Максимальная температура обмоток трансформатора в процессе сушки не должна превышать 105-1150С. Снижать температуру нагрева можно изменением напряжения сушки или кратковременным отключением трансформатора от источника питания.

Сопротивление изоляции нужно измерять мегомметром на 1000 или 2500 В. При этом, температуру и сопротивление изоляции измерять на отключенном от сети трансформаторе.

При высококачественной изоляции трансформатора установившееся в конце сушки ее сопротивление не должно быть ниже данных заводских измерений (при той же температуре нагрева) более чем на 30%.

8. Безопасность жизнедеятельности

Задачей раздела «Безопасность труда » в дипломном проекте является разработка организационных и технических решений, которые создают безопасные условия труда для работающих. Выполнение норм и правил по безопасности труда обеспечивает необходимую электробезопасность, пожаробезопасность и взрывобезопасность электроустановок, комфортную среду на рабочих местах операторов, ведущих производственный процесс и работников, обслуживающих производственные установки. [12].

8.1 Общая характеристика РЭС

Бердюжский район электрических сетей является одним из структурных подразделений Ишимских сетей ОАО ЭиЭ «Тюменьэнерго».

Бердюжский РЭС находится на территории Бердюжского района Тюменской области около 400 км. от г. Тюмени.

Климат                                            - резко- континентальный.

Минимальная температура            - -32°С

Максимальная температура          - +42оС

Среднегодовая температура                   - +25оС

Число грозовых часов в году                 - 60+80

Глубина промерзания грунта                 - 2,9 м.

Грунт в основном                           - суглинок и глина.

Преобладающие ветры                           - северо-западные

Район по ветру                      - II (скоростной напор по ветру 35 кгс/м2)

Район по гололеду                - II (толщина стенки гололеда-10 мм).

На территории производственной базы РЭС располагаются: администрация РЭС, мастерский участок и ОВБ, гр. ЛЭП и п/ст 35-220 кВ., гостиница, башня Рожновского, насосная башня, эстокада.

Количество сотрудников Бердюжского РЭС на 01.01.2004 г. составляло 104 человека, в том числе рабочих 84 человека, руководителей 11, специалистов 7. Объем обслуживания электрооборудования 9096 у.е. Оперативное обслуживание сетей ведут оперативно-выездные бригады.

Потребляемая мощность производственной базы РЭС составляет 75 кВт.

Энергоснабжение осуществляется от трансформаторной под станции типа КТП -100-10-81У1- мощностью 100 кВА. База технического обслуживания подключена к трансформаторной подстанции при помощи четырех проводной трехфазной кабельной линии марки - ААБл 4х50.

Категория электроснабжения - III.

За рассматриваемый период в РЭС был зарегистрирована одна производственная травма.

8.2 Мероприятия по производственной санитарии

Территория базы в местах передвижения транспортных средств и людей имеет асфальтовое покрытие.

Для сбора поверхностных замазученных стоков предусмотрены специальные нефтеловушки. На производственной базе созданы условия для отдыха и личной гигиены: комнаты отдыха, душевые, умывальники, сан узлы. Уборку бытовых, производственных и административных помещений производит обслуживающий персонал, а территории - персонал РЭС на закрепленных участках. Нормы бесплатной выдачи спецодежды, обуви, средств индивидуальной защиты приведены в таблице 8.1

Таблица 8.1. Нормы бесплатной выдачи спецодежды, обуви и других средств индивидуальной защиты (для одного работника)

При необходимости норма может быть дополнена другими видами спецодежды необходимых для работ.

8.3 Защитные меры в электроустановках

Помещения базы технического обслуживания и ремонта электрооборудования по степени опасности поражения людей, исходя из микроклимата и конструктивных особенностей помещений, согласно п.п. 1.1.7. и 1.1.13.[ 13 ] относятся к влажным с повышенной опасностью.

Характеристика помещений приведена в таблице 8.2.

Таблица 8.2 Характеристика помещений

Обеспечение элекгробезопасности в помещениях БТОР достигается занулением с повторным заземлением на вводе в базу:

1. Корпусов электромашин, трансформаторов, аппаратов;

2. Приводов электроаппаратов;

3. Каркасов распределительных щитов, щитов управления шкафов;

4. Металлических труб, в которых проложены электрические провода, металлические оболочки силовых кабелей;

5. Металлических корпусов передвижных и переносных электрических приёмников;

6. Электрооборудования, размещённого на движущихся частях станков, механизмов.

Присоединение должно о для осмотра и выполнено сварным или болтовым соединением. К выполнению сварочных работ допускаются лица, прошедшие обучение, инструктаж и проверку знаний требований безопасности, имеющих группу по электробезопасности не ниже II.

Кроме того, соблюдение мер безопасности при проведении работ на базе - это блокировка электродвигателя точильного станка, в случае поднятия защитного кожуха; применение защитного щита при выполнении сварочных работ; устройство ограждения на приводе сверлильного станка; применение деревянных щитов на рабочем месте у сверлильного и точильного станков.

Согласно п. 2.1.50. «Правил устройства электроустановок» для питания переносных и передвижных электроприёмников следует применять шнуры и гибкие кабели с медными жилами, имеющих общую изоляцию.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6