Eksploatacja transformatorów mocy

Transformatory mocy są integralnymi elementami systemu elektroenergetycznego. Elementy te pełnią bardzo ważną funkcję — przetwarzają energię elektryczną z jednej wartości napięcia na inną, która jest niezbędna do dalszego przesyłu energii lub do zasilania odbiorców końcowych.

Najważniejszym zadaniem elektroenergetyki jest utrzymanie normalnej i ciągłej pracy urządzeń, w tym także transformatorów mocy, co może zapewnić jedynie ich prawidłowa praca. W tym artykule szczegółowo rozważymy charakterystykę działania transformatorów mocy.

Wymagania instalacyjne dla transformatorów mocy

Przede wszystkim należy zauważyć, że poprawna i bezawaryjna praca transformatorów mocy jest możliwa tylko wtedy, gdy spełnione są wymagania dotyczące ich instalacji.

Transformatory z ochroną gazową zgodnie z projektem powinny być instalowane na podstawie urządzenia z lekkim spadkiem, tak aby górna pokrywa transformatora wznosiła się do przekaźnika gazowego o 1-1,5%, a rurociąg naftowy do ekspandera o 2-4% . Transformatory o mocy znamionowej do 1000 kVA z reguły nie są wyposażone w ochronę gazową, dlatego są instalowane bez spadku.

Najważniejszym warunkiem prawidłowej pracy transformatora mocy jest przestrzeganie znormalizowanego reżimu temperaturowego podczas jego pracy. Dlatego bardzo ważne jest spełnienie wszystkich wymagań producenta dotyczących instalacji transformatora. Głównym zadaniem w tym przypadku jest zapewnienie normalnej pracy transformatora pod obciążeniem, z uwzględnieniem ewentualnych zmian temperatury otoczenia.

Temperatura pracy transformatora

Pracę transformatora w normalnych warunkach temperaturowych zapewnia przede wszystkim konstrukcyjnie dostarczony układ chłodzenia. W związku z tym normalna praca transformatora mocy jest możliwa tylko wtedy, gdy serwisowanie i sprawne działanie układu chłodzenia.

Jeżeli transformator jest zainstalowany w komorze zamkniętej, to oprócz standardowego układu chłodzenia należy zapewnić skuteczną wentylację pomieszczenia. W przypadku transformatorów o małej mocy z reguły naturalna wentylacja jest ograniczona. W zależności od warunków lokalnych, charakterystyki transformatora mocy i jego wydajności, może być zapewniona wymuszona wentylacja nawiewno-wywiewna.Wydajność chłodzenia transformatora zależy od różnicy temperatur między powietrzem wlotowym i wylotowym — nie powinna przekraczać 15 stopni.

Odprowadzanie ciepła z uzwojeń transformatorów olejowych zapewnia olej transformatorowy, w którym umieszczone są uzwojenia tego urządzenia. Aby uniknąć uszkodzenia uzwojeń podczas pracy, należy przestrzegać wymaganego poziomu oleju w kadzi transformatora. Dlatego praca transformatora zapewnia monitorowanie poziomu oleju w konserwatorze kadzi transformatora. Poziom oleju musi mieścić się w dopuszczalnych granicach iw przybliżeniu odpowiadać temperaturze otoczenia, z uwzględnieniem aktualnego obciążenia transformatora.

Ponadto transformatory są wyposażone w termometry lub czujniki temperatury, które monitorują temperaturę górnych warstw oleju transformatorowego, który musi spełniać wymagania określonego układu chłodzenia.

Obciążenie transformatora

Sterowanie trybem obciążenia jest jednym z najważniejszych zadań w pracy transformatora mocy. Prąd obciążenia każdego z uzwojeń transformatora nie powinien przekraczać wartości nominalnej.Dopuszczalne są lekkie przeciążenia, których wielkość i czas trwania zależą od wielu czynników - dane te są wskazane w dokumentacji eksploatacyjnej.

Długotrwałe przeciążenie transformatorów ponad dopuszczalne normy negatywnie wpływa na żywotność transformatora.Dlatego w przypadku braku prądu należy wymienić transformator na mocniejszy, odpowiadający aktualnym potrzebom odbiorców.

W przypadku sezonowych zmian obciążeń bez zasilania, rozwiązaniem problemu byłoby zainstalowanie dodatkowego transformatora, który w razie potrzeby zaangażowany w pracę równoległą… Połączenie transformatorów do pracy równoległej jest możliwe tylko po spełnieniu kilku warunków:

• równość grup połączeń cewek;

• stosunek mocy znamionowej transformatorów wynosi nie więcej niż 1 do 3;

• równość napięć znamionowych (dopuszczalna jest różnica 0,5% między przekładniami);

• równość napięcia zwarcia (dopuszczalne odchylenie 10%);

• przestrzeganie faz podczas podłączania uzwojeń.

Bezpieczeństwo pożarowe w eksploatacji transformatorów mocy

Transformatory mocy są urządzeniami o zwiększonym zagrożeniu pożarowym. Dlatego podczas eksploatacji transformatorów mocy konieczne jest ścisłe przestrzeganie zasad bezpieczeństwa przeciwpożarowego.

W zamkniętej komorze lub na terenie otwartej rozdzielnicy, w której zainstalowany jest transformator, musi znajdować się niezbędny sprzęt przeciwpożarowy - skrzynie z piaskiem, gaśnice.

Dla transformatorów dużej mocy instalowane są specjalne automatyczne instalacje gaśnicze. W tym przypadku eksploatacja transformatorów obejmuje okresowe kontrole sprawności i konserwacji tych instalacji.

W przypadku transformatorów o dużej objętości oleju transformatorowego, w celu uniknięcia rozpryskiwania oleju w przypadku wycieku ze zbiornika, instalowane są specjalne odbiorniki oleju, które są połączone rurociągami ze zbiornikiem olejowym. W przypadku uszkodzenia transformatora cała ilość oleju dostanie się do miski olejowej.

W obiektach energetycznych szczególną uwagę przywiązuje się do szkolenia personelu obsługi w zakresie bezpieczeństwa pożarowego: organizowane są szkolenia, okresowo sprawdzana jest znajomość zasad bezpieczeństwa pożarowego, prowadzone są szkolenia przeciwpożarowe oraz opracowywane są specjalne schematy gaszenia pożarów z uwzględnieniem lokalnych warunków.

Ochrona transformatorów mocy

Pracę transformatorów mocy w deklarowanym okresie użytkowania zapewnia obecność urządzeń zabezpieczających, których głównym zadaniem jest ochrona transformatorów przed niepożądanymi przeciążeniami i uszkodzeniami wewnętrznymi.

Dlatego eksploatacja transformatorów obejmuje również terminowe przeglądy i konserwację zabezpieczeń przekaźników oraz elementów automatyki transformatorowej.

Sposób eksploatacji transformatorów mocy w obiektach elektroenergetycznych

Aby zapewnić ciągłą i długotrwałą pracę, eksploatacja transformatorów mocy w podstacjach obejmuje następujące środki:

• wykonywanie przeglądów okresowych sprzętu;

• wykonywanie planowych przeglądów i przeglądów;

• rozwiązywanie problemów po sytuacjach awaryjnych.

Częstotliwość przeglądów transformatorów zależy od rodzaju instalacji elektrycznej.W instalacjach elektrycznych ze stałą obsługą dyżurną przegląd przeprowadza się raz dziennie, bez stałej obsługi co najmniej raz w miesiącu, a transformatorów w punktach rozdzielczych – raz na 6 miesięcy.

W zależności od warunków pracy transformatora, w szczególności trybu obciążenia, temperatury otoczenia oraz ogólnego stanu technicznego urządzeń, częstotliwość przeglądów może ulec zmianie.

W sytuacjach awaryjnych, po zadziałaniu zabezpieczenia lub nagłej zmianie temperatury otoczenia, przeprowadzane są kontrole nadzwyczajne transformatora.

Transformatory są sprawdzane bez ich wyłączania. Podczas sprawdzania transformatora mocy sprawdzane są:

• odczyty czujników temperatury, poziom oleju w ekspanderze i zgodność tych danych ze średnią dzienną temperaturą otoczenia, z uwzględnieniem wielkości obciążenia transformatora mocy;

• brak zewnętrznych trzasków wewnątrz kadzi transformatora, odgłosy, które nie są typowe dla normalnej pracy transformatora;

• integralność przewodu uziemiającego (szyny);

• integralność i brak zanieczyszczeń izolatorów przepustów, ciśnienie oleju i brak wycieków przy uszczelnionych przepustach;

• stan szyn zbiorczych i połączeń stykowych, brak ich ogrzewania;

• brak wycieków oleju z kadzi transformatora, rurociągów i innych elementów konstrukcyjnych;

• stan sygnału żelu krzemionkowego w osuszaczu powietrza;

• użyteczność i prawidłowe działanie urządzeń do uzdatniania oleju, urządzeń chłodzących;

• w obecności wyłącznika obciążenia - zgodność z położeniem wyłącznika wyłącznika napędu znajdującego się na transformatorze oraz wskaźnika znajdującego się na panelu zabezpieczeń, sterowania i automatyki;

• również na panelu ochronnym sprawdzane są odczyty urządzeń - poziomy prądu obciążenia i napięcia z każdej strony, brak zewnętrznych sygnałów z ochrony i automatyki, zgodność położeń urządzeń przełączających z normalną pracą sprzęt.

Eksploatacja transformatorów obejmuje również kontrolę poziomów napięć w odbiorniku. W przypadku odchyłki napięcia poza dopuszczalne wartości, napięcie jest regulowane przez przełączanie zaczepów uzwojenia za pomocą pozaobwodowych przełączników zaczepów lub urządzeń przełączających obciążenie.