Отчет по практике в ОАО «Нижнекамскшина»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             3. Основная часть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Устройство  принцип работы и применение.

Трансформатор тока состоит  из первичной обмотки, магнитопровода, одной или нескольких вторичных  обмоток, изоляции, устройства для крепления  трансформатора на фундамент или  конструкцию.По конструкции первичной  обмотки различают трансформаторы тока одновитковые (стержневые) и многовитковые (петлевые, катушечные). Первичные обмотки  одновитковых трансформаторов тока выполняют шинами или токопроводящими  конструкциями на аппаратах, которые  образуют не полный виток. Типичным примером одновиткового трансформатора тока (далее ТТ) являются встроенные ТТ. Рис. 1

 

Основным недостатком  этих трансформаторов является низкая точность при малых измеряемых токах. Первичные обмотки многовитковых  трансформаторов тока выполняются  из нескольких витков, охватывающих сердечник  с наложенной на него вторичной обмоткой. Недостатком многовитковых трансформаторов  является увеличение веса и габаритов, сложность конструкции вследствие необходимости усиления изоляции витков первичной обмотки от витковых замыканий  при перенапряжениях и при  протекании токов К.З. Одновитковые трансформаторы тока изготавливаются  на первичные токи от 150А и более. Многовитковые

трансформаторы тока изготавливаются  на номинальные первичные токи от 5до 600А.По конструкции магнитопровода трансформаторы тока делятся на трансформаторы с одним или несколькими сердечниками. Первичная обмотка для всех сердечников  является общей, вторичная обмотка  для каждого сердечника отдельная. Сердечники могут иметь разный или  одинаковый класс точности и перегрузочной  способности для раздельного  включения измерительных приборов и релейной защиты. По способу установки трансформаторы тока различают на проходные и опорные. В особую группу можно выделить встроенные трансформаторы тока, устанавливаемые внутри других аппаратов.По роду установки трансформаторы тока делятся на трансформаторы тока наружной установки и трансформаторы тока внутренней установки. Работа трансформатора тока основана на принципе электромагнитной индукции. При протекании тока в первичной обмотке, во вторичной обмотке возникает ЭДС. Число витков вторичной обмотки во много раз больше числа витков первичной обмотки. Сопротивление вторичной обмотки из-за большого количества витков в ней велико, а суммарное сопротивление нагрузки подключенной к ней во много раз меньше. Следовательно, особенностью трансформатора тока является работа в режиме короткого замыкания и величина тока в первичной обмотке не зависит от нагрузки вторичной цепи, а определяется исключительно током нагрузки первичной цепи, в которую он включен последовательно (у силовых трансформаторов с изменением вторичного тока меняется и первичный ток).Если у находящегося в работе трансформатора тока (при протекании тока в первичной цепи) разомкнуть вторичную цепь, то из-за исчезновения вторичного тока суммарный магнитный поток в сердечнике, который является разностью магнитных потоков от первичного и вторичного токов резко возрастет. Значительное увеличение магнитного потока приводит к сильному нагреву сердечника вследствие возросших потерь в стали, результатом чего обычно является перегрев изоляции обмоток и повреждение трансформатора тока. Кроме того, во вторичной обмотке наводится значительная ЭДС, пики которой могут достигать нескольких тысяч и даже десятков тысяч вольт (увеличиваются с увеличением коэффициента трансформации трансформатора тока). Соответствующие пики напряжения появляются на зажимах разомкнутой вторичной обмотки трансформатора тока, что опасно для обслуживающего персонала и для изоляции приборов и реле. Из этого следует, что в эксплуатации ЗАПРЕЩАЕТСЯ разрывать вторичную цепь, находящегося в работе трансформатора тока. Проходные

трансформаторы тока предназначены  только для закрытых распределительных  устройств и могут быть использованы для установки в проемах стен и перекрытий вместо проходных изоляторов. При необходимости их устанавливают  и на металлические  конструкции  распределительных устройств. Проходные  трансформаторы тока могут иметь  один или два сердечника со вторичными обмотками одинаковых или разных классов точности.

Пример обозначения ТПОЛ - 10 - 1000/5:

Т - трансформатор тока;

П – проходной;

О - одновитковый (при отсутствии обозначения - многовитковый);

Ф - фарфоровая изоляция (Л - изоляция из литой синтетической  смолы);

У - усиленный к воздействиям токов короткого замыкания;

10 - номинальное напряжение, кВ;

1000 - номинальный первичный  ток, А;

5 - ток во вторичной  обмотке, А.

Опорные трансформаторы тока предназначены для установки  на конструкциях распределительных  устройств и могут быть установлены  для внутренних и наружных установок. Некоторые типы опорных трансформаторов  тока могут использоваться в качестве проходных, например ТПЛ-10. К этой группе относятся трансформаторы тока типа ТВК, ТВЛМ и т.д. Опорные фарфоровые трансформаторы тока для наружных установок в основном применяются для классов напряжения 35кВ и выше. Обмотки таких трансформаторов тока помещены в фарфоровый корпус, залитый трансформаторным маслом. Корпус укреплен на металлическом цоколе с герметичным уплотнением. На верхнем торце фарфорового корпуса герметично закреплен металлический расширитель с крышкой, снабженный маслоуказательным стеклом и воздухоосушительным фильтром. Сердечник со вторичной обмоткой закреплен на цоколе. Первичная обмотка охватывает сердечник со вторичной обмоткой, как два кольца, продетые одно в другое - выполнение обмоток в виде восьмерки. Первичная обмотка изолирована от заземленной вторичной обмотки и ее сердечника на полное напряжение

установки по отношению к  земле. В качестве изоляции использована кабельная бумага и трансформаторное масло (бумажно-масляная изоляция).

Пример обозначения ТФНД, ТФЗМ

ТФНД - 110/500/5

Т - трансформатор тока;

Ф - фарфоровая изоляция;

Н - наружной установки;

110 - номинальное напряжение, кВ;

500 - номинальный первичный  то, А;

5 - номинальный вторичный  ток, А.

Кроме опорных фарфоровых трансформаторов тока наружных установок  на класс напряжения 110кВ применяются  трансформаторы тока с элегазовой изоляцией. Трансформатор состоит из металлического основания, форфоровой или силиконовой  покрышки и головной части, в которой  расположена магнитная система. В основании трансформатора расположена  коробка выводов вторичных обмоток, закрытая крышкой.Трансформатор снабжён  сигнализатором плотности газа. Сигнализатор имеет две сигнальные цепи с контактами, которые при номинальной плотности  газа (0,5+ 0,01 МПа) внутри трансформатора находятся в разомкнутом состоянии. Сигнализатор не реагирует на снижение давления газа в результате изменения  температуры окружающего воздуха. Если происходит утечка газа, т.е. снижается  его плотность, стрелка сигнализатора  отклоняется от номинального значения. При снижении давления до 0,45 МПа  замыкается первая пара контактов, которая  заведена в цепь предупредительной  сигнализации.  При снижении давления до 0,43 МПа замыкается вторая пара контактов, которая заведена в цепь аварийной  сигнализации. После поступления  предупредительного сигнала трансформатор  должен быть осмотрен на предмет определения  причины утечки элегаза. Если причина  установлена и устранена или  не установлена, то должна быть проведена  подкачка трансформатора элегазом до восстановления номинального давления (подкачка производится на отключённом  аппарате). Аварийный сигнал позволяет  определить степень утечки элегаза: если он поступает в

течении суток после поступления  предупредительного, то утечки большие, и трансформатор должен быть отключён от сети как можно скорее, т.к. при  дальнейшем снижении давления возможен его внутренний пробой в случае появления  перенапряжения, и трансформатор  становится не ремонтнопригодным. Контакты аварийной сигнализации могут быть заведены в цепь автоматического  отключения соответствующего выключателя. Трансформатор снабжён защитной мембраной, которая разрушается при скачкообразном повышении давления газа в случае дуговых перекрытий внутри аппарата, тем самым предохраняя его от разрыва. Мембрана расположена на голове и прикрыта защитным кожухом. В настоящее время поставляются измерительные трансформаторы тока с элегазовой изоляцией типа: ТРГ-110кВ, TG-145кВ.Встроенные трансформаторы тока, т.е. устанавливаемые внутри различных электрических аппаратов и трансформаторов наиболее широко применяются в электроустановках 35кВ и выше. Такие трансформаторы тока устанавливаются в силовые трансформаторы, высоковольтные выключатели, а также на линейные вводы. Встроенный трансформатор тока состоит из тороидального сердечника с наложенной на него вторичной обмоткой, который надевают на изолированную токоведущую часть аппарата, используемую в качестве первичной обмотки трансформаторов тока. В масляных выключателях и силовых трансформаторах трансформаторы тока укрепляют под их крышкой на проходных изоляторах или на маслонаполненных вводах. Первичной обмоткой служит токоведущий стержень изолятора или ввода. В масляных выключателях и силовых трансформаторах, как правило, устанавливают по два трансформатора тока, на линейных вводах могут устанавливаться до трех трансформаторов тока. Тип таких трансформаторов ТВ-35,110кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2  Возможные  неполадки и их причины, способы устранения неполадок.

В процессе эксплуатации трансформаторов  могут возникнуть различные неполадки, нарушающие тем или иным образом  нормальную работу трансформаторов. Неполадки  можно разделить на два вида: не препятствующие оставлению трансформатора в работе и препятствующие работе трансформатора. Последние, как правило, вызывают действие релейной защиты и трансформатор автоматически отключается от электросети или от источника электроэнергии. К такого рода неполадкам относятся: повреждения изоляции обмоток, повреждения магнитопровода, вводов, переключателей ответвлений и других частей, вызывающие пробои изоляционных промежутков и короткие замыкания на корпус или между фазами и выделение газа.

 После отключения трансформатора  от действия релейной защиты  повторное его включение в  работу может быть допущено  в исключительных случаях —  если нет внешних видимых признаков  повреждения, а трансформатор  отключился от действия только  газовой или только дифференциальной  защиты, если в газовом реле  нет выделившегося газа и необходимо  срочно восстановить питание  потребителей. Если имеется возможность  допустить перерыв в питании  потребителей  (или питать от другого источника), следует произвести не только тщательный осмотр трансформатора, но и проверку изоляции обмоток мегомметром, соблюдая требования техники безопасности.

 Во всех случаях,  когда при отсутствии внешних  повреждений измерение изоляции  показывает поврежденную изоляцию  или понижение ее значения, включение  трансформатора без внутреннего  осмотра не допускается. Ряд  повреждений в трансформаторе  не вызывает немедленного отключения  от действия защиты. К таким  повреждениям относятся, например, некоторые витковые замыкания,  повреждения изоляции листов  стали или стяжных шпилек магнитопровода. Витковые замыкания могут происходить  вследствие местного нагрева  в об-

 мотке, например из-за  перекрытая шламом вентиляционного  масляного канала; витковые замыкания  также могут происходить вследствие  динамических воздействий при  сквозных коротких замыканиях, когда  отдельные витки сближаются и  изоляция витков может повредиться  в местах, где произведена транспозиция  проводников или если на

элементарных проводниках имеются заусенцы, прокалывающие витковую изоляцию.

 Поэтому после коротких  замыканий в  сети, особенно  вблизи от трансформаторов, следует  через некоторое время осмотреть  трансформатор. При возникновении  виткового замыкания происходит  сильный нагрев места замыкания  (меди проводников) из-за большой  величины тока между замкнувшимися  проводниками. Это влечет перегрев  и разложение масла, окружающего  место повреждения, с выделением  газообразных продуктов разложения  масла.

 Газы собираются в  газовом реле. Таким образом, появление  замыкания может быть обнаружено  но действию газовой защиты. Если  нагрев в месте замыкания не  очень сильный, газ будет выделяться  медленно и зашита подействует  на сигнал. При бурном выделении  газа (если ток замыкания велик) возможно действие защиты и на отключение.

 При повреждении изоляции  стали магнитопровода или стяжных  шпилек в двух местах возникает  коротко замкнутый контур, по  которому проходят паразитные  вихревые токи. Эти токи достигают  значительной величины и сильно  разогревают отдельные листы  стали, шпильки и другие детали  настолько, что изоляция, прилегающая  к этим деталям, обугливается. Такой нагрев приводит к разложению  масла и выделению газа. Поэтому  и этот вид повреждения может  быть выявлен с помощью газовой  защиты.

 Витковые замыкания  обычно приводят к последующим  повреждениям и перекрытию главной  изоляции и выгоранию части  обмотки, а повреждения магнитопровода  приводят к так называемому  «пожару стали» со значительным  объемом повреждения стали магнитопровода.

 Внутренние повреждения  крупных трансформаторов могут  быть вызваны причинами двух  видов: так называемыми заводскими  дефектами, т. е. недостатками  конструкции или технологии изготовления, и нарушениями требований по  монтажу, ремонту или обслуживанию. В то время как недостатки  технологии, монтажа, ремонта проявляются  на отдельных трансформаторах,  недостатки конструкции сопутствуют  всем трансформаторам данного  типа или серии (до тех пор,  пока не будет внесено соответствующее  изменение в техническую документацию, основанное на опыте эксплуатации). Наиболее часто встречающимся  недостатком является

чрезмерный перегрев крайних  витков обмотки НН, вызванный тем, что проходящий через витки в  радиальном направлении поток рассеяния  создает вихревые токи, дополнительно  нагревающие провода крайних  витков, если они выполнены проводом, имеющим значительный размер в направлении  оси обмотки. Единственным способом устранения такого недостатка является замена обмотки НН целиком на обмотку  с крайними витками, выполненными из провода с малой высотой. Могут  быть заменены только крайние витки, но это требует более сложной  технологии ремонта и менее надежно.

 В трансформаторах,  имеющих на крайних и входных  катушках обмотки ВН и па  крайних катушках обмотки НН  дополнительную бумажную изоляцию, выявляется недопустимый нагрев  катушек с дополнительной изоляцией  вследствие того, что происходит  разбухание в горячем масле  недостаточно плотно наложенной  дополнительной изоляции и заполнение  ею масляных междукатушечных  каналов. Уменьшение (или полное  закрытие) канала приводит к ухудшению  или прекращению циркуляции масла  в таком канале и, следовательно,  к ухудшению охлаждения, т. е.  к перегреву катушек с дополнительной  изоляцией, доходящему при длительной  эксплуатации до обугливания  изоляции. Особенно интенсивно это  явление сказывается на катушках  верхней части обмотки, как  более нагретых в верхних слоях  масла. Единственным способом  устранения такого дефекта является  замена катушек с дефектной  дополнительной изоляцией катушками,  на которых изоляция после  наложения запекается и превращается  в монолитную и неразбухающую  (в  ряде случаев целесообразно  заменять всю обмотку).

 В некоторых трансформаторах,  главным образом на напряжение 330 и 500 кВ, могут возникать повреждения,  связанные с появлением так  называемого «ползущего разряда». Ползущий разряд представляет  собой