Сушка активной части трансформатора: что это такое, как выполняют, способы сушки, меры безопасности

Изоляционный материал трансформатора при соприкосновении с атмосферой или в увлажненном баке впитывает влагу. Это приводит к более быстрому разрушению изоляции, что приводит в негодность силовое оборудование. Допустимая продолжительность пребывания активной части на воздухе ограничено, поэтому при ремонте обмотки должны подвергаться сушке.

Способы сушки трансформатора

Сушку активной части трансформатора осуществляется несколькими наиболее распространенными способами:

1. Сушка в вакуумном шкафу. Представленный метод распространен в производственных цехах специализированных заводов. Указанный вариант не применим на уже эксплуатируемых силовых установках.
2. Сушка индукционными потерями в собственном баке под вакуумом и без него. Является наиболее распространенным и популярным методом, который отличается высокой эффективностью и мобильностью.
3. Сушка в специальной камере через нагрев воздуходува. Согласно нормативным документам подобная технология запрещена к использованию, так как имеются повышенные риски пожарной опасности.
4. Сушка током нулевой последовательности. Представленное решение пользуется популярностью благодаря меньшим потерям электроэнергии. Но здесь также существуют ограничения по применению.

Рассмотрим наиболее распространенные варианты сушки подробно с учетом нюансов проведения.

Сушка трансформаторов индукционными потерями

Наиболее распространенный способ, который применим при выполнении ремонтных работ на силовом оборудовании. Предполагает наматывание намагничивающей обмотки, на которую подают переменный ток. Это приводит к формированию магнитного потока, что приводит к появлению вихревых токов. Последние нагревают бак и косвенно активную часть трансформатора. Для большей эффективности бак утепляют изоляционными материалами.

Провод подсоединяется по всей длине обмоток с отступом от 20 до 60 мм, что зависит от марки и типа трансформатора (периметр бака, толщина стенок). Последнее можно рассчитать по формуле. Большие трансформаторы часто сушат комбинированными методами, к примеру, подогревают дно воздуходувами для более быстрого прогревания. Перед запуском сушки обязательно проводятся подготовительные работы: бак очищают от остатков масла, вытирают насухо салфетками.

Сушка токами нулевой последовательности

Представленный метод основан на нагреве активной части через потери на вихревые токи, которые появляются в массивных стальных конструкциях. Силовые линии магнитного поля должны замыкаться стальными стержнями, которые и отвечают за сушку трансформатора. Существует несколько схем подключения, при этом в некоторых случаях методику применять нельзя. Запрещено использовать сушку для броневых силовых установок со стержневой магнитной системой при разных схемах соединения обмоток.

Если нулевого вывода нет, то делается временный. При соединении звезда-треугольник, последний разъединяют, оставляя звезду открытой. Как и при других методах, важно провести предварительную чистку активной части и бака от масла. Внутри обычно устанавливают приборы для измерения температуры. Наблюдающий за сушкой обязан каждый час вести журнал, в котором отражать сопротивление изоляции, температуру и напряжение.

ПБ и ТБ при сушке активной части трансформатора

При выполнении работ должны выполняться мероприятия по технике безопасности и пожарной безопасности:

На месте работ запрещает курение и огневые работы. Сварка и пайка должна осуществляться только в специально отведенном месте с учетом расстояний.

Непосредственно у трансформатора следует выставлять первичные средства пожаротушения. Сюда относятся огнетушители, ящики с песком, ведра.

На территории следует проводить уборку, на земле или в помещениях не должен находиться легковоспламеняющийся материал (дерево, бумага и так далее).

ГСМ и другие легковоспламеняющиеся жидкости должны находиться в закрытой таре или специальной посуде.

Все части электроустановки должны быть заземлены. Условия работы определяются техническими мероприятиями, которые определяются мастерами.

При работе в помещении должны соблюдаться меры по обеспечению работоспособности вентиляционной системы.

Измерение сопротивлений и проведение испытаний осуществляется только при отключении трансформатора напряжения. При работе в баке используются переносные лампы не более 24 В.

Важно назначать дежурного из числа квалифицированных рабочих. При возникновении пожара следует поднять тревогу, вызывать МЧС, а также приступить к тушению пожара. Тушение водой не допускается.

Среди прочего зона трансформатора должна быть ограждена. На ограждении вывешиваются плакаты «Стой напряжение», «За ограждение не входить».

Контрольный прогрев и подсушка

Перед проведением испытаний лабораторией проводится контрольный прогрев и подсушка. Длительность этого этапа составляет 48 часов при температуре не менее 80 градусов. Обычно процедура осуществляется в следующей последовательности:

1. Часть масла вливается, верхнее ярмо должно остаться закрыто.
2. Отключается система охлаждения, запускаются насосы для перемешивания масла.
3. Бак трансформатора заземляется, присоединяется выпрямительное устройство.
4. Устанавливаются приборы измерения температуры. Также заземляются обмотки, которые не подключены к выпрямителю.
5. Мегомметром проводится измерение сопротивления изоляции полученной схемы.
6. Включается охлаждение, подается напряжение на силовую установку. Включение производится каждый 1,5 минуты, измеряются технические характеристики.
7. После проверки производится включение прогрева на 1 час каждые 3-4 часа. При этом ведется контроль основных параметров.

Через 5-7 часов после завершения прогрева осуществляется измерение изоляционных свойств активной части трансформатора.

Источник

Сушка трансформаторов

В условиях эксплуатации получили распространение наиболее экономичные и удобные методы сушки трансформаторов — индукционный и токами нулевой последовательности. Сушка может проводиться при любой температуре окружающей среды, но со сливом масла из бака.

Для проведения сушки индукционным методом (рис. 1) на бак трансформатора (1) изолированным проводом наматывают обмотку (2). Чтобы получить более равномерное распределение температуры внутри бака, намагничивающую обмотку наматывают на 40 — 60 % высоты бака (снизу), причем на нижней части витки располагаются плотнее, чем на верхней.

Расчет обмотки выполняется следующим образом.

Число витков ω = UA/ l , где U — напряжение источника питания, В, l — периметр бака, м, А — коэффициент, зависящий от удельных потерь, м/В.

Рис. 1. Схема сушки трансформатора потерями в баке

Значение коэффициента А для различных удельных потерь мощности

ΔP	А	ΔP	А
0,75	2,33	1,4	1,74
0,8	2,26	1,6	1,65
0,9	2,12	1,8	1,59
1,0	2,02	2,0	1,54
1,1	1,92	2,5	1,42
1,2	1,84	3,0	1,34

Коэффициент удельных потерь определяется по формуле

ΔP = k т( F/F о)(θ-θо) ,

где k т — коэффициент теплоотдачи (для утепленного бака k т=5, для неутепленного k =12 кВт/м 2 х°С), F — площадь поверхности бака трансформатора, м2, Fо — площадь поверхности бака, занятая обмоткой, м2, θ — температура нагрева бака (обычно 105 °С), θо -температура окружающей среды, °С.

С использованием ΔP определяется ток в обмотке

Для трансформаторов с ребристым баком cos φ = 0,3, а для трансформаторов с гладкими и трубчатыми баками cos φ = 0,5 — 0,7.

Зная ток, по таблицам выбирается сечение провода. Температуру трансформатора можно регулировать изменением подводимого напряжения, изменением числа витков обмотки или периодическим отключением ее.

При сушке токами нулевой последовательности намагничивающей обмоткой служит одна из обмоток трансформатора, соединенная по схеме нулевой последовательности.

Трансформаторы, чаще всего применяемые в эксплуатации, имеют двенадцатую группу соединения обмоток. В этом случае в качестве намагничивающей удобно использовать обмотку низшего напряжения, которая имеет выведенную нулевую точку (рис. 2 ).

Рис. 2 . Схема сушки трансформатора токами нулевой последовательности

При сушке трансформатора токами нулевой последовательности нагрев происходит за счет рассеивания мощности в намагничивающей обмотке, в стали магнитопровода, в его конструктивных деталях и баке.

Параметры сушки могут быть определены следующим образом. Мощность, потребляемая намагничивающей обмоткой

где Δ Р — удельный расход мощности, кВт/м2, F — площадь поверхности бака, м2.

Для трансформатора без тепловой защиты, сушка которого протекает при температуре 100 — 110 °С, можно принять Δ Р = 0,65 — 0,9 кВт/м2.

Подводимое напряжение при соединении намагничивающей обмотки в звезду

U о = √( P о Z о/3 cosφ) ,

где Zо — полное сопротивление нулевой последовательности фазы обмотки (может быть определено опытным путем), cos φ = 0,2 — 0,7.

Фазовый ток сушки трансформаторов, необходимый для выбора измерительных приборов и сечения подводящих проводов, определяется по выражению

Io = I ном √(10/ S ном),

где S ном — номинальная мощность трансформатора.

Сушка трансформатора токами нулевой последовательности характеризуется существенно меньшим потреблением мощности и временем сушки (до 40 %) по сравнению с индукционным методом. Недостаток способа — необходимость иметь источник питания с нестандартным напряжением. Чаще всего для этой цели используется сварочный трансформатор.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Сушка силовых трансформаторов: необходимость, достоинства, результат

Сушкой трансформатора принято называть процесс восстановления диэлектрических характеристик твердой изоляции, нарушенных в результате увлажнения при выполнении транспортировки, хранения, монтажа. Увлажнение изоляции происходит при контакте изоляции с окружающим воздухом, относительная влажность которого составляет 50-90% и выше либо при соприкосновении изоляции с маслом, содержащим влагу.

Сушку изоляции трансформаторов выполняют несколькими методами

1. В сушильном шкафу в вакууме (700 – 750мм. рт.ст.).
2. Инфракрасным излучением.
3. В баке потерями в стали бака.
4. Токами нулевой последовательности.

Сушка в специальном сушильном шкафу

Сушка в сушильном шкафу весьма эффективный способ, однако, в виду необходимости сооружения и постоянного наличия такой конструкции, он используется достаточно редко.

Сушка в камере без вакуума

Активную часть трансформатора размещают в подготовленной камере, которая предварительно хорошо утеплена щитом из деревянных рам, обшитых фанерой с прослойкой воздуха.

Внутри ее обшивают листовым асбестом, а снаружи – листами кровельной стали, стыки между которой также замазываются асбестом. Вверху организуется вытяжное отверстие, через которое производится отвод влаги. Нагрев трансформатора выполняется с помощью воздуходувки, также можно использовать электропечи со змеевиком.

Температура входящего воздуха, а также температура в камере должна быть — не выше 105 °С.

При этом температура выводящегося воздуха – не менее 80 – 90 °С. В случае более низких температур рекомендуется лучше утеплить камеру.

Для трансформаторов с номинальным напряжением 35кВ и выше рекомендуют снижать температуру внешних слоев. При быстром охлаждении внутренние слои изоляционной обмотки не успевают остыть, поэтому их температура останется выше температуры наружных слоев.

Снижение температуры будет совпадать с движением удаления влаги, это ускорит процесс сушки.

После окончания цикла производиться взятие проб на сопротивление изоляции и их анализ, после которого принимается решение о введении трансформатора в работу.

Сушка потерями в стали

При данном методе на бак наматывается обмотка, формирующая переменный магнитный поток. Под его действием в стенках бака начинают появляться вихревые токи, нагревающие активную часть трансформатора.

Чтобы уменьшить потери тепла, а также с целью ускорения процедуры сушки, стенка и крышка бака утепляется специальными теплоизоляционными материалами — матами из стекловолокна, листами асбеста и пр.

Сушка может производиться с естественной либо принудительной вентиляцией, а также под вакуумом.

Сушка током нулевой последовательности

При таком методе сушка выполняется посредством выделяющегося тепла в стержнях и элементах магнитопровода, а также в баке трансформатора от вихревых токов, которые генерируются от воздействия магнитного поля.

Магнитное поле формируется обмотками одного из рабочих напряжений трансформатора, при этом их соединяют так, чтобы токи во всех элементах магнитопровода совпадали по величине, направлению. Неиспользуемые обмотки – размыкают и изолируют.

Существуют нормируемые величины (U, I, t), которые определяются по типу трансформатора.

Сушка инфракрасным излучением

При сушке таким способом активную часть размещают в подготовленном помещении с вытяжной вентиляцией, устанавливают термопары. Вокруг стали размещают штативы с лампами. Источника инфракрасного излучения являются лампы типов ЭС-1, 2, 3 с номинальной мощностью 250 и 500Вт. 80 – 90% электроэнергии такие лампы трансформируют в энергию теплового излучения.

С целью сокращение времени сушки, рекомендуется периодически производить обдув активной части трансформатора внешних холодным воздухом, таким образом, происходит быстрый перепад температур, что способствует эффективному выведению паров влаги.

Источник