Монтаж и техническое обслуживание трансформаторов напряжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ образовательное Автономное учреждение Амурской области

«Амурский колледж транспорта и дорожного хозяйства»

Монтаж и техническое обслуживание трансформаторов напряжения

Катричев Эдуард Сергеевич группа ЭМВ-1/2

Благовещенск 2015

1. Монтаж и техническое обслуживание трансформаторов напряжения

Измерительный трансформатор применяют в установках переменного тока для изоляции цепей измерительных приборов и реле от сети высокого напряжения и для расширения пределов измерения измерительных приборов. Непосредственное включение измерительных приборов в цепь высокого напряжения сделало бы приборы опасными для прикосновения. Конструкция приборов в этом случае была бы сильно усложнена, так как изоляция токоведущих частей должна была бы быть рассчитана на высокое напряжение, а их сечение - на большие токи.

Для непосредственного включения на высокое напряжение потребовались бы очень громоздкие приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и применение такой аппаратуры практически неосуществимо.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные исполнения.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чему обеспечивается безопасность их обслуживания.

Трансформаторы напряжения широко применяются в электроустановках высокого напряжения, от их работы зависит точность электрических измерений и учета электроэнергии, а также надежность действия релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Измерительный трансформатор напряжения по принципу выполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора.

Конструктивно трансформатор напряжения изготовляется и как самостоятельный аппарат однофазного или трехфазного исполнения, и как встраиваемый в конструкции выключателей, комплектных экранированных токопроводов, комплектных распределительных устройств или пристраиваемый к ним.

Изготовляемые в виде самостоятельной конструкции трансформаторы напряжения показаны на рис. 1 -- 3.

Рис. 1. трансформатор напряжения типа НОМ-10: а -- общий вид; б -- выемная часть: 1 -- зажимы для присоединения шин ВН; 2 -- изоляторы вводов ВН; 3 -- выводы НН; 4 -- болт для заземления; 5 -- изоляторы выводов НН; 6 -- пробка отверстия для залива масла; 7 -- обмотка ВН; 8 -- сердечник; 9 -- бак с маслом

В зависимости от напряжения, назначения, схемы конструкции, способа охлаждения, места установки трансформаторы напряжения различаются маркой.

Типы HOC, HOCK, НТС, НТСК. -- это однофазные (О) или трехфазные (Т), сухие (С), компенсированные (К) трансформаторы напряжения; они предназначены для внутренних установок напряжением до 6 кВа Типы НОМ, ЗНОМ (с заземлением внутреннего конца обмотки высокого напряжения), НТМК, НТМИ, выполненные в баке с маслом, с естественным масляным охлаждением применяются для внутренних установок напряжением до 18 кВ; однофазные трансформаторы напряжения -- до 35 кВ.

Рис. 2. трансформаторы напряжения типа НТМИ-10: а -- общий вид; б -- схема соединений обмоток

Типы НКФ (напряжения, каскадный, фарфоровый) для напряжения до 500 кВ изготовляются однофазными в фарфоровом кожухе, заполненном маслом, с металлической головкой -- расширителем.

ИТН могут иметь две и больше вторичных обмоток; одна из них, включаемая разомкнутым треугольником, используется для подключения вольтметра и реле контроля изоляции.

Рис. 3. Каскадный трансформатор напряжения типа НКФ-220: а -- схема; ВН -- первичная обмотка; Вр -- выравнивающие обмотки; Се -- связующая обмотка; С -- сердечник; А, X -- зажимы первичной обмотки; а, х -- зажимы основной вторичной обмотки; ахд -- зажимы дополнительной вторичной обмотки; б -- внешний вид трансформатора; 1 -- ввод ВН; 2 -- влагопоглотитель; 3 -- расширители верхнего и нижнего блока; 4 -- фарфоровая покрышка; 5 -- коробка выводов вторичных обмоток; 6 -- болт для заземления; 7 -- тележка; 8 -- кран для слива масла

ИТН типа ЗНОМ, пристроенный к конструкции комплектного экранированного токопровода (КЭТ), показан на рис. 4.

Для новейших конструкций герметизированных элегазовых распредустройств КРУЭ применяются специальные трансформаторы напряжения типа ЗНОГ (заземляемый, напряжения, однофазный с газовой изоляцией). Он предназначается для питания измерительных приборов, цепей защиты и сигнализации.

На рис. 5 показаны схема и конструкция трансформатора напряжения типа ЗНОГ-220-79УЗ (79 -- год, УЗ -- климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-- 69 и 15543--70).

ИТН состоит из первичной обмотки 220/v 3 кВ и двух вторичных (основной 100/v 3 и дополнительной 100 В), магнитопровода, кожуха, ввода элегаз -- элегаз и ряда экранов.

Магнитопровод -- бронестержневого типа, шихтованный из отдельных пластин электротехнической стали. В качестве главной изоляции используется технический элегаз, заполнение которым осуществляется через сильфонный вентиль. Рабочее давление (избыточное) элегаза при температуре 20 °С равно 0,4 МПа.

НДЕ представляет собой ряд последовательно включенных конденсаторов. Линейным концом НДЕ подключается к фазе линии, противоположный конец заземляется.

Рис. 4. 1 -- трубчатая шина токопровода; 2 -- опорный изолятор; 3 -- кожух (экран) токопровода; 4 -- ножевой контакт трансформатора напряжения; 5 -- смотровой люк; 6 -- патрубок токопровода; 7 -- болты крепления увеличенной круглой крышки трансформатора напряжения; 8 -- дыхательное отверстие; 9 -- направляющие установочные стержни; 10 --пробка слива масла

Фазное напряжение между конденсаторами последовательной цепи распределяется пропорционально их емкостным сопротивлениям. К последнему конденсатору со стороны заземления параллельно части фазного напряжения подключается ИТН.

Рис. 5. Схемы емкостных устройств для измерения напряжения: а -- схема НДЕ; б -- схема ПИН; 1 -- конденсаторный ввод; 2 -- цилиндры из бакелизированной бумаги со станиолевыми обкладками; 3 -- токоведущий стержень; 4 -- реактор; 5 -- первичная обмотка трансформатора; 6 -- вторичная обмотка трансформатора; 7 -- конденсатор; 8 -- разрядник

Рис. 6. трансформатор напряжения типа ЗНОГ-220-79УЗ; a -- схема; б -- конструкция; $ вентиль; 2 -- подъемная косынка; 3 -- ввод (А) ; 4 -- кожух; 6 -- предохранительный клапан; 6 - магнитопровод; 7 -- обмотка; 8 -- вывод (X); 9 крышка; 10 - днище

Номинальная мощность трансформатора напряжения 400 В. А в классе 0,5; предельная мощность 2500 ВА; масса 390 кг.

Для измерения напряжения наряду с ИТН применяются емкостные делители напряжения (НДЕ).

В конструкциях баковых выключателей в качестве НДЕ используется конденсаторный ввод ВН, к обкладкам которого со стороны заземления подключается навешиваемый снаружи на бак аппарат ПИН (прибор измерения напряжения, рис. 7).

В современных конструкциях распредустройств в качестве делителя напряжения используются конденсаторы высокочастотной связи и высокочастотной защиты линий передачи высокого напряжения. В цепи первичной обмотки ИТН предусматривается заградитель и регулируемый реактор, компенсирующий емкостное сопротивление делителя. В табл. 1 приводятся рекомендации об использовании различных схем и конструкций ИТН.

Таблица 1

2. Монтаж трансформаторов тока и напряжения

Измерительные трансформаторы служат для понижения тока или напряжения первичной цепи электроустановки до значения, необходимого для питания катушек измерительных приборов, реле защиты и автоматики, приборов учета и сигнализации и других цепей. Подключение приборов и реле через измерительные трансформаторы надежно изолирует их от цепей высокого напряжения, чем обеспечивается безопасность обслуживания.

Вторичные обмотки измерительных трансформаторов заземляют для защиты эксплуатационного персонала, а также для предотвращения повреждений приборов и реле, присоединенных к вторичной обмотке, в случае пробоя изоляции между обмотками (первичной и вторичной). Измерительные трансформаторы подразделяют на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Трансформаторы тока предназначены для питания токовых обмоток (последовательно включенных катушек) измерительных приборов и реле. При монтаже подстанции в большинстве случаев применяют трансформаторы тока ТПОФ, ТПЛ, ТПОЛ, ТПФМУ, ТПФМ, данные которых приведены в справочниках и каталогах.

Вторичную обмотку на трансформаторе при монтаже надежно изолируют от первичной, при этом вторичные обмотки, не присоединенные к приборам, замыкают накоротко и заземляют непосредственно на зажимах трансформатора тока. У принимаемых для монтажа трансформаторов тока в первую очередь осматривают фарфоровую изоляцию, токоведущий стержень или шины. К фарфоровой изоляции и армировке трансформаторов тока, принимаемых для монтажа, предъявляют те же требования, что и к фарфоровой изоляции и армировке опорных изоляторов. Кроме того, проверяют отсутствие повреждений кожуха, фланца и колодок вторичных выводов, имеются ли обозначения выводов и паспортная табличка.

Кроме внешнего осмотра все трансформаторы тока перед монтажом проверяют на отсутствие обрыва у вторичной обмотки, правильность маркировки выводов и других данных по ПУЭ, а также состояние изоляции обоих обмоток и исправность стального сердечника. В закрытых распределительных устройствах (ЗРУ 6--10 кВ) проходные трансформаторы тока часто применяют в качестве проходных изоляторов. Монтаж таких трансформаторов тока ведется по той же технологической схеме, что и монтаж проходных изоляторов. Существуют различные варианты установки трансформаторов тока с проходными изоляторами.

Если трансформаторы встраивают в проемы стен или межэтажных перекрытий, то между корпусом аппарата и торцовыми частями проема предусматривают зазоры 3--4 мм, чтобы заложить в зазор толевую прокладку, предохраняющую корпус трансформатора от коррозии При установке трансформаторов в трехфазную цепь необходимо подбирать их с одинаковыми характеристиками. Такой подбор осуществляют на основании данных паспортных табличек трансформаторов и в соответствии со схемой заполнения РУ, где указано, в какой последовательности следует монтировать те или иные трансформаторы тока.

Вводы трансформаторов тока монтируют так, чтобы шины со стороны питания подходили к зажимам с пометкой Л i, а отходящие шины -- к зажимам с пометкой Л 2- В противном случае маркировка вторичных обмоток И i и И 2 нарушается и их концы перемаркировывают. После того как трансформаторы тока закреплены, их вторичные обмотки и кожухи соединяют с заземлением. Выводы вторичных обмоток, если к ним не присоединяют измерительные приборы и реле, должны быть закорочены. Этим исключается возможность образования опасного напряжения на выводах и во вторичных цепях и предотвращается недопустимый нагрев сердечников трансформаторов. Трансформаторы напряжения предназначены для понижения измеряемого напряжения при его значении более 400 В до напряжения 100 В, необходимого для питания измерительных приборов, цепей автоматики, сигнализации и релейной защиты от замыканий на землю. Их изготовляют двух видов: сухие -- с естественным воздушным охлаждением и масляные -- с масляным заполнением.

Сухие трансформаторы напряжения типа НОСК предназначены для комплектации распределительных ящиков, заливаемых компаундом. Масляный трансформатор НОМ-6 показан на рис. 5-15. Технические характеристики трансформаторов напряжения типов НОМ-10, НТМК-Ю, НТМИ-10, применяемые при монтаже в ЗРУ на 6--10 кВ, приведены в справочниках и каталогах. Перед монтажом в трансформаторах напряжения проверяют уровень масла, исправность маслоуказателя и наличие паспортной таблички, отсутствие повреждений бака, течь масла между баком и крышкой или из-под фланцев выводов. При совмещении питания цепей измерения, защиты и автоматики применяют трансформаторы напряжения НТМИ-6-66 и НТМИ-10-66.

При электрических испытаниях трансформаторов напряжения измеряют сопротивления изоляции обмоток; определяют полярности выводов высшего и низшего напряжения и проверяют коэффициент трансформации. У маслонаполненных трансформаторов напряжения перед монтажом берут пробу масла, испытывая ее в объеме, предусмотренном ПУЭ. При монтаже трансформаторов напряжения сначала устанавливают опорную конструкцию (если трансформатор не установлен непосредственно на бетонном полу); затем поднимают на рабочее место и устанавливают трансформатор и присоединяют заземление.

Трансформатор устанавливают так, чтобы доступ к спускной пробке был со стороны коридора управления (расстояние от уровня пола до пробки должно быть не менее 200 мм) или предусматривают соответствующий приямок. Опорные конструкции для трансформаторов напряжения могут быть разнообразного исполнения. Конструкцию для установки трансформатора НТМИ-10 изготовляют из угловой стали и закрепляют непосредственно на полу камеры. Нижний угольник вместе с основаниями стоек заливают бетонным раствором. В ряде случаев в проектах предусматривают установку в камере закрытого РУ подстанции четырех трансформаторов НОМ-10 на конструкции, изготовленной из угловой стали. Эти трансформаторы поднимают на конструкцию блоком или талью.

Во время установки трансформаторов их первичные зажимы «высокое напряжение» (ВН) должны быть закорочены и заземлены, а провода вторичной цепи «низкое напряжение» (НН) отсоединены, так как при случайном подключении к ним проводов осветительной или силовой сети на выводах первичной обмотки трансформатора появляется высокое напряжение. Монтируя трехфазные трансформаторы напряжения, учитывают общий порядок чередования фаз, принятый в РУ. У однофазных трансформаторов вывод, имеющий маркировку X, заземляют. Если устанавливают три однофазных трансформатора, то все выводы X соединяют общей шиной и заземляют. Когда устанавливают два трансформатора напряжения и соединяют их в открытый треугольник, рабочую фазу со стороны НН заземляют только в том случае, если это предусмотрено проектом. Корпус каждого трансформатора присоединяют к заземляющему устройству отдельной шиной.

3. Эксплуатация и техническое обслуживание трансформаторов напряжения

Эксплуатацию и техническое обслуживание ТН производить в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей» и в соответствии с требованиями данной инструкции.

Необходимо периодически проверять состояние голубой окраски силикагеля - индикатора в воздухоосушителе, отсутствие течей масла и чистоту изоляции.

При насыщении влагой окраска силикагеля становится розовой. Восстановление силикагеля - индикатора до приобретения голубой окраски производится одним из следующих способов:

1. путем продувки воздухоосушителя сухим воздухом при температуре 120°С, но не более 1300 С;

2. путем прокаливания силикагеля при температуре 100 - 120°С в течение 15 - 20 часов.

При снижении пробивного напряжения масла ниже минимальных допустимых значений необходимо его заменить.

Пробивное напряжение заливаемого масла и тангенс угла диэлектрических потерь должны соответствовать значениям, указанным в паспортах трансформаторов напряжения.

По окончании монтажа трансформатора напряжения производится проверка их исправности, правильность установки и схемы включения. Одновременно проверяются все элементы вторичных цепей напряжения и правильность сборки схемы этих цепей. По результатам этих проверок оценивается допустимость включения ТН в работу и производится их приемка в эксплуатацию.

Для проверки исправности ТН измеряется сопротивление изоляции его обмоток, испытывается повышенным напряжением электрическая прочность изоляции обмоток ВН и НН; измеряется ток холостого хода со стороны вторичной обмотки; у маслонаполненных трансформаторов напряжения производится проверка электрической прочности и химический анализ масла.

Уровень масла в трансформаторах напряжения 35 кВ и выше необходимо поддерживать в пределах шкалы масло указателя для максимальной и минимальной температуры окружающего воздуха. Уровень масла в баке ТН типов НТМИ-6 (10), НТМК-6 (10), НОМ-6 (10) должен быть на 15-30 мм ниже крышки. Уровень масла в баке трансформатора напряжения типа НАМИ-6 (10) должен быть на 10-20 мм ниже крышки. В случае если уровень масла отличается от вышеуказанного, масло необходимо отлить или долить.

Отбор проб масла из ТН выше 20 кВ для проверки электрической прочности и химического анализа производится с периодичностью, установленной согласно Правилам технической эксплуатации (ПТЭ). В соответствии с ГКД 34.20.302-2002 «Нормы испытания электрооборудования» из герметичных измерительных трансформаторов с объемом масла до 30 кг (ТН до 20 кВ) пробы масла не отбираются.

При эксплуатации не допускается включать трансформатор напряжения, предназначенный для работы в линии с эффективно-заземленной нейтралью, в линию с изолированной нейтралью.

При оперативных и автоматических переключениях не допускается выделение участков сети с ТН без эффективно-заземленной нейтрали, если ТН предназначен для работы в сети с эффективно-заземленной нейтралью.

Оперативные и автоматические переключения не должны допускать появления феррорезонансных явлений на участке с трансформатором напряжения.

Характерные неисправности трансформаторов напряжения и методы их устранения.

Таблица 2

4. Меры безопасности

При обслуживании и эксплуатации трансформаторов напряжения необходимо соблюдать "Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок" и "Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий".

Осмотр ТН можно производить под напряжением, на безопасном расстоянии от токоведущих частей. Пользоваться лестницами при осмотрах запрещается.

Все ремонтные работы (в т.ч. доливка масла и чистка изоляции) должны выполняться только при снятом с ТН напряжении по наряду или по распоряжению.

При проведении профилактических испытаний ТН их первичные и вторичные цепи необходимо отсоединять.

Перед началом работ в электроустановках в целях безопасности необходимо проводить организационные и технические мероприятия.

К организационным мероприятиям относят выдачу нарядов, распоряжений и допуска к работе, надзор во время работы, оформление перерывов в работе, переводов на другое рабочее место и окончание работы.

Наряд -- это задание на безопасное производство работ, определяющее их место и содержание, время начала и окончания, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работ. Наряд выписывается на бланке специальной формы. Распоряжение -- это задание на производство работ, определяющее их содержание, место и время, меры безопасности и лиц, которым поручено выполнение этих работ. Наряды и распоряжения выдают лица, имеющие группу по электробезопасности не ниже V в электроустановках напряжением выше 1000 В, и не ниже IV в установках напряжением до 1000 В. Наряд на работу выписывается под копирку в двух экземплярах и выдается оперативному персоналу непосредственно перед началом подготовки рабочего места.

При работе по наряду бригада должна состоять не менее чем из двух человек -- производителя работ и члена бригады. Производитель работ отвечает за правильность подготовки рабочего места, выполнение необходимых для производства работ мер безопасности. Он же проводит инструктаж бригады об этих мерах, обеспечивает их выполнение ее членами, следит за исправностью инструмента, такелажа, ремонтной оснастки. Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках напряжением выше 1000 В, должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, в установках до 1000 В и для работ, выполняемых по распоряжению,-- не ниже III.

Допуск к работе осуществляется допускающим -- ответственным лицом из оперативного персонала. Перед допуском к работе ответственный руководитель и производитель работ вместе с допускающим проверяют выполнение технических мероприятий по подготовке рабочего места. После этого допускающий проверяет соответствие состава бригады и квалификации включенных в нее лиц, прочитывает по наряду фамилии ответственного руководителя, производителя работ, членов бригады и содержание порученной работы; объясняет бригаде, откуда снято напряжение, где наложены заземления, какие части ремонтируемого и соседних присоединений остались под напряжением и какие особые условия производства работ должны соблюдаться; указывает бригаде границы рабочего места и убеждается, что все им сказанное понято бригадой.

С момента допуска бригады к работам для предупреждения нарушений требований техники безопасности производитель работ или наблюдающий осуществляет надзор. Наблюдающему запрещается совмещать надзор с производством какой-либо работы и оставлять бригаду без присмотра во время ее выполнения. Разрешается кратковременное отсутствие одного или нескольких членов бригады.

Периодически проверяется соблюдение работающими правил техники безопасности. При обнаружении нарушений ПТБ или выявлении других обстоятельств, угрожающих безопасности работающих, у производителя работ отбирается наряд и бригада удаляется с места работы.

По окончании работ рабочее место приводится в порядок, принимается ответственным руководителем, который после вывода бригады производителем работ расписывается в наряде об их выполнении. Оперативный персонал осматривает оборудование и места работы, проверяет отсутствие людей, посторонних предметов, инструмента, снимает заземление и проверяет в соответствии с принятым порядком учета, удаляет временное ограждение, снимает плакаты «Работать здесь», «Влезать здесь», устанавливает на место постоянные ограждения, снимает плакаты, вывешенные до начала работы. По окончании перечисленных работ наряд закрывается и включается электроустановка.

трансформатор напряжение ток

Список литературы

1. Китаев В.Е. Трансформаторы. Москва, «Высшая школа», 2004г.

2. Грумбина А.Б. Электрические машины и источники питания РЭА. Москва,

3. «Энергоатомиздат», 2000г.

4. Сидоров И.Н., Скорняков С.В. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры, Москва «Радио и связь», 2004г.

5. Нестеренко В.М. Технология электромонтажных работ, М, 2006г.

6. Соколов Б.А. Монтаж электротехнических установок. - М.,2003г.

7. Ктиторов А.Ф.Сети производственных помещений. - М.,2007г.

8. Производственное обучение электромонтажников по освещению, осветительным и силовым сетям электрооборудования. - М.,2006г.

Размещено на Allbest.ru