Работа силовых трансформаторов
Работа силовых трансформаторов в условиях эксплуатации
Силовые трансформаторы являются одним из наиболее ответственных звеньев энергетического обслуживания. От их работы зависит бесперебойное снабжение потребителей электрической энергией. Главное место в передаче и распределении электроэнергии занимают масляные силовые трансформаторы. Большинство из них работают не обособленно, а параллельно с другими трансформаторами.
Для надежной и экономичной работы трансформаторы должны отвечать ряду технических требований: удовлетворять условиям параллельной работы; не перегреваться выше допустимых пределов; выдерживать превышения напряжения в допустимых пределах и внешние короткие замыкания при обусловленных значениях кратности и длительности тока; обеспечивать регулирование напряжения.
Параллельная работа трансформаторов
Под параллельной работой трансформаторов понимают работу нескольких трансформаторов на общую сеть при параллельном соединении их первичных и вторичных обмоток. Параллельная работа трансформаторов более экономична, чем раздельная, и создаёт некоторый резерв мощности. Чтобы трансформаторы могли работать параллельно, они должны отвечать ряду технических требований, основными из которых являются: равенство первичных и вторичных напряжений, а следовательно, и коэффициентов трансформации; равенство напряжений короткого замыкания; одинаковость групп соединения обмоток.
Нагревание трансформаторов
Повышение температуры трансформатора и его отдельных узлов при нагрузке сверх допустимой приводит к сокращению срока службы трансформатора, а в отдельных случаях – к аварийному выходу его из работы. Из применяемых в трансформаторах изоляционных материалов одним из наименее нагревостойких является кабельная бумага. Наибольшая температура, которую она может длительно выдерживать в масле без существенного снижения своих изоляционных качеств, 105 0С. По нагревостойкости кабельная бумага относится к классу А. Повышение температуры трансформаторного масла сверх 950С приводит к его интенсивной порче, снижению теплоотводящих и изоляционных качеств.
В сухих трансформаторах наибольшее превышение температуры обмоток над температурой охлаждающей среды при применении изоляционных материалов классов нагревостойкости A, E, B, F и H не должно превосходить соответственно 60, 75, 80, 100, 125 0С. Допустимые превышения температуры приняты при условии, что максимальная температура охлаждающего воздуха не должна превышать 40 0С. Исходя из наибольших допустимых превышений температуры обмоток и магнитопровода за наивысшую расчетную температуру обмоток масляных трансформаторов принимают 65 0С+40 0С=105 0С, магнитопровода (на поверхности) 75 0С+40 0С =1150С.
Поддержание температуры в пределах допустимой у масляных трансформаторов малой мощности (порядка 25 кВА) достигается путем рассеяния тепла в окружающую среду гладкими стенками бака. У трансформаторов большей мощности приходится искусственно увеличивать охлаждающую поверхность бака и применять специальные охладители.
Перенапряжения
При нормальной работе трансформаторов их изоляция находится под рабочим напряжением сети. Но в сети, к которой они подключены, напряжение, хотя и кратковременно, может значительно превысить номинальное. Повышение напряжения на зажимах трансформатора до опасного для его изоляции, называют перенапряжением. Перенапряжения делят на внутренние и внешние.
К внутренним, или коммутационным, относят перенапряжения, возникающие при изменении режима работы трансформатора или системы, в которой он работает, например при аварийных
к. з., отключении и включении трансформаторов, линий с большой индуктивностью и
емкостью и т.д. Причиной такого перенапряжения служит резкое изменение электромагнитных и электрических полей, которые при нормальной работе уравновешенны; в случае внезапного изменения режима их равновесие скачкообразно нарушается и приводит к опасному для изоляции повышению напряжения.
К внешним перенапряжениям относят атмосферные; они возникают в результате действия грозовых разрядов. Если грозовой разряд происходит в непосредственной близости от трансформатора или линии, к которой он подключен, то перенапряжение возникает вследствие индуктивного влияния тока и заряда молнии. Такое перенапряжение называют индуктированным. Наиболее опасным для трансформаторов атмосферным перенапряжением является непосредственный удар молнии в линию или опору.
Под действием различного рода перенапряжений в трансформаторах возникает сложный электромагнитный процесс, приводящий к перенапряжениям между элементами обмоток внутри трансформатора. Их величина может во много раз превзойти рабочее напряжение. Поэтому каждый трансформатор в зависимости от его номинального напряжения и условий работы в электрической системе должен выдерживать некоторое перенапряжение.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |