Сушка активной части силового трансформатора

Об увлажненности обмоток трансформатора и возможности ввода его в эксплуатацию судят по комплексу данных измерения и условиям хранения и монтажа трансформатора.

Сушка изоляции трансформаторов состоит в том, что искусственно создаются условия, при которых влага перемещается из внутренних слоев изоляции к поверхности и с поверхности в окружающую среду.

В зависимости от конкретных условий (места сушки, типа трансформатора, подлежащего сушке, наличия оборудования для сушки) сушка активной части трансформаторов может производиться одним из следующих способов:

• а) в стационарном сушильном шкафу под вакуумом 700−750 мм рт. ст.;
• б) в специальной камере без вакуума;
• в) в своих баках индукционным нагревом;
• г) в своих баках нагревом токами нулевой последовательности;
• д) инфракрасным излучением вне бака.

Сушка трансформатора в камере при помощи воздуходувки показана на рисунке 2.1. При сушке изоляции сухим воздухом активную часть трансформатора посещают в хорошо утепленную и защищенную внутри от возгорания камеру. Сухой воздух в камеру подается от воздуходувки и удаляется через вытяжное отверстие, унося с той пары воды. Температура входящего в камеру воздуха должны быть не выше 105 °C и выходящего не ниже 80−90°С. Контроль за температурой ведется по термометрам. Количество воздуха, подаваемого в камеру за 1 мин. должно быть в 1,5 раза больше объема камеры.

Наибольшее распространение в эксплуатации получил индукционный способ сушки активной части в своем баке под вакуумом за счет тепла, выделяющегося в стенках бака от вихревых токов. Вихревые токи индуктируются специальной намагничивающей обмоткой, наматываемой на бак трансформатора.

Обозначения на рисунке 2.3: 1-вентилятор; 2-нагреватель;3-искроуловитель; 4-утопленная камера; 5-регулированный набор; 6-термометры; 7-термопары на обмотке.

Для сушки активную часть опускают в совершенно сухой бак; в различных местах активной части устанавливают термопары и терморезисторы; все отверстия в баке тщательно уплотняют; стенку бака утепляют асбополотном или стеклотканью; снаружи под теплоизоляцией устанавливают на бак с таким расчетом, чтобы в нежней части находилось 60−65% общего числа витков, а остальные в верхней части. Такое расположение обмотки обеспечивает равномерный нагрев активной части. Питание индукционной обмотки осуществляют от трансформатора мощностью 560−1000 кВ•А, напряжением 380 В. Дно бака прогревают электрическими печами. Время нагрева активной части до температуры 100−105°С зависит от ее размеров, массы и класса изоляции. Для трансформаторов 110 кВ оно составляет 30−40 ч, для трансформаторов 220−500 кВ — 60−80 ч. Схема сушки изображена на рис 2.2.

Рисунок 2.4 — Схема сушки трансформатора в своем баке под вакуумом.

Обозначения на рисунке 2.4: 1-теплоизоляция бака; 2-витки индукционной обмотки; 3-охладительная колонка; 4-вакуумные насосы; 5-фильтр для очистки подсасываемого воздуха; 6-бачок для слива масла; 7-вакуумметр.

После проверки работы вакуумной системы подают напряжение на индукционную обмотку, включают печи донного подогрева и температуру в баке доводят до +100°С. Затем включают вакуумные насосы (4) и открывают кран, через который в нижнюю часть бака подсасывается горячий воздух, забираемый из поддонного пространства через фильтр (5). Подсос воздуха регулируют с таким расчетом, чтобы вакуум в баке не поднимался выше 0,003 МПа (для трансформаторов 110 кВ и ниже).

Для ускорения сушки режим нагрева чередуют со сжатием вакуума и быстрым охлаждением верхних слоев изоляции, чтобы создать перепад температур между внутренними и внешними слоями изоляции. Контроль за сушкой ведется непрерывно. Каждый час записывают показания термометров и вакуумметра (7), производят измерения сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В. Сушка считается законченной, если устанавливается постоянное значение сопротивления изоляции и тангенса угла диэлектрических потерь при неизменной температуре, а также прекращается выделение влаги и в охладительной колонке. После этого нагрев прекращают, температуру в баке понижают до +80−85°С, и трансформатор заполняют сухим маслом под вакуумом. Через 6−10 часов, когда изоляция пропитывается маслом, активную часть вскрывают для осмотра и подпрессовки обмоток, так как изоляция при сушке усыхает.

Сушка под вакуумом в собственном баке.

Для уменьшения требуемой мощности нагрева на 30−40% бак утепляется листовым асбестом.

Под дно бака ставятся электронагреватели из расчета 1,5 -3,0 кВт/м² поверхности дна трансформатора.

Мощность нагрева определяется по формуле:

.

кВт,.

где =6 (м) — высота бака; =27 (м) — периметр бака; (кВт/м²) — удельные потери на 1 м² поверхности бака. =1,5кВт/м² для всех трансформаторов, кроме =2,5кВт/м² для трансформаторов со встроенным РПН.

Нагревательная обмотка может быть одноили трехфазная.

Расчет однофазной обмотки Число витков:

(витков),.

витков,.

где =220 (В) — напряжение; =27(м) — периметр бака; (-) -коэффициент, значение которого равно: при =1,5 А =1,6; при =2,5 А =1,5.

Для трехфазной обмотки расчет следующий (см. схему трехфазной обмотки на рис. 2.3).

Обмотка состоит из трех отдельных фаз. Число витков первой и третьей обмоток равно, у второй обмотки число витков несколько меньше:

(витков);

витков,.

(витков);

витков.

Токи в обмотках вычисляются следующим образом: для однофазной обмотки.

(А);

А, для трехфазной обмотки.

(А).

А,.

Рисунок 2.5. — Индукционный нагрев трансформатора.

= 0,7; если обмотка укладывается прямо на бак без воздушного зазора; 0,35 — если предусматривается воздушный зазор 20−40мм. Напряжение: для однофазной обмотки — 220 В; для трехфазной обмотки — 380 В.

Низкий коэффициент мощности может быть компенсирован шунтовыми емкостями, величина которых вычисляется по формуле:

(мкФ), (2.7).

мкФ, где (В) — напряжение обмотки.