Принцип действия трансформатора

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из стального магнитопровода 2 и двух расположенных на нем обмоток 1 и 3. Обмотки выполнены из изолированного провода и электрически не связаны. К одной из обмоток подается электрическая энергия от источника переменного тока. Эту обмотку называют первичной. К другой обмотке, называемой вторичной, подключают потребители (непосредственно или через выпрямитель).

При подключении трансформатора к источнику переменного тока (электрической сети) в витках его первичной обмотки протекает переменный ток i₁, образуя переменный магнитный поток Ф. Этот поток проходит по магнитопроводу трансформатора и, пронизывая витки первичной и вторичной обмоток, индуцирует в них переменные э. д. с. е₁ и е₂. Если к вторичной обмотке присоединен какой-либо приемник, то под действием э. д. с. е₂ по ее цепи проходит ток .

Э. д. с, индуцированная в каждом витке первичной и вторичной обмоток трансформатора, согласно закону электромагнитной индукции зависит от магнитного потока, пронизывающего виток, и скорости его изменения.

Магнитный поток каждого трансформатора является определенной величиной, зависящей от напряжения и частоты изменения переменного тока в источнике, к которому подключен трансформатор. Постоянна также и скорость изменения магнитного потока, она определяется частотой изменения переменного тока.

Следовательно, в каждом витке первичной и вторичной обмоток индуцируется одинаковая э. д.с. В результате этого отношение действующих значений э. д. с. Е₁ и E₂, индуцированных в первичной и вторичной обмотках трансформатора, будет равно отношению чисел витко1 и 2 этих обмоток, т. е. E₁/E₂=½Отношение э. д. с. Е_вн обмотки высшего напряжения к э. д. с. E_нн обмотки низшего напряжения называется коэффициентом трансформации, n = Е_вн/ E_нн= Ѕ.

Коэффициент трансформации всегда больше единицы. Если пренебречь падениями напряжения в первичной и вторичной обмотках трансформатора (в трансформаторах средней и большой мощности они не превышают обычно 2—5% номинальных значений напряжений U₁ и U₂), то можно считать, что отношение напряжения U₁ первичной обмотки к напряжению U₂ вторичной обмотки приблизительно равно отношению чисел их витков, т. е. U₁/U₂

Таким образом, подбирая требуемое соотношение между числами витков первичной и вторичной обмоток, можно увеличивать или уменьшать напряжение на приемнике, подключенном к вторичной обмотке. Если необходимо на вторичной обмотке получить напряжение большее, чем подается на первичную, то применяют повышающие трансформаторы, у которых число витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной.

В понижающих трансформаторах, наоборот, число витков вторичной обмотки меньше, чем в первичной.

Трансформатор не может осуществить преобразование напряжения постоянного тока. При подключении его первичной обмотки к сети постоянного тока в трансформаторе создается постоянный по величине и направлению магнитный поток, который не может индуцировать э. д. с. в первичной и вторичной обмотках. Поэтому не будет происходить передачи электрической энергии из первичной обмотки во вторичную.

Рисунок 2.2-Трансформатор напряжения 220кВ.

При подключении первичной обмотки трансформатора к сети переменного тока через эту обмотку проходит некоторый ток, называемый током холостого хода. При включении нагрузки по вторичной обмотке трансформатора начинает проходить ток, при этом увеличивается и ток, проходящий по первичной обмотке. Чем больше нагрузка трансформатора, т. е. электрическая мощность и ток i₂, отдаваемые его вторичной обмоткой подключенным к ней приемникам, тем больше электрическая мощность и ток i₁, поступающие из сети в первичную обмотку.

Ввиду того что потери мощности в трансформаторе обычно малы, можно приближенно принять, что мощности в первичной и вторичной обмотках одинаковы. В этом случае можно считать, что токи в обмотках трансформатора приблизительно обратно пропорциональны напряжениям: I₁/I₂ U₂/U₁или что токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны числам витков первичной и вторичной обмоток. Это означает, что в повышающем трансформаторе ток во вторичной обмотке меньше, чем в первичной (во столько раз, во сколько напряжение U₂больше напряжения U₁), а в понижающем ток во вторичной обмотке больше, чем в первичной. Поэтому в трансформаторах обмотки…

Удалить грязь и протереть крышку, бак. Радиатора и расширитель трансформатора. Изоляторы протереть салфеткой. смоченной в уайт-спирите, а затем сухой салфеткой, j Пыль с фланцев удалить скребком и ветошью.

поверхности изоляторов не должно быть пыли, грязи, следов разрядов, трещин и скола фарфора и течки масла. Допускается оставлять в работе изоляторы с дефектами: скол ребра не более 60 мм по окружности и 5 мм в глубину. Скол юбки не более 3 см^: царапины длиной не более 25 мм м глубиной 0.5 мм. 11а все сколы и царапины временно остающихся в эксплуатации изоляторов накосить защитное покрытие эмаль X;1201илилаке"". Проверить исправность (термо-датчика) и отсутствие перегибов идущего — мометрическому сигнализатору. Исправность термометрического сигнализатора определить по показаниям.

термометра. Проверить все резиновые уплотнения па соединениях трубопроводов радиаторов, расширителей фильтров, под изоляторами. Проверить отсутствие течки масла из заглушённых отверстий на головках маслонаполненных вводов (см. пис.2.1.1.), уровень масла в них (при температуре 15−20 С он должен составлять высоты стекла). Проверить целостность стеклянной мембраны предохранительной трубы (при необходимости заменить) или исправность выхлопного клапана в соответствии с заводской инструкцией. Проверить состояние спускного крана и нижних пробок радиаторов, при необходимости заменить набивку.

Отсоединение шин от выводов трансформатора и ревизия контактных соединений.

Отсоединить поочередно шины с низкой и высокой стороны трансформатора и закрепить их от выводов на расстоянии. достаточном для испытания изоляции обмоток.

• 6
• 1

Проверка сопротивления изоляции обмоток.

Закоротить и заземлить все обмотки трансформатора. Испытуемая обмотка непосредственно перед началом измерений должна быть заземлена на время не менее 2 минут. Подключить провод «Л» м стаомметра на напряжение 2500 В к испытуемой обмотке, а провод «3» к баку трансформатора. Снять заземление с испытуемой обмотки, подать напряжение на эту обмотку и включить секундомер в момент начала подачи напряжения. Отсчитать по шкале мега омметра сопротивление изоляции через 15 и 60 с (R₍jи R Rij. Оно должно быть не менее 1.3 при температуре 10−30 °С.

Отбор пробы масла на испытание из бака трансформатора и бака РПН (при необходимости).

Проба масла берется в сухую погоду при температуре не менее 5 °C Подставить ведро. Отвернуть кран, слить 2 литра масла в ведро, вытереть кран чистой салфеткой Специально вымытую и высушенную емкость, предназначенную под пробу масла, дважды ополоснуть испытываемым маслом, заполнить доверху и тщательно закрыть притертой пробкой. Пробы отлают для испытания на пробой, прикрепив ярлыки с указанием всех необходимых данных. При взятии пробы масла на хромагографический анализ на кран отбора масла надеть шланг. Свободный конец шланга опустить до дна в сосуд для отбора пробы. Открыть и полностью (до верхнего края) наполнить сосуд маслом так. чтобы конец шланги всегда находился в масле. Долить масло в расширитель на 30 — 40 мм выше отметки, соответствующей температуре масла в трансформаторе. Пробивное напряжение масла должно быть для трансформаторов на напряжение, не менее: 220 кВ — 65 кВ; 110 кВ 60 кВ.

Присоединение шин к выводам трансформатора.

По лестнице подняться на крышку бака трансформатора. Все шины поочередно, начиная с низкой, а затем с высокой стороны, подогнать к выводам, зачистить и закрепить гаечным ключом. Места присоединений смазать смазкой ЦИАТИМ. Контакты со следами нагрева перебрать.

Проверка работы газовой защиты.

Уровнем проверить правильность установки трансформатора: крышка (съемная часть бака) должна иметь подъём по направлению к газовому реле не менее 1%, при этом маслопровод к расширителю должен иметь уклон не менее 2%. При необходимости восстановить уклон установкой прокладок под катки со стороны расположения газового реле. Очистить корпус газового реле от грязи и масла. Сиять крышку с контактной колодки. Проверить надежность присоединения жил кабеля к клеммам реле, состояние оболочки кабеля, на клеммой сборке газового реле. Включить масляные выключатели (или масляный выключатель, отделитель) трансформатора. Надеть из штуцер краника газового реле гибкий шланг насоса. Закрыть кран (заслонку) на маслопроводе от газового реле к расширителю и открыть краник на газовом реле Закачать насосом воздух в газовое реле до давления 2 атмосферы (контроль по монометру на насосе). При этом давление замкнутся контакты газового реле «на сигнал» и зазвенит звонок предупредительной сигнализации, lie прекратится закачивать воздух в газовое реле, поднять.

давление до 3 атмосфер и быстро открыть кран (заслонку)между газовым реле и расширителем При этом замкнутся контакты газового реле «на отключение» и отключатся масляные выключатели (или выключатель), включится короткозамыкатель и отключится отделитель трансформатора. Закрыть краник газового реле, сиять шланг насоса, открыть заслонку (кран) к расширителю, выпустить из реле воздух. Если не удаётся прокачать насосом газовое реле на отключение (не держит кран на маслопроводе от газового реле к расширителю), слить из него масло при закрытом кране в расширитель. Открыть край к расширителю. Выпустить воздух из реле. Закрыть контакты реле крышкой. При проверке газового репе импортного исполнения руководствоваться инструкцией завода-изготовителя.

Проверка механизма регулирования напряжения.

Проверить отсутствие течи масла в местах прохода вала в бак трансформатора или шкаф контакторов. При необходимости подтянуть сальники или сменить набивку. Отвернуть центральный стопорный болт механизма привода ПБВ, после чего опробовать работу привода во всех положениях. После проверки устройство ПБВ вернуть в исходное положение. Открыть крышку привода устройства РПН. Переключить управление с дистанционного на ручное Убедиться в его работоспособности по вращению указателя положения РПН и в соответствии положения на трансформаторе и щите управления. После проверки устройства РПН вернуть в исходное положение.

Осенью до наступления холодов и весной при установившейся положительной температуре слить конденсат из бака контакторов РПН навесного типа через нижний сливной кран. Долить масло до требуемого уровня Пробивное напряжение масла должно быть: для трансформаторов на напряжение 220 кВ — 65 кВ, для трансформаторов на напряжение 110 кВ — 60 кВ. Проверить надежность контактных присоединений на клеммах сборках в шкафу привода РПН. При необходимости привод смазать.

II.

Проверка системы охлаждения.

Проверить состояние распределительных коробок подключения электродвигателей вентиляторов, целостность предохранителей. правильность вращения крыльчаток и отсутствие их затирания и биения. Мегаомметром проверить сопротивление изоляции двигателей вентиляторов охлаждения. Если оно менее 1 МОм двигатель снимается для сушки. Проверить автоматику обдува. Сменить смазку подшипников.

Смена масла в воздухоочистительных, фильтрах.

Состояние силикагеля в фильтрах определяется по цвету индикаторного силикагеля. При изменении окраски с синей на розовую требуется заменить силикагель в фильтре и масло в гидрозатворе фильтра. Заменить силикагель следует в сухую погоду, выводя осушитель из работы не более чем на три часа. Замена силикагеля производится следующим образом: отсоединить гидрозатвор от воздухоосушительного фильтра, вынуть стакан с силикагелем, заменить силикагель, предварительно очистив стакан и сетчатый фильтр от загрязнений, заменить масло в гидрозатворе, собрать воздухоосушительный фильтр, проверить уровень масла в гидрозатворе при открытой заливкой пробке. Уровень масла должен быть посередине смотрового стекла. Завернуть пробку, Если кислотное число трансформаторного масла (согласно протоколу химического анализа) достигло значения 0,1- 0,15 мг КОН в термосифонном фильтре (см. рис. 2,1.2.) необходимо заменить силикагель просушенным в течение 8 часов прокаливанием при температуре 140 °C или 2 часа при температуре 300 °C. Замена силикагеля производится следующим образом. Закрыть краны верхнего и нижнего патрубков. Открыть верхнюю и нижнюю пробки на корпусе фильтра. Слить масло из фильтра. Вскрыть верхнюю и нижнюю крышки, снять сетчатые фильтры, удалить силикагель. Очистить внутреннюю поверхность корпуса фильтра и сетчатые фильтры от загрязнений. Собрать фильтр. Закрыть нижнюю сливную пробку. Приоткрыть крап нижнего патрубка и заполнить фильтр маслом до появления его в отверстии верхней пробки для спуска воздуха. Закрыть верхнюю пробку. Полностью открыть краны верхнего и нижнего патрубков фильтра. Долить масло в расширитель согласно температурных отметок. Проверить наличие воздуха в газовом реле, приоткрыв и закрыв реле верхнюю и нижнюю пробки на корпусе фильтра. Слить масло из фильтра. Вскрыть верхнюю и нижнюю крышки, снять сетчатые фильтры, удалить силикагель. Очистить внутреннюю поверхность корпуса фильтра и сетчатые фильтры от загрязнений. Собрать фильтр. Закрыть нижнюю сливную пробку. Приоткрыть край нижнего патрубка и заполнить фильтр маслом до появления его в отверстии верхней пробки для спуска воздуха. Закрыть верхнюю пробку. Полностью открыть краны верхнего и нижнего патрубков фильтра. Долить масло в расширитель согласно температурных отметок. Проверить наличие воздуха в газовом реле, приоткрыв и закрыв краник реле.

Замена масла в гидрозатворах маслонаполненных вводов и силикагеля во влагопоглащающих патронах.

Состояние силикагсля во влагопоглошаюших патронах определяется по цвету индикаторного силикагсля. При изменении окраски с синей на розовую заменить силикагель в патронах и масло в гидрозатвор. Заменить силикагель в сухую погоду, выводя осушитель из работы не более чем на один час. Проверить уровень масла в гидрозатворс Замене силикагсля выполняется следующим образом: отсоединить патрон от ввода, заменить силикагель, предварительно очистив патрон от загрязнений, заменить масло в гидрозатворе, присоединить патрон к вводу.

Проверка рабочего состояния кранов и заслонок трансформатора.

Проверить, соответствие рабочему положению устройств, кранов, заслонок. Провести осмотр с проверкой уровня масла в вводах и баках трансформатора. Записать показания термосигнализаторов, указатель уровня масла, температуру воздуха, положение переключателей всех обмоток.

Примечание. Все операции с маслонаполнснными вводами на напряжение 110−220 к В должны выполняться совместно со специалистом РРУ.

• 6. Окончание работ
• 6.1. Собрать приборы, инструменты, приспособления и материалы.
• 6.2. Возвратиться в щитовую тяговой подстанции.
• 6.3. Сдать рабочее место допускающему и закрыть наряд
• 6.4. Результаты проведённых измерений оформить протоколом