Силовые и тяговые масляные трансформаторы

Большое значение в эксплуатации масляных трансформаторов имеет качество трансформаторного масла. От его состояния в значительной степени 'зависят электрическая прочность изоляции элементов трансформатора и срок его службы. Кроме того, состояние масла в ряде случаев помогает определить характер и причину повреждения трансформатора. Поэтому перед вводом трансформатора в эксплуатацию, в процессе эксплуатации и после капитального ремонта производятся электрические испытания и химический анализ транформаторного масла. Масло проверяют на электрическую прочность, которая должна быть не ниже 25 кВ/см для трансформаторов напряжением до 35 кВ и 35 кВ/см для трансформаторов напряжением 35 кВ и выше; на отсутствие влаги, механических примесей и кислот; на температуру вспышки, которая не должна быть ниже 135° С.
Нагрузка трансформатора должна находиться, как правило, в пределах его паспортных данных, приведенных на прикрепленной к нему табличке. Однако трансформаторы, работающие часть суток с недогрузкой, допускают перегрузку, величина и продолжительность которой зависят от режима работы, места установки и определяются специальной инструкцией. В аварийных условиях (например, при выходе из строя одного из трансформаторов и отсутствии резерва) допускается перегрузка масляного трансформатора на 30% в течение 2 ч, на 60% —45 мин, на 75% —20 мин, на 100% — 10 мин. Допустимая перегрузка тяговых трансформаторов, питающих электропоезда, в значительной степени зависит от перегрузочных способностей выпрямителей, с которыми они работают в блоке, и поэтому определяется заводом-изготовителем для агрегата в целом.
Для предотвращения ускоренного старения трансформаторного масла температура его верхних слоев не должна превышать 85° С и только в исключительных случаях может доходить до 95° С.
В процессе эксплуатации трансформаторы подвергают периодическому осмотру (без отключения), текущему и капитальному ремонтам, а также профилактическим испытаниям. Обычно текущий ремонт трансформаторов проводят один раз в год, капитальный — один раз в шесть лет. Однако периодичность осмотра и ремонтов зависит от местных условий (режима работы подстанции, наличия постоянного дежурного персонала, запыленности), поэтому может изменяться и определяться местными инструкциями.
При периодических осмотрах проверяют уровень и температуру масла; отсутствие течи масла через крышки; состояние фланцев и спускных кранов, изоляторов, ошиновки и кабелей; работу охлаждающих устройств; целость дверей и запоров. При осмотрах прислушиваются к гулу трансформатора — по появлению новых тонов и дребезжанию иногда удается установить наличие внутренних неисправностей.
Во время текущего ремонта помимо наружного осмотра подтягивают болты уплотнений, проверяют спускной кран и масло указательные устройства, доливают масло (в случае необходимости), проверяют пробивные предохранители у трансформаторов с нулевым выводом и целость мембраны выхлопной трубы, осматривают и чистят охлаждающие устройства, опробуют газовую защиту, измеряют сопротивление изоляции обмоток, испытывают трансформаторное масло.
Капитальный ремонт помимо работ, выполняемых при текущем ремонте, включает в себя проверку обмоток во вскрытом трансформаторе; подпрессовку магнитопровода; ремонт переключателей и отводов, маслоочистительных и охлаждающих устройств, крышки и расширителя с заменой, в случае необходимости, отдельных деталей.
После выполнения капитального ремонта производят испытания трансформатора и анализ масла, измеряют мегаомметром сопротивление изоляции обмоток и стяжных болтов, омические сопротивления обмоток, проверяют схему их соединения. Определяют ток холостого хода трансформатора и коэффициент трансформации. Результаты измерений сверяют с паспортными заводскими данными. Проверяют систему охлаждения трансформаторов.
Электрическую прочность обмоток испытывают повышенным напряжением. В случае неудовлетворительного сопротивления изоляции обмотки трансформатора сушат, а поврежденную изоляцию стяжных болтов заменяют исправной.
Измерив омическое сопротивление обмоток трансформатора и сравнив полученные величины с заводскими данными, выявляют места с нарушением пайки и обрывами проводов. Замеренное сопротивление обмотки может отличаться от сопротивления обмотки другой фазы не более чем на 2%.
Состояние магннтопровода проверяют, измеряя потери холостого хода, так как при нарушении изоляции между листами потери увеличиваются. Кроме того, резкое увеличение этих потерь свидетельствует о наличии замыкания между витками одной из обмоток.
Испытание повышенным напряжением переменного тока служит для выявления не обнаруженных при осмотре участков ослабленной изоляции в элементах трансформатора.. Это испытание не может быть заменено измерением мегаомметром, так как напряжение на выводных зажимах мегаомметра из-за падения напряжения внутри прибора будет значительно меньше номинального. Так, например при измерении мегаомметром на 1000В сопротивления 1 МОм действительное напряжение на зажимах мегаомметра будет около 450 В, а при измерении такого же сопротивления мегаомметром на 500 В напряжение на зажимах будет всего около 200 В. Поэтому испытывать прочность изоляции следует от источника достаточно большой мощности.
Коэффициент трансформации определяют при всех положениях ответвлений обмоток, что дает возможность проверить также правильность установки переключателя напряжения по ступеням.
При сильном похолодании трансформаторы нередко отключаются от газовой защиты в результате значительного понижения уровня масла в расширителе. Поэтому при резкой смене погоды производят внеочередной осмотр трансформаторов, тщательно проверяя уровень масла, в зависимости от результатов осмотра масло доливают или спускают. При автоматическом срабатывании защиты (газовой или дифференциальной) от внутренних повреждений включать трансформатор без предварительной проверки нельзя, так как это может привести к значительному увеличению размеров повреждения. Для выяснения причин отключения трансформатора проверяют целость обмоток, сопротивление изоляции и делают анализ масла.
В эксплуатации возможны случаи ложного срабатывания газовой защиты на сигнал. Это может произойти из-за резкого похолодания, если не будет своевременно долито масло, а также из-за выделения воздуха из масла, что бывает вскоре после заливки трансформатора свежим маслом. При появлении сигнала газовой защиты следует определить количество и цвет газа и проверить его горючесть. Если газ не горит, значит, выделяется не газ, а воздух и, следовательно, защита сработала ложно.