Трансформатори струму 35, 110 кВ

• Загальні дані. Технічна характеристика

• Призначення

Трансформатори струму напругою 35, 110 кВ – вимірні трансформатори класу напруги 35-110 кВ,  що працюють в режимі короткого замикання і призначені  для лінійної трансформації первинного струму електромережі 35-110 кВ до значення зручного для вимірювання звичайними амперметрами живлення струмових кіл, живлення пристроїв релейного захисту, обліку й управління в мережах змінного струму високої напруги. Вони також є елементами пристроїв релейного захисту і автоматики, забезпечуючи при цьому релейні схеми необхідною інформацією про стан електричних кіл високої напруги.
Найбільш вживаними для живлення вимірювальних приладів та кіл пристроїв струмового релейного захисту є трансформатори струму з номінальним струмом  вторинної обвитки  1 А, 5 А рідше 10 А. Трансформатори струму 35, 110 кВ встановлюються у розподільчих злагодах 35-110 кВ в мережах змінного струму частоти 50 Гц для передачі сигналу вимірюваної інформації  вимірювальним приладам та пристроям захисту і управління.

Технічні дані трансформаторів струму

Структура умовного позначення:

Дану інструкцію розглядати разом з паспортом і заводською інструкцією з експлуатації трансформатора струму.

• Типи трансформаторів струму 35-110 кВ.

Залежно від номінальної напруги мережі, і з умови найбільшого струму короткого замикання в мережі, в якій вони встановлені, трансформатори струму 35-110 кВ можуть мати такі типовиконання.

• Будова, робота та налагодження трансформаторів струму

• Будова трансформатора струму

Трансформатор струму напругою 35-110 кВ (рис.1) - це вимірний трансформатор, що складається з:

• первинної обвитки (з двох або чотирьох однакових секцій, що з’єднуються внутрішніми перемичками);
• вторинної обвитки;
• замкнутий магнітопровід;
• фарфорового корпусу;
• верхньої циліндричної частини (оливорозширювача);
• металевого зварного цоколя (це несуча опорна конструкція, на якій передбачено майданчик і гвинт заземлення);
• коробки вторинних виводів;
• оливовказівника;
• повітроосушувача.
•  
• Обмотки трансформатора струму і магнітопровід  розміщені в фарфоровому корпусі (ізоляторі), що заповнений трансформаторною оливою. Рівень оливи в трансформаторі струму контролюється по рівню оливи в оливовказівнику, що знаходиться в верхній частині корпусу.

Рис. 1  Трансформатор струму типу ТФЗМ-35
(а- магнітопровід з обмотками) і (б - зовнішній вигляд) 1 - первинна обвитка;                   2 - ізоляція; 3 – вторинна обвитка;

• Принцип роботи  трансформатора струму

Первинна обмотка трансформатора струму вмикається послідовно (в розрив) фази електричного кола (Л1, Л2) (Рис.2). Від первинної обвитки, що знаходиться під високою напругою, вторинна обмотка надійно ізолюється, що гарантує безпечне обслуговування вторинних кіл і підключених до них приладів і пристроїв релейного захисту.
Струмові кола навантаження підключаються до затискачів вторинних обмоток послідовно (И1, И2) (Рис.2). Але навіть при послідовному з’єднані опір вторинного навантаження невеликий, тому вважають, що робочий режим трансформаторів струму є наближений до режиму короткого замикання. Розімкнення вторинної обвитки призводить до зникнення розмагнічуючої дії вторинного струму і тоді увесь первинний струм стає струмом намагнічування. При такому режимі різко зростає магнітна індукція в сталі магнітопроводу, активні втрати в сталі магнітопроводу збільшуються в багато разів, що й призводить до її перегріву, обгоранню ізоляції обвитки, і як наслідок, пошкодженню трансформатора струму. Окрім того, великий магнітний потік наводить у вторинній обвитці значну електрорушійну силу, яка може досягати кількох десятків кіловольт, що становить небезпеку для ізоляції вторинних кіл і працівників, які їх обслуговують, а тому необхідно заземлювати один з кінців вторинної обвитки на місці встановлення трансформатора струму. Враховуючи вказане, вторинні обвитки трансформаторів струму повинні бути завжди замкнені на реле, прилади чи закорочені на випробувальних затискачах. За необхідності заміни реле чи приладу попередньо повинна встановлюватись шунтуюча їх перемичка, на трансформаторі струму. Переносні вимірювальні прилади підключають до вторинних кіл працюючих трансформаторів струму з допомогою роз’ємних випробувальних затискачів чи випробувальних блоків, що дозволяють проводити ввімкнення чи вимкнення приладів без розриву вторинного кола.

Рис. 2  Схема ввімкнення трансформатора струму
1 – магнітопровід; 2 - первинна обвивка; 3 – вторинна обвивка;
РА – амперметр; PW- струмова котушка лічильника; KA-струмова котушка реле;

Коефіцієнт трансформації трансформатора струму визначається за формулою ,
де І1, І2.-струми відповідно первинної і вторинної обвиток, а W1, W2 – кількість витків вторинної і первинної обвиток.
Для живлення вторинних пристроїв застосовують різні схеми з’єднань вторинних обвиток трансформаторів струму. З’єднання в зірку і трикутник використовують для отримання великого струму у вторинному колі чи зсуву фаз вторинного струму на 30° чи 330°. В мережах з ізольованою нейтраллю застосовують з’єднання в неповну зірку чи на різницю струмів двох фаз, а для живлення захистів від замикань на землю - схему з’єднання на суму струмів трьох  фаз (схема фільтра струмів нульової послідовності).

• Експлуатація трансформаторів струму

В процесі експлуатації необхідно проводити: технічне обслуговування та середній ремонт трансформаторів струму,  при необхідності, з дотриманням заходів безпеки, що вказані в розділі 4.
Поточний ремонт
Поточний ремонт трансформаторів струму  35-110 кВ проводиться один раз на 3 роки.
Огляд трансформаторів струму  проводиться разом з оглядом усього обладнання підстанції. При огляді необхідно перевірити:

• рівень оливи в оливовказівнику;
• чистоту і цілісність фарфорового корпусу, відсутність тріщин і сколів, слідів розрядів на поверхні і кришці трансформатора;
• стан забарвлення індикаторного силікагеля в повітроосушувачі (для трансформаторів струму, що ним обладнані);
• відсутність підтікання оливи;
• стан контактів, під’єднання ошинування, заземлення;
• чіткість диспетчерських назв.

У випадку відсутності зауважень за результатами огляду трансформатор струму залишається в роботі до наступного ремонту. У випадку виявленя зауважень за результатами огляду проводиться позачерговий ремонт.
При поточному ремонті необхідно виконати такі роботи:

• зовнішній огляд трансформаторів (виявлення, підтікання оливи, стану і ступені забруднення);
• очищення трансформатора (фарфорового корпусу);
• відбір проб оливи – розгвинчування оливозливного отвору, відбір проби трансформаторної оливи, загвинчування отвору);
• перевірку стану оливовказівника (огляд, очищення, перевірка роботи, дрібний ремонт);
• відновлення антикорозійного покриття (видалення корозії щіткою, пофарбування пензлем металевих поверхонь);
• перевірку обвитки трансформатора струму на обрив і з’єднання з корпусом;
• перевірку стану контактів (огляд, перевірка кріплень, очищення, змащування поверхонь);
• контрольне підтягування гвинтових з’єднань;
• перевірку стану повітроосушувальних фільтрів (знімання, розбирання фільтрів, заміна силікагеля, збирання встановлення на місце);
• регулювання рівня оливи (доливання оливи помпою чи зливання за необхідності, спостерігати за оливовказівником);

Середній ремонт
Середній ремонт трансформаторів струму проводиться при необхідності  (за результатами вимірювань і випробувань).
При середньому ремонті необхідно спочатку провести комплекс робіт  з потчного ремонту, а потім виконати такі роботи:

• встановити трансформатор струму на стенд для досягнення ним температури навколишнього середовища, оглянути трансформатор струму;
• злити трансформаторну оливу (відкрутити корки оливоспускного отвору, перевірити роботу оливовказівника, злити оливу, перевірити стан крана, ущільнення);
• ремонт вузла герметизації (роз’єднати різьбові з’єднання, зняти і замінити при потребі оболонки, встановити їх на місце, перевірити ущільнення);
• ремонт оливовказівника, оливоспускних кранів (розбирання, огляд, очищення, заміна при потребі дефектних деталей, складання, перевірка ущільнень);
• ремонт повітроосушувача (знімання розкладання, очищення заміна силікагеля, оливи, збирання, встановлення на місце);
• перевірку стану коробки з виводами вторинної обмотки (роз’єднання різьбових з’єднань, розкладання, очищення, маркування, заміна дефектних деталей);
• перевірку стану кранів (розбирання, огляд, очищення, заміна при потребі дефектних деталей, складання, перевірка ущільнень);
• перевірку стану кришки (роз’єднання різьбових з’єднань, від’єднання знімання, очищення зовнішньої і внутрішньої поверхні прокладок, за необхідності їх заміна);
• сушіння обмоток (роз’єднання різьбових з’єднань, знімання, перевірка стану активної частини, завантаження в вакуумну піч, нагляд за процесом сушіння, вивантаження з печі);
• зібрати трансформатор (встановлення кріплення обмоток, фарфорового ізолятора, кришки, вкладання прокладок, закріплення, вимірювання опору ізоляції);
• вакуумування, заливання оливи (заливання, вакуумування, нагляд за процесом, відбір проб оливи);
• здавання в експлуатацію (фарбування, пакування транспортування трансформатора струму на склад, або до місця встановлення).

Закінчення ремонту трансформатора струму і введення його в експлуатацію після ремонту здійснюється за результатами високовольтних випробувань фарфорової ізоляції та трансформаторної оливи.

• Заходи безпеки

Монтаж, налагодження та експлуатація трансформаторів струму повинні виконуватись з урахуванням вимог:

• “Правила улаштування електроустановок” ПУЕ-2009р.;
• “Технічна експлуатація електричних станцій і мереж. Правила”               ГКД 34.20.507-2003;
• “Правила безпечної експлуатації електроустановок”

ДНАОП 1.1.10-1.01-97.
Забороняється розмикати вторинні кола трансформатора струму, так як магнітопроводи його обмоток  намагнічуються і, як наслідок, зростатимуть похибки у вимірюваннях. Магнітопроводи слід розмагнічувати після наскрізного короткого замикання, після випадкового розмикання вторинних кіл і після вимкнення ліній електропередач.
Після приєднання змонтованих кіл до трансформаторів струму закорочення повинно переноситися до найближчої клемної шафи і знімається тільки після повного закінчення робіт і перевірки правильності приєднань змонтованих кіл.
Вогневі роботи поблизу трансформаторів струму і на них повинні виконуватися у відповідності з інструкцією для проведення вогневих робіт.
Увага! Під час виконання робіт забороняється робота персоналу на ділянці схеми, яка вимкнена тільки вимикачем. Обов’язковим є додаткове вимкнення ділянки схеми роз’єднувачем з видимим розривом електричного кола і накладанням захисного заземлення.
Увага! Один з вторинних виводів трансформатора струму повинен бути заземленим,  не допускається розмикати вторинні кола трансформаторів струму, при розімкнені на виводах вторинних кіл з’являється напруга.