Включение трансформатора в сеть и контроль за работой

Перед включением трансформатора в сеть из резерва или после ремонта производится тщательный осмотр как самого трансформатора, так и всего включаемого с ним оборудования. В процессе осмотра проверяется уровень масла в расширителе и выводах (в расширителе неработающего трансформатора уровень масла должен быть не ниже отметки, соответствующей температуре окружающего воздуха), пусковое положение оборудования в системе охлаждения, правильное положение указателей переключателей напряжения, положение заземляющих разъединителей и оборудования защиты нейтралей, отключенное положение дугогасящего реактора, а на подстанциях без выключателей со стороны ВН - отключенное положение короткозамыкателей. Если трансформатор находился в ремонте, то обращается внимание на чистоту рабочих мест, отсутствие закороток, защитных заземлений на трансформаторе и его оборудовании. Необходимо также получение согласия ремонтного персонала на включения трансформатора.
Заметим, что трансформаторы, находящиеся в резерве (ручном или автоматическом), допускается включать в работу без предварительного осмотра. Осмотр резервных трансформаторов и проверка их готовности к немедленному включению производится каждый раз при очередных осмотрах работающего оборудования.
Включение трансформаторов в сеть производят, как правило, со стороны питания, т. е. со стороны ВН. Включение часто сопровождается броском тока намагничивания, что можно заметить по отклонению стрелки амперметра. Максимальный ток намагничивания превышает номинальный ток в несколько раз. Однако эти броски тока не опасны для трансформатора, так как его обмотки рассчитаны на прохождение токов короткого замыкания, значения которых больше максимально возможных токов намагничивания, имеющих затухающий характер. Дифференциальная зашита трансформатора обычно отстраивается от тока намагничивания при первом опробовании трансформатора напряжением, что устраняет ложное срабатывание ее при всех последующих включениях.
На подстанциях 110-220 кВ с упрощенными схемами (без выключателей со стороны ВН) и при наличии в схемах трансформаторов последовательно включенных разъединителей и отделителей включать трансформатор под напряжение рекомендуется разъединителями.
После включения трансформатора в работу нагрузка на нем устанавливается в зависимости от общей нагрузки на шинах подстанции, при этом не исключено включение сразу под номинальную нагрузку. Трансформаторы с охлаждением М и Д разрешается включать под номинальную нагрузку при температуре масла не ниже -40°С, а трансформаторы с охлаждением ДЦ - не ниже -25°С. Если температура верхних слоев масла окажется ниже указанной, ее следует поднять включением трансформатора только на холостой ход или под нагрузку, не превышающую 40-50% номинальной. В аварийных ситуациях этих ограничений не придерживаются и трансформаторы включают под номинальную нагрузку при любой температуре. Возникающий при этом значительный перепад температур между маслом и обмотками из-за высокой вязкости холодного масла не приводит к повреждению трансформатора, однако износ изоляции обмоток ускоряется.
Повышение вязкости масла в зимнее время года учитывается при включении в работу не только самого трансформатора, но и его охлаждающих устройств. Погруженные в масло циркуляционные насосы серии ЭЦТ надежно работают при температуре перекачиваемого масла не ниже -25°С, а серии ЭЦТЭ -20°С. При более низкой температуре и, следовательно, более высокой вязкости масла наблюдались повреждения насосов из-за перегрузки. Поэтому у трансформаторов с охлаждением ДЦ и Ц рекомендуется включать циркуляционные насосы лишь после предварительного нагрева масла до температуры, указанной выше. Во всех остальных случаях (при отсутствии специальных указаний завода-поставщика) насосы принудительной циркуляции масла должны включаться в работу одновременно с включением трансформатора в сеть и находиться в работе постоянно независимо от нагрузки трансформатора.
Вентиляторы охладителей при низких температурах воздуха включаются в работу позже, когда температура масла достигнет 45°С.
Система охлаждения Д не исключает работу трансформаторов с отключенными устройствами воздушного дутья, но это возможно только при нагрузке 0, 5 номинальной независимо от температуры масла, что приводит примерно к такому же износу их изоляции, как и при работе с номинальной нагрузкой и включенным дутьем. На этом основании пришли к выводу о том, что вентиляторы дутья должны находиться в работе, если нагрузка трансформатора S≥SHOM или если температура верхних слоев масла равна или больше 55°С.
Отключение вентиляторов дутья должно производиться при снижении температуры, масла до 50°С, если нагрузка трансформатора меньше номинальной.
В аварийных случаях, например при потере подстанцией питания собственных нужд (с. н.), допускается кратковременная работа трансформаторов с номинальной нагрузкой при отключенном охлаждении. Для трансформаторов с охлаждением Д время работы с отключением всех вентиляторов допускается в зависимости от температуры окружающего воздуха ограниченное время:

Трансформаторы с охлаждением ДЦ могут эксплуатироваться только при работающих вентиляторах дутья, насосах циркуляции масла и с включенной сигнализацией о прекращении подачи масла и остановке вентиляторов обдува.
При остановленном охлаждении отвод теплоты потерь в трансформаторе не обеспечивается, даже если он не несет нагрузки. В режиме XX трансформатор может находиться не более 30 мин., а с номинальной нагрузкой - не более 10 мин. Время работы трансформатора под нагрузкой не выше номинальной может быть продлено до 1 ч, если у трансформаторов мощностью до 250 МВ·А температура верхних слоев масла не достигла 80°С, а у трансформаторов мощностью выше 250 МВ·А 75°С.
По истечении указанного времени и невозможности восстановления нормальных условий охлаждения трансформатор должен быть разгружен во избежание резкого возрастания разности температур по высоте активной части.
Нагрузка трансформаторов с системами охлаждения ДЦ и Ц при отключении части охладителей должна быть уменьшена пропорционально числу отключенных охладителей:

Контроль режима работы. Контроль за нагрузками трансформаторов ведется по амперметрам, на шкалах которых должны быть нанесены красные риски, соответствующие номинальным нагрузкам обмоток. Это облегчает наблюдение за режимом работы трансформатора и помогает предупреждать перегрузки. Нанесение рисок на стеклах приборов не допускается из-за возможных ошибок при отсчете. У автотрансформаторов контролируется также ток в общей обмотке.
Контроль за напряжением, подведенным к трансформатору, и напряжением его вторичных обмоток ведется по вольтметрам, измеряющим напряжение на шинах.
Превышение напряжения на трансформаторах сверх номинального допускается в сравнительно небольших пределах: длительно на 5% при нагрузке не более номинальной и на 10% при нагрузке не более 25% номинальной. При этом линейное напряжение на любой обмотке не должно превышать наибольшего рабочего напряжения для данного класса напряжения трансформатора:

Превышение указанных значений напряжений приводит к насыщению магнитопровода, резкому увеличению тока и потерь холостого хода (потери в стали возрастают пропорционально квадрату напряжения). Увеличение потерь в стали является причиной местных нагревов стальных конструкций магнитопровода.
Таблица 1.3
Допустимые значения повышения напряжения для трансформаторов

Воздействие напряжений, превышающих наибольшее рабочее напряжение, трансформаторы и реакторы 110 кВ и выше допускают лишь кратковременно. Так, например, для трансформаторов 110-750 кВ значения повышения напряжения и длительность его воздействия не должны превышать допустимых значений, приведенных в табл. 1.3.
Контроль за тепловым режимом трансформаторов сводится к периодическим измерениям температуры верхних слоев масла в баках. Измерения производятся при помощи стеклянных термометров, погруженных в специальные гильзы на крышках трансформаторов, дистанционных термометров сопротивления и термометров манометрического типа - термосигнализаторов. На крышке трансформатора устанавливается по два термосигнализатора с переставными контактами. Контакты одного из них используются для управления системой охлаждения, другого - для сигнализации и отключения трансформатора в случае превышения допустимых температур масла.
Периодические осмотры. Сроки периодических осмотров устанавливаются местными инструкциями. На подстанциях с постоянным дежурством персонала трансформаторы осматриваются не реже 1 раза в сутки, а на подстанциях, обслуживаемых оперативно-выездными бригадами (ОВБ), -не реже 1 раза в месяц. Осмотры должны также производиться при получении сигнала о нарушении режима работы трансформаторов или их систем охлаждения, при срабатывании устройств релейной защиты и автоматики. При стихийных бедствиях (пожарах, землетрясениях и т. д.) трансформаторы должны осматриваться немедленно.
При осмотре проверяются внешнее состояние трансформаторов и их систем охлаждения, устройств регулирования напряжения под нагрузкой, устройств защиты масла от окисления и увлажнения, фарфоровых и маслонаполненных вводов, защитных разрядников на линейных вводах и в нейтрали, кранов, фланцев и люков, а также резиновых прокладок и уплотнений (они не должны набухать и выпучиваться), отсутствие течей масла и уровень его в расширителях, целость и исправность приборов (термометров, манометров, газовых реле), маслоуказателей, мембран выхлопных труб, исправность заземления бака трансформатора, наличие и исправность средств пожаротушения, маслоприемных ям и дренажей, состояние надписей и окраски трансформаторов.
На слух проверяется гул трансформатора, а также отсутствие звуков электрических разрядов. Осматриваются контактные соединения и указатели, контролирующие их перегрев.
В закрытых камерах трансформаторов проверяется исправность кровли, дверей и вентиляционных проемов. При нормальной работе вентиляции помещения разность температур входящего снизу и выходящего сверху воздуха не должна превышать 15°С при номинальной нагрузке трансформатора.
Отключение трансформатора от сети, как правило, производят выключателями со стороны нагрузки (НН и СН), а затем со стороны питания (ВН). На подстанциях с упрощенной схемой (без выключателей со стороны ВН) отключение трансформаторов от сети рекомендуется производить отделителями после отключения выключателей со стороны нагрузки.