7. Наибольшие допускаемые превышения температуры
Согласно ГОСТ, номинальными условиями охлаждающей среды являются:
- естественно изменяющаяся температура охлаждающего воздуха в местностях, где ее максимальное значение не превышает +35° С, при воздушном охлаждении трансформатора;
- естественно изменяющаяся температура охлаждающей воды с максимальным значением, не превышающим +25° С, при водяном охлаждении трансформатора. Превышения температуры частей трансформатора сверх температуры охлаждающей среды при сколь угодно длительно поддерживаемых во время испытания потерях холостого хода и потерях короткого замыкания, приведенных к 75° С, не должны превосходить значений, указанных в табл. 22-1.
Таблица 22-1
Часть трансформатора | Наибольшее превышение температуры, | Метод измерения |
Обмотка | 70 | По изменению сопротивления |
Сердечник (на поверхности) | 75 | По термометру |
Масло (в верхних слоях) | 60 | То же |
11. Контроль за температурой и тепловая защита трансформаторов
Согласно ГОСТ, трансформаторы должны иметь приспособление для измерения температуры верхних слоев масла, а именно: а) трансформаторы мощностью до 750 кВ*А снабжаются ртутными термометрами обычного типа или с сигнальными контактами; б) трансформаторы мощностью от 1000 кВ·а и выше имеют термометрический сигнализатор, укрепляемый на боковой части бака на высоте около 1,5 м от днища трансформатора; в) трехфазные трансформаторы мощностью от 7500 кВ·а и выше и однофазные трансформаторы мощностью 3333 κв-а и выше должны иметь дистанционный измеритель температуры масла для измерения со щита управления.
В трансформаторах большой мощности иногда предусматривается контроль за температурой обмотки θоб. В основном используются два метода измерения θоб: а) при помощи сопротивлений, встроенных в обмотки, и б) при помощи тепловых моделей обмоток. Несмотря на интерес, представляемый этими способами, они не нашли сколько-нибудь широкого применения главным образом потому, что значительно осложняют конструкцию трансформатора.
Тепловая защита трансформатора осуществляется посредством тепловых реле в трансформаторах малой мощности и газовых реле в трансформаторах средней и большой мощности. Здесь мы опишем газовое реле, получившее весьма широкое распространение как один из самых активных способов защиты трансформаторов.
Идея газового реле основана на том, что всякий перегрев в трансформаторе действует разрушающим образом на изоляцию той части, где он происходит. В результате всегда появляется некоторое количество газообразных продуктов распада, выделяющихся с большей или меньшей скоростью в зависимости от интенсивности теплового процесса. Образующийся газ поднимается вверх и в нормальных условиях выходит через маслорасширитель в воздух. Газовое реле устанавливается как раз на пути газа между крышкой бака и маслорасширителем и имеет вид, схематически показанный на рис. 22-9.
На рис. 23-1, а и б показаны схемы понижающего автотрансформатора, на рис. 23-1, в — повышающего.
Рис. 23-1. Схемы понижающего (а, б) и повышающего (в) автотрансформатора
Рис. 22-9. Газовое реле
В нормальном состоянии реле целиком заполнено маслом. При выделении в трансформаторе газа последний скапливается в верхней части резервуара А и постепенно понижает уровень масла. Вследствие этого поплавок Вх опускается и в некоторый момент замыкает цепь с сигнальным приспособлением. Об интенсивности происходящего процесса можно судить по быстроте вытеснения масла из резервуара А, для чего в боковой стенке последнего сделано окошечко с нанесенными на нем делениями. Большое значение имеет также цвет газа; так, например, светлый оттенок газа говорит о разрушении бумаги, желтоватый — дерева, темный — масла. В случае надобности можно сделать анализ газа, взяв некоторое количество его через кран в крышке резервуара.
В том случае, когда процесс газовыделения носит интенсивный характер, поток газа, наклонив поплавок B2, замыкает цепь управления масляного выключателя МВ (рис. 22-9). Таким образом, газовое реле не только предупреждает о готовящейся аварии, но и выключает трансформатор, если авария происходит неожиданно. Чувствительность газового реле весьма велика. Оно начинает сигнализировать о неблагополучии в трансформаторе очень рано. С другой стороны, оно просто, дешево и надежно в работе.
Рис. 22-10. Общий вид маслорасширителя и выхлопной трубы
1 — труба, соединяющая расширитель с главным резервуаром; 2 — выхлопная труба; 3 — расширитель; 4 — маслоуказатель; 5 — стеклянная диафрагма; 6 — водоотделитель, 7 — клапан для взятия проб
К защитным приспособлениям могут быть отнесены: а) маслорасширитель и б) выхлопная труба.
Маслорасширитель (рис. 22-10) устанавливается с целью устранения непосредственного соприкосновения находящегося в баке горячего масла с воздухом во избежание сильного окисления масла, но при этом маслу нужно дать возможность свободно расширяться при нагревании. Расширитель представляет собой резервуар цилиндрической или иногда прямоугольной формы, который устанавливается на крышке бака, обычно вдоль узкой стороны последнего, и соединяется с баком трансформатора трубкой, оканчивающейся внутри расширителя, несколько выше его дна. Емкость расширителя должна обеспечивать постоянное наличие в нем масла при всех режимах работы трансформатора и при колебаниях температуры окружающего воздуха в пределах от —35 до +35* С. Для контроля за уровнем масла в расширителе последний снабжается маслоуказателем, причем на стенке расширителя или бака около маслоуказателя наносятся три контрольные черты, соответствующие уровню масла при температурах последнего —35, +15 и +35° С. Обычно расширителем снабжаются трансформаторы мощностью от 100 кВ*А и выше.
Выхлопная труба (рис. 22-10) устанавливается на крышке бака трансформатора мощностью 1000 кВ·а и выше и представляет собой стальную трубу 20—25 см в диаметре, закрытую на конце обычно стеклянной пластинкой — мембраной толщиной 3—5 мм. При внутреннем повреждении трансформатора внутри бака быстро образуется большое количество газов, которые выдавливают мембрану и выводятся в атмосферу. В противном случае неизбежна деформация бака.
