Transformator mocy. Urządzenie i naprawa transformatora mocy

Transformator mocy to urządzenie elektryczne, które zmienia wartość napięcia lub prądu jednego poziomu na inny, zachowując jednocześnie moc przechodzącą przez niego. Jest używany na stacjach, podstacjach i urządzeniach dystrybucyjnych. Jeśli na stacji jest to jedno z licznych urządzeń systemu roboczego, to na stacji jest to główny element.

Mechanizm działania transformatora

Zasada działania transformatora mocy opiera się na właściwości indukcja elektromagnetyczna spowodowane przez elektryczną siłę napędową przepływającą przez uzwojenia prąd przemienny. Oznacza to, że nie ma transformatorów prądu stałego. Transformatory mogą zmieniać prąd i napięcie, ale nie mogą zmieniać swojej częstotliwości. Następnie rozważamy transformator mocy urządzenia i istniejące typy.

Odmiany

Transformator mocy jest bardzo złożonym mechanizmem składającym się z zestawu elementów, których skład zależy bezpośrednio od mocy i celu. W przemyśle elektroenergetycznym stosuje się kilka rodzajów tych maszyn elektrycznych. Wśród nich są:

• podwójne uzwojenia transformatory mocy;
• trzy uzwojenia;
• z podzielonym uzwojeniem wtórnym;
• transformatory izolacyjne;
• z otwartym uzwojeniem wtórnym;
• autotransformatory.

W zależności od mocy stosowane są różne materiały dielektryczne, które są wymagane do chłodzenia i bezpieczeństwa elektrycznego transformatora mocy. Do transformatorów małej mocy wykorzystywany jest papier specjalny, związek dielektryczny, lakier elektryczny. Urządzenie transformatora mocy o średniej i wysokiej mocy zakłada obecność tak ważnych elementów jak olej transformatorowy i gaz. Służą do zwijania izolacji.

Większość transformatorów mocy stosowanych w energetyce to transformatory mocy. Te urządzenia składają się z następujących elementów:

• obudowa;
• zawiasowy szeroki czołg;
• wejście elektryczne;
• uzwojenie pierwotne;
• uzwojenie wtórne;
• przewodnik magnetyczny;
• pompa oleju i chłodnica (w zależności od mocy);
• zabezpieczenie przekaźnika i automatyzacja;
• Czujnik poziomu i czujnik stanu transformatora.

Przeznaczenie transformatorów mocy

Aby przenieść energię elektryczną na duże odległości, konieczne jest znaczne zwiększenie poziomu napięcia. Głównym wrogiem w energetyce jest oporność elektryczna różnego rodzaju materiałów. Wzór jest następujący: im większy opór elektryczny, tym większe nagrzewanie elementu. W fizyce zjawisko to nazywa się utratą.

Wraz z przeniesieniem energii elektrycznej na znaczne odległości, straty te osiągają znaczące wartości. Aby je zmniejszyć, musisz zmniejszyć ilość prądu elektrycznego. Można to zrobić, zwiększając wartość napięcia.

Od szkolnego kursu z fizyki znamy równanie znajdowania mocy. Brzmi to następująco: moc jest produktem prądu i napięcia. Dlatego przy stałej wartości mocy, jeśli napięcie wzrasta, prąd naturalnie maleje. Oczywiście można używać przewodów o dobrej przewodności, ale koszt takich materiałów jest dość wysoki. Aby zwiększyć lub zmniejszyć napięcie używane urządzenia o nazwie "transformator mocy".

Wybór transformatorów mocy

Obliczenia transformatora mocy dla stacji i podstacji są radykalnie różne. Wynika to z faktu, że elektrownia wytwarza energię elektryczną, a podstacja dystrybuuje ją do odbiorców.

Obliczenie transformatora mocy dla stacji jest zredukowane do porównania całkowitej mocy wytwarzanej przez generator lub grupę generatorów. Wybór mocy transformatora dla podstacji jest znacznie trudniejszy.

Z oczywistych powodów dzienne zużycie energii elektrycznej znacznie się różni. Zaplanuj obciążenia ogólnie ma charakter schodkowy. W okresie od 00.00 do 6.00 zużycie energii ma wartość minimalną, następnie od 6,00 do 10,00 wzrasta do wartości maksymalnej, następne sześć godzin nieznacznie spada, a od 16.00 do 22.00 ponownie przyjmuje wartość maksymalną, aw pozostałym czasie następuje spadek do wartości minimalnych. Oprócz codziennych harmonogramów jest międzysezonowy. Latem i zimą progi maksymalne i minimalne również się różnią.

Z podanych obciążeń określa się średnią moc. Aby nie doszło do przeszacowania mocy zainstalowanej jednostki mocy w stosunku do systemu elektroenergetycznego, obliczenia są dokonywane z uwzględnieniem możliwego krótkotrwałego przeciążenia.

Transformator mocy ma wiele odmian układów chłodzenia. W zależności od tego może być przeciążony przy różnych wartościach i czasie trwania. Średnio ta wartość nie przekracza 40% przez krótki okres czasu, a zatem czas ten można zwiększyć, obniżając poziom zagęszczenia ruchu. Ale w każdym przypadku, w przyszłości ładunek powinien zostać zredukowany, a data przeglądu powinna zostać przesunięta na wcześniejszy termin.

Moc transformatora mocy, przy której pracuje w trybie nominalnym, odpowiada 75-80%. Minimalizuje to straty i przedłuża żywotność maszyny elektrycznej. Zatem wybór transformatora jest ograniczony do następujących etapów:

1. Określenie zużycia energii przez system.
2. Dla rozwoju systemu przewidziana jest pewna rezerwa mocy.
3. Przeprowadzono kontrolę awaryjną.

Utrzymanie

Aby utrzymać transformatory w stanie roboczym, należy zastosować zestaw środków mających na celu kontrolę i eliminację pojawiających się defektów. Wszystkie te czynności są rejestrowane w paszporcie transformatora (wydanym przez producenta).

Jak każde inne urządzenie, na transformatory mocy wpływają czynniki zewnętrzne, a także naturalne starzenie się materiałów samego urządzenia. Defekty wykryte w czasie umożliwiają okresową konserwację, dlatego konieczne jest stałe monitorowanie stanu urządzenia.

Lista okresowych przeglądów wykonywanych co najmniej raz w roku obejmuje:

• kontrola wzrokowa;
• kontrola poziomu oleju;
• sprawdzenie stanu żelu krzemionkowego;
• kontrola szczelności połączeń smug.

Wszystkie te operacje są wykonywane przez specjalistów bez odłączania transformatora od sieci.

Aktualna naprawa

Naprawa transformatorów mocy jest integralną procedurą w działaniu tych urządzeń. Prace konserwacyjne nie wymagają demontażu transformatora, transportu do specjalnych skrzyń lub do fabryki. Obejmują one procedurę częściowego demontażu obudowy, kontrolę całego urządzenia transformatora mocy, wymianę wszystkich uszczelniających mankietów i uszczelek, kalibrację oprzyrządowanie i monitorowanie wyposażenia transformatora.

Po zakończeniu wszystkich prac, nowy olej transformatorowy zostaje wylany, przeprowadzane jest etapowe uruchomienie. Częstotliwość takich napraw zależy od samego transformatora, przeciętnie dzieje się to co 3-4 lata.

Remont

Najdroższy ze wszystkich rodzajów naprawy jest uważany za kapitał. Jest produkowany przez specjalnie wyszkolonych ludzi w pokojach wyposażonych we wszystko, co niezbędne. Transformator jest demontowany z miejsca operacji. Kompletny demontaż wszystkich komponentów i mechanizmów (regulacja pod obciążeniem). Izolacja połączeń wtykowych, przewód magnetyczny zostaje zastąpiony.

Ta naprawa jest podobna do remont silnika samochód, gdy wszystkie odpowiedzialne elementy są poddawane poważnym udoskonaleniom i często zastępowane. Po zakończeniu wszystkich prac testy są przeprowadzane przy zwiększonym napięciu. Po uzyskaniu pozytywnych wyników wymagane znaki umieszczane są w paszporcie produktu, a transformator jest uruchamiany.

Data pierwszego przeglądu jest określana na podstawie okresowego monitorowania. Jeśli odczyty są złe, transformator jest wysyłany do naprawy. Z reguły ma to miejsce w ciągu 20-30 lat w przypadku prawidłowego działania, a wszystkie zaplanowane prace konserwacyjne są wykonywane na czas.

Wniosek

Transformatory olejowe są bardzo ważnym elementem sieci energetycznej. Koszt podstacji na poziomie 50-60% składa się tylko z kosztu tych urządzeń. Pracują 24 godziny na dobę i siedem dni w tygodniu. W związku z tym konserwacja i obsługa powinny być przeprowadzane zgodnie ze wszystkimi wymaganiami producenta i odpowiednimi dokumentami prawnymi. Urządzenie transformatora mocy zawiera wiele części, co czyni go jednym z najbardziej skomplikowanych urządzeń.