Руководство по установке трансформаторов

 Успешная работа трансформатора зависит от правильной установки, а также от хорошей конструкции и производства.Статьи о том, как выбрать трансформатор, основываясь на самых значимых критериях, мы публикуем постоянно на нашем сайте. В этой статье рассматриваются процедуры установки, которые следует учитывать, чтобы гарантировать правильную и безопасную работу трансформатора. В ней рассматриваются методы установки, которые являются общими для трансформаторов как сухого типа, так и с жидким охлаждением.

    При просмотре литературы о продукции трансформаторов вы, вероятно, обнаружите, что устройства одного производителя будут иметь отличия от устройств конкурента. Кроме того, у каждого производителя будут свои инструкции по установке и испытанию трансформаторов. Независимо от производителя, вы должны тщательно следовать этим инструкциям, чтобы обеспечить надлежащую безопасность персонала и оборудования.Испытание трансформатора

Принимаем заказы на расчет,изготовление и монтаж трансформаторного оборудования однофазного и трехфазного мощностью до 200кВА

   В данном материале приведены дополнительные общие рекомендации по установке и испытанию трансформаторов разного типа для ввода в эксплуатацию. Внимание: Представленная здесь информация не заменяет инструкций производителя.

Требования к приемочным испытаниям:

  Прежде чем планировать отправку трансформатора на место назначения, важно согласовать с производителем, какие приемочные испытания должны быть проведены. Каждое испытание имеет определенную цель, которая помогает определить пригодность трансформатора к эксплуатации. Некоторые из этих испытаний проводятся на заводе, в то время как другие испытания проводятся обычно после поставки. Два хороших справочника по требованиям к сухим трансформаторам — ANSI/IEEE C57.12.01-1989, IEEE Стандартные общие требования к сухим распределительным и силовым трансформаторам, включая трансформаторы с цельнолитой и/или смоляной изоляцией обмоток, в котором рассматриваются общие требования, и C57.12.91-1995, IEEE Испытательный кодекс для сухих распределительных и силовых трансформаторов, в котором рассматриваются испытания. (Большая часть информации в этих стандартах также может быть применена к трансформаторам с жидким заполнением).

Небольшие трансформаторы, мощностью менее 400 кВА, обычно не подвергаются обширным испытаниям, поскольку они часто устанавливаются далеко внизу в энергосистеме; поэтому их важность не так велика по сравнению с более крупными устройствами. Кроме того, это вопрос стоимости. Расходы, связанные с испытаниями, составляют большую часть стоимости небольшого трансформатора по сравнению с расходами на испытания мощного трансформатора.

Рекомендуется, чтобы все проводимые испытания соответствовали действующим стандартам ANSI/IEEE и NEMA. Однако если трансформатор изготовлен в соответствии со специальными требованиями, то рекомендуется провести дополнительные испытания, чтобы убедиться, что устройство работает в соответствии с требованиями. Иногда, когда испытания проводятся на заводе производителе, производитель также разрешает покупателю или его представителю, например, инженеру-консультанту, быть свидетелем испытаний.

Стандартные испытания трансформатора, проводимые для каждого блока, включают следующее:

— Коэффициент для соотношения напряжений;

— Полярность для однофазных и 3-фазных блоков (поскольку однофазные трансформаторы иногда подключаются параллельно, а иногда и в 3-фазном блоке);

— Cоотношение фаз для 3-фазных устройств (важно, когда два или более трансформаторов работают параллельно);

— Ток возбуждения, который связан с КПД и определяет правильность конструкции сердечника;

— Потери холостого хода в сердечнике , что также связано с КПД и правильностью конструкции сердечника;

— Сопротивление, для расчета температуры обмотки и R составляющей потерь в обмотке (обычно не требуется для устройств класса 600 В);

— Импеданс (через испытание на короткое замыкание), который предоставляет информацию, необходимую для определения размеров выключателя и/или предохранителя и номинала прерывания, а также для координации схем реле;

— Потери нагрузки, что опять же напрямую связано с эффективностью трансформатора;

-Регулирование, которое определяет падение напряжения при подаче нагрузки; и

— Приложенные и наведенные потенциалы, которые проверяют диэлектрическую прочность.

   Существуют дополнительные испытания, которые могут быть применимы в зависимости от того, как и где будет использоваться трансформатор. Обычно дополнительные испытания означают увеличение стоимости трансформатора. Прежде чем указывать какие-либо дополнительные испытания, следует связаться с производителем и выяснить, какие практические данные он накопил в результате испытаний аналогов. Если эти данные можно использовать, то можно избежать дополнительных расходов на проведение испытаний без ущерба для качества трансформатора.

К дополнительным испытаниям, которые можно провести, относятся следующие:

-Импульсные (в местах, где распространены грозовые и коммутационные перенапряжения);

— Звук (важно для применения в жилых и офисных помещениях и может быть использовано в качестве сравнения с будущими звуковыми испытаниями для выявления любых проблем с сердечником);

— Повышение температуры катушек, что помогает гарантировать, что проектные пределы не будут превышены;

— Корона для средневольтных (MV) и высоковольтных (HV) устройств, что помогает определить, правильно ли функционирует система изоляции;

— сопротивление изоляции (испытание мегаомметром), которое определяет сухость изоляции и часто проводится после поставки, чтобы служить эталоном для сравнения с будущими показаниями; и

— коэффициент мощности изоляции, который проводится при первоначальной установке и каждые несколько лет после этого, чтобы определить процесс старения изоляции.

При планировании установки следует выбрать место, соответствующее всем нормам безопасности и не препятствующее нормальному перемещению персонала, оборудования и материалов. Место не должно подвергать трансформатор возможным повреждениям от кранов, грузовиков или движущегося оборудования. Другие соображения, касающиеся места установки, требуют более тщательного анализа.

Фундаменты.  Подготовка фундамента обычно включает оценку характеристик грунта и бетонные работы. Для трансформаторов мощностью 2000 кВА и выше, размещаемых на улице, может потребоваться исследование грунта. Глинистые почвы сжимаемы и могут вызвать проблемы, которые могут потребовать стабилизирующей обратной засыпки. Большинство грунтов способны выдержать опорное давление 2500 фунтов/кв. фут.

Фундамент должен быть построен из армированного бетона с воздухововлекающими добавками, имеющего прочность на сжатие не менее 3000 фунтов на квадратный дюйм через 28 дней после заливки. Для трансформаторов с номинальной мощностью от 75 кВА до 500 кВА типичное бетонное основание имеет размеры 165 см на 195 см и толщину 25см с фасками на верхней части основания и подножками, отступающими на 50 см от каждого из концов длинных сторон. Для блоков мощностью от 500 кВА до 2500 кВА типичное бетонное основание будет иметь размеры 240см на 270см  и толщину 25см со скошенными кромками на верхней части основания и фундаментом, расположенным на 50см ниже каждого из концов длинных сторон. Кроме того, во избежание проблем следует проконсультироваться с инженером-строителем для получения рекомендаций по вышеуказанным вопросам.

Структурная поддержка. При размещении трансформатора внутри или на крыше здания необходимо учитывать возможности конструкции, поскольку трансформатор представляет собой концентрированную нагрузку. При строительстве новых зданий следует сотрудничать с инженерами-строителями, чтобы размещение трансформатора было включено в план здания.

При установке трансформаторов в существующих зданиях может потребоваться анализ здания на предмет возможности поддержки конструкции, поскольку исходная информация о конструкции может быть недоступна. С конструктивной точки зрения, как правило, целесообразно размещать трансформатор как можно ближе к колонне. Это может потребовать компромисса в отношении длины проводов, идущих к трансформатору и/или от него.

В сейсмических районах необходимо оценить устойчивость устройства к переворачиванию, независимо от того, размещено ли оно снаружи или в здании, поскольку трансформатор обычно имеет относительно высокий центр тяжести. Обычно требуется боковое крепление и/или дополнительное прочное крепление. Поэтому рекомендуется обратиться за консультацией по этому вопросу к инженеру, разбирающемуся в сейсмических опорах и соответствующих требованиях кодекса.

Для упрощения монтажа следует запросить у производителя упрощенный чертеж трансформатора. Изучив общие монтажные и клеммные размеры, можно спланировать установку с упорядоченным расположением соединений. Кроме того, имея эту информацию, будет легче планировать обустройство площадки.

Предварительный осмотр при получении трансформатора

При получении трансформатора его следует осмотреть на предмет повреждений при транспортировке. Осмотр следует проводить до снятия трансформатора с железнодорожного вагона или грузовика, и если видны какие-либо повреждения или признаки грубого обращения, следует немедленно предъявить претензию перевозчику и уведомить производителя. После этого следует снять крышки или панели и провести внутренний осмотр на предмет повреждений или смещения деталей, ослабленных или нарушенных соединений, грязи или посторонних материалов, а также наличия воды или влаги. Если трансформатор перемещался или хранился до установки, этот осмотр следует повторить перед вводом трансформатора в эксплуатацию.

Конструкция трансформаторов предусматривает возможность подъема, домкратирования и/или перекатывания. Эти возможности зависят от веса, размера и механической конфигурации устройства. Распределение веса следует изучить, осмотрев внутреннюю часть корпуса трансформатора сухого типа. Если необходимо, следует использовать опоры, чтобы корпус трансформатора не был раздавлен при подъеме устройства.

Трансформаторы с корпусами, имеющими подъемные проушины, можно поднимать с помощью соответствующих строп или цепей. У более крупных агрегатов предусмотрены крепления для подъема за раму основания или за зажимы в верхней части сердечника. Убедитесь, что бригада такелажников имеет опыт подъема и перемещения тяжелого хрупкого оборудования. Для подъема с опорной рамы может потребоваться использование распорной планки, чтобы избежать повреждения панелей корпуса.  При подъеме блоков с верхних зажимов сердечника иногда требуется снять верхнюю крышку или часть крышки.

При перемещении трансформаторы следует держать в вертикальном положении. Не следует пытаться перемещать трансформатор в любом другом положении. Если это невозможно, сначала следует связаться с производителем, чтобы рассмотреть другие варианты. Соблюдайте осторожность при обращении с трансформатором во избежание повреждения оборудования и/или травмирования персонала.

Если трансформатор нельзя поднять краном, его можно переместить на салазках или роликах. Соблюдайте осторожность, чтобы не повредить основание и не опрокинуть его. При использовании роликов на трансформаторах без конструктивного основания следует использовать салазки, чтобы распределить нагрузку на основание. Большие закрытые устройства с корпусами типа рамы основания можно поддомкрачивать, используя углы рамы основания. Трансформатор следует поддомкрачивать равномерно по всем четырем углам во избежание перекоса или опрокидывания.

План по предотвращению загрязнений

Разработайте процедуру инвентаризации всех инструментов, оборудования и любых других предметов, используемых при осмотре, сборке и испытании трансформатора. Для учета всех предметов следует использовать контрольный лист, а по завершении работы необходимо проверить, что эти предметы были должным образом учтены.

Выполнение комутации

Приступая к выполнению соединений между клеммами трансформатора и входящими и выходящими проводами, тщательно следуйте инструкциям, указанным на заводской табличке или на схеме соединений. Проверьте правильность расположения и плотность прилегания всех перемычек ответвлений. После первых 30 дней эксплуатации повторно затяните все болты крепления кабеля. Перед началом работ по подключению убедитесь, что приняты все меры безопасности. В случае необходимости следует принять меры для надлежащей поддержки входящих/выходящих соединительных кабелей, чтобы исключить механические нагрузки на вводы и соединения трансформатора. Такое напряжение может привести к растрескиванию втулки или разрушению соединения.

Трансформаторы обычно проектируются и строятся так, чтобы обеспечить хорошее электрическое соединение с помощью медного или алюминиевого кабеля. На алюминиевые выводы на заводе обычно наносится защитное покрытие или состав, предотвращающий окисление поверхности. Не следует удалять это покрытие с клемм ответвлений и линий. Кроме того, при использовании алюминиевых проводников обработайте их защитным составом на клеммах, как указано производителем.

Для некоторых видов оборудования требования к крутящему моменту могут отличаться от приведенных в ГОСТ. Это особенно верно, если для гаек/болтов используется бронза или материал другого типа. Чтобы избежать проблем, необходимо следовать инструкциям, предоставленным производителем трансформатора. Характеристики крутящего момента иногда указаны на аппаратуре. После приложения надлежащего момента затяжки следует подождать минуту или около того, а затем повторно затянуть все болты с указанным моментом.

Следует использовать имеющиеся в продаже механические или компрессионные наконечники соответствующего размера.  Эти наконечники должны крепиться к кабелям, как указано производителем наконечника или кабеля. Такие заделки можно приобрести у дистрибьюторов электрооборудования. Не устанавливайте шайбы между наконечниками и шиной заделки, так как это создаст дополнительное сопротивление и приведет к нагреву и возможному разрушению соединения. И наоборот, если соединяете алюминиевые наконечники с медной шиной-используйте  алюмомедные шайбы.соединение алюминий медь

Некоторые производители трансформаторов рекомендуют определять размер кабеля исходя из значений амплитуды -125% от номинала по заводской табличке. При разговоре с инженерами-консультантами на эту тему мы выяснили, что они рекомендуют выбирать размер кабеля в соответствии с паспортной мощностью трансформатора. Решайте сами: дополнительная безопасность и дополнительные расходы или кабели обычного размера. Каким бы ни был выбор, номинал изоляции кабеля должен быть адекватным для данной установки. Прокладываемые кабели должны находиться как можно дальше от катушек и мест крепления. 

Контроль уровня шума

При проверке трансформатора на уровень шума следует учитывать, что все трансформаторы, находящиеся под напряжением, издают слышимый шум. Хотя в трансформаторе нет движущихся частей, сердечник все же генерирует звук. В присутствии магнитного поля стальные листы сердечника удлиняются и сжимаются. Эти периодические механические движения создают звуковые колебания с основной частотой 120 Гц и гармониками, производными от этой основной частоты.

Расположение трансформатора напрямую зависит от того, насколько заметным будет уровень его шума. Например, если трансформатор установлен в тихом помещении, то будет заметен определенный гул. Если трансформатор установлен среди другого оборудования, например -двигатели, насосы или компрессоры, гул  останется незамеченным. В некоторых случаях требуется пониженный уровень шума, например, при установке большого агрегата в коммерческом здании, где рядом с ним работают люди. Иногда требуется установка какого-либо способа подавления шума. Это следует учитывать при планировании установки устройства.

Часто расположение и способ размещения трансформатора имеют большое влияние на воспринимаемый звук, так же как и фактическое количество генерируемых децибел. Размещение устройства в конце длинной, узкой комнаты или в углу комнаты может вызвать эффект мегафона и усилить звук трансформатора. Если установить устройство на платформу, масса которой меньше массы трансформатора, то платформа будет служить резонатором, как корпус скрипки. Даже установка устройства на расстоянии, точно кратном длине волны 120 Гц, от твердой отражающей поверхности может усилить звуковые волны, в результате чего трансформатор будет казаться громче, чем он есть на самом деле. Следует учитывать эти соображения, а также использовать звукопоглощающие материалы на стенах (для низкочастотного звука) и виброизолирующие прокладки под устройством.

Трансформатор рассчитан на минимальный уровень шума. Соединения первичных и вторичных выводов выполнены с помощью гибких разъемов, должны быть ослаблены все транзитные болты и транспортировочные скобы, чтобы устройство плавало на резиновых изоляционных прокладках и затянуты все крепления корпуса, чтобы панели не вибрировали.

Некоторые производители в отрасли имеют обширные данные о звуках, издаваемых их трансформаторами, и обычно они могут достаточно точно определить уровень шума для конкретной конструкции. Однако следует учитывать, что трансформаторы, обслуживающие большие гармонические нагрузки, могут производить более высокий уровень шума.

Существуют стандарты NEMA на звук трансформаторов, и в зависимости от номинальной мощности  устройства, производимый им звук должен быть ниже определенного уровня децибел. Обычный уровень шума для трансформаторов с жидким заполнением составляет от 40 дБ до 60 дБ для устройств мощностью менее 500 кВА, около 65 дБ для устройств мощностью от 4000 кВА до 5000 кВА, 73 дБ для трансформаторов мощностью от 6000 кВА до 7500 кВА и 76 дБ для устройств мощностью от 8000 кВА до 10000 кВА.

У трансформаторов сухого типа уровни шума несколько выше. Уровни шума, связанные с определенными номиналами мощностей, зависят от типа трансформатора и производителя.

Убедитесь, что трансформатор заземлен

Заземление необходимо для снятия статического заряда, который может накапливаться, а также для защиты от случайного контакта обмоток трансформатора с сердечником или корпусом (или баком для мокрых типов).

Перед подачей напряжения на трансформатор необходимо убедиться, что бак для трансформаторов мокрого типа или корпус и сердечник в сборе для трансформаторов сухого типа надежно и адекватно заземлены. Трансформатор следует заземлить и проверить заземление нейтрали в соответствии с ГОСТ

Обратите внимание, что у трансформаторов среднего напряжения вторичная нейтраль иногда заземляется через сопротивление.

Окончательная проверка и испытания

После размещения трансформатора на постоянной площадке необходимо провести тщательную окончательную проверку, прежде чем завершать монтаж и подавать напряжение на устройство. Перед подачей напряжения очень важно предупредить весь персонал, устанавливающий трансформатор, о том, что внутри корпуса трансформатора, а также во всех точках подключения будет присутствовать смертельное напряжение. Монтаж проводов должен выполняться только персоналом, имеющим квалификацию и опыт работы с высоковольтным оборудованием. Персонал должен быть проинструктирован о том, что в случае необходимости проведения каких-либо работ по обслуживанию устройства, линии, питающие трансформатор, должны быть открыты и на них должны быть наложены соответствующие предохранительные замки и бирки.

Необходимо провести тщательный осмотр, чтобы убедиться, что все электрические соединения были выполнены правильно и что между обмотками низкого и высокого напряжения существует правильное соотношение. Для этого испытания необходимо подать низкое напряжение (240 В или 480 В) на высоковольтную обмотку и измерить мощность на низковольтной обмотке. Однако для низковольтных трансформаторов (600 В и ниже) это нецелесообразно. В этом случае для измерения коэффициента трансформации следует использовать индикатор коэффициента трансформации.

Любые цепи управления, если таковые имеются, должны быть проверены, чтобы убедиться, что они работают правильно. К ним относится работа вентиляторов, двигателей, тепловых реле и других вспомогательных устройств. Правильное вращение вентиляторов должно быть проверено визуально, а также путем проверки индикаторных лампочек, если они установлены. Также следует организовать одноминутную проверку сопротивления изоляции цепей управления напряжением 1200 В. Но будьте осторожны: Прежде чем подавать такое напряжение, сверьтесь с инструкциями производителя. Некоторые микропроцессорные электронные устройства могут не выдержать такого напряжения.

В соответствии со стандартами трансформаторы поставляются с высоковольтными и низковольтными обмотками, подключенными к наибольшему номинальному напряжению (за исключением трансформаторов, имеющих отводы выше номинального напряжения, в этом случае они поставляются подключенными к номинальному напряжению). Необходимо сверить внутренние соединения со схемой на заводской табличке, чтобы убедиться, что они подходят для данного применения. Также следует проверить настройку ответвителя на соответствующее напряжение.

Все обмотки должны быть проверены на целостность. Следует организовать проверку сопротивления изоляции, чтобы убедиться, что ни одна обмотка не заземлена.

Проведение такого испытания будет полезно для будущих сравнительных целей, а также для определения пригодности трансформатора для включения в сеть или проведения испытания высоким потенциалом.

Важно, чтобы вы имели представление о гарантии производителя. Ряд производителей требуют, чтобы испытания сопротивления изоляции были успешно завершены до ввода трансформатора в эксплуатацию, чтобы гарантия была действительной. Некоторые производители требуют, чтобы показания мегомметра и дата подачи напряжения были отправлены им в течение определенного времени после ввода трансформатора в эксплуатацию, чтобы гарантия была действительной. Испытание сопротивления изоляции должно проводиться непосредственно перед подачей напряжения на трансформатор или началом диэлектрических испытаний.

При параллельной работе  трансформаторов необходимо соблюдать осторожность.

При установке трансформаторов для параллельной работы их номинальные напряжения, импедансы и коэффициенты трансформации в идеале должны быть одинаковыми, а их фазовые соотношения идентичными. Если эти параметры отличаются, то в контуре цепи между этими устройствами будет существовать циркуляционный ток. Разница в импедансе не должна превышать 7,5%. Чем больше разница в этих параметрах, тем больше величина циркулирующего тока. При выборе трансформатора для параллельной работы с существующими устройствами все эти параметры следует обсудить с производителем трансформатора.

Подача нагрузки

Перед включением 3-фазного трансформатора в сеть необходимо провести контроль напряжений и токов на стороне низкого напряжения. Затем, не подключая нагрузку, подайте напряжение на трансформатор. Значение  напряжений (линия-земля и линия-линия) должна быть очень похожей. Если это не так, обесточьте трансформатор и свяжитесь с производителем, прежде чем продолжать работу.

Затем подключите нагрузку и включите трансформатор. Наблюдая за напряжением и током, постепенно увеличивайте нагрузку ступенчатым или постепенным способом до достижения полной нагрузки. Если вы не можете постепенно увеличивать нагрузку, то можно применить полную нагрузку. Напряжение и ток должны изменяться одинаково. Если этого не происходит, обесточьте трансформатор и свяжитесь с производителем.

Максимальная непрерывная нагрузка, которую может выдержать трансформатор, указана на его заводской табличке. Однако специально разработанное устройство может иметь специфические возможности нагрузки, не указанные на заводской табличке. Если у вас есть сомнения относительно нагрузочной способности устройства, свяжитесь с производителем.

испытание трансформатора

Регулировка для правильной настройки выводов.

После установки необходимо проверить выходное напряжение трансформатора. Это следует делать в безопасном месте рядом с нагрузкой или на ней. Никогда не пытайтесь проверить выходное напряжение на трансформаторе. Внутри корпуса трансформатора будет присутствовать опасное высокое напряжение.

При смене ответвлений необходимо выполнить одинаковые изменения для всех фаз. Обратитесь к заводской табличке трансформатора для получения информации о том, какой ответвитель должен использоваться для коррекции сверхвысокого или сверхнизкого входящего сетевого напряжения. Такая же корректировка должна быть выполнена для компенсации падения напряжения на выходе из-за длинных кабелей. Если напряжение на стороне нагрузки низкое, для повышения напряжения нагрузки следует использовать ответвления ниже 100% сетевого напряжения. Если напряжение на стороне нагрузки высокое, для понижения напряжения нагрузки следует использовать ответвления выше 100% сетевого напряжения. 

Оставляйте комментарии и ваши замечания. В ближайшее время выйдет продолжение статьи.

К списку статей

 

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован.

ukUA