Успішна робота трансформатора залежить від правильної установки, а також від хорошої конструкції та виробництва. У цій статті розглядаються процедури встановлення, які слід враховувати, щоб гарантувати правильну та безпечну роботу трансформатора. У ній розглядаються методи установки, які є загальними для трансформаторів сухого типу, так і з рідким охолодженням.

    При перегляді літератури про продукцію трансформаторів ви, ймовірно, виявите, що пристрої одного виробника матимуть відмінність від пристроїв конкурента. Крім того, у кожного виробника будуть свої інструкції щодо встановлення та випробування трансформаторів. Незалежно від виробника, ви повинні ретельно дотримуватись цих інструкцій, щоб забезпечити належну безпеку персоналу та обладнання.

Приймаємо замовлення на розрахунок, виготовлення та монтаж трансформаторного обладнання однофазного та трифазного потужністю до 200кВА

   У цьому матеріалі наведено додаткові загальні рекомендації щодо встановлення та випробування трансформаторів різного типу для введення в експлуатацію. Увага: Подана інформація не замінює інструкцій виробника.

Вимоги до приймальних випробувань:

  Перш ніж планувати відправлення трансформатора на місце призначення, важливо узгодити з виробником, які приймальні випробування мають бути проведені. Кожне випробування має певну мету, яка допомагає визначити придатність трансформатора до експлуатації. Деякі з цих випробувань проводяться на заводі, в той час, як інші випробування проводяться зазвичай після постачання. Два добрі довідники щодо вимог до сухих трансформаторів — ANSI/IEEE C57.12.01-1989, IEEE Стандартні загальні вимоги до сухих розподільних та силових трансформаторів, включаючи трансформатори з цільнолитою та/або смоляною ізоляцією обмоток, в якому розглядаються загальні вимоги2, та C57. -1995, IEEE Випробувальний кодекс для сухих розподільчих та силових трансформаторів, у якому розглядаються випробування. (Більшість інформації в цих стандартах також може бути застосована до трансформаторів з рідким заповненням).

Невеликі трансформатори, потужністю менше 400 кВА, зазвичай не піддаються випробуванням, оскільки вони часто встановлюються далеко внизу в енергосистемі; тому їх важливість не така велика в порівнянні з більшими пристроями. Крім того, це питання вартості. Витрати, пов'язані з випробуваннями, становлять більшу частину вартості невеликого трансформатора, порівняно з витратами на випробування потужного трансформатора.

Рекомендується, щоб усі випробування відповідали діючим стандартам ANSI/IEEE і NEMA. Однак якщо трансформатор виготовлений відповідно до спеціальних вимог, рекомендується провести додаткові випробування, щоб переконатися, що пристрій працює відповідно до вимог. Іноді, коли випробування проводяться на заводі виробнику, виробник також дозволяє покупцю або його представнику, наприклад, інженеру-консультанту бути свідком випробувань.

Стандартні випробування трансформатора, що проводяться для кожного блоку, включають:

- Коефіцієнт для співвідношення напруги;

- Полярність для однофазних та 3-фазних блоків (оскільки однофазні трансформатори іноді підключаються паралельно, а іноді й у 3-фазному блоці);

- Співвідношення фаз для 3-фазних пристроїв (важливо, коли два або більше трансформаторів працюють паралельно);

- Струм збудження, який пов'язаний з ККД і визначає правильність конструкції сердечника;

- втрати холостого ходу в сердечнику, що також пов'язано з ККД та правильністю конструкції сердечника;

- Опір для розрахунку температури обмотки і R складової втрат в обмотці (зазвичай не потрібно для пристроїв класу 600 В);

- Імпеданс (через випробування на коротке замикання), що надає інформацію, необхідну для визначення розмірів вимикача та/або запобіжника та номіналу переривання, а також для координації схем реле;

- втрати навантаження, що знову ж таки безпосередньо пов'язано з ефективністю трансформатора;

-Регулювання, яке визначає падіння напруги при подачі навантаження; і

— Додані та наведені потенціали, які перевіряють діелектричну міцність.

   Існують додаткові випробування, які можуть бути застосовні залежно від того, як і де використовуватиметься трансформатор. Зазвичай, додаткові випробування означають збільшення вартості трансформатора. Перш ніж вказувати будь-які додаткові випробування, слід зв'язатися з виробником та з'ясувати, які практичні дані він накопичив у результаті випробувань аналогів. Якщо ці дані можна використовувати, можна уникнути додаткових витрат на проведення випробувань без шкоди для якості трансформатора.

До додаткових випробувань, які можна провести, належать такі:

-імпульсні (у місцях, де поширені грозові та комутаційні перенапруги);

- Звук (важливо для застосування в житлових та офісних приміщеннях і може бути використано як порівняння з майбутніми звуковими випробуваннями для виявлення будь-яких проблем із сердечником);

— підвищення температури котушок, що допомагає гарантувати, що проектні межі не будуть перевищені;

- Корона для середньовольтних (MV) та високовольтних (HV) пристроїв, що допомагає визначити, чи правильно функціонує система ізоляції;

- опір ізоляції (випробування мегаомметром), який визначає сухість ізоляції і часто проводиться після постачання, щоб бути еталоном для порівняння з майбутніми показаннями; і

- Коефіцієнт потужності ізоляції, який проводиться при початковій установці і кожні кілька років після цього, щоб визначити процес старіння ізоляції.

При плануванні установки слід вибрати місце, яке відповідає всім нормам безпеки та не перешкоджає нормальному переміщенню персоналу, обладнання та матеріалів. Місце не повинно піддавати трансформатор можливим пошкодженням від кранів, вантажівок або обладнання, що рухається. Інші міркування, які стосуються місця встановлення, вимагають більш ретельного аналізу.

Фундаменти.  Підготовка фундаменту зазвичай включає оцінку характеристик ґрунту та бетонні роботи. Для трансформаторів потужністю 2000 кВА і вище, що розміщуються на вулиці, може знадобитися дослідження ґрунту. Глинисті ґрунти стискаються і можуть викликати проблеми, які можуть вимагати стабілізуючого зворотного засипання. Більшість ґрунтів здатні витримати опорний тиск 2500 фунтів/кв. фут.

Фундамент повинен бути побудований з армованого бетону з повітровтягуючими добавками, що має міцність на стиск не менше 3000 фунтів на квадратний дюйм через 28 днів після заливання. Для трансформаторів з номінальною потужністю від 75 кВА до 500 кВА типова бетонна основа має розміри 165 см на 195 см і товщину 25см з фасками на верхній частині основи та підніжками, що відступають на 50 см від кожного з кінців довгих сторін. Для блоків потужністю від 500 кВА до 2500 кВА типова бетонна основа матиме розміри 240см на 270см і товщину 25см зі скошеними кромками на верхній частині основи та фундаментом, розташованим на 50см нижче кожного з кінців довгих сторін. Крім того, щоб уникнути проблем, слід проконсультуватися з інженером-будівельником для отримання рекомендацій з вищевказаних питань.

Структурна підтримка. При розміщенні трансформатора всередині або на даху будівлі необхідно враховувати можливості конструкції, оскільки трансформатор є концентрованим навантаженням. При будівництві нових будівель слід співпрацювати з інженерами-будівельниками, щоб розміщення трансформатора було включено до плану будівлі.

При встановленні трансформаторів у існуючих будівлях може знадобитися аналіз будівлі щодо можливості підтримки конструкції, оскільки вихідна інформація про конструкцію може бути недоступна. З конструктивної точки зору, як правило, доцільно розміщувати трансформатор якомога ближче до колони. Це може вимагати компромісу щодо довжини проводів, що йдуть до трансформатора та/або від нього.

У сейсмічних районах необхідно оцінити стійкість пристрою до перевертання, незалежно від того, розміщено воно зовні або в будівлі, оскільки трансформатор зазвичай має відносно високий центр тяжіння. Зазвичай потрібне бічне кріплення та/або додаткове міцне кріплення. Тому рекомендується звернутися за консультацією з цього питання до інженера, який знається на сейсмічних опорах та відповідних вимогах кодексу.

Для спрощення монтажу слід запросити у виробника спрощене креслення трансформатора. Вивчивши загальні монтажні та клемні розміри, можна спланувати встановлення з упорядкованим розташуванням з'єднань. Крім того, маючи цю інформацію, легше плануватиме облаштування майданчика.

Попередній огляд при отриманні трансформатора

При отриманні трансформатора його слід оглянути на предмет пошкоджень під час транспортування. Огляд слід проводити до зняття трансформатора із залізничного вагона або вантажівки, і якщо видно будь-які пошкодження або ознаки грубого поводження, слід негайно пред'явити претензію перевізнику та повідомити виробника. Після цього слід зняти кришки чи панелі та провести внутрішній огляд на предмет пошкоджень чи зміщення деталей, ослаблених чи порушених з'єднань, бруду чи сторонніх матеріалів, а також наявності води чи вологи. Якщо трансформатор переміщався або зберігався до встановлення, цей огляд слід повторити перед введенням трансформатора в експлуатацію.

Конструкція трансформаторів передбачає можливість підйому, домкратування та/або перекочування. Ці можливості залежать від ваги, розміру та механічної конфігурації пристрою. Розподіл ваги слід вивчити, оглянувши внутрішню частину корпусу трансформатора сухого типу. Якщо необхідно, слід використовувати опори, щоб корпус трансформатора не був роздавлений під час підйому пристрою.

Трансформатори з корпусами, що мають підйомні вуха, можна піднімати за допомогою відповідних строп або ланцюгів. У більших агрегатів передбачені кріплення для підйому за раму основи або за затискачі у верхній частині сердечника. Переконайтеся, що бригада такелажників має досвід підйому та переміщення важкого крихкого обладнання. Для підіймання з опорної рами може знадобитися використання розпірної планки, щоб уникнути пошкодження панелей корпусу. При підйомі блоків з верхніх затискачів осердя іноді потрібно зняти верхню кришку або частину кришки.

При переміщенні трансформатори слід тримати у вертикальному положенні. Не слід намагатися переміщати трансформатор у будь-якому іншому положенні. Якщо це неможливо, спершу слід зв'язатися з виробником, щоб розглянути інші варіанти. Будьте обережні при поводженні з трансформатором, щоб уникнути пошкодження обладнання та/або травмування персоналу.

Якщо трансформатор не можна підняти краном, його можна перемістити на санках або роликах. Будьте обережні, щоб не пошкодити основу і не перекинути її. При використанні роликів на трансформаторах без конструктивної основи слід використовувати санки, щоб розподілити навантаження на основу. Великі закриті пристрої з корпусами типу рами основи можна піддомкрачувати, використовуючи кути рами основи. Трансформатор слід піддомкрачувати рівномірно по всіх чотирьох кутах, щоб уникнути перекосу або перекидання.

План щодо запобігання забрудненню

Розробте процедуру інвентаризації всіх інструментів, обладнання та будь-яких інших предметів, що використовуються при огляді, збиранні та випробуванні трансформатора. Для обліку всіх предметів слід використовувати контрольний лист, а після завершення роботи необхідно перевірити, що ці предмети були належним чином враховані.

Виконання комутації

Приступаючи до виконання з'єднань між клемами трансформатора і вхідними та вихідними проводами, ретельно дотримуйтесь інструкцій, вказаних на заводській табличці або на схемі з'єднань. Перевірте правильність розташування та щільність прилягання всіх перемичок відгалужень. Після перших 30 днів експлуатації повторно затягніть усі болти кріплення кабелю. Перед початком робіт з підключення переконайтеся, що вжито всіх заходів безпеки. У разі потреби слід вжити заходів для належної підтримки вхідних/вихідних з'єднувальних кабелів, щоб унеможливити механічні навантаження на вводи та з'єднання трансформатора. Така напруга може призвести до розтріскування втулки або руйнування з'єднання.

Трансформатори зазвичай проектуються та будуються так, щоб забезпечити гарне електричне з'єднання за допомогою мідного або алюмінієвого кабелю. На алюмінієві висновки на заводі зазвичай наноситься захисне покриття або склад, що запобігає окисленню поверхні. Не слід видаляти це покриття з клем відгалужень та ліній. Крім того, під час використання алюмінієвих провідників обробіть їх захисним складом на клемах, як зазначено виробником.

Для деяких видів обладнання вимоги до моменту, що крутить, можуть відрізнятися від наведених в ГОСТ. Це особливо вірно, якщо для гайок/болтів використовується бронза чи матеріал іншого типу. Щоб уникнути проблем, необхідно дотримуватись інструкцій, наданих виробником трансформатора. Характеристики моменту, що крутить, іноді вказані на апаратурі. Після докладання належного моменту затягування слід почекати хвилину або близько того, а потім знову затягнути всі болти із зазначеним моментом.

Слід використовувати механічні або компресійні наконечники відповідного розміру. Ці наконечники повинні кріпитися до кабелів, як зазначено виробником наконечника чи кабелю. Такі закладення можна придбати у дистриб'юторів електроустаткування. Не встановлюйте шайби між наконечниками та шиною закладення, оскільки це створить додатковий опір і призведе до нагрівання та можливого руйнування з'єднання. І навпаки, якщо з'єднуєте алюмінієві наконечники з мідною шиною – використовуйте алюмінієві шайби.

Деякі виробники трансформаторів рекомендують визначати розмір кабелю, виходячи зі значень амплітуди -125% від номіналу по заводській табличці. Під час розмови з інженерами-консультантами на цю тему ми з'ясували, що вони рекомендують вибирати розмір кабелю відповідно до паспортної потужності трансформатора. Вирішуйте самі: додаткова безпека та додаткові витрати або кабелі звичайного розміру. Яким би не був вибір, номінал ізоляції кабелю має бути адекватним для цієї установки. Кабелі, що прокладаються, повинні знаходитися якнайдалі від котушок і місць кріплення. 

Контроль рівня шуму

Під час перевірки трансформатора рівень шуму слід враховувати, що це трансформатори, які перебувають під напругою, видають чутний шум. Хоча в трансформаторі немає рухомих частин, сердечник все ж таки генерує звук. У присутності магнітного поля сталеві листи сердечника подовжуються та стискуються. Ці періодичні механічні рухи створюють звукові коливання з основною частотою 120 Гц та гармоніками, похідними від цієї основної частоти.

Розташування трансформатора залежить від того, наскільки помітним буде рівень його шуму. Наприклад, якщо трансформатор встановлений у тихому приміщенні, буде помітний певний гул. Якщо трансформатор встановлений серед іншого обладнання, наприклад двигуни, насоси або компресори, гул залишиться непоміченим. У деяких випадках потрібен знижений рівень шуму, наприклад, при встановленні великого агрегату в комерційній будівлі, де поряд з ним працюють люди. Іноді потрібне встановлення будь-якого способу придушення шуму. Це слід враховувати під час планування встановлення пристрою.

Часто розташування і спосіб розміщення трансформатора мають великий вплив на звук, що сприймається, так само як і фактична кількість генерованих децибел. Розміщення пристрою в кінці довгої, вузької кімнати або в кутку кімнати може викликати ефект мегафону та посилити звук трансформатора. Якщо встановити пристрій на платформу, маса якої менша за масу трансформатора, то платформа буде резонатором, як корпус скрипки. Навіть установка пристрою на відстані, точно кратному довжині хвилі 120 Гц, від твердої поверхні, що відбиває, може посилити звукові хвилі, в результаті чого трансформатор здаватиметься голосніше, ніж він є насправді. Слід враховувати ці міркування, також використовувати звукопоглинаючі матеріали на стінках (для низькочастотного звуку) і віброізолюючі прокладки під пристроєм.

Трансформатор вміщує мінімальний рівень шуму. З'єднання первинних і вторинних висновків виконані за допомогою гнучких роз'ємів, повинні бути ослаблені всі транзитні болти і скоби транспортувальні, щоб пристрій плавало на гумових ізоляційних прокладках і затягнуті всі кріплення корпусу, щоб панелі не вібрували.

Деякі виробники в галузі мають великі дані про звуки, що їх видають трансформаторами, і зазвичай вони можуть досить точно визначити рівень шуму для конкретної конструкції. Однак слід враховувати, що трансформатори, що обслуговують великі гармонічні навантаження, можуть робити вищий рівень шуму.

Існують стандарти NEMA на звук трансформаторів, і в залежності від номінальної потужності пристрою, звук, що їм виробляється, повинен бути нижче певного рівня децибел. Звичайний рівень шуму для трансформаторів з рідким заповненням становить від 40 дБ до 60 дБ для пристроїв потужністю менше 500 кВА до 75 дБ для пристроїв потужністю від 4000 кВА до 5000 кВА; пристроїв потужністю від 8000 кВА до 10000 кВА.

У трансформаторів сухого типу рівні шуму дещо вищі. Рівні шуму, пов'язані з певними номіналами потужностей, залежать від типу трансформатора та виробника.

Переконайтеся, що трансформатор заземлений

Заземлення необхідно для зняття статичного заряду, який може накопичуватися, а також для захисту від випадкового контакту обмоток трансформатора з осердям або корпусом (або баком для мокрих типів).

Перед подачею напруги на трансформатор необхідно переконатися, що бак для трансформаторів мокрого типу або корпус та сердечник у зборі для трансформаторів сухого типу надійно та адекватно заземлені. Трансформатор слід заземлити та перевірити заземлення нейтралі відповідно до ГОСТу

Зверніть увагу, що у трансформаторів середньої напруги вторинна нейтраль іноді заземлюється через опір.

Остаточна перевірка та випробування

Після розміщення трансформатора на постійному майданчику необхідно провести ретельну перевірку, перш ніж завершувати монтаж і подавати напругу на пристрій. Перед подачею напруги дуже важливо попередити весь персонал, що встановлює трансформатор, про те, що всередині корпусу трансформатора, а також у всіх точках підключення буде присутня смертельна напруга. Монтаж проводів повинен виконуватися лише персоналом, який має кваліфікацію та досвід роботи з високовольтним обладнанням. Персонал повинен бути проінструктований про те, що у разі необхідності проведення будь-яких робіт з обслуговування пристрою, лінії, що живлять трансформатор, повинні бути відкриті і на них повинні бути накладені відповідні запобіжні замки та бирки.

Необхідно провести ретельний огляд, щоб переконатися, що всі електричні з'єднання були виконані правильно і між обмотками низької і високої напруги існує правильне співвідношення. Для цього випробування необхідно подати низьку напругу (240 або 480 В) на високовольтну обмотку і виміряти потужність на низьковольтній обмотці. Однак для низьковольтних трансформаторів (600 і нижче) це недоцільно. І тут для вимірювання коефіцієнта трансформації слід використовувати індикатор коефіцієнта трансформації.

Будь-які ланцюги управління, якщо є, повинні бути перевірені, щоб переконатися, що вони працюють правильно. До них відноситься робота вентиляторів, двигунів, теплових реле та інших допоміжних пристроїв. Правильне обертання вентиляторів має бути перевірене візуально, а також шляхом перевірки індикаторних лампочок, якщо вони встановлені. Також слід організувати однохвилинну перевірку опору ізоляції ланцюгів керування напругою 1200 В. Але будьте обережні: Перш ніж подавати таку напругу, звіртеся з інструкціями виробника. Деякі мікропроцесорні електронні пристрої можуть не витримати такої напруги.

Відповідно до стандартів трансформатори поставляються з високовольтними та низьковольтними обмотками, підключеними до найбільшої номінальної напруги (за винятком трансформаторів, що мають відводи вище номінальної напруги, у цьому випадку вони поставляються підключеними до номінальної напруги). Необхідно звірити внутрішні з'єднання зі схемою на заводській табличці, щоб переконатися, що вони підходять для застосування. Також слід перевірити налаштування відгалужувача на відповідну напругу.

Усі обмотки мають бути перевірені на цілісність. Слід організувати перевірку опору ізоляції, щоб переконатися, що жодна обмотка не заземлена.

Проведення такого випробування буде корисним для майбутніх порівняльних цілей, а також визначення придатності трансформатора для включення в мережу або проведення випробування високим потенціалом.

Важливо, щоб ви мали уявлення про гарантію виробника. Ряд виробників вимагають, щоб випробування опору ізоляції успішно завершено до введення трансформатора в експлуатацію, щоб гарантія була дійсною. Деякі виробники вимагають, щоб показання мегомметра та дата подачі напруги були надіслані ним протягом певного часу після введення трансформатора в експлуатацію, щоб гарантія була дійсною. Випробування опору ізоляції повинне проводитися безпосередньо перед подачею напруги на трансформатор або початком діелектричних випробувань.

При паралельній роботі трансформаторів необхідно бути обережними.

При встановленні трансформаторів для паралельної роботи їх номінальна напруга, імпеданси та коефіцієнти трансформації в ідеалі повинні бути однаковими, а їх фазові співвідношення ідентичними. Якщо ці параметри відрізняються, то контур ланцюга між цими пристроями існуватиме циркуляційний струм. Різниця в імпедансі не повинна перевищувати 7,51 TP2T. Чим більша різниця в цих параметрах, тим більша величина циркулюючого струму. У разі вибору трансформатора для паралельної роботи з існуючими пристроями всі ці параметри слід обговорити з виробником трансформатора.

Подання навантаження

Перед включенням 3-фазного трансформатора в мережу необхідно провести контроль напруги та струмів на стороні низької напруги. Потім, не підключаючи навантаження, подайте напругу трансформатора. Значення напруг (лінія-земля та лінія-лінія) має бути дуже схожою. Якщо це не так, знеструмте трансформатор і зв'яжіться з виробником, перш ніж продовжувати роботу.

Потім підключіть навантаження та увімкніть трансформатор. Спостерігаючи за напругою та струмом, поступово збільшуйте навантаження ступінчастим чи поступовим способом до досягнення повного навантаження. Якщо ви не можете поступово збільшувати навантаження, можна застосувати повне навантаження. Напруга та струм повинні змінюватися однаково. Якщо цього не відбувається, знеструмте трансформатор та зв'яжіться з виробником.

Максимальне безперервне навантаження, яке може витримати трансформатор, вказано на заводській табличці. Однак спеціально розроблений пристрій може мати специфічні можливості навантаження, які не вказані на заводській табличці. Якщо у вас є сумніви щодо здатності навантаження пристрою, зв'яжіться з виробником.

Регулювання для правильного налаштування висновків.

Після встановлення необхідно перевірити вихідну напругу трансформатора. Це слід робити в безпечному місці поруч із навантаженням або на ньому. Ніколи не намагайтеся перевірити вихідну напругу на трансформаторі. Всередині корпусу трансформатора буде присутня небезпечна висока напруга.

При зміні відгалужень необхідно виконати однакові зміни для всіх фаз. Зверніться до заводської табличці трансформатора для отримання інформації про те, який відгалужувач повинен використовуватися для корекції надвисокої або наднизької вхідної напруги. Таке ж коригування має бути виконане для компенсації падіння напруги на виході через довгі кабелі. Якщо напруга на стороні навантаження низька, для підвищення напруги навантаження слід використовувати відгалуження нижче 100% напруги. Якщо напруга на стороні навантаження висока, для зниження напруги навантаження слід використовувати відгалуження вище 100% напруги. 

Залишайте коментарі та ваші зауваження. Найближчим часом вийде продовження статті.

До списку статей