Betrieb von Leistungstransformatoren

Leistungstransformatoren sind integrale Bestandteile des Energiesystems. Diese Elemente erfüllen eine sehr wichtige Funktion: Sie wandeln Strom von einem Spannungswert in einen anderen Wert um, der für die weitere Energieübertragung oder die Stromversorgung von Endverbrauchern erforderlich ist.

Die wichtigste Aufgabe der Elektrizitätswirtschaft besteht darin, den normalen und kontinuierlichen Betrieb der Anlagen, einschließlich der Leistungstransformatoren, aufrechtzuerhalten, der nur durch deren ordnungsgemäßen Betrieb gewährleistet werden kann. In diesem Artikel werden wir die Leistungsmerkmale von Leistungstransformatoren im Detail betrachten.

Installationsanforderungen für Leistungstransformatoren

Zunächst ist zu beachten, dass der korrekte und störungsfreie Betrieb von Leistungstransformatoren nur dann möglich ist, wenn die Anforderungen für deren Installation eingehalten werden.

Transformatoren mit konstruktionsbedingtem Gasschutz sollten auf dem Sockel des Geräts mit einer leichten Neigung installiert werden, sodass die obere Abdeckung des Transformators um 1–1,5 % zum Gasrelais und die Ölleitung zum Expander um 2–4 % ansteigt. . Transformatoren mit einer Nennleistung bis 1000 kVA sind in der Regel nicht mit einem Gasschutz ausgestattet und werden daher ohne Gefälle eingebaut.

Die wichtigste Voraussetzung für den ordnungsgemäßen Betrieb eines Leistungstransformators ist die Einhaltung des normalisierten Temperaturregimes während seines Betriebs. Daher ist es sehr wichtig, alle Herstelleranforderungen für die Installation des Transformators zu erfüllen. Die Hauptaufgabe besteht in diesem Fall darin, den normalen Betrieb des Transformators unter Last unter Berücksichtigung möglicher Änderungen der Umgebungstemperatur sicherzustellen.

Betriebstemperatur des Transformators

Der Betrieb des Transformators unter normalen Temperaturbedingungen wird in erster Linie durch das konstruktiv vorgesehene Kühlsystem gewährleistet. Dementsprechend ist der normale Betrieb des Leistungstransformators nur möglich, wenn Wartung und effizienter Betrieb des Kühlsystems.

Wenn der Transformator in einer geschlossenen Kammer installiert wird, muss zusätzlich zum Standardkühlsystem für eine wirksame Belüftung des Raums gesorgt werden. Bei Transformatoren mit kleiner Leistung ist die natürliche Belüftung in der Regel begrenzt. Abhängig von den örtlichen Gegebenheiten, den Eigenschaften des Leistungstransformators und seiner Kapazität können Zwangszufuhr und Abluft vorgesehen werden.Die Kühlleistung des Transformators wird durch den Temperaturunterschied zwischen ein- und ausgehender Luft bestimmt – er sollte 15 Grad nicht überschreiten.

Die Wärmeableitung der Wicklungen von Öltransformatoren wird durch Transformatorenöl gewährleistet, in dem die Wicklungen dieses Geräts untergebracht sind. Um eine Beschädigung der Wicklungen während des Betriebs zu vermeiden, muss der erforderliche Ölstand im Transformatorkessel eingehalten werden. Daher ermöglicht der Betrieb des Transformators die Überwachung des Ölstands im Ausdehnungsgefäß des Transformatorkessels. Der Ölstand muss innerhalb der zulässigen Grenzen liegen und unter Berücksichtigung der Strombelastung des Transformators in etwa der Umgebungstemperatur entsprechen.

Außerdem sind Transformatoren mit Thermometern oder Temperatursensoren ausgestattet, die die Temperatur der oberen Schichten des Transformatoröls überwachen, die den Anforderungen eines bestimmten Kühlsystems entsprechen müssen.

Transformatorlast

Die Steuerung des Lastmodus ist eine der wichtigsten Aufgaben beim Betrieb eines Leistungstransformators. Der Laststrom jeder Wicklung des Transformators sollte den Nennwert nicht überschreiten. Leichte Überlastungen sind zulässig, deren Größe und Dauer von vielen Faktoren abhängen – diese Daten sind in der Betriebsdokumentation angegeben.

Eine längere Überlastung von Transformatoren über die zulässigen Standards hinaus wirkt sich negativ auf die Lebensdauer des Transformators aus.Deshalb muss im Falle eines Stromausfalls der Transformator durch einen leistungsstärkeren ersetzt werden, der den aktuellen Bedürfnissen der Verbraucher entspricht.

Bei jahreszeitlich bedingten Schwankungen der Lasten ohne Strom wäre eine Lösung des Problems die Installation eines zusätzlichen Transformators, der ggf. in parallele Arbeiten eingebunden… Der Anschluss von Transformatoren für den Parallelbetrieb ist nur möglich, wenn mehrere Bedingungen erfüllt sind:

• Gleichheit der Spulenanschlussgruppen;

• das Verhältnis der Nennleistung der Transformatoren beträgt nicht mehr als 1 zu 3;

• Gleichheit der Nennspannungen (0,5 % Differenz zwischen den Übersetzungsverhältnissen ist zulässig);

• Gleichheit der Kurzschlussspannung (eine Abweichung von 10 % ist zulässig);

• Beachtung der Phasen beim Anschluss der Wicklungen.

Brandschutz beim Betrieb von Leistungstransformatoren

Leistungstransformatoren sind Geräte mit erhöhter Brandgefahr. Daher müssen beim Betrieb von Leistungstransformatoren die Brandschutzvorschriften strikt eingehalten werden.

In einer geschlossenen Kammer oder auf dem Gebiet einer offenen Schaltanlage, in der der Transformator installiert ist, müssen die erforderlichen Feuerlöschgeräte vorhanden sein – Kisten mit Sand, Feuerlöscher.

Für Hochleistungstransformatoren werden spezielle automatische Feuerlöschanlagen installiert. In diesem Fall umfasst der Betrieb der Transformatoren regelmäßige Überprüfungen der Funktionsfähigkeit und Wartung dieser Anlagen.

Bei Transformatoren mit großem Transformatorenölvolumen werden zur Vermeidung von Ölspritzern im Falle einer Leckage im Tank spezielle Ölbehälter installiert, die über Rohrleitungen mit einem Ölsumpftank verbunden sind. Bei einer Beschädigung des Transformators gelangt die gesamte Ölmenge in die Ölwanne.

In Energieanlagen wird besonderes Augenmerk auf die Schulung des Servicepersonals in Fragen des Brandschutzes gelegt: Schulungen werden organisiert, Kenntnisse über Brandschutzregeln werden regelmäßig überprüft, Brandschulungen werden durchgeführt und spezielle Feuerlöschpläne werden unter Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten entwickelt.

Schutz von Leistungstransformatoren

Der Betrieb von Leistungstransformatoren innerhalb der angegebenen Lebensdauer wird durch das Vorhandensein von Schutzeinrichtungen sichergestellt, deren Hauptaufgabe darin besteht Schutz von Transformatoren vor unerwünschten Überlastungen und inneren Schäden.

Daher gehört zum Betrieb von Transformatoren auch die rechtzeitige Inspektion und Wartung von Relaisschutzvorrichtungen und Transformatorautomatisierungselementen.

Wie Leistungstransformatoren in Energieanlagen betrieben werden

Um einen kontinuierlichen und langfristigen Betrieb sicherzustellen, umfasst der Betrieb von Leistungstransformatoren in Umspannwerken folgende Maßnahmen:

• Durchführung regelmäßiger Inspektionen der Ausrüstung;

• Durchführung geplanter Wartungs- und Überholungsarbeiten;

• Fehlerbehebung nach Notfällen.

Die Häufigkeit der Inspektion von Transformatoren hängt von der Art der Elektroinstallation ab.Bei Elektroanlagen mit ständigem Personal im Dienst erfolgt die Inspektion einmal täglich, ohne festes Personal mindestens einmal im Monat und bei Transformatoren in Verteilungspunkten einmal alle 6 Monate.

Abhängig von den Betriebsbedingungen des Transformators, insbesondere dem Lastmodus, der Umgebungstemperatur sowie dem technischen Zustand der Anlage im Allgemeinen, kann sich die Häufigkeit der Kontrollen ändern.

In Notsituationen, nach Aktivierung des Schutzes oder einer plötzlichen Änderung der Umgebungstemperatur, werden außerordentliche Überprüfungen des Transformators durchgeführt.

Transformatoren werden überprüft, ohne sie auszuschalten. Bei der Prüfung eines Leistungstransformators wird Folgendes geprüft:

• Messwerte von Temperatursensoren, Ölstand im Expander und Übereinstimmung dieser Daten mit der durchschnittlichen Tagestemperatur der Umgebung unter Berücksichtigung der Größe der Belastung des Leistungstransformators;

• das Fehlen von äußerem Knistern im Inneren des Transformatorkessels, Geräuschen, die für den normalen Betrieb des Transformators untypisch sind;

• die Integrität des Erdungsleiters (Bus);

• die Unversehrtheit und das Fehlen von Verunreinigungen der Durchführungsisolatoren, des Öldrucks und das Fehlen von Undichtigkeiten bei abgedichteten Durchführungen;

• der Zustand der Sammelschienen und Kontaktverbindungen, das Fehlen ihrer Heizung;

• keine Ölleckage am Transformatorkessel, an Rohrleitungen und anderen Strukturelementen;

• der Zustand des Signal-Kieselgels im Lufttrockner;

• Wartungsfreundlichkeit und ordnungsgemäßer Betrieb von Ölaufbereitungsanlagen und Kühlgeräten;

• bei Vorhandensein eines Lastschalters - Einhaltung der Position des Schalters des Antriebsschalters am Transformator und der Anzeige an der Schutz-, Steuer- und Automatisierungstafel;

• Außerdem werden an der Schutztafel die Messwerte der Geräte überprüft – die Laststrom- und Spannungspegel auf jeder Seite, das Fehlen externer Signale von Schutz und Automatisierung, die Übereinstimmung der Positionen der Schaltgeräte mit dem normalen Betrieb der Ausrüstung.

Zum Betrieb von Transformatoren gehört auch die Steuerung der Spannungsniveaus im Verbraucher. Bei Spannungsabweichungen außerhalb der zulässigen Werte wird die Spannung durch Umschaltung der Wicklungsanzapfungen über Umsteller oder Lastschaltgeräte angepasst.