Курсовой проект (техникум) - Техническая эксплуатация силового трансформатора

Содержание:
Введение    3
1 Общая часть    7
1.1 Конструкция силового трансформатора    7
1.2 Номинальный режим работы и допустимые нагрузки    9
2 Специальная часть    12
2.1 Эксплуатация и обслуживание силового трансформатора    12
2.1.1 Обслуживание маслонаполненных вводов    15
2.2 Текущий и капитальный ремонт силового трансформатора    17
2.3 Защита силового трансформатора    20
2.3.1 Газовая защита    20
2.3.2 Защита от перенапряжений    24
3 Расчетная часть    30
3.1 Расчет силового трансформатора    30
4. Охрана труда    32
4.1 Общие требования по охране труда    32
4.2 Правила безопасного обслуживания трансформаторов    34
Заключение    50
Список использованных источников    56

Заключение
В ходе выполнения курсового проекта были рассмотрены следующие вопросы:
Конструкция силового трансформатора
Силовой трансформатор состоит из двух или более обмоток, которые находятся на сердечнике (магнитопроводе) из специальной (для улучшения магнитопроницаемости) холоднокатаной электротехнической стали. Обмотки, чаще всего, делаются из алюминия и отличаются друг от друга количеством витков (на «высокой» стороне больше, на «низкой» - меньше) и площадью сечения (тут наоборот: обмотки высокой стороны имеют меньшее сечение проводника).
Номинальный режим работы и допустимые нагрузки
Номинальный режим трансформатора соответствует его работе с номинальным напряжением, номинальной нагрузкой при температуре окружающей среды (воздуха) +20°С. Данный режим является идеализированным. Нормальный нагрузочный режим. Практически при работе трансформатора его параметры отклоняются от номинальных, эти отклонения в нормальном режиме лежат в пределах допустимых стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами.
При отсутствии систематических перегрузок допускается длительная нагрузка трансформаторов током на 5 % выше номинального при условии, что напряжение каждой из обмоток не будет превышать номинальное. На трансформаторах допускается повышение напряжения сверх номинального: длительно — на 5 % при нагрузке не выше номинальной и на 10% при нагрузке не выше 0,25 номинальной
Эксплуатация и обслуживание силового трансформатора
При эксплуатации силовых трансформаторов (автотрансформаторов) и шунтирующих масляных реакторов должна обеспечиваться их надежная работа. Нагрузки, уровень напряжения, температура, характеристики масла и параметры изоляции должны находиться в пределах установленных норм; устройства охлаждения, регулирования напряжения, защиты, маслохозяйство и другие элементы должны содержаться в исправном состоянии.
Цель технического обслуживания трансформаторов – контроль текущего состояния оборудования, своевременное выявление неисправностей и их устранение, проведение регламентных операций по доливке масла, регулировке узлов, проведению измерений соответствующих характеристик.
Обслуживание маслонаполненных вводов
Техническое обслуживание вводов. В комплекс работ по техническому обслуживанию вводов входит: осмотр вводов, производимый эксплуатационным персоналом одновременно с осмотром оборудования, на котором установлены вводы; ремонт; испытания. При внешнем осмотре маслонаполненных вводов, производимом без снятия напряжения, необходимо обращать внимание на: уровень масла во вводе по масло указательному стеклу расширителя, значение давления масла во вводе (по манометру), целость фосфора, отсутствие сколов, трещин, отсутствие течей масла в местах стыков и уплотнений, степень загрязнения изоляции, отсутствие потрескиваний, звуков разрядов, состояние и цвет силика геля в воздухоосушительном фильтре.
Текущий и капитальный ремонт силового трансформатора
Текущий ремонт трансформаторов заключается в чистке изоляторов, крышки; осмотре всех контактных соединений, расширителя, выхлопной трубы; проверке газовой защиты и т. д. Продолжительность ремонта обычно не более 6-8 ч. Капитальные ремонты силовых трансформаторов с выемкой сердечника выполняют через 6 лет после введения в эксплуатацию и в дальнейшем по мере необходимости в зависимости от результатов их измерений и осмотров.
Защита силового трансформатора
Газовая защита
Газовая защита (ГЗ) - это защита от внутренних повреждений трансформатора, сопровождающихся выделением газа, понижением уровня масла в газовом реле, или интенсивным движением потока масла из бака трансформатора в расширитель.
Защита от перенапряжений
Для защиты от перенапряжения трансформаторов используются предохранители. При аварийном отключении одного из трансформаторов, несколько аналогичных устройств вводятся в работу и компенсируют номинальное напряжение в сети, благодаря чему удается избежать аварийной ситуации. Виды защиты силовых трансформаторов. Предохранители и трехфазные выключатели, Газовая защита, Автоматическая релейная защита, Дифференциальная защита.
- Резервная защита
В качестве резервной защиты трансформаторов тупиковых и отпаечных подстанций используется максимальная токовая защита (МТЗ) с пуском напряжения или без пуска напряжения. МТЗ устанавливается на каждой стороне трансформатора. Со стороны питания (110кВ,220кВ) МТЗ, как правило, действует с двумя выдержками времени
- Продольно дифференциальная защита
Продольная дифференциальная защита. Область применения дифференциальной токовой защиты охватывает как сам силовой трансформатор, так и окружающие его присоединения вплоть до измерителей токовой нагрузки. Нормальным режимом работы каждого трансформатора считается равномерное перераспределение нагрузки между всеми тремя фазами, когда электрический ток в каждой из них получается приблизительно одинаковым.
- Релейная защита
Релейная защита трансформатора – это система, состоящая из измерительных и коммутационных устройств, отключающая трансформатор при ненормальных режимах работы и в случае ситуаций приводящих к повреждению.
- Тепловая защита
Тепловая защита трансформатора – одна из разновидностей технологических защит силового трансформатора, которая предохраняет его от аварийного перегрева. Даже незначительный перегрев изоляции трансформатора является причиной сильного сокращения рабочего ресурса.
- Токовая отсечка
Токовая отсечка трансформатора является самой простой защитой трансформатора, которая защищает его от однофазных и междуфазных коротких замыканий. Принцип действия аналогичен принципу действия токовой отсечки линии. Отсечка не будет срабатывать при повреждениях, сопровождаемых малыми токами, например, витковые замыкания, замыкания на землю в обмотке.
- Струйная защита
Струйная защита, являющаяся разновидностью газовой и устанавливаемая для сохранения той части бака трансформатора, где находится РПН. Действует на отключение при превышение скорости движения масла по трубе, соединяющей расширитель с баком, более 0,9 м/с. Максимальная токовая (МТЗ), способная защитить от КЗ внутри бака и на его выводах, а также от всех внешних замыканий.
- Максимально-токовая защита (МТЗ)
Максимальная токовая защита (МТЗ) — вид релейной защиты, действие которой связано с увеличением силы тока в защищаемой цепи при возникновении короткого замыкания на участке данной цепи
- Токовая защита нулевой последовательности
Предназначена для защиты трансформатора от возможного замыкания как одной, так и двух фаз на землю. Это те ситуации, когда в трехфазной системе нарушится симметрия нагрузки и относительно нулевой точки сумма токов больше не будет равна нулю. Равновесие системы нарушится, что и спровоцирует отключение питания спустя заданный временной промежуток
- Токовая ступенчатая защита от минимального напряжения
Для большей надежности помимо основных защит для силового трансформатора предусматривается резервная защита – ступенчатая токовая защита каждой из обмоток.
Для каждой из обмоток трансформатора предусматривается отдельная максимально токовая защита (МТЗ) на несколько ступеней. Для каждой ступени защиты устанавливается своя уставка срабатывания по току и времени срабатывания.
Расчет силового трансформатора
В трансформаторе происходит преобразование электрической энергии в электромагнитную в первичной обмотке и электромагнитной в электрическую во вторичной. Э.Д.С, индуцируемые в первичной и вторичной обмотках. Все необходимые расчеты параметры трансформатора можно определить по холостому ходу и опыту короткого замыкания.
Мощность, потребляемая трансформатором при холостом ходе, расходуется в основном на потери в стали (Pхх = Рст). 
  Активное и реактивное сопротивление трансформатора в опыте короткого замыкания определяются как сумма соответствующих сопротивлений первичной обмотки и приведенных сопротивлений вторичной обмотки.
  Охрана труда
- Общие требования
К работам по обслуживанию силовых трансформаторов, автотрансформаторов и масляных реакторов (далее - трансформаторы) допускаются лица мужского и женского пола не моложе 18 лет и имеющие группу по электробезопасности не ниже III, прошедшие обучение безопасным способам ведения работ по электробезопасности, имеющие соответствующее удостоверение и прошедшие стажировку (дублирование) в течение двух недель, прошедшие медицинское освидетельствование и допущенные по состоянию здоровья к работе, прошедшие вводный инструктаж и первичный инструктаж на рабочем месте.
- Правила обслуживания трансформаторов
Проводимое техническое обслуживание силовых трансформаторов включает в себя все необходимые испытания его узлов и систем, согласно нормам, разработанным производителем этого оборудования. Осмотр и техническое обслуживание отдельных трансформаторных систем, расположенных на высоте, превышающей 3 метра, производится с помощью стационарных лестниц, которые согласно требованиям техники безопасности должны иметь перила и площадку наверху.
- Требования по охране труда в аварийных ситуациях
При авариях или ситуациях, которые могут привести к аварии или
несчастному случаю:
- приостановить работы, отключить работающее оборудование от электросети (потушить горелку, закрыть вентили баллонов);
- предупредить людей, работающих рядом, об угрожающей опасности;
- пострадавшим оказать первую (доврачебную) помощь, вызвать скорую
медицинскую помощь по телефону - 103;
- принять меры к ликвидации аварии или аварийной ситуации;
- сообщить руководителю работ и следовать его указаниям.
При пожаре или возгорании прекратить работу, перенести баллоны, шланги и другое оборудование на безопасное расстояние от места возгорания, сообщить в пожарную охрану по телефону - 101 или 112, и приступить к тушению имеющимися средствами пожаротушения. Сообщить руководителю работ.