Инструкция к аппарату ЕЛ-1У4

Общие положения о лабораторно-практических

Занятиях

 

Принцип постоянной связи теории и практики, составляющих основную подготовку инженерных кадров реализуется при проведении лабораторно – практических занятий.

Общая цель лабораторных занятий состоит в приобретении навыков по испытанию электроизоляционных материалов, изделий и электрооборудования, необходимых в будущей деятельности инженеров-электриков, а также в проверке экспериментом отдельных теоретических положений.

Достижение поставленной цели преподаватель оценивает по качеству письменного отчета к лабораторной работе и правильности ответов студентов на контрольные вопросы.

Необходимый и достаточный для студентов материал в практикуме изложен по единой структуре.

v Цель работы.

v Программа работы.

v Теоретические предпосылки.

v Методика выполнения работы.

v Содержание отчета.

v Контрольные вопросы.

v Список используемых источников.

В некоторых теоретических предпосылках содержатся теоретические закономерности, которые предстоит проверить экспериментально, или описываются навыки, которые необходимо приобрести в процессе выполнения лабораторной работы. Эти положения не заменяют материал лекций и учебников, а лишь конкретизируют то, что относится к лабораторной работе.

Программа работ содержит перечень этапов лабораторной работы, последовательность выполнения, которых приводит к достижению поставленной цели.

Методический раздел посвящен подробному описанию изучаемой схемы (установки) и рациональной последовательности выполнения каждого этапа работы. Сообщаются особенности проведения отдельных опытов, обработки полученных данных и оформления отчета.

Контрольные вопросы разделены на три группы. Первая группа включает 3 – 4 вопроса, которые позволяют контролировать подготовленность студентов к занятию. По ним осуществляется допуск к работе. Вторая группа посвящена контролю исходных положений, а 3-я умению объяснить ход эксперимента и получение результата.

За несколько дней до проведения цикла лабораторных работ студенты знакомятся с графиком выполнения лабораторных работ и методикой их выполнения.

При подготовке к выполнению лабораторной работы студентам необходимо ознакомиться с ее содержанием по настоящему пособию.

Студенты должны придерживаться следующих правил выполнения лабораторных работ:

v Входить в лабораторию с преподавателем или с учебным мастером, или лаборантом.

v Занимать рабочие места в соответствии с графиком выполнения работ.

v Не уходить с рабочего места без разрешения преподавателя.

v Иметь рабочую тетрадь (12 листов) для записи плана выполнения работ, перечень приборов, оборудования, расчетных формул, электрических схем, таблиц и т.д.

v После получения задания еще раз внимательно ознакомиться с работой, проработать теоретический материал, вычертить схему испытательной установки и подготовить устные объяснения по схеме.

v После окончания лабораторной работы бригада показывает результаты, полученные в процессе опыта, руководителя. Если все сделано правильно бригада сдает резиновые диэлектрические перчатки, электрооборудование, образцы электроматериалов и убирает рабочее место. После чего черновик должен быть подписан руководителем и приложен к одному из отчетов бригады.

 

Общие требования безопасности

 

v Лаборатория электротехнических материалов по степени опасности поражения людей электрическим током относится к категории «помещений без повышенной опасности». Однако в лаборатории исполь­зуются электроустановки с напряжением 70 кВ и, поэтому суще­ствует возможность поражения людей электрическим током. Поэтому к работе в лаборатории студенты допускаются только после прохождения инструктажа по охране труда на рабочих местах лаборатории. Запись о проведении инструктажа производится в журнале с обязательной подпи­сью проинформированных студентов и преподавателей, проводивших инструктаж.

v К выполнению очередной лабораторной работы студенты могут присту­пить только после изучения методических указаний, ознакомления с уст­ройством и правилами использования оборудования, приборов, после прохождения допускного контроля знаний на право выполнения работы.

v Перед началом работы проверить исправность заземляющего провода и исправную работу блок контактов установок, находящихся под высоким напряжением.

v Если возникает необходимость работ в зоне испытания, то отключают аппарат автомата, о чем свидетельствует погашенная красная лампочка, регулятор напряжения устанавливают в нулевое положение, отключают шнур питания аппарата, только потом открывают двери. До входа в зону испытания, следует надеть резиновые перчатки, взять штанги с заземляющим проводом, не касаясь последнего и разрядить. После изменения расстояния между электродами, последний, кто уходит из испытательной зоны, закрывает за собой двери на механический замок, если в зоне испытания отсутствуют люди. Член бригады, выключающий установку должен работать в диэлектрических перчатках и находиться на коврике, не касаясь заземленных частей и членов бригады. Перед включением схемы включающий обязан предупредить об этом бригаду, а после окончания опыта, сообщить об отключении.

v Студенты несут ответственность за нарушение правил охраны труда.

 

Требования безопасности перед началом работы

 

v Проверить наличие и исправность всех предусмотренных средств за­щиты и пожаротушения.

v Убедиться, что схема рабочего стола отключена. При этом сигнальные лампочки не горят.

v Убрать с рабочего места посторонние предметы и не используемые в данной работе приборы.

 

Требования безопасности во время работы

 

v Необходимо выполнять только ту работу, которая предусмотрена программой эксперимента или заданием преподавателя.

v Не прикасаться ни к какому оборудованию, кроме того, которое предназначено для выполнения заданной лабораторной работы.

v Работать разрешается только на исправных установках с исправными измерительными приборами и электрическими машинами.

v Сборку электрических схем производить только на исправных уста­новках при обесточенном оборудовании. Монтажные провода должны иметь надежную изоляцию, хорошо пропаянные наконеч­ники.

v Перед пуском электроустановки необходимо осмотреть и убрать с нее лишние проводники и посторонние предметы. Нужно убедиться в том, что никто из присутствующих не прикасается к неизолированным то­коведущим частям электрической цепи или вращающимся частям электрических машин, а металлические нетоковедущие части элек­троустановок занулены.

v Включать электрическую цепь под напряжением в начале работы, а также после внесения в нее каких либо изменений можно только с разрешения руководителя занятий, предупредив об этом присутст­вующих на рабочем месте членов бригады.

v Категорически запрещается производить любые изменения в элек­трической цепи под напряжением. При необходимости внесения та­ких изменений нужно обязательно отключить автоматический вы­ключатель на рабочем месте.

v Запрещается опираться локтями на установку и элементы электриче­ской цепи, переступать через токоведущие проводники и подвижные части электрических машин.

v При прекращении подачи электроэнергии отключить автоматический выключатель ввода на панели стола.

v Выполнение лабораторных работ одним человеком не допускается.

v Нельзя оставлять включенной под напряжением схему и всем студен­там отходить от рабочего места.

v Разбирать электрическую цепь можно только при выключенном на­пряжении после проверки преподавателем результатов выполненной работы.

 

Требования безопасности в аварийных ситуациях

 

v Электрическая установка подлежит немедленному отключению в слу­чае попадания человека под напряжение; появление дыма или огня из оборудования или приборов; замыкание стрелок приборов; нарушение нормаль­ной работы схемы; нарушения изоляции.

При возникновении пожара:

v Немедленно сообщить о пожаре по тел. 01, указав точный адрес.

v Принять меры к тушению пожара. Первичные средства пожаротуше­ния находятся в лаборатории и вестибюле корпуса.

v Сообщить о случившемся пожаре в ближайшие комнаты для выхода людей.

v Поставить в известность руководство того участка, где произошел пожар.

 

Требования безопасности по окончании работы

 

v Выключить питание приборов и оборудования с помощью автомати­ческого выключателя ввода на панели стола.

v Разобрать электрические цепи и сложить на место электрические про­вода и электроизмерительные приборы.

v Навести порядок на рабочих местах. Сдать преподавателю электронные приборы, микрокалькуляторы и методические указания.

v Отключить питание столов, установленных на рабочих местах, автоматическими выключателями силового щита лаборатории.

 

Оформление отчета

 

По каждой лабораторной работе (до начала следующей) студент составляет индивидуальный отчет. Если перед началом следующей лабораторной работы не представлен отчет по предыдущей работе, то студент не допускается к следующей работе. Отчет должен содержать следующие данные:

v Название и номер лабораторной работы, Ф.И.О. студента, факультет, номер группы;

v Цель работы;

v Краткая характеристика исследуемого материала;

v Схема лабораторной установки, на которой выполнялась работа;

v Полный перечень используемого оборудования, приборов и аппаратов;

v Результаты опытов, расчетов, занесенные в соответствующие таблицы;

v Осциллограммы, графики, характеризующие электротехнические материалы;

v Выводы, заключения, касающиеся данного электротехнического материала, в соответствии с проведенной работой.

В расчетах записываются все использованные формулы в общем виде, а также с подстановкой чисел и их значений. В таблицах и на графиках обязательно указываются единицы измерения каждой величины. Графики выполняют на миллиметровой бумаге. На одной координатной сетке допускается наличие нескольких кривых зависимостей от одного и того же аргумента, но не более 3 – 4.

 

Лабораторная работа №1

 

 

Настройка аппаратуры управления и защиты

с помощью стенда МИИСП

 

Цель работы: Изучить конструкцию и применение стенда МИИСП для проверки настройки токовой защиты электрических двигателей, проверки магнитных пускателей и реле на переменном токе.

 

Назначение стенда МИИСП

 

Стенд МИИСП предназначен:

§ для настройки защиты и сушки обмоток электродвигателя;

§ для проверки настройки токовой защиты электрических двигателей и схем сельскохозяйственных установок;

§ калибровки плавких вставок на переменном токе до 600 A;

§ проверки магнитных пускателей и реле на переменном токе до 250 A;

§ сушки обмоток электродвигателей постоянным током до 40 A;

§ проверки контактов низковольтных аппаратов при постоянном токе до 100 A;

§ определение фазировки обмоток электродвигателей, зарядки аккумуля­торов напряжением до 24 B.

При использовании стенда на животноводческих фермах допускаются режимы: проверка настройки токовой защиты: калибровка плавких вста­вок на переменном токе до 50 A; проверка магнитных пускателей и реле на переменном токе до 15 A; зарядка аккумуляторов напряжением до 24 B, током до 15 A.

 

Программа работы

 

1. Изучить устройство и назначение стенда.

2. Усвоить порядок выполнения с помощью стенда следующих работ:

§ проверка тепловой защиты, выполненной на реле типа PTT (порядок проверки приведен в инструкции к стенду МИИСП;

§ проверка магнитных пускателей (порядок проверки приведен в инструкции к стенду МИИСП).

 

Общие сведения

 

Реле электротепловые токовые серии PTT предназначены для защиты трехфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от длительных перегрузок, а также от перегрузок, возникающих при обрыве одной из фаз. Реле могут устанавливаться отдельно и с магнитными пускателями серии ПМЕ.

Трехполюсное исполнение реле, применение несменяемых нагрева­тельных элементов и ускоренное срабатывание при обрыве фазы, повышают надежность защиты двигателей по сравнению с однополюсным и двухполюсным исполнением реле.

 

Структура условного обозначения испытываемого реле

 

PTT - X X X X X 4 (PTT – 14УХЛ4)

§ P – реле

§ T – электротепловое

§ T – токовое

§ X – исполнение реле по величине номинального тока (0 – на 10A; I – на 25 A; 2 - на 63 A; 3 – на 160 A; 4 – на 630 A)

§ X – способ установки реле (I - нормальное исполнение с крепежной скобой для индивидуальной установки; 2 – специальное исполне­ние на токи до 160 A; 4 – исполнение для втычного присоединения реле к пускателю)

§ X – род контактов вспомогательной цепи реле (I – исполнение с одним размыкающим контактом; отсутствие цифры – исполнение с переключающим контактом);

§ X – исполнение реле по чувствительности к обрыву фазы двигателя

§ Б – без ускоренного срабатывания при обрыве фазы; (отсутствие буквы – с ускорением при обрыве фазы);

§ X4 – климатическое исполнение (УХЛ,0) и категория размещения по ГОСТ I5I50-69.

Реле исполнения УХЛ 4 можно встраивать в изделия исполнения УЗ. Номинальные токи теплового элемента и, диапазон регулирования реле РТТ-0,

= 10A, испытываемого в данной работе, приведены в таблице 1.

Согласно ГОСТ 16308-70 тепловое реле считают выдержавшим испытание, если оно не сработает при протекании тока, равного 1,05 номинально­го тока несрабатывания, в течение времени, необходимого для дости­жения реле установившегося теплового состояния (1-2 мин) а затем, после увеличения тока до 1,2 номинального тока несрабатывания, сработает в течение 20 мин.

 

 

Указания к выполнению работы

 

Таблица 1.1 - Номинальные токи теплового элемента и диапазон регулирования реле PTT

 

Номинальный ток теплового элемента, А	Диапазон регулирования номинального тока несрабатывания при t=40 °С
0,20	0,17 – 0,23
0,25	0,21 – 0,29
0,32	0,27 – 0,37
0,40	0,34 – 0,46
0,50	0,43 – 0,58
0,63	0,54 – 0,72
0,80	0,68 – 0,92
1,00	0,85 – 1,15
Продолжение таблицы 1.1
1,25	1,10 – 1,40
1,60	1, 36 – 1,80
2,00	1,70 – 2,30
2,50	2,10 – 2,90
3,20	2,70 – 3,70
4,00	3,40 – 4,60
5,00	4,25 – 5,75
6,30	5,35 – 7,23
8,00	6,8 – 9,2 (8,70)^x
10,0	8,5 – 10,0 (9,50)

 

Примечание: B скобках указаны значения предельно допускаемого тока при температуре окружающей среды 55 °С.

 

После ознакомления с конструкцией и областью применения реле необходимо:

1. Произвести испытание реле на срабатывание согласно ГОСТ 16303-70. Для испытания взять 4 реле, соединив все их нагрева­тельные элементы последовательно. Испытания производить согласно пункту 3 инструкции к стенду МИИСП.

После проведения опыта определить вероятность срабатывания реле:

,

где – количество сработавших в результате опыта реле;

– общее число испытываемых реле.

 

Срабатывание реле контролируется при помощи сигнальных ламп.

 

2. Снять время – токовые характеристики одного из реле (все три тепловых элемента соединять последовательно) при кратности тока в цепи по отношению к току несрабатывания 1,0; 1,2; 1,5; 2,0;3,0.

Снять характеристику реле из горячего состояния. Для испытания реле из горячего состояния необходимо подключить реле к стенду, установить ток 0,9 , включить стенд и прогреть реле в тече­ние 2 минут, затем отключить; включить без секундомера и уста­новить ток, необходимый для испытания, отключить и включить вновь с секундомером.

Для снятия характеристики реле из холодного состояния необходи­мо после предыдущего исполнения перед последующим дать реле остыть в течение 5-10 минут при включенном вентиляторе.

3. Произвести проверку магнитных пускателей типа ПМЕ-042-МВУХЛ3 согласно пункту 4 инструкции к стенду МИИСП.

 

Содержание отчета

 

1. Наименование и цель работы.

2. Определение вероятности срабатывания теплового реле.

3. Таблица результатов экспериментов по определению времени сраба­тывания реле.

4. Время-токовая характеристика теплового реле.

5. Результаты проверки магнитных пускателей и выводы об их при­ годности.

 

Контрольные вопросы

 

1. Для двигателя, какой мощности можно использовать данное реле?

2. Для чего применяются тепловые реле типа PTT?

3. Каков принцип действия реле типа TPH?

4. Каковы основные факторы, влияющие на работу теплового реле?

5. Что называется характеристикой и зоной теплового реле?

6. Возможна ли эксплуатация магнитных пускателей при напряжении включения катушки менее 0,7 U_H?

 

Литература

 

3, 4, 5, 6, 10, 12, 17.

 

Инструкция к стенду МИИСП

Стенд МИИСП

Настройки, защиты и сушки электродвигателей

Устройство и принцип работы стенда

 

Принципиальная схема показана на рисунке 1.1.

Ha нашем стенде расположены следующие органы управления и контро­ля, а также гнезда и клеммы для подключения внешних устройств.

1. Розетка, «220 B» (XS1)

2. Розетка «0-250 B» (XS2)

3. Выключатель автоматический «сеть» (QF)

4. Регулятор напряжения (T1)

5. Амперметр «ток нагрузки» (A4)

6. Индикаторная лампа «сеть» (HL)

7. Амперметр «ток нагрузки розетки 0-250 B» (A2)

8. «Вольтметр» (V)

9. Резистор грубой установки «0» «Грубо» (R8)

10. Резистор плавной установки «0» «Плавно» (R5)

11. Измеритель (А5)

12. Резистор градуировки шкалы прибора для контроля температур обмотки «Уст.100°С» (R4)

13. Секундомер электрический «Секундомер» (PT)

14. Выключатель электрического секундомера «Выкл» (SA2)

15. «Переключатель напряжения» (SA4)

16. «Переключатель питания» (SA3)

17. Переключатель «род работ» (SA5)

18. Клеммы для измерения падения напряжения на проверяемых контактах «вых.» (X9, X10)

19. Клеммы для подключения контактов устройств защиты при проверке временных характеристик «БК» (X2, X3)

20. Клеммы постоянного тока «+общ», «4B, 100A», «40А», «20А», – 24 В, 40 А «К объекту» (Х11-Х15)

21. Клеммы переменного тока «общ», «600A 30 сек», «150 A», «50 A», «15 A» (Х4-Х8)

 

Болт для заземления (X1) расположен на задней стенке стенда. B первичной цепи, которая включается в сеть 220 B с помощью выключателя автоматического QF типа ΑΠ50 - 2MT с тепловым paсцепителем, установлен автотрансформатор T1 типа ЛАТР-IM. B зависимости от положения «переключатель питания» SA3 на первичную обмотку силового трансформатора Т2 может подаваться напряжение сети 220 B или через автотрансформатор Т1 напряжением от 0 до 250 B. Напряжение на первичной обмотке Т2 контролируется по вольтметру V.

При настройке тепловых реле и автоматов нагревательный элемент настраиваемого аппарата подключается на клеммы X4 – Х8. При подключении аппарата к общей схеме X8 и одной из клемм X4 – X7 полное отклонение стрелки амперметра A4 будет соот­ветствовать указанной на клемме величине тока. Много предельность измерения в цепи переменного тока достигается с помощью трансфор­матора тока типа УТТ-5М (T3)

Для получения постоянного тока, необходимого для сушки обмоток машин с контролем температуры, проверки контактов в низковольтном оборудовании, настройка защиты, работающей на постоянном токе и подзарядки аккумуляторов служит выпрямитель, выполненный на двух мощных кремниевых диодах (VD2, VD1), позволяющих получить вып­рямленный ток до 100 A ср. при напряжении 4 B и до 40 A ср. при напряжении 24 B.

Измерение выпрямленного тока производится с помощью прибора A5 с наружным шунтом R2 на 100 A,75 мВ, измерение выпрямлен­ного напряжения осуществляется с помощью того же прибора при включении добавочного сопротивления R3.

При настройке тепловой защиты для отсчета времени срабатывания служит электрический секундомер PT, который подключается с помощью выключателя.

Контроль средней температуры обмотки при сушке изоляции произ­водится путем контроля изменения сопротивления обмотки при нагреве.

Для этого обмотка электродвигателя включается в плечо моста. Питание моста осуществляется от выпрямителя стенда VD1, VD2.После подключения обмотки устанавливается требуемый ток сушки по прибору A5, используемому в качестве вольтметра при положении переключателя «род работы».

Контроль средней температуры обмотки производится следующим образом:

Сразу же после установки требуемого тока сушки измеряется напряжение на выходе моста прибором A5.

Затем прибор A5 переключателем «род работы» включается в измерительную диагональ моста (положение ). Сопротивлениями R5 и R8 производится балансировка моста, при этом стрелка прибора Α5 должна быть установлена на «0» шкалы.

При измерении температуры это соответствует шкале 100 ⁰C или 200 ⁰C.

 

Техника безопасности при работе со стендом

Перед началом работы проверить заземление корпуса стенда.

Эксплуатация должна производиться в помещении, пол которого, покрыт сухим изолирующим материалом.

При проведении с помощью стенда любых профилактических и ремонтных работ необходимо строго соблюдать инструкции по технике безопасности на эти работы.

Обслуживаемое оборудование подключать к стенду только при отключенном питании с помощью проводов с кабельными наконечниками, штекерами или вилкой.

Категорически запрещается включать стенд при снятых шторках.

 

Порядок работы для проверки токовой защиты

Схема подключения прибора приведена на рисунке 1.2.

1. Подключить выводы нагревательного элемента проверяемого теплового реле или теплового расцепителя автомата к клемме «~ общ», и к одной из клемм «15 A», «50 A», «150 A», «600 A» ток полного отклонения стрелки прибора «ток нагрузки» соответствует указанной на клемме величине.

2. Подключать вспомогательные контакты проверяемого устройства к клемме «БК».

3. Поставить «переключатель питания» в положение «трансформатор плавно».

4. Вывести ручку «регулятор напряжения» в 0.

5. «Поставить тумблер «секундомер» в положение «выкл».

6. Установить стрелу секундомера на 0, повернуть рычаг на секундомере против часовой стрелки до упора.

7. Включить стенд выключателем «сеть».

8. Быстро установить «регулятором напряжения» по амперметру «ток нагрузки» (A5) величину тока, при которой необходимо проверить время срабатывания устройства. Величина тока может быть определена по паспорту проверяемого устройства.

9. Выключить стенд выключателем «сеть» и дать остыть нагревательному элементу.

10. Включить тумблер «секундомер».

 

Рисунок 1.1 - Принципиальная схема моста МИИСП.

 

Рисунок 1.2- Проверка токовой защиты

 

 

Рисунок 1.3 - Калибровка плавких вставок

 

 

Рисунок 1.4 - Проверка магнитных пускателей

 

11. Включить стенд выключателем «сеть» при этом секундомер
будет отсчитывать время. Ток поддерживать постоянным «регулятором напряжения».

12. Выключить стенд выключателем «сеть» сразу же после срабатывания реле и установки стрелки секундомера.

13. Отсчитать по секундомеру время срабатывания нагревательного элемента. Если время срабатывания в пределах нормы для данного типа защиты, то защита настроена правильно.

 

Порядок работы для проверки магнитных пускателей и реле

 

Схема включения прибора приведена на рисунке 1.4.

1. Магнитные пускатели должны включаться при напряжении на катушке 0,85 и выключаться при снижении напряжения до 0,4

2. Включить катушку магнитного пускателя в розетку «0 – 250 B».

3. Поставить «переключатель питания» в положение «Розетка 0 – 250 B».

4. Вывести ручку «регулятора напряжения» в положение 0.

5. Включить стенд выключателем «сеть».

6. Плавно увеличивая от 0 напряжение на катушке «регулятором напряжения», «вольтметром» переменного тока V замерить напряжение включения пускателя.

7. Плавно уменьшая «регулятором напряжения» напряжение на катушке от значения равного напряжению включения, «вольтметром» измерить напряжение выключения магнитного пускателя.

8. Выключить стенд выключателем «сеть».

 

Лабораторная работа №2

Сушка силового трансформатора в собственном баке

 

Цель работы: Изучить и освоить способы сушки трансформатора в собственном баке.

 

Программа работы

 

1. Произвести расчет обмотки и электрических параметров сушки трансформаторов индукционными потерями в собственном баке.

2. Рассчитать электрические параметры при сушке трансформаторов токами нулевой последовательности.

3. Произвести расчет электрических параметров сушки трансформаторов способом однофазного короткого замыкания.

4. Провести экспериментальные исследования.

 

Общие сведения

 

B процессе эксплуатации и хранения трансформаторов по различным причинам происходит увлажнение электроизоляционных материалов. Основным источником увлажнения является влага, попадающая в транс­форматор вследствие непрерывной диффузии из окружающей среды через расширитель или вследствие других причин. Из-за несовершенства силикагелевых осушителей, нарушения герметизации трансформаторов с азотной подушкой в бак вместе с воздухом вносится атмосферная влага. Влага абсорбируется из воздуха маслом, а из масла - твердой изоляцией, так со временем трансформаторы увлажняются. Процесс увлажнения происходит тем интенсивнее, чем выше влажность окружаю­щего воздуха и чем резче колебания нагрузки трансформатора. После нескольких лет работы трансформаторов c силикагелевым осушителем в бак через расширитель попадает значительное количество влаги, и изоляция увлажняется до 1,5... 4,5%массы твердой изоляции. Однако зачастую при нарушениях уплотнений бака происходит увлаж­нение изоляции и за меньшее время.

Изоляционные материалы силовых трансформаторов, соприкасаясь с окружающим воздухом, могут абсорбировать до 15... 20%влаги от своего веса.

Увлажнение твердой изоляции трансформатора оказывает сильное влияние на ее электроизоляционные, а также на физико-механические свойства. Влага при определенном ее содержании резко ухудшает диэлектрические свойства изоляционных материалов и может привести к выходу из строя трансформатора.

Кроме опасности разрушения изоляции в результате пробоя, повышенное влагосодержание ускоряет процесс теплового старения электроизоляционных материалов трансформаторов.

Для восстановления диэлектрических свойств, нарушенных при увлажнении, электроизоляционные материалы трансформаторов подвергаются подсушке или сушке, в зависимости от степени увлажнения.

Необходимость сушки трансформаторов, находящихся в монтаже или эксплуатации, а также прошедших ремонт, оценивается на основе измерения параметров изоляции, характеризующих ее диэлектрические свойства. Если измерения по оценке состояния изоляции, произведенные в соответствии с «Нормами испытания электрооборудования», показали повышенное увлажнение, то производится подсушка или сушка изоляции трансформаторов.

Ha заводах и ремонтных предприятиях сушка твердой изоляции осуществляется без масла. Температура осушаемой изоляции поддержи­вается близкой к максимально допустимой по условиям теплового ста­рения и не превышает 100...110 °С. При изготовлении на заводе и ремонте на крупных ремонтных предприятиях активная часть сушится в специальных сушильных шкафах при температуре 105... 110 °С с остаточным давлением воздуха не более 600... 700 Па. B условиях экс­плуатации сушка осуществляется обычно в собственном баке трансформатора. В зависимости от мощности и класса напряжения трансформатора сушка в собственном баке производится либо под вакуумом, либо при атмосферном давлении. Мощные силовые трансформаторы класса напряжения 220 кВ и выше, имеющие значительную массу изоляции, требуют обязательной вакуумной сушки. Трансформаторы напряжением 110 кВ и ниже с баками, не рассчитанными на полный вакуум, осушают­ся при остаточном давлении 40... 50 Па или без вакуума.

Контроль процесса сушки заключается в периодическом измерении температуры, изоляционных характеристик трансформатора и определе­нии количества конденсата, выделившегося при вакуумной сушке. Основным параметром, по которому судят о ходе сушки, является сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и количество выделившегося конденсата при вакуумной сушке. Дополнительно конт­роль процесса сушки может производиться измерением и параметра «емкость-время» ()

Окончание сушки определяется по кривой зависимости сопротивле­ния изоляции от времени . Кривая зависимости в начале нагрева активной части падает, затем по мере высыхания изоляции сопротивление растет и в конце сушки устанавливается. Сушка считается законченной, если при неизменной температуре сопро­тивление изоляции остается постоянным для трансформаторов до 35 кВ включительно в течение 6 часов, для трансформаторов напряжением 110 кВ и выше в течение 48 часов.

Качество и скорость сушки зависят от температуры осушаемого материала и остаточного давления в зоне сушки: чем выше темпера­тура и глубже вакуум, тем интенсивнее и до меньшего значения остаточного влагосодержания осушается изоляция.

Ha скорость сушки влияет не только температура, но и ее распре­деление в осушаемом материале. Если по толщине влажного электроизо­ляционного материала имеется перепад температуры, то под влиянием температурного градиента влага перемещается по направлению потока тепла. Это явление носит название термовлагодиффузии. Применение при сушке термовлагодиффузии интенсифицирует выход влаги. Благоприятное температурное поле для выхода влаги из изоляции обмоток создается при их нагреве за счет протекания по ним тока.

Сушка трансформатора в собственном баке можно выполнять горячим маслом с фильтрацией последнего; горячим воздухом; током корот­кого замыкания, в частности, по схеме однофазного короткого замыка­ния; потерями в баке (при помощи намагничивающей обмотки) и токами нулевой последовательности (ТНП). Последние два способа сушки получили наибольшее распространение.

Присушке трансформатора потерями в баке выемная часть сушится в своем баке без масла.

Нагрев трансформатора производится потерями в баке, для чего на бак трансформатора (при необходимости теплоизолированный асбес­том) наматывается однофазная или трехфазная намагничивающая обмот­ка. Если сушка трансформатора происходит в помещении, то теплоизо­ляцию бака обычно не производят.

Сушка трансформатора потерями в собственном баке удобна тем, что она может быть произведена на месте установки или ремонта трансформатора без его транспортировки, при наличии любого источника низкого напряжения.

Недостатками этого способа является необходимость выполнения специальной намагничивающей обмотки и относительно большой расход электроэнергии на сушку.

 

 

Рисунок 2.1 - Схема сушки трансформатора потерями в собственном баке

При этом способе источник тепла является (потери в баке) внеш­ним по отношению к обмоткам, поэтому градиент температуры отрицателен и время сушки возрастает.

Воздушная подушка между баком и выемной частью сказывает небла­гоприятное воздействие при сушке: являясь теплоизоляцией, она способствует увеличению потерь мощности (тепла) в окружающую среду, и значительно замедляет разогрев выемной части, поэтому общее время сушки увеличивается.

Схема сушки трансформатора потерями в собственном баке приве­дена на рисунке 2.1.

Для получения более равномерного распределения температуры внутри бака намагничивающая обмотка наматывается на 40-60% высоты бака (снизу), причем витки в нижней части бака располагаются гуще, плотнее.

Сушка трансформатора потерями в собственном баке с помощью однофазной намагничивающей обмотки приводит к неравномерной нагруз­ке фаз питающей сети и может привести к искажению фазных напряжений питающей сети, при этом для сушки крупных трансформаторов требует­ся значительная мощность источника питания. Поэтому: сушка трансформа­торов при малой мощности, источника литания рекомендуется производить с помощью трехфазной намагничивающей обмотки.

Сушка трансформаторов токами нулевой последовательности отличается от сушки трансформаторов потерями в собственном баке тем, что вместо специальной, наружной, намагничивающей обмотки используется одна из обмоток трансформатора, соединенная по схеме нулевой последовательности. Если обмотка трансформатора, которую решено использовать в качестве намагничивающей, соединена «в звезду», то напряжение питания подводится к закороченным выводам фаз и нулевой точке обмотки (рисунок 2.1.).

Если же обмотка трансформатора соединена «в треугольник», то напряжение питания подводится в разрыв треугольника. Замкнутые контуры (треугольники) других обмоток должны быть при этом разомкнуты.

Трансформаторы, применяемые в сельском хозяйстве, обычно имеют 12-ю группу соединения обмоток – Y/ Y₀. B этом случае очень удобно использовать в качестве намагничивающей обмотку низшего напряжения трансформатора, как имеющую выведенную нулевую точку.

При сушке трансформаторов т.н.п. нагрев трансформатора происходит за счет потерь в меди намагничивающей обмотки, потерь в стали магнитопровода и его конструктивных деталей и потерь в баке от действия потоков нулевой последовательности.

 

 

 

Рисунок 2.2 - Схема сушки трансформатора токами нулевой последовательности

 

Сушка трансформаторов т.н.п. имеет определенные преимущества перед сушкой трансформаторов потерями в собственном баке:

1. Ηе требуется выполнения специальной намагничивающей обмотки, поэтому сокращается время подготовки трансформатора к сушке и отсутствуют затраты, связанные с намоткой обмотки.

2. Наличие, внутреннего источника тепла в виде потерь в меди намагничивающей обмотки и потерь в стали выемной части создает положительный градиент температуры и ускоряет сушку трансформатора.

3. Наличие воздушной подушки между выемной частью и стенками бака оказывает благоприятное воздействие, уменьшая потери мощности в окружающую среду и ускоряя разогрев выемной части трансформатора до необходимой температуры.

 

Как показали исследования, распределение установившейся температуры по элементам выемной части трансформатора при сушке, его ТНП оказывается благоприятным и не требует создания каких-либо допо