Активная часть трансформатора представляет собой единую конструкцию, состоящую из магнитопровода, обмоток с изоляцией, а также деталей, служащих для их механического соединения.

Магнитопровод шихтованный из холоднокатаной стали толщиной 0,30 мм с жаростойким покрытием состоит из двух основных стержней, боковых и горизонтальных ярм, соединяющих стержни в общую магнитную цепь. На двух основных стержнях магнитопровода концентрически расположены обмотки НН и ВН. Первыми у стержня расположены обмотки НН.

Остов трансформатора, изолированный от бака, состоит из магнитной системы и элементов, обеспечивающих:

- механическую прочность остова;

- изоляцию между магнитной системой и металлическими элементами;

- заземление магнитной системы и массивных металлических элементов;

-
расположение на остове обмоток.

Рис. 2.3. Магнитопровод с обмотками трансформатора ОРЦ–417000/750 У1

Обмотки трансформатора

Обмотки выполнены из медного обмоточного провода соответствующего сечения. Обмотка ВН – катушечная, переплетенная с вводом в середину, выполняется из подразделенного на две ветви провода. Обмотка НН – винтовая, многоходовая, выполняется из транспонированного провода.

Основной изоляцией является масло в сочетании с твердыми диэлектриками: бумагой, элетрокартоном, гетинаксом, деревом и др. В качестве главной изоляции обмоток - принята изоляция маслобаръерного типа, которая представляет собой чередующиеся масляные каналы (продольные) с изоляционными цилиндрами. Изоляция, между обмотками и ярмами, выполнена в виде системы картонных колец, изолирующих цилиндров, дистанцирующих реек и прокладок соответствующих размеров.

На рис. 2.4. показана схема подключения обмоток блочного трансформатора типа ОРЦ – 417000/750.

Рис. 2.4. Схема подключения обмоток трансформатора ОРЦ – 417000/750

 

Бак с арматурой

Бак представляет собой сварную конструкцию колокольного типа рассчитан на полный вакуум или избыточное давление не более 80 кПа (0,8 кгс/см²)с учетом давления масла бака - расширителя. Нижний разъем расположен на уровне нижнего ярма магнитопровода и уплотняется двумя концентрическими прокладками. Положение активной части в баке фиксируется упорами, приваренными ко дну бака. Раскрепление активной части в баке выполнено распорными винтами по торцам в продольном направлении и распорными узлами вверху в поперечном направлении (с каждой стороны).

Бак снабжается арматурой для заливки, отбора проб, слива и фильтрации масла, подключения системы охлаждения и вакуумного насоса, а также двумя предохранительными клапанами. На баке предусмотрены специальные люки для доступа к распорным узлам, контроля при установке вводов и отбора проб образцов изоляции.

Для снижения добавочных потерь и нагревов на внутренних стенках бака (выше и ниже разъема) и в зоне верхнего уровня обмоток, установлены магнитные экраны: пакеты полос электротехнической стали.

Расширитель

Расширитель трансформатора (рис. 2.5) представляет собой резервуар объемом около 10% объема масла в трансформаторе, служащий для обеспечения постоянного заполнения бака трансформатора маслом при любых температурных изменениях окружавшего воздуха и нагрузки. При повышении температуры и увеличении объема избыток масла поступает в расширитель по маслопроводу, соединяющему расширитель с баком.

Уровень масла в расширителе определяется по стрелочному маслоуказателю, рычаг 3 которого упирается в нижнюю внутреннюю поверхность оболочки 2, прилегающей к поверхности масла.

Расширитель исключает прямое соприкосновение масла с атмосфер-ным воздухом, то есть защищает его от окисления и увлажнения благодаря установке специаль-ной эластичной оболочки - пленки из маслостойкой прорезиненной ткани (пленочная защита), как показано на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Расширитель с гибкой оболочкой

1 - боковой люк; 2 – гибкая оболочка; 3 – поплавок с рычагом маслоуказателя; 4 – воздухоспускные пробки; 5 – маслоуказатель; 6 – трубопровод воздухоосушителя; 7 – воздухоосушитель; 8 – доливной кран расширителя; 9 – отсечной клапан.

Воздухоосушитель

Внутренняя полость оболочки расширителя связана с атмосферным воздухом через воздухоосушитель, предназначенный для очистки от влаги и промышленных загрязнений воздуха, поступающего в трансформатор при температурных колебаниях уровня масла.

Наличие воздухоосушителя исключает появление конденсата во внутренней полости оболочки.

Воздухоосушитель (рис. 2.6.) представляет собой термосифонный фильтр, содержащий наполненный силикагелем 1 металлический цилиндр 2 с масляным затвором 3 в нижней части.

  Затвор работает по принципу сообщающихся сосудов  предотвращая свободный доступ воздуха в трансформатор и очищает засасываемый воздух от посторонних примесей.

Рис. 2.6 – Воздухоосушитель:

1 - силикагель; 2 - металлический цилиндр; 3 - масляный затвор; 4 -индикаторный силикагель; 5,6 - смотровое отверстие.

 

В верхней части цилиндра установлен патрон, заполненный индикаторным силикагелем 4. Патрон имеет смотровое отверстие 5, закрытое стеклянным диском. По мере увлажнения силикагель, пропитанный раствором хлористого кобальта, изменяет свою окраску с голубой на розовую. Изменение окраски индикаторного силикагеля в патроне с голубого цвета на розовый указывает на его насыщенность влагой. Контроль за работой воздухоосушителя заключается в наблюдении за окраской индикаторного силикагеля. При первых признаках изменения окраски индикаторного силикагеля его заменяют новым или восстанавливают.

Для заполнения воздухоосушителя используется силикагель марки КСКГ (крупный силикагель, крупнопористый, гранулированный) с величиной зерен 2,7¸7 мм просушенный до влажности не более 0,5%.

Маслоуказатель стрелочный

Стрелочный маслоуказатель, представленный рис. 2.7, предназначен для указания уровня масла в расширителе фазы автотрансформатора.

Кроме этого маслоуказатель осуществляет контроль уровня масла в трансформаторе и замыкания сигнальной цепи при его минимально допустимом значении.

Рис. 2.7. Маслоуказатель стрелочный:

1 - поплавок; 2 - стрелка; 3 - рычажный привод; 4 - магнит внутренний постоянный; 5 - магнит наружный со стрелкой; 6 - герметичная перегородка; 7 - шкала маслоуказателя; 8,9 - герконы предела уровня

Связь поплавка 1, находящегося на нижней внутренней поверхности эластичной оболочки расширителя со стрелкой 2 осуществляется посредством рычажного привода 3 и двух постоянных магнитов.

Один из магнитов 4 механически связан с рычажным приводом и расположен вместе с ним во внутренней полости эластичной оболочки расширителя.

Второй магнит 5 расположен снаружи и отделен от первого магнита немагнитной герметичной перегородкой 6 и несет на себе стрелку. Поля магнитов взаимодействуют через перегородку, в результате они оба перемешаются синхронно в зависимости от положения поплавка. Наружный магнит, увлекаемый полем, следует за внутренним и, поворачиваясь вокруг оси, поворачивает стрелку.

Об уровне масла в расширителе судят по положению стрелки относительно стандартных контрольных отметок на шкале 7. Шкала маслоуказателя отградуирована в градусах “^оС”, которые соответствуют температуре верхних слоев масла и снабжена отметками, соответствующими минимальному и максимальному допустимым уровням масла.

В корпусе маслоуказателя размещены два магнитоуправляемых контакта (герконы). Один из герконов 8 замыкается при минимально допустимом уровне масла, другой 9 - при максимальном уровне масла, срабатывание соответствующего геркона происходит от поля магнитов, приближающихся к контакту при положении стрелки на шкале, соответствующем минимальному или максимальному уровню масла в расширителе.

Установленные рядом с герконами неподвижные магниты 10 исключают срабатывание герконов в зоне допустимых изменений уровня масла.

В классическом исполнении геркон (рис. 2.8) представляет собой стеклянный баллон, в который впаяны две контакт-детали из магнитного сплава с большой магнитной проницаемостью (чаще всего пермаллоя). Контакт-детали одновременно служат и магнитопроводом. Внутри стеклянного баллона создается вакуум или же баллон заполняется газом(водород, смесь азота с водородом и т.п.), не вступающим в химическую реакцию с материалом контактов. Контактирующие части контакт-деталей покрыты слоем благородного металла(чаще всего родия или золота и его сплавов).

Рис. 2.8. - Конструкция геркона:

1 – контакт-детали; 2,3 – выводы; 4 – баллон;

l –перекрытие контакт-деталей;

d – контактный зазор

Геркон замыкает свой контакт под воздействием магнитного поля, создаваемого электромагнитной катушкой управления.

На рис. 2.9 показано соответствие уровня масла (Н, мм) в расширителе показаниям стрелки маслоуказателя.

Масло в расширителе неработающего трансформатора должно быть на уровне отметки указателя уровня масла, соответствующей средней температуре масла в трансформаторе, которая устанавливается приблизительно в соответствии со среднесуточной температурой окружающего воздуха.

Рис. 2.9 - Зависимость уровня масла в расширителе от показаний стрелочного маслоуказателя

Термометр ТКП-160 С

Термометр ТКП-160 С (манометрический конденсационный, показывающий, сигнализирующий) выполняет функции термосигнализатора и предназначен для измерения температуры верхних слоев масла в трансформаторе и выдачи в схемы РЗА и сигнализации сигнала о превышении заданных уставок.

В эксплуатации прост и надежен, после поверки в метрологической лаборатории обслуживания не требует. При выводе трансформатора в ремонт ТКП снимаются и отправляются на поверку в метрологическую лабораторию.

Общий вид термосигнализатора ТКП-160 приведен на рис. 2.10.

Рис. 2.10 - Общий вид термосигнализатора ТКП-160:

1 – щит приборный; 2 – корпус ТКП; 3 – капилляр; 5 – термобаллон; 6 – карман; 7 – фланец уплотнения кармана; 8 – бак трансформатора.

При снятии и установке ТКП необходимо следить за тем, чтобы при обращении с капилляром 3 не допускать резких перегибов, многократных изгибаний и других механических воздействий, которые могут привести к закупорке внутреннего отверстия или нарушению герметичности капилляра.

Перед установкой термобаллона 5, карман 6 заполняется трансформаторным маслом.

 

Клапан предохранительный

Предохранительные клапаны трансформатора предназначены для предотвращения его повреждения при внезапном повышении внутреннего давления выше допустимого и установлены на верхней стенке по диагонали бака. Клапаны открываются при давлении свыше 0,5 кгс/cм² и закрываются при снижении давления до 0,35 кгс/cм².

Клапан содержит корпус 4, через отверстие которого проходит шток 14. В кольцевом пазу корпуса 4 размещена манжета 3. Корпус 4 шарнирно соединен с верхними пробками 5. Предварительно напряженные пружины 7 установлены вдоль штока 14. К штоку 14 крепится в верхней его части крышка 2, в нижней – кронштейн 13.

На штоке 14 имеется амортизирующая пружина 6. Кронштейн 13 шарнирно соединен со штоками 11 нижних пробок 8. Каждый шток 11 размещен в отверстии пробки 8. На резьбовом хвостовике штока 11 имеется гайка 10, вращением которой осуществляется поступательное движение штока 11. Гайка 10 удерживается от продольного смещения винтом, заходящим в V – образный кольцевой паз гайки 10.

В закрытом положении клапан удерживается с помощью пружин 7. Герметичность клапана обеспечивается манжетой 3. Открытие клапана происходит при давлении масла в баке, равном давлению открытия клапана. Крышка 2, воспринимая это давление через шток 14 и кронштейн 13, воздействует на пружины 7. Никакого значительного отклонения пружин не произойдет, пока нагрузка не увеличится до критической величины. В этот момент пружины начнут выгибаться (наружу), сила требуемая для дальнейшего изгиба, становится меньше по мере увеличения отклонения, что способствует резкому перемещению крышки и открытию прохода маслу.

Клапан с давлением открытия 50 кПа (0,5 кгс/см²) устанавливают на баке так, чтобы высота масла от крышки клапана до максимально возможного уровня масла в расширителе была не более 3,5 м, с давлением открытия 80 кПа (0,8 кгс/см²) – не более 5,5 м.

Общий вид предохранительного клапана в разрезе дан на рис. 2.11.

Рис. 2.11 - Клапан предохранительный:

1 – кожух; 2 - крышка; 3 – манжета; 4 – корпус; 5 - верхняя пробка; 6 – пружина; 7 – пружина; 8 - нижняя пробка; 9 – контргайка; 10 – гайка; 11 – шток; 12 - нижняя пробка; 13 – кронштейн; 14 – шток; 15 – фланец; 16 – гайка; 17 – гайка; 18 – прокладка.

 

Выбор клапана по давлению и его высота установки на баке осуществляют в зависимости от максимально допустимого давления в баке. Для направленного сброса масла на клапан устанавливают кожух 1.

Настройка клапана на определенное давление открытия осуществляется изменением длины плеча путем вращения гайки 10. С уменьшением длины плеча давление открытия увеличивается. Установка плеча осуществляется для каждой пружины отдельно при наладке клапана на предприятии-изготовителе. В случае обнаружения течей по уплотнениям, необходимо произвести замену манжеты 3 и прокладки 18.

Клапан отсечной

Отсечной клапан, представлен в разрезе на рис. 2.12 и предназначен для перекрытия маслопровода от расширителя к баку, при:

- автоматическом отключении трансформатора защитами;

- срабатывании схемы пуска пожаротушения;

- отсоединении (демонтаже) расширителя.

Одним из патрубков клапан присоединен к расширителю, а другим - к маслопроводу, соединяющему расширитель с баком.

Корпус клапана фланцем соединен с плитой 12, внутри корпуса расположены клапан 8 с пружиной 9.

Рис. 2.12 - Клапан отсечной:

1 - пробка сливная; 2 – кожух; 3 – кнопка; 4 – стакан; 5 - вилка тяги; 6 - якорь электромагнита; 7 – электромагнит; 8 – клапан; 9 – пружина; 10 – тяга; 11 - выводы цепей защиты; 12 – плита; 13 – пробка.

На плите 12 закреплены электромагнит 7, кнопка 3, четыре вывода 11, подключаемые к цепи защиты трансформатора, и кожух 2. На якоре 6 электромагнита 7 укреплена вилка 5, удерживающая клапан в открытом положении за кольцевой паз на тяге 10 на которой укреплен диск 11.

На кожухе установлены стакан 4 с крючком, служащим для ручного взвода клапана и пробка 1 для слива масла из кожуха.

Принцип действия отсечного клапана заключается в следующем. В рабочем положении отсечной клапан должен быть открыт. При срабатывании схемы пуска пожаротушения, на обмотку электромагнита 7 отсечного клапана подается напряжение, при этом якорь 6 электромагнита 7 втягивается и выводит из зацепления вилку 5 с тягой 10.

Под действием пружины 9 клапан закрывает отверстие для прохода масла. Одновременно диск нажимает на кнопку 3, которая отключает электромагнит 7 и включает сигнальное табло на щите управления, сигнализирующее о том, что маслопровод перекрыт.

Открытие клапана после его срабатывания производится вручную. Для этого отвинчивают стакан 4, вставляют крючок стакана в овальное отверстие на тяге 10 и тянут на себя до упора. При этом якорь 6 электромагнита 7 под действием собственного веса и пружины опускается и вилка заходит в кольцевой паз на тяге.

После взвода клапана стакан следует установить в исходное положение. Перед вводом в работу блочного трансформатора нужно убедиться в открытом состоянии отсечных клапанов.

Ввод 750 кВ.

На всех блочных трансформаторах ЗАЭС для присоединения линейного отвода обмотки ВН к внешней сети установлены герметичные вводы типа ГМТПА-30-750-1000 УI.

Формально вводы не входят в комплектацию трансформатора, являются конструктивно самостоятельными изделиями и поставляются отдельно заводом-изготовителем.

Расшифровка условного обозначения ввода:

Г     - герметичный ввод;

М    - бумажно-масляная изоляция;

Т     - для трансформатора;

П    - устройство для подключения ПИНа;

А     - усиленная наружная изоляция;

30   - угол установки ввода на трансформаторе;

750 - класс напряжения, кВ;

1000 - номинальный ток, А;

У1   - климатическое исполнение и категория.

Ввод установлен на крышке бака, его нижняя часть находится внутри бака, в масле, а верхняя — вне бака, в воздухе. Он состоит из токоведущей части (стержня, трубы), фарфорового изолятора и опорного фланца.

Общий вид вводов 750, 35 и 24 кВ трансформатора ОРЦ – 417000/750 У1 показан на фото рис. 2.13.

Рис. 2.13. Фото вводов 750 кВ и 24 кВ блочного трансформатора.

Схематичное изображение ввода 750 кВ приведено на рис. 2.14.

Соединительная металлическая втулка 8 служит для соединения верхней и нижней частей ввода. Несколько ниже верхнего торца соединительной втулки, расположен опорный фланец 18, при помощи которого осуществляется установка и крепление ввода. На опорном фланце предусмотрены рым–болты 17 и пробка для выпуска воздуха из бака.

Для выравнивания электрического поля в нижней части ввода его токоведущие части закрыты тонкостенным алюминиевым экраном. В верхней части ввода для равномерного распределения потенциала и уменьшения коронирования устанавливают прутковый экран.

Рис. 2.14 – Герметичный ввод ГМТПА-30-750/1000

1 - клемма контактная; 2 - экран верхний; 3 - экран прутковый; 4 – остов; 5 - покрышка верхняя фарфоровая; 6 - уравнительные обкладки из фольги; 7 - вывод ПИН; 8 - соединительная втулка; 9 - покрышка нижняя фарфоровая; 10 - экран нижний; 11 - газоотводный патрубок; 12 - бак давления; 13 – манометр; 14 – вентиль; 15 – трубопровод; 16 – вентиль; 17 - грузовые рым – болты; 18 - опорный фланец

Для компенсаций температурных изменений объема масла во вводе служит выносной бак давления 12, соединенный со вводом при помощи т рубопровода 15 из отожженной меди. Внутри бака давления помешены сильфонные расширители из упругих нержавеющих элементов заполненных азотом. При увеличении объема масла (вследствие повышения температуры) происходит деформация сильфонов и газ внутри них сжимается. При уменьшении давления происходит обратный процесс.

В нижнем правом углу рис. 20 приведен фрагмент В верхней фарфоровой покрышки ввода 750 кВ, показывающий пути утечки по поверхности покрышки.

Вводы постоянно находятся под избыточным давлением, которое контролируется по манометру, присоединенному к вентилю бака давления и установленному на отдельно стоящей стойке, не подвергающемся вибрации. Так как в эксплуатации манометр устанавливается ниже верхней точки ввода, то давление, которое показывает манометр, будет выше фактического давления в верхней точке ввода на величину, определяемую разностью высот между верхней точкой ввода и манометром. Фактическое давление во вводе не должно выходить за пределы верхних и нижних значений, ограниченных кривыми. В случае отклонения НСЭЦ обязан уведомить руководство цеха.

1 – крышка; 2 – винт; 3 – шайба; 4 – проводник; 5 – шпилька; 6 – гайка; 7 – колпак; 8 – резиновое уплотнение; 9 – фарфоровый изолятор; 10 – резиновое уплотнение; 11 – вывод обкладки ввода.

1 – колпак; 2 – кольцо стяжное; 3 – болт упорный; 4 – пластина для подключения компенсаторов от токопровода; 5 – экран алюминиевый; 6 – воздухоспускная пробка; 7 – кольцо прижимное типа шип-паз; 8 – резиновые прокладки; 9 – проходной фарфоровый изолятор; 10 – токоведущая труба; 11 – кольцо распорное; 12 - пластина для подключения отводов НН трансформатора.

Для измерения тангенса (tgδ) и емкости (С₁) внутренней изоляции высоковольтного ввода, а также для подключения устройства КИВ (контроль изоляции вводов) предназначен с пециальный вывод (рис. 2.15) прибора индикации напряжения (ПИН).

При эксплуатации ввода, если к специальному выводу не подключен КИВ, вывод должен быть заземлен.

2.1.11. Вводы низкого напряжения  

Для присоединения выводов обмотки НН трансформатора к экранированному токопроводу 24 кВ в открытых и закрытых распредустройствах предназначен ввод типа   ПНТУ 20/14000-У1

Расшифровка условного обозначения ввода ПНТУ-20/14000:

П - проходной;

Н - наружной установки;

Т - для трансформаторов;

У - усиленный;

20 - номинальное напряжение (кВ);

14000    номинальный ток (А);

У1 климатическое исполнение.

Схематичное изображение ввода НН приведено на рис. 2.16.

Для вывода наружу нейтрали обмотки ВН предназначен маслоподпорный вводтипа ВСТА-35/1000 У1. Внутренняя полость ввода сообщается с баком трансформатора. Изоляцией между токоведущей трубой и крышкой бака трансформатора служит трансформаторное масло, заполняющее фарфоровый изолятор, который одновременно является внешней изоляцией ввода.

Общий вид маслоподпорного ввода 35 кВ приведен на рис. 2.17, где обозначено:

1 – пластина для присоединения ошиновки; 2 – гайка; 3 – резиновое уплотнение; 4 – воздухоспускная пробка; 5 – колпак; 6 – резиновая прокладка; 7 – ребро фарфорового проходного изолятора; 8 – текстолитовая проходная трубка; 9 – токоведущая шпилька.

Трансформаторы тока

На вводах блочных трансформаторах установлены трансформаторы тока типа ТВТ-35 Ι и ТВТ-750 Ι.

Расшифровка условного обозначения, например, ТВТ-750 Ι;

Т    - трансформатор тока;

В    - встроенный;

Т    - для силовых трансформаторов и автотрансформаторов;

750 - номинальное напряжение;

Ι     - номер конструктивного варианта исполнения.

Трансформаторы тока типа ТВТ, встроенные во ввода трансформаторов, предназначены для передачи сигнала измерительной информации приборам, устройствам зашиты и управления. Кроме того, в функции трансформаторов тока входит разделение и изоляция силовой электрической цепи и вторичных цепей измерения, автоматики, защиты и сигнализации.

Они представляют собой кольцевой сердечник из электротехнической стали с намотанной на него вторичной обмоткой. Первичной обмоткой является токоведущий проводник ввода. Трансформаторы тока размещены в металлических кожухах, установленных на крышке автотрансформатора, и заполненных трансформаторным маслом из бака.

При работе с трансформаторами тока необходимо соблюдать определенные меры безопасности, а именно:

1) размыкание вторичной обмотки работающего трансформатора тока недопустимо.

2) в случае отсутствия приборов и реле замыкающих вторичную цепь, последняя должна быть замкнута накоротко медным проводником сечением не менее 2,5 мм².