Баки трансформаторов и вспомогательное оборудование

 

Баки для трансформаторов средних и больших мощностей выполняются обычно овальной формы (рис. 2.30), но встречаются и прямоугольные или имеющие одну торцовую стенку прямую, а другую — овальную. Баки делаются сварными из листовой стали. Толщина стенок у отечественных трансформаторов 3-го габарита 6 мм, 4-го габарита — 6—12 мм. Дно для 3-го габарита имеет толщину 10 мм и усиливается приваренными швеллерами тележки; для 4-го габарита дно имеет толщину 12—40 мм. Стенки баков усиливаются поясами жесткости из швеллеров, а также вертикальными двутавровыми балками. К стенкам бака у верхнего торца приваривается рама из уголков размером 75/75×10 мм для 3-го габарита и 100/100×14 и 100/150×16 мм для 4-го.

Для подъема бака и собранного трансформатора к баку привариваются вблизи верхней рамы четыре подъемных крюка.

Таблица 2.8.

Размеры баков

Рис. 2.29 Бак трансформатора мощностью 5600 кВ×А класса напряжения 35 кВ.

1 – крышка; 2- резиновая прокладка; 3 – верхняя рама; 4 – плоский кран для присоединения радиатора; 5 – стенка; 6 – балка; 7 – дно; 8 – швеллер крепления катков; 9 – каток; 10 – гайка с болтом для заземления бака; 11 – упорный угольник на дне бака; 12 – подъемный крюк; 13 – пробка для взятия пробы масла; 14 – пластина для прикрепления таблички данных трансформатора; 15 – спусковой кран; 16 – пробка в дне бака для спуска остатков масла; 17 – патрубок с плоским краном для присоединения термосифонного фильтра.

 

Радиаторы в катки в плане не показаны; не показаны сварка рукоятки на поз. 4 и17 и некоторые другие детали.

Заземление магнитопровода осуществляется по одной из схем (рис. 2.30) при различных конструкциях активной части. Обычно его выполняют медной луженой лентой: для трансформаторов средних мощностей сечение ленты 0,3×30 или 0,3×40 мм, для больших мощностей—2 (0,3×40) мм. В заграничных конструкциях пакеты стали иногда разделены листами электрокартона. В этом случае пакеты стали должны быть соединены металлическими перемычками.

Заземляющие ленты, если схема заземления требует их установки как в верхнем, так и в нижнем ярмах, должны располагаться одна под другой и на одинаковом расстоянии от края ярма, иначе будут увеличены потери холостого хода.

Рис. 2.30 Схема заземления магнитопроводов при различных конструкциях выемной части.

1 – магнитопровод; 2 – стальная ярмовая балка; 3 – деревянная ярмовая балка; 4 – деревянный опорный брусок; 5 – стальная поперечная планка (угольник); 6 – подъемная шпилька; 7 – шпилька, связывающая верхние ярмовые балки с нижними; 8 – болт на крышке; 9 – крепление на стенки бака.

 

Отечественные трансформаторы средней мощности имеют тележку из двух пар швеллеров, приваренных ко дну бака параллельно малой оси.

При поперечном передвижении ось катка вставляется в отверстия в швеллерах; при продольном передвижении ось катка крепится в пластинах, устанавливаемых вертикально на уровне швеллеров и приваренных к последним. У трансформаторов большой мощности тележка съемная.

Катки применяются гладкие и с ребордой.

При нагрузке до 1 т (на каток) катки делаются чугунными, при большей нагрузке — стальными с запрессованными латунными втулками. У отечественных трансформаторов 3-го габарита применяются катки как гладкие, так и с ребордой, у 4-го габарита — с ребордой. Колеей для гладких катков служат швеллеры, а для катков с ребордой — рельсы.

Расположение гладких катков определяется расстоянием между их серединами, расположение катков с ребордой — расстоянием между головками рельс.

По ГОСТ 401-41 расстояния между серединами катков должны быть: 660, 820, 1070, 1594, 2070 мм; расстояния между головками рельсов: 590, 750, 1000, 1524, 2000 мм. Между ребордой катка и головкой рельса должен быть зазор 8—10 мм. Катки гладкие и с ребордой должны быть взаимозаменяемыми.

При весе трансформатора 100—120 т, чтобы уменьшить нагрузку на рельсовый путь, тележку делают обычно с восемью катками.

Таблица 2.9

Чугунные катки для тележек трансформаторов (чугун марки СЧ 18-36)

^* Ребра только у катков диаметром 220 и 300 мм

^** Каток диаметром D₁=220 мм для нагрузки 6000 кг. без смазки через ось: при смазке через ось его допустимая нагрузка 7000 кг. Каток диаметром D₁=300 мм со смазкой через ось.

^*** Числитель – вес гладкого катка, знаменатель – вес катка с ребордой (четыре с двумя катками на каретку). Размеры катков даны в табл. 2.9 и 2.10, и рис. 2.32.

Таблица 2.10

Стальные катки со смазкой для тележек трансформаторов¹ (стальное литье марки ЛЗО, втулка – латунь марки Л85)

¹ Табл. 2.9 и 2.10 заимствованы из книг А. В. Сапожникова «Конструирование трансформаторов» (Госэнергоиздат, 1959).

^* d₂ – отверстие в катке; d₃ – диаметр втулки.

^** Числитель – вес гладкого катка, знаменатель – вес катка с ребордой.

 

Вспомогательное оборудование систем охлаждения масляного трансформатора служит для контроля за состоянием масла, его защиты от воздействия от окружающего воздуха и защиты от разрушения бака при внутренних повреждениях трансформатора. Вспомогательное оборудование включает в себя следующие основные устройства: расширитель, указатель уровня масла, термометр, воздухоосушитель, термосифонный фильтр, газовое реле, выхлопную трубу и арматура бака.

Расширитель служит для компенсации колебаний уровня масла в баке трансформатора при всех возможных в эксплуатации колебаниях температуры и предохраняет масло в баке от непосредственного соприкосновения с окружающим воздухом. Он устанавливается на всех силовых масляных трансформаторах класса напряжения 5 кВ и выше и мощностью 25 кВ×А и более. Конструктивно расширитель представляет собой стальной цилиндрический бачек, устанавливаемый горизонтально над крышкой бака трансформатора и соединенный с ним трубопроводом. Объем расширителя составляет примерно 10 % объема масла в баке применение расширителя позволяет защитить масло от преждевременного окисления, поскольку, во-первых температура масла в расширители значительно меньше чем в баке, во-вторых, поверхность соприкосновения масла с воздухом в расширители значительно меньше, чем в баке, в-третьих, из-за отсутствия циркуляции масла в расширителе вода, попадающая в него из воздуха, и продукты окисления осаждаются в нижней части расширителя и не попадают в бак трансформатора. Под крышкой расширителя устанавливается селикогелевый фильтр для уменьшения влажности воздуха в расширители.

Рис. 2.31 Катки

 

Выхлопная труба служит для предотвращения разрушения бака трансформатора при внутренних повреждениях, сопровождающихся образованием электрической дуги, большого количества газа и резких повышениях давления внутри бака. Отверстие выхлопной трубы закрыто стеклянной мембраной, которая лопается при резком повышение давления. Верхняя полость трубы соединяется с верхней частью расширителя трубкой, предотвращается разрыв мембраны от избыточного давления при температурном повышение уровня масла в трубе. Выхлопная труба устанавливается на трансформаторах мощностью 1000 кВ×А и выше. Выхлопная труба и расширитель, а также их установка приведена на рис. 2.32, 2.33 и 2.34.

 

Рис. 2.33 Расширитель.

1 – корпус; 2 – отстойник; 3 – труба для «дыхания»; 4 – колпак; 5 – пробка; 6 – фланец для соединения с баком; 7 – маслоуказатель; 8 – пробка для подливки масла.

Рис. 2.33 Выхлопная труба.

1 – цилиндр выхлопной трубы; 2 – резиновые шайбы Æ155/195×6 мм; 3 – резиновая шайба Æ182/194×1 мм; 4 – фланец, приваренный к трубе; 5 – упорное кольцо Æ200/203×10 мм, приваренное в шести местах к фланцу 4; 6 – фланец; 7 – стеклянный диск Æ185×2,5 мм; 8 – пробка для выпуска воздуха; 9 – уплотнение (асбест).

 

Газовое реле служит для защиты трансформатора от внутренних повреждений (витковое замыкание в обмотках, пробое изоляции, «пожаре в стали магнитопровода» и т.п.), сопровождающихся выделением газа, и устанавливается в трубопроводе между расширителем и баком трансформатора (рис. 2,34).

Рис. 2.34 Установка расширителя и выхлопной трубы.

1 – указатель уровня масла; 2 – пробка для залива масла; 3 – труба для свободного обмена воздуха; 4 – грязеотстойник; 5 – кран для отсоединения расширителя; 6 – газовое реле.

 

Устройство газовое реле показана на рис. 2.35. Внутри корпуса реле расположены два поплавка 12 и 15 с закрепленными на них ртутными стеклянными переключателями. В нормальном состояние реле заполнено маслом, поплавки находятся в верхнем положение и контакты переключателя не замкнуты. При внутреннем повреждение со слабым газообразованием газ в баке поднимается в верх, попадает в реле и вытесняет из него масло, в результате чего поплавок 12 опускается замыкаются контакты звуковой сигнализации. При значительных внутренних повреждениях происходит бурное выделение газа, под действием которого образуется сильная струя масла через реле в расширитель, в результате чего поплавок 15 отбросится в направление движения масла и замкнуться контакты цепи отключения трансформатора. Время срабатывания реле не превышает 0,1 с.

Рис. 2.35 Реле типа ПГ–22.

а – схема устройства газового реле типа ПГ-22.

1 – корпус; 2 – ртутный выключатель нижнего элемента; 3 – стержень для опоры, вынутой из корпуса крышки; 4 – соединительный провод, изолированный фарфоровыми «бусами»; 5 – ртутный выключатель верхнего элемента; 6 – крышка реле; 7 – фарфоровый изолятор; 8 – зажим (всего 4 шт.); 9 – кран; 10 – рамка, несущая рабочие элементы; 11 – ось вращения верхнего поплавка; 12 – верхний поплавок; 13 – груз; 14 – скоба; 15 – нижний поплавок; 16 – ось вращения нижнего поплавка; 17 – спускная пробка. Ртутные выключатели изображены в замкнутом положении. Стрелка показывает направление к расширителю.

б – габаритные размеры реле.

Указатель уровня масла служит для контроля за уровнем масла в трансформаторе и устанавливаться на торцевой части расширителя. На маслоуказателе наносятся три контрольные черты, соответствующие уровню масла в неработающем трансформаторе при температурах масла -45, +15 и +45 °С. Конструкции указателей приведены на рис. 2.36 и 2.37.

Рис. 2.36. Маслоуказатель (сообщающийся только с расширителем) с тонкой стеклянной трубкой в защитной оправе.

1 – дно расширителя; 2 – труба водогазопроводная с условным проходом диаметром 8 мм; 3 – фасонная стальная пластина (ширина в средней части 25 мм); 4 – резиновая прокладка; 5 – колено из алюминиевого сплава; 6 –  резиновая шайба; 7 – нажимная втулка из алюминиевого сплава; 8 – стальной хомут; 9 – стальная оправа из двух частей с прорезями; 10 – стеклянная трубка; 11 – шайба из электрокартона; 12 – стальной винт М8, шайба и уплотнение (асбестовый шнур); D — внутренний диаметр расширителя.

 

Рис. 2.37. Маслоуказатель (сообщающийся только с расширителем) с толстой стеклянной трубкой.

1 – плоская стенка (дно) расширителя; 2 – стальной фланец; 3 – резиновая прокладка; 4 – колено (отливка из серого чугуна); 5 – резиновая прокладка; 6 – стальная нажимная втулка; 7 – стеклянная трубка; 8 – стальной стержень; 9 – шайба из электрокартона; 10 – уплотнение (асбестовый шнур, пропитанный глифталевым лаком), 11 – стальной болт диаметром 6 мм с шайбой; 12 – чугунная пробка (закреплена гайками, навинченными на второй конец пробки, представляющий собой стержень с резьбой).

 

Термометр служит для контроля температуры масла в верхних слоях бака трансформатора и устанавливается на его крышке. В трансформаторах мощностью до 630 кВ×А устанавливают ртутные стеклянные термометры со шкалой от 0 до 150°С (рис. 2.38). В трансформаторах мощностью 1000 кВ×А и более устанавливают термометрические сигнализаторы (рис. 2.39 и 2.40).

Рис. 2.38 Установка ртутного термометра. Трансформаторы мощностью 20 - 750 кВ×А.

 

 

Рис. 2.39 Термометрический сигнализатор типа ТС-100.

1 – штуцер, ввинчиваемый в гильзу на крышке трансформатора; 2 – капилляр; 3 – термобаллон; 4 – зажим контактной системы сигнализатора; 5 – указательная стрелка; 6 – скобка для крепления корпуса; 7 – корпус; 8 – пробки, закрывающие установочные винты переставных контактов; 9 – указатели установки контактов.

Рис. 2.40. Установка термометрического сигнализатора. Трансформаторы мощностью 1000-1800 кВ×А.

 

Арматура бака служит для заливки, отбора пробы, спуска масла.

На рис. 2.41 приведена конструкция крана для слива масла, а на рис. 2.42 – возможности конструктивного исполнения пробок для слива отстоев масла.

РРис. 2.41 Пробковые чугунные краны.

а – установка крана с условным проходом 50 мм на крышке трансформаторов IV габарита; б – установка крана внизу стенки бака. Краны с условным проходом 50 мм крепятся болтами М12, кран с условным проходом 80 мм – болтами М16.

Рис.2.42 Пробки.

а – пробка для взятия масла из баков трансформатора 2 – го габарита; б – то же трансформатора 3 – го и 4 – го габаритов; в – пробка для спуска, остатков масла из бака при толщине дна менее 16 мм; г – то же при толщине дна 16 мм или больше; д – пробка наверху расширителя; е – пробка внизу расширителя без отстойника.