Причины возгорания трансформаторов тока

Причины загораний трансформаторов.

Перегрев от коротких замыканий в обмотках в результате межвиткового пробоя изоляции:

— в одной обмотке повышенным напряжением;

— в месте образования микротрещин как заводского дефекта;

— от воздействия влаги или агрессивной среды;

— от воздействия локального внешнего или внутреннего перегрева;

— от механического повреждения.

Перегрев от коротких замыканий на корпус в результате пробоя электроизоляции обмоток:

— от старения электроизоляции;

— пробоя электроизоляции обмоток на корпус от механического повреждения электроизоляции;

— от воздействия влаги или агрессивной среды;

— от внешнего или внутреннего перегрева.

Перегрев от токовой перегрузки в результате:

— длительной непрерывной работы под максимальной нагрузкой;

— нарушения вентиляции (охлаждения);

— завышенной частоты включения под нагрузку и выключения.

При коротком замыкании в результате воздействия электрической дуги на трансформаторное масло и разложения его на горючие газы могут происходить взрывы, которые приводят к разрушению трансформаторов и растеканию горящего масла.

На каждом энергопредприятии имеется запас диэлектрических средств, оборудованы места для заземления пожарной техники. Заземлители выполняют их гибких медных проводов.

Подача любой пены при тушении эл.установок под напряжением строго запрещена.

Порошковые огнетушители применяют для тушения эл. установок под напряжением до 1000 В, углекислотные до 10 000 В. При этом расстояние должно быть не менее 1 метра.

Тушение пожаров на электроустановках под напряжением во всех случаях должно осуществляться с соблюдением обязательных условий:

— надежного заземления ручных стволов и насосов пожарных автомобилей;

— применение личным составом диэлектрических средств;

— соблюдение минимальных безопасных расстояний от электроустановок под напряжением до пожарных работающих со стволом или огнетушителем (при тушении порошком, если 1кВ – 1,5 метра, до 10 кВ – 2 метра;

— используют воду в виде компактных струй из стволов РС-50, РСК-50 и распыленных из стволов с насадками НРТ-5, а также негорючие газы, порошковые составы.

При пожаре возможно:

— быстрое распространение огня при поврежде­нии масляной системы генератора, трансформаторов, растекание горючего масла в кабельные туннели, нижерасполо­женные этажи и подвалы, а также по горя­щему утеплителю и конструкционным эле­ментам здания в смежные помещения;

— горение изоляции электрических кабелей, проложенных в коробах, туннелях и шахтах, с выделением токсичных продуктов горения;

— горение жидкометаллического теплоноси­теля (натрий, калий), который взаимодейст­вует со всеми химическими веществами, в том числе и с водой, с интенсивным выделе­нием водорода, тепла, дыма и токсичных га­зов;

— возникновение опасных уровней радиации;

— образование взрывоопасных концентраций при разрушении системы водородного ох­лаждения;

— быстрое и скрытое распространение огня по полимерному утеплителю внутри стеновых и кровельных панелей, с выделение боль­шого количества дыма и токсичных продук­тов горения;

— образование новых очагов пожара внутри здания от стекающего горящего расплава полимерного утеплителя и битума;

— деформация и угроза обрушения несущих ферм, других незащищенных металлических конструкционных элементов, покрытия;

— наличие значительного количества оборудо­вания находящегося под напряжением;

— нарушение устойчивой радиосвязи.

При тушении пожаров необходимо:

— установить связь со старшим по смене энерге­тического объекта, получить от него данные об обстановке на пожаре и письмен­ный допуск на тушение;

— выяснить места заземления пожарной тех­ники и стволов, наличие заземляющих уст­ройств;

— ликвидировать в первую очередь очаги, пред­ставляющие повышенную опасность для несущих конструкций, взрывоопасного и пожароопасного оборудования;

— установить участки и помещения, где воз­можно и невозможно пребывание личного состава, участвующего в тушении;

— выявить оборудование, работа которого бу­дет способствовать развитию пожара и элек­троустановки представляющие опасность в ходе тушения пожара.

— подавать огнетушащие вещества на электро­установки только после снятия напряжения, заземления пожарных автомобилей и ство­лов, соответствующего инструктажа стар­шим, из числа технического персонала;

— не допускать самостоятельных действий лич­ного состава ГПС по отключению элек­троэнергии и подачи огнетушащих веществ;

— организовать совместно с персоналом при уг­розе распространения пожара остановку турбогенераторов и вытеснение водорода инертным газом из системы охлаждения, слить масло из маслосистемы и маслобаков в аварийную емкость;

— осуществлять подачу порошка, пены низкой кратности или распыленной воды внутрь трансформаторов и другого маслонаполнен­ного оборудования через отверстия;

— не допускать скопления в помещениях с элек­троустановками личного состава ГПС.

Горящие трансформаторы отключают со всех сторон и заземляют. На развившихся пожарах организуют защиту от высокой температуры соседних трансформаторов, реакторов, оборудования и установок. Пожары трансформаторов, реакторов и масляных выключателей тушат пеной средней мощности с интенсивностью подачи раствора пенообразователя 0,2 л/(м 2 с), а с тонкораспыленной водой с интенсивностью 0,1 л/(м 2 с). В процессе разведки выделяют характер повреждения трансформаторов, реакторов и трубопроводов, содержащих трансформаторное масло, направления растекания горящей жидкости в сторону соседних трансформаторов и другого оборудования, опасность взрыва расширительных бачков, наличие стационарных пенных или водяных установок пожаротушения и, при необходимости, возможность приведения их в работу.

Если масло горит над крышкой трансформатора и ниже ее масляный бак не поврежден, то на тушение вводят один-два ручных водяных ствола с насадками Г-5, которые обеспечивают оптимальный расход воды при интенсивности подачи 0,2-0,24 л/(м 2 с). Если расширительный бачок на трансформаторе оказывается в огне, часть масла, равную его объему (примерно 10% объема масла же трансформатора), сливают в аварийную емкость. Больше сливать масла из трансформатора (реактора) запрещается, т.к. это может привести к повреждению внутренних обмоток и усложнению пожара.

Если в условиях пожара крышка трансформатора сорвана, то масло может гореть в баке и вокруг трансформатора. В этом случае вначале ликвидируют горение масла вокруг трансформатора распыленной водой, воздушно-кинетической пеной средней кратности или в комбинации распыленной струёй и огнетушащими порошками одновременно. Если тушение масла производят опыленными струями, стволы целесообразно располагать по периметру пожара равномерно (рис. 9.2), а при тушении пеной или комбинированным способом огнетушащие вещества подают в сопутствующем потоке воздуха. Это наиболее эффективный прием, обеспечивающий поступление порошка и распыленной воды в зону горения одновременно. Тушение масла в баке при сорванной крыше осуществляют пеной средней кратности, которую подают с помощью пеноподъемников или выдвижных лестниц.

Рис. 9.2. Схема подачи в зону горения распыленной воды и огнетушащего порошка

При разрушении масляных баков, трубопроводов или выбросе масла происходит растекание его по территории. Для предотвращения растекания горящего масла в ходе тушения создают заградительные валы из земли или песка, ли отводные каналы с учетом рельефа местности. Одновременно готовят необходимое количество сил и средств для тушения горящего трансформатора, а для охлаждения баков соседних трансформаторов по мере готовности вводят струи воды с интенсивностью 0,5-1 л/с на 1 м периметра бака трансформатора. В процессе тушения РТП не должен допускать распространения огня по вентиляционным каналам, в помещениях трансформаторных и распределительных устройств принимать меры по защите щитов управления. При подаче стволов избегать попадания воды на нагретые фарфоровые части аппаратов, изоляторы и разрядники.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник

Причины сгорания трансформатора и методы защиты

Основное предназначение трансформаторов — это повышение или понижение приходящего напряжения. Если он перестает выполнять свои функции, то говорят, что “трансформатор сгорел”.

Устройство и принцип действия трансформатора

Все такие аппараты, независимо от мощности и частоты сети, имеют похожее устройство и принцип действия. Они служат для изменения величины переменного напряжения и состоят из одной или нескольких катушек, намотанных на общем сердечнике.

Как работает трансформатор

Работа этого электроприбора основана на законе электромагнитной индукции Фарадея. При изменении величины магнитного потока, проходящего через проводник, в нем наводится электрический ток. Эти изменения происходят при изменении напряжения, поэтому такие устройства работают только от сети переменного тока.

В трансформаторе магнитный поток наводится обмоткой, подключенной к сети и называемой “первичная”. Катушка, в которой наводится ток называется вторичной. Величина изменения напряжения называется “коэффициент трансформации” и зависит от соотношения витков в первичной и вторичной обмотках. Ктр=Uперв/Uвтор=Nперв/Nвтор. При изменении числа витков, например, при переключении выводов, коэффициент трансформации меняется.

Одним из свойств электротрансформаторов является обратимость. При подаче во вторичную обмотку напряжения, равного Uвтор, на выводах первичной обмотки появляется напряжение, равное Uперв.

Информация! Вторичных обмоток может быть любое количество, с несколькими отводами от каждой катушки.

Устройство трансформаторов

Для эффективной работы этих устройств сопротивление магнитному потоку должно быть минимальным. Поэтому намотка катушек производится на замкнутом магнитопроводе. В аппаратах, работающих в сети 50Гц, магнитопровод для уменьшения потерь и нагрева выполнен из пластин электротехнического железа, в высокочастотных устройствах он изготавливается керамический, из магнитодиэлектриков и ферритов.

Магнитопровод изготавливается различной формы:

• “Ш”-образная. Собирается из пластин “Ш”-образной формы или полуколец из нескольких слоев электротехнической стали. Вставляется в катушку после намотки;
• Тороидальная. Похож на бублик, намотанный из полосы трансформаторного железа. Катушка наматывается на готовый сердечник.
• Собранный из “бубликов” соответствующих размеров, причем “бублик” сердечника имеет форму прямоугольного стержня. Собирается при помощи электросварки.

При работе трансформаторы нагреваются. В устройствах мощностью до нескольких киловатт охлаждение естественное, в более мощных аппаратах устанавливаются обдувающие вентиляторы, а в высоковольтных электротрансформаторах катушки находятся в баке с трансформаторным маслом.

По своему назначению трансформаторы можно разделить на три группы:

• Разделительные. Предназначены для гальванического разделения сетей. Коэффициент трансформации “1” – величина входного и выходного напряжения равна.
• Понижающие. Понижают напряжение для подключения низковольтных устройств.
• Повышающие. Напряжение на вторичной катушке выше, чем в первичной. Используются в основном на электростанциях и для подключения в/в установок в сеть 0,4кВ.

Кроме устройств с несколькими обмотками есть автотрансформаторы – аппараты, в которых всего одна катушка с несколькими выводами. Применяются в лабораториях и в стабилизаторах напряжения.

Важно! В сетях, в которых пониженное напряжение используется для безопасности людей, автотрансформаторы применять запрещается.

Причины выхода из строя трансформатора

Основными признаками сгоревшего электротрансформатора являются:

• характерный запах и потемнение изоляции;
• сильный нагрев, особенно без нагрузки;
• пониженное напряжение или его отсутствие во вторичной обмотке.

Горит трансформатор из-за нарушения изоляции между отдельными проводниками:

• При перегреве устройства. Это происходит вследствие перегрузки или короткого замыкания во вторичной сети.
• При нарушении изоляции из-за вибрации, возникающей при “гудении” устройства. Такая вибрация появляется если пластины магитопровода, которые должны быть плотно прижаты друг к другу, начинают вибрировать внутри аппарата.

Важно! Если к вторичной обмотке устройства подключен диодный мост, то подобная ситуация возникает также при пробое одного из диодов.

Виды неисправностей

Перед монтажом и при нарушениях работы электротрансформатор следует проверить на наличие неисправностей.

Обрыв обмотки, замыкание на корпус и другую обмотку

Эти неисправности определяются тестером или мегомметром. В исправном состоянии обмотки изолированы друг от друга и от корпуса, и величина изоляции составит 1-10 мОм, а сопротивление самой обмотки будет 0,1-100 Ом.

Внимание! Эти измерения проводятся для всех обмоток по отдельности.

Межвитковое замыкание

Не всегда электротрансформатор выходит из строя сразу. В некоторых случаях изоляция нарушается между двумя рядом расположенными витками из-за чего образуется короткозамкнутый виток. При подаче питания в первичную обмотку в нем наводится ток, виток греется и разрушает изоляцию рядом расположенных проводников.

Определить наличие межвиткового замыкания возможно только при помощи специального прибора. Без него эта неисправность выявляется путем визуального осмотра и поиска потемневшей изоляции, а также проверки тока трансформатора без нагрузки.

Ток холостого хода составляет от 30% в аппаратах мощностью 10ВА до 5% и меньше в устройствах мощностью 1000кВт и более. При этом должны отсутствовать гул и нагрев аппарата.

Сгоревший же трансформатор можно отремонтировать. Ремонт заключается в замене сгоревшей обмотки или полной перемотке всех катушек.

Определение числа витков и сечения провода

Перед началом ремонта необходимо определить сечение провода и число витков каждой обмотки. Измерение диаметра проводника производится микрометром. Если его нет, то допускается намотать на гвоздь 10 витков проводника, замерять штангенциркулем длину получившейся катушки и разделить на 10. Получившееся число будет диаметром проводника. Необходимый диаметр определяется также по специальным таблицам исходя из номинального тока катушки. При недостаточном сечении провода трансформатор будет гореть.

Важно! Для более точного измерения диаметра необходимо снять с провода изоляцию.

Если неизвестно число витков, то есть два варианта определения их количества.

Первичная обмотка в нерабочем состоянии

Расчёт производится по справочникам, при помощи онлайн-калькуляторов или специальными программами. Результат не очень точный, поэтому желательно намотать первичную обмотку, собрать аппарат и измерить ток холостого хода.

Исправная первичная обмотка

На нее наматывается 10-50 витков, в зависимости от мощности устройства. После сборки на ее выводах измеряется напряжение и вычисляется количество витков, необходимое для намотки по формуле N=(Nобм/Uобм)*U, где:

• N – необходимое число витков;
• Nобм – число витков в проверочной обмотке;
• Uобм – напряжение в проверочной обмотке;
• U – необходимое напряжение.

Ремонт трансформаторов

Ремонт и перемотка электротрансформаторов производится в определенном порядке:

• Разобрать магнитопровод. Железо сложить отдельно, по пластинам.
• Размотать сгоревшую катушку, считая число витков. Замерять микрометром диаметр провода.
• Намотать новые обмотки. Между слоями намотки и катушками проложить изоляционный материал. Его толщина зависит от диаметра провода.
• Собрать аппарат. Пластины трансформаторного железа необходимо плотно прижать, а при необходимости расклинить деревянными клиньями в катушке.

Для намотки необходимо использовать специальный станок. Намотать катушку руками, особенно с большим количеством витков из тонкого провода практически невозможно.

Совет! Если сгорела только одна из вторичных обмоток, то остальные не перематываются.

Частичная перемотка трансформатора

Для перемотки одной из вторичных катушек необходимо:

• разобрать устройство – вынуть сердечник и размотать сгоревшую катушку;
• снова собрать устройство, подключить его к сети и проверить работу в режиме холостого хода;
• после проверки снова разобрать прибор, намотать недостающие обмотки и произвести окончательную сборку и проверку в работе аппарата.

Защита от выхода из строя

Почему горит понижающий трансформатор? Прежде всего из-за перегрузки или короткого замыкания во вторичных сетях. Для предотвращения аварийной ситуации все катушки необходимо подключать через устройства защиты. При номинальном токе больше 1А используются модульные автоматы, с установкой на DIN-рейку, или автоматические выключатели другой конструкции. При токах менее 1А устройство подключается через предохранители.

Важно! При подключении первичной обмотки через модульный автомат, его необходимо выбирать серии “D”. Автоматы серии “С” срабатывают при подаче напряжения из-за высокого пускового тока трансформатора.

Сгоревший трансформатор — это не приговор. Его можно отремонтировать, но любую аварию проще и дешевле предотвратить, чем устранить. Лучше установить необходимые автоматы или предохранители, чем менять аппарат каждый раз, когда он будет сгорать.

Источник