Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств

эксплуатационными инструкциями предписывается выполнять 10 000—20 000 переключений под нагрузкой, после чего контактор РПН необходимо вывести в ревизию и при этом заменить обгоревшие контакты контакторных устройств. Нагрев таких контактов усиливает процесс разложения масла.

Качество масла в баке контактора РПН оценивается по отсутствию влаги (не более 0,003 %) и минимальному пробивному напряжению, которое для РПН 35 кВ принято равным 30 кВ, для напряжений 110 и 220 кВ — соответственно 35 и 40 кВ. Пробы масла должны отбираться через каждые 5000 переключений, но не реже 1 раза в год.

Наличие масла в отсеке расширителя или в баках контакторов фиксируется по маслоуказателям. Следует знать, что при пониженном уровне масла увеличивается время горения дуги на контактах.

При низкой температуре окружающего воздуха необходим контроль за работой нагревательных элементов в баках контакторов. Если температура масла в баке контактора или в баке трансформатора (для РПН, встроенных в бак) понизится до минус 21 °C, то РПН следует вывести из работы. Следует иметь в виду, что в вязком масле контактор во время срабатывания испытывает значительные механические перегрузки, которые могут вызвать его повреждение.

Если в РПН предусмотрен обогрев контактора, то в зимний период при температуре окружающего воздуха минус 15 °C включается система автоматического обогрева контакторов. Включение этой системы вручную (кроме действия автоматики) не допускается.

При включении резервного трансформатора с устройством РПН, оборудованным электроподогревом, при температуре окружающего воздуха ниже минус 20 °C должна предварительно включаться на 13–15 ч система автоматического обогрева контактов. В этом случае пользоваться РПН разрешается только по истечении указанного времени.

Следует учитывать, что приводные механизмы РПН являются наиболее ответственными и наименее надежными узлами этих устройств. Поэтому их необходимо предохранять от попадания пыли, влаги, трансформаторного масла, а трущиеся детали и шариковые соединения передач следует смазывать незамерзающей тугоплавкой смазкой через каждые 6 мес.

При регулировании напряжения переключением ответвлений с помощью устройств РПН или ПБВ нельзя допускать длительного повышения напряжения на трансформаторе сверх номинального для данного ответвления более чем на 5 % при нагрузке не выше номинальной и на 10 % при нагрузке не выше 25 % номинальной.

Для автотрансформаторов без ответвлений в нейтрали и регулировочных трансформаторов допускается длительное повышение напряжения до 10 % сверх номинального.

Превышение указанных значений приводит к перенасыщению магнитопровода, резкому возрастанию тока и потерь ХХ. При этом потери в стали возрастают пропорционально квадрату напряжения. Увеличение потерь в стали приводит к форсированному износу изоляции и перегреву стальных конструкций.

При параллельной работе двух регулируемых трансформаторов изменение их коэффициентов трансформации следует производить одновременно, чтобы избежать перегрузки уравнительным током. При автоматическом управлении РПН такую задачу решает специальная блокировка. При отсутствии автоматического управления переключение ответвлений следует выполнять постепенно, не допуская рассогласования по ступеням ответвлений более чем на одну ступень.

Персонал потребителя, обслуживающий трансформаторы, обязан поддерживать соответствие между напряжением сети и напряжением, устанавливаемым на регулировочном ответвлении.

2.6. Заземление нейтралей трансформаторов. Дугогасящие реакторы для компенсации емкостных токов

Электрические сети 35 кВ и ниже работают с изолированной нейтралью обмоток трансформаторов или заземлением через дугогасящие реакторы, сети 110 кВ и выше — с эффективным заземлением нейтралей обмоток трансформаторов.

При необходимости компенсации емкостных токов в сетях 6, 10 и 35 кВ на ПС устанавливаются дугогасящие заземляющие реакторы с плавным или ступенчатым регулированием индуктивности. На напряжении 6 и 10 кВ дугогасящие реакторы подключаются к нейтральному выводу отдельного трансформатора, подключаемого к сборным шинам через выключатель. Количество и мощность дугогасящих реакторов 6-10 кВ определяются на основании данных энергосистемы.

На напряжении 35 кВ дугогасящие реакторы присоединяются, как правило, к нулевым выводам соответствующих обмоток трансформаторов через развилку из разъединителей, позволяющую подключать их к любому из трансформаторов.

Последствия от замыкания на землю в зависимости от вида электросети, значения емкостных токов и способы выполнения защит различны.

Так, в сетях с изолированной нейтралью однофазное замыкание на землю не вызывает КЗ, поскольку в месте замыкания проходит ток малой величины, обусловленный емкостью двух фаз на землю. Значительные емкостные токи компенсируются включением в нейтраль трансформатора дугогасящего реактора. В результате компенсации остается малый ток, который не в состоянии поддерживать горение дуги в месте замыкания, поэтому поврежденный участок не отключается. Однофазное замыкание на землю сопровождается повышением напряжения на неповрежденных фазах до линейного, а при замыкании через дугу возможно возникновение перенапряжений, распространяющихся на всю электрически связанную сеть. Для предохранения трансформаторов в сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов от воздействия повышенных напряжений изоляцию их нейтралей выполняют на тот же класс напряжения, что и изоляцию линейных вводов. При таком уровне изоляции не требуется применения средств защиты нейтралей, кроме вентильных разрядников, включаемых параллельно дугогасящему реактору.

В сетях с эффективным заземлением нейтрали однофазное замыкание на землю приводит к КЗ, что видно из рис. 2.2.

Ток КЗ проходит от места повреждения по земле к заземленным нейтралям трансформаторов Т1 и Т2, распределяясь обратно пропорционально сопротивлениям ветвей. Защита от замыкания на землю отключает поврежденный участок. Через трансформаторы Т3 и Т4 ток однофазного КЗ не проходит, поскольку их нейтрали не имеют глухого заземления.

Однофазное замыкание на землю является причиной наибольшего числа повреждений в электросетях (по статистике — до 80 % случаев всех КЗ), и оно считается тяжелым видом повреждения. Поэтому для его предотвращения (снижения возможности возникновения) принимают специальные меры, например, такие как частичное разземление нейтралей трансформаторов. Эта мера не касается автотрансформаторов, поскольку они рассчитаны для работы с обязательным заземлением концов общей обмотки.

Число заземленных нейтралей на каждом участке по возможности выбирается минимальным и должно определяться расчетом. Основными требованиями к защите заземленных участков являются требования к релейной защите по поддержанию на определенном уровне токов замыкания на землю и обеспечение защиты изоляции разземленных нейтралей от перенапряжений. Последнее требование тем более важно, что все отечественные трансформаторы 110–220 кВ имеют пониженный уровень изоляции нейтралей.

При неполнофазных отключениях (включениях) ненагруженных трансформаторов с изолированной нейтралью, то есть когда коммутационная аппаратура (выключатели, разъединители или отделители) оказывается включенной не тремя, а двумя или даже одной фазой, переходный процесс сопровождается кратковременными перенапряжениями. Надежной защитой от таких процессов является применение вентильных разрядников.

На практике, помимо воздействия кратковременных перенапряжений, нейтрали трансформаторов могут оказаться под воздействием фазного напряжения промышленной частоты, которое опасно как для изоляции трансформатора, так и для разрядника в его нейтрали. Опасность усугубляется еще тем, что такое напряжение может длительно оставаться незамеченным при неполнофазных режимах коммутации