Provoz výkonových transformátorů

Výkonové transformátory jsou nedílnou součástí energetického systému. Tyto prvky plní velmi důležitou funkci — převádějí elektřinu z jedné hodnoty napětí na jinou hodnotu, která je nezbytná pro další přenos energie nebo pro dodávku energie koncovým uživatelům.

Nejdůležitějším úkolem elektroenergetiky je udržovat normální a nepřetržitý provoz zařízení včetně výkonových transformátorů, který lze zajistit pouze jeho správným provozem. V tomto článku se budeme podrobně zabývat výkonnostními charakteristikami výkonových transformátorů.

Požadavky na instalaci výkonových transformátorů

Předně je třeba si uvědomit, že správný a bezporuchový provoz výkonových transformátorů je možný pouze při dodržení požadavků na jeho instalaci.

Transformátory s ochranou proti plynu by měly být instalovány na základně zařízení s mírným sklonem tak, aby horní kryt transformátoru stoupal k plynovému relé o 1-1,5% a ropovodu k expandéru o 2-4% . Transformátory s jmenovitým výkonem do 1000 kVA zpravidla nejsou vybaveny ochranou proti plynu, proto jsou instalovány bez sklonu.

Nejdůležitější podmínkou pro správnou činnost výkonového transformátoru je dodržování normalizovaného teplotního režimu během jeho provozu. Proto je velmi důležité splnit všechny požadavky výrobce na instalaci transformátoru. Hlavním úkolem v tomto případě je zajistit normální provoz transformátoru při zatížení s přihlédnutím k možným změnám okolní teploty.

Provozní teplota transformátoru

Provoz transformátoru za normálních teplotních podmínek zajišťuje především konstrukčně zajištěný chladicí systém. V souladu s tím je normální provoz výkonového transformátoru možný pouze tehdy, když servis a efektivní provoz chladicího systému.

Pokud je transformátor instalován v uzavřené komoře, musí být kromě standardního chladicího systému zajištěno účinné větrání místnosti. U transformátorů s malým výkonem je přirozené větrání zpravidla omezeno. V závislosti na místních podmínkách lze zajistit charakteristiky výkonového transformátoru a jeho kapacitu, nucené napájení a odvětrávání.Účinnost chlazení transformátoru je dána teplotním rozdílem mezi přiváděným a odváděným vzduchem — neměl by překročit 15 stupňů.

Odvod tepla z vinutí olejových transformátorů je zajištěn pomocí transformátorového oleje, ve kterém jsou uložena vinutí tohoto zařízení. Aby nedošlo k poškození vinutí během provozu, musí být dodržena požadovaná hladina oleje v nádrži transformátoru. Provoz transformátoru proto zajišťuje sledování hladiny oleje v konzervátoru nádrže transformátoru. Hladina oleje musí být v přípustných mezích a přibližně odpovídat okolní teplotě s přihlédnutím k proudovému zatížení transformátoru.

Také transformátory jsou vybaveny teploměry nebo teplotními senzory, které monitorují teplotu horních vrstev transformátorového oleje, které musí splňovat požadavky určitého chladicího systému.

Zatížení transformátoru

Řízení režimu zatížení je jedním z nejdůležitějších úkolů při provozu výkonového transformátoru. Zatěžovací proud každého z vinutí transformátoru by neměl překročit jmenovitou hodnotu Jsou povolena lehká přetížení, jejichž velikost a doba trvání závisí na mnoha faktorech - tyto údaje jsou uvedeny v provozní dokumentaci.

Dlouhodobé přetěžování transformátorů nad přípustné normy negativně ovlivňuje životnost transformátoru.V případě výpadku proudu je proto nutné vyměnit transformátor za výkonnější, který odpovídá aktuálním potřebám spotřebitelů.

V případě sezónních změn zátěží bez napájení by možností řešení problému byla instalace přídavného transformátoru, který v případě potřeby zapojený do paralelní práce… Transformátory pro paralelní provoz je možné zapojit pouze při splnění několika podmínek:

• rovnost skupin připojení cívek;

• poměr jmenovitého výkonu transformátorů není větší než 1 ku 3;

• rovnost jmenovitých napětí (je povolen 0,5% rozdíl mezi transformačními poměry);

• rovnost napětí nakrátko (je povolena odchylka 10 %);

• dodržování fází při připojení vinutí.

Požární bezpečnost provozu výkonových transformátorů

Výkonové transformátory jsou zařízení se zvýšeným nebezpečím požáru. Proto je při provozu výkonových transformátorů nutné přísně dodržovat pravidla požární bezpečnosti.

V uzavřené komoře nebo na území otevřeného rozvaděče, kde je instalován transformátor, musí být potřebné protipožární zařízení - krabice s pískem, hasicí přístroje.

Pro vysokovýkonné transformátory jsou instalovány speciální automatické hasicí instalace. V tomto případě provoz transformátorů zahrnuje periodické kontroly provozuschopnosti a údržby těchto instalací.

U transformátorů s velkým objemem transformátorového oleje, aby se zabránilo rozstřikování oleje v případě úniku v nádrži, jsou instalovány speciální olejové přijímače, které jsou potrubím spojeny s nádrží olejové vany. Pokud je transformátor poškozen, celý objem oleje se dostane do olejové vany.

V energetických zařízeních je zvláštní pozornost věnována školení servisního personálu v otázkách požární bezpečnosti: organizuje se školení, pravidelně se kontroluje znalost pravidel požární bezpečnosti, provádí se požární školení a vyvíjejí se speciální systémy hašení požáru s ohledem na místní podmínky.

Ochrana výkonových transformátorů

Provoz výkonových transformátorů v rámci deklarované životnosti je zajištěn přítomností ochranných zařízení, jejichž hlavním úkolem je ochrana transformátorů před nežádoucím přetížením a vnitřním poškozením.

K provozu transformátorů proto patří i včasná kontrola a údržba reléových ochran a prvků automatizace transformátorů.

Jak jsou výkonové transformátory provozovány v energetických zařízeních

Pro zajištění nepřetržitého a dlouhodobého provozu zahrnuje provoz výkonových transformátorů v rozvodnách tato opatření:

• provádění pravidelných kontrol zařízení;

• provádění plánované údržby a generální opravy;

• odstraňování problémů po mimořádných událostech.

Četnost kontrol transformátorů závisí na typu elektroinstalace.U elektroinstalací se stálou obsluhou se revize provádí 1x denně, bez stálé obsluhy - minimálně 1x měsíčně a revize transformátorů v rozvodnách - 1x za 6 měsíců.

Četnost kontrol se může měnit v závislosti na provozních podmínkách transformátoru, zejména na režimu zatížení, okolní teplotě a také na technickém stavu zařízení obecně.

V případě havarijních situací, po aktivaci ochrany nebo náhlé změně okolní teploty, se provádějí mimořádné kontroly transformátoru.

Transformátory se kontrolují bez jejich vypnutí. Při kontrole výkonového transformátoru se kontroluje následující:

• odečty teplotních čidel, hladina oleje v expandéru a korespondence těchto údajů s průměrnou denní teplotou prostředí s přihlédnutím k velikosti zatížení výkonového transformátoru;

• nepřítomnost vnějšího praskání uvnitř nádrže transformátoru, zvuky, které nejsou typické pro normální provoz transformátoru;

• celistvost zemnícího vodiče (sběrnice);

• celistvost a nepřítomnost kontaminace izolátorů pouzder, tlak oleje a absence netěsností s utěsněnými pouzdry;

• stav přípojnic a kontaktních spojení, nedostatek jejich vytápění;

• žádný únik oleje na nádrži transformátoru, potrubí a dalších konstrukčních prvcích;

• stav signálního silikagelu v sušičce vzduchu;

• provozuschopnost a správný provoz zařízení na úpravu oleje, chladicích zařízení;

• v přítomnosti spínače zátěže - dodržení polohy spínače spínače pohonu umístěného na transformátoru a indikátoru umístěného na ochranném, ovládacím a automatizačním panelu;

• také na ochranném panelu se kontrolují údaje zařízení — úrovně zátěžového proudu a napětí na každé straně, nepřítomnost externích signálů z ochrany a automatizace, soulad poloh spínacích zařízení s normálním provozem zařízení.

Provoz transformátorů zahrnuje také řízení napěťových úrovní ve spotřebiči. V případě odchylky napětí mimo přípustné hodnoty se napětí upraví přepínáním odboček vinutí přes přepínače odboček nebo zařízení pro spínání zátěže.