Фундамент трансформатора должен обеспечивать надежную поддержку конструкции и устойчивость к различным климатическим условиям. Он должен быть выполнен из прочных материалов, чтобы выдерживать вес трансформатора и предотвращать деформацию под нагрузкой, а также обеспечивать защиту от механических воздействий и вибраций. Также важно учитывать состав грунта и уровень грунтовых вод, что влияет на выбор типа фундамента.
Кроме того, фундамент должен обеспечивать эффективное заземление и защиты от электромагнитных помех. Для этого проектирование фундамента должно учитывать не только нагрузки от трансформатора, но и требования по безопасности, включая защиту от коррозии и воздействий окружающей среды. Все эти факторы критичны для долговечности и надежности работы трансформаторной подстанции.
Подготовка места для установки трансформатора
Вы купили трансформатор? Помните, что право на гарантийный сервис у вас есть, если вы соблюдали нормы установки силовых трансформатора. Мы подготовили для вас статью на основе официальных «Правил устройства электроустановок». В ней мы затронем вопрос выбора и подготовки места для установки электротехнического оборудования.
Виды площадок под трансформатор:
- открытая установка трансформатора;
- монтаж силовых трансформаторов внутри помещения.
Технология монтажа трансформаторов
Правила установки сухого и масляного трансформатора отличаются. Оборудование с сухим охлаждением подходит только для внутреннего размещения. Работы по монтажу трансформатора масляного ТМ можно проводить внутри и снаружи помещения. Требования к наружной установке трансформатора ТМ предполагают фундамент.
Фундамент под трансформатор
В большинстве случаев для фундамента под трансформатор используют железобетонные плиты. Если местный грунт недостаточно устойчив – то используют свайный фундамент.
Основание под фундамент
Если грунт содержит гравий и песок – то плиты можно класть без дополнительного основания. В остальных случаях под плиты насыпайте песчано-гравийное основание.
- Выкопайте экскаватором котлован для основания.
- Потом насыпьте песок. Через каждые 20-30 см трамбуйте слой.
- Дальше насыпьте щебень слоем не менее 30 см. Используйте щебенку фракции 15-40 мм. Через каждые 20-30 см трамбуйте слой.
- Залейте бетонную стяжку толщиной не менее 5 см.
- Сразу уложите железобетонные плиты.
Важно! Стяжка – это дно маслосборной ямы. Поэтому там, где не будет плит сделайте уклон 2-4%.
Далее установите анкерные болты для крепления рельсов вдоль оси плиты (если устройство комплектуется катком). Проверьте резьбу – гайки должны закручиваться вручную без особых усилий. Потом залейте анкеры раствором. Когда застынет раствор – прикрутите к ним рельсы.
Если оборудование устанавливается на сваях, то маслосборная яма в фундаменте не нужна.
Установка сухого и масляного трансформатора в помещении
В помещении может проводиться как монтаж сухого трансформатора, так и установка трансформатора ТМГ. Есть общее правило: подобное оборудование нельзя размещать в высокогорной местности – выше 1000 метров над уровнем моря.
Требования к помещению по правилам монтажа трансформаторов:
- устанавливайте ТМ предпочтительно на 1 этаже. Возможно размещение на 2 этаже либо на 1 м ниже уровня первого этажа;
- обеспечьте помещение хорошей вентиляцией. Оградите оборудование от воздействия конденсата из вентиляционных шахт;
- если в помещении температура выше 40 °С, установите дополнительно вытяжку.
По инструкции монтаж масляного трансформатора нужно проводить в отдельной камере (отсеке). К сухим таких требований не предъявляют.
Мы рекомендуем доверять установку электротехнического оборудования профессиональным специалистам: электрикам и инженерам. Так вы избежите многих проблем с обслуживанием оборудования и с пожарной инспекцией.
Инструкции / Инструкции по эксплуатации оборудования подстанций
В ходе выполнения общестроительных работ готовятся подъездные пути к месту установки трансформатора, фундамент под трансформатор и маслоприемник с гравийной засыпкой.
При приемке фундаментов под трансформаторы должны быть проверены наличие и правильность установки анкеров для крепления тяговых устройств при перекатке трансформаторов и наличие фундаментов под домкраты для разворота катков.
В ходе подготовительных работ должны быть подготовлены в необходимом количестве трансформаторное масло, емкости для его хранения, индикаторный силикагель для термосифонных фильтров и воздухоосушителей.
Трансформаторы мощностью до 1600 кВ*А поставляются полностью собранными и залитыми маслом. Трансформаторы большей мощности в зависимости от габаритных размеров и массы поставляются с демонтированными узлами, залитые маслом или без масла.
Поставка трансформатора осуществляется железнодорожным транспортом или на платформе автотранспорта соответствующей грузоподъемности. При транспортировке большая ось трансформатора должна совпадать с направлением движения. Крепление трансформатора при транспортировке должно быть выполнено в соответствии с чертежом завода-изготовителя. Разгрузка трансформатора на монтажной площадке выполняется подъемным краном соответствующей грузоподъемности или с помощью гидравлических домкратов.
При поступлении трансформатора на монтажную площадку организуются требуемые условия хранения трансформатора и его отдельных узлов до начала монтажа, заблаговременно в лаборатории проверяются реле защиты трансформатора и его измерительные приборы. Все операции по транспортировке, разгрузке и хранению трансформатора до его монтажа должны оформляться соответствующими актами.
На подстанциях с высшим напряжением 35 кВ и более применяется, как правило, открытая установка трансформаторов. Закрытая установка трансформатора применяется только в районах с высокой степенью загрязнения, а также иногда в районах жилой застройки для ограничения уровня шума.
Трансформаторы устанавливаются, как правило, непосредственно на фундамент без кареток (катков) и рельс. Трансформаторы на подстанциях, имеющих стационарные устройства для ремонта трансформаторов (башни) и рельсовые пути перекатки, а также на подстанциях с размещением трансформаторов в закрытых помещениях, следует устанавливать на каретках (катках).
Трансформатор устанавливается на фундамент таким образом, чтобы его крышка имела подъем по направлению к расширителю не менее 1%. Это необходимо для обеспечения беспрепятственного прохождения газов из бака к газовому реле, устанавливаемому в маслопроводе между баком и расширителем.
Нормативные документы (СНиП, ГОСТ и другие) предусматривают монтаж трансформатора без ревизии его активной части, если не нарушались условия транспортировки, разгрузки и хранения трансформатора. Кроме того, при необоснованной ревизии завод-изготовитель вправе снять гарантию, установленную на трансформатор.
Ревизия активной части допускается лишь в том случае, когда внешние признаки или результаты измерений указывают на возможные внутренние повреждения. При возникновении необходимости в ревизии активной части трансформатора принимаются меры для защиты изоляции обмоток от попадания в нее влаги из окружающего воздуха.
Разгерметизация трансформатора выполняется в сухую ясную погоду. Температура активной части должна быть выше температуры окружающего воздуха. Это необходимо для избежания выпадения росы из окружающего воздуха на активную часть трансформатора. При необходимости активную часть предварительно прогревают.
Продолжительность пребывания активной части трансформатора на открытом воздухе Тоткр ограничивают в зависимости от относительной влажности воздуха и напряжения трансформатора (табл. 1).
При ревизии активной части выполняются: проверка состояния болтовых креплений; подпрессовка обмоток; осмотр и проверка состояния изоляции элементов активной части; проверка схемы заземления; проверка сопротивления изоляции магнитопровода и его частей.
После проведения всех работ по ревизии активной части ее промывают сухим трансформаторным маслом, устанавливают в бак, после чего уплотняют все места соединений крышки с баком (герметизируют трансформатор).
Монтаж системы охлаждения и отдельных узлов трансформатора
Трансформаторы с естественным масляным охлаждением М (ONAN) мощностью до 1600 кВА транспортируются вместе с радиаторами охлаждения, трансформаторы мощностью 2500 кВА и более — с демонтированными радиаторами.
У трансформаторов с принудительной циркуляцией воздуха Д (ONAF) и принудительной циркуляцией воздуха и масла ДЦ (OFAF) системы охлаждения на время транспортировки демонтируются и устанавливаются на месте монтажа трансформатора (рис. 1).
Рис. 1. Монтаж систем охлаждения Д (а) и ДЦ (б)
При монтаже системы охлаждения типа Д (рис. 4.1, а) к боковой стороне бака 1 крепятся кронштейны 3 с растяжками 4. На кронштейнах устанавливаются двигатели с вентиляторами 2, монтируется схема их питания кабелем 5. После установки радиаторов 6 открывают радиаторные краны для последующего заполнения радиаторов маслом.
Система охлаждения ДЦ может поставляться в навесном и выносном исполнении. Система охлаждения навесного исполнения (рис. 1, б) состоит из электронасоса 2, двигателей с вентиляторами 4, закрепленными в диффузорах 5, калорифера 6 с камерами для масла 3. Такая система поставляется в полностью собранном виде. При монтаже эта система соединяется с баком трансформатора 1 с помощью фланцев 9. Направления принудительного потока масла и потока воздуха при работе трансформатора показано стрелками 7 и 8 соответственно.
Блоки системы охлаждения выносного исполнения устанавливаются на отдельных фундаментах по периметру трансформатора и соединяются трубами с баком трансформатора.
Одновременно с монтажом системы охлаждения монтируются остальные узлы, поставляемые отдельно от трансформатора: вводы к обмоткам, расширитель с указателем уровня масла и воздухоосушителем, выхлопная труба, газовое реле, реле уровня масла, термосифонный фильтр, измерительные приборы.
Если по условиям монтажа некоторых узлов требуется разгерметизация трансформатора, необходимо соблюдать условия для предохранения изоляции от увлажнения. Эти условия были отмечены выше при рассмотрении вопроса о ревизии активной части трансформатора.
При установке вводов особое внимание обращают на качественное уплотнение места посадки ввода в крышке трансформатора и на обеспечение надежных контактных соединений выводов обмоток.
Расширитель 3 (рис. 2) с маслоуказателем 6 крепится на крышке 1 бака трансформатора с помощью специальных кронштейнов 2. Трубопровод 7 соединяет бак трансформатора с расширителем. В среднюю часть этого трубопровода устанавливается газовое реле 5, а в верхнюю часть этого трубопровода на фланце дна расширителя устанавливается реле уровня масла.
Выхлопная труба 4 устанавливается на крышке бака трансформатора. В верхней части трубы находится стеклянная мембрана, разрываемая при аварийном выбросе масла из трансформатора. Трансформатор должен устанавливаться таким образом, чтобы аварийный выброс масла не был направлен на близко стоящее оборудование.
Рис. 2. Монтаж отдельных узлов трансформатора
Воздухоосушитель соединяет надмасляное пространство в расширителе с окружающим воздухом. Присоединение к трансформатору термосифонного фильтра выполняется фланцевыми соединениями, расположенными в верхней и нижней частях бака трансформатора.
После окончания монтажа всех узлов доливают сухое масло в бак трансформатора с заполнением его системы охлаждения и термосифонного фильтра. Температура заливаемого масла должна быть не ниже 10°С. При этом температура активной части должна быть выше температуры масла. Масло под давлением подается через вентиль, расположенный в нижней части бака трансформатора.
Перед включением трансформатора проводятся его испытания, измерения и проверки в объеме, предусмотренном нормативными документами: измерение сопротивления изоляции обмоток; измерение тангенса угла диэлектрических потерь; испытание изоляции обмоток повышенным напряжением промышленной частоты; измерение сопротивления обмоток постоянному току; проверка коэффициента трансформации; проверка группы соединений обмоток; измерение потерь холостого хода; испытания трансформаторного масла; испытания бака на герметичность; проверка переключающего устройства (РПН), устройств охлаждения и средств защиты масла.
Результаты измерений, испытаний и проверок оформляются соответствующими актами и протоколами.
Первое включение трансформатора под напряжение допускается проводить не ранее чем через 12 ч после последней доливки масла. На время первого пробного включения трансформатора максимальная защита устанавливается с нулевой выдержкой времени, сигнальные контакты газовой защиты пересоединяются на отключение.
Включение трансформатора производят толчком на номинальное напряжение на время не менее 30 мин для прослушивания трансформатора и наблюдения за его состоянием. При нормальной работе трансформатора издаваемый им гул должен быть умеренным и равномерным. Не должны прослушиваться потрескивания внутри бака трансформатора.
Трансформатор отключают в случае сильного или неравномерного гудения; потрескиваний внутри бака трансформатора; ненормально возрастающей температуры масла; выброса масла из расширителя или разрыва диафрагмы выхлопной трубы; течи масла и при других признаках нарушения нормальной работы.
При удовлетворительных результатах первого включения с трансформатора снимается напряжение, изменяется уставка максимальной защиты, сигнальные контакты газовой защиты пересоединяются на сигнал. Затем несколько раз включают и отключают трансформатор на номинальное напряжение для отстройки дифференциальной защиты от бросков тока намагничивания.
При удовлетворительных результатах пробных включений трансформатор включается под нагрузку и сдается в эксплуатацию.
Фундаменты силовых трансформаторов и пути перекатки (Накладка К-1, Подкладка К-2)
Силовые трансформаторы являются основными агрегатами повышающей или понижающей подстанции. Узел силового трансформатора состоит из фундамента трансформатора; порталов для крепления ошиновки, расположенных над фундаментом или рядом с ним; маслосборной ямы под трансформатором для предотвращения растекания пожароопасного трансформаторного масла при повреждении трансформатора, сопровождающемся в некоторых случаях пожаром; фундаментных стоек под систему охлаждения, под шкафы цепей вторичных соединений и силовые шкафы системы циркуляции масла и охлаждения трансформатора.
На крупных подстанциях напряжением 220 кВ и выше при наличии башни для ревизии трансформаторов или при необходимости перемещения трансформаторов с фундамента на собственных катках на монтажно-разгрузочную площадку вдоль ОРУ на некотором расстоянии параллельно фундаментам трансформаторов сооружаются железнодорожные пути перекатки с пересечениями рельсов, идущих от фундаментов.
В подавляющем большинстве проектов фундаменты главных силовых трансформаторов подстанций выполняют из сборных железобетонных плит типа НСП независимо от класса высшего напряжения и мощности трансформаторов.
Фундамент трансформатора из сборных железобетонных плит.
1 — плита; 2 — стенка маслосборной ямы; 3 — маслоприемник маслостока; 4 — бетонная стяжка; 5 — щебеночная засыпка.
Для грунтов, обладающих недостаточной несущей способностью, применяют свайные фундаменты с монолитными ростверками. Трансформаторы малой мощности, в том числе и трансформаторы собственных нужд, устанавливают на куст из двух или четырех фундаментных стоек, закрепленных в сверленых котлованах или выполненных из свай:
Свайный фундамент трансформатора собственных нужд.
Под сборные железобетонные плиты устраивают искусственное основание из песка и щебня, предотвращающее пучение и другие сезонные деформации основания. Однако при наличии в основании песчаных или песчано-гравийных грунтов конструкцию фундамента можно упростить, отказавшись от устройства искусственной песчаной постели.
Котлованы под сборные железобетонные фундаменты из плит разрабатывают экскаваторами. Оси и отметки выносят обычным способом. Дно выкопанного котлована зачищают до проектной отметки с допуском ±50 мм. Для просадочных грунтов в проекте дается решение по уплотнению грунта под фундаменты и гидроизоляции основания. Не следует допускать попадания на дно котлована дождевой воды.
Гидроизоляцию выполняют путем битумирования или с помощью водонепроницаемой пленки. При битумировании жидкий битум с помощью гудронатора разливают по дну котлована, перемешивают с грунтом и уплотняют катками. Уклон делают от центра к краям. Толщина битумированного слоя выполняется по проекту, но не менее 100 мм.
Пленочная защита выполняется из цельносварной полиэтиленовой пленки, уложенной на выравнивающий слой из песка по заданному проектом уклону. Сверху насыпают вручную слой песка толщиной не менее 25 см, что предотвратит повреждение пленки при последующих работах.
Для устройства песчаной подушки котлован заполняют песком, доставляемым самосвалами. Через каждые 20—30 см песок следует утрамбовывать. Допустимые отклонения от проектной отметки ±50 мм. Уплотнение выполняют плоскостными вибраторами, легкими ручными катками или трамбовками. Уплотнение песка весом бульдозера при наличии гидроизоляции недопустимо, так как она будет повреждена при наезде.
На песчаную подготовку, спланированную под рейку, укладывают и уплотняют теми же методами, что и песок, щебеночную засыпку, толщина которой должна быть указана в проекте, но не менее (300 ±50) мм. Щебень должен применяться без примесей, фракции 15—40 мм, негигроскопичный и не разрушающийся под действием влаги.
По выровненной щебеночной подготовке на проектной отметке (допустимое отклонение ±20 мм) выполняют бетонную стяжку толщиной (100±10) мм, либо стяжку из песчано-цементного раствора марки 100 толщиной (50±5) мм.
На свежеуложенную подготовку краном укладывают плиты НСП сборного фундамента. Если по какой-либо причине плиты не были уложены и стяжка схватилась, то перед укладкой плит для плотного их прилегания на ранее уложенную стяжку укладывают дополнительный выравнивающий слой минимальной толщины. Стяжка является дном маслосборной ямы, поэтому за пределами плит фундамента она выполняется с уклоном не менее (3±1)% в сторону маслоприемника.
Разница в отметках уложенных плит фундамента не должна превышать 3 мм, а отклонение осей рядов плит не более 5 мм.
В отверстия уложенных плит НСП вставляют анкерные болты. Расстояние между болтами устанавливается двухсотверстными подкладками. Качество резьбы болтов проверяется до установки, гайки должны свободно проворачиваться от руки. Анкерные болты заливают цементным раствором марки 150 и выверяют вдоль оси плиты по заранее натянутой струне. Это упростит подгонку элементов крепления рельсов к плитам.
Рельсы нужной длины укладывают на плиты, проверяют проектные отметки и прикрепляют к плитам в проектном положении:
Крепление рельсов.
1 — рельс; 2 — накладка; 3 — анкерный болт; 4 — подкладочная пластина; 5 — плита.
Разница в отметках рельсов, закрепленных на фундаментных плитах, независимо от количества ниток (2, 3 или 4), не должна превышать 1 мм, а допустимое отклонение по ширине колеи между любой парой рельсов 2 мм. Рельсы как в местах крепления, так и на всем своем протяжении должны опираться на плиту всей подошвой, для чего они подливаются песчано-цементным раствором марки 150. Подкладки под рельсы разрешается выполнять из пластин толщиной не более 20 мм. Подкладки из профилированного металла недопустимы.
Маслосборные ямы под трансформаторами рассчитываются на полный объем масла, содержащегося в трансформаторе. Поэтому размеры маслосборной ямы в плане и по глубине определяются объемом масла в трансформаторе. Края ямы должны быть удалены не менее чем на (1000±20) мм от крайних выступающих маслонаполненных точек — бака, системы охлаждения и др.
Борта маслосборных ям выполняют из бетонных блоков или железобетонных плит. Высота бортов маслосборной ямы, которые выполняются по всему периметру, должна быть выше уровня окружающей планировки не менее чем на 150 мм и на 250 мм выше уровня гравийной засыпки внутри ямы. Место пересечения путей выкатки трансформатора с фундамента и бортов маслосборной ямы после установки трансформатора на фундамент тщательно заделывают до уровня бортов блоками, кирпичом или плитами, а стыки между ними — песчано-цементным раствором. Кромки бортов по всему периметру выполняют горизонтальными и проверяют уровнем. Очищенную от строительного и монтажного мусора маслосборную яму засыпают промытым гранитным щебнем или гравием фракции 40—70 мм слоем 250 мм.
Целесообразно гравийную засыпку укладывать слоем толщиной не менее 150 мм на стальную сетку с ячейками 30×30 мм. Сетку выполняют из круглой стали диаметром 8—10 мм и приподнимают ее на 300—500 мм над дном ямы, укладывая на заранее установленные на дно ямы бетонные столбики или блоки. Образовавшееся пространство создает значительный объем и сокращает размеры маслосборной ямы, что очень важно на закрытых подстанциях.
Отвод масла из ямы в сеть маслостоков осуществляется через маслоприемиик, живое сечение которого должно быть в 3 раза больше сечения маслоотводящей трубы. Маслоприемиик закрывают сверху стальной сеткой, суммарное сечение отверстий которой должно быть не менее чем в 2 раза больше сечения маслоотводящей трубы. Приямок маслопрпемника располагают в низшей точке маслосборной ямы. Обычно низшую точку проектируют в ближайшем углу от магистрального маслостока.
По условиям пожарной безопасности недопустимо прокладывать кабельные и трубные коммуникации трансформаторов ниже верхней кромки бортов маслосборной ямы. Эти коммуникации должны проходить только по верху бортов. Кабельные каналы должны иметь уклон в сторону фундамента трансформатора, а не наоборот; лотки могут прокладываться без уклона.
Стойки или сваи под систему охлаждения, силовые шкафы и сборки, шкафы вторичных цепей, опоры трубопроводов, фундаменты и стойки порталов и другие опоры под оборудование, располагаемые в зоне маслосборной ямы, следует устанавливать до производства работ по бетонной стяжке на дне маслосборной ямы, что предохранит ее от разрушения.
Пути перекатки трансформаторов (указаны на рисунке ниже) выполняют только для крупных трансформаторов напряжением 220 кВ и выше при наличии башни для ревизии трансформаторов, отдельно стоящего грузоподъемного устройства или при необходимости выкатки трансформатора на разгрузочную площадку в случае затрудненного подъезда к фундаменту.
Пути перекатки трансформаторов.
1 — рельсы путей перекатки; 2 — рельсы на фундаменте трансформатора; 3 — плиты железобетонные или шпалы; 4 — анкерное устройство для полиспаста.
Корыто под пути перекатки вырезают бульдозером. Отметка дна корыта не должна отличаться от проектной более чем на 50 мм. Основание выполняют щебеночным с дренажем, что обеспечивает перекатку трансформаторов в любое время года. Толщина основания не должна отличаться от проекта более чем на 50 мм. Для дренажа применяют перфорированные асбоцементные трубы.
Отметка их не должна отличаться от проектной более чем на 20 мм. Шпалы или плиты укладывают на основание самоходными кранами.
Пересечение путей перекатки с рельсами фундаментов выполняют на сборных железобетонных плитах:
Пересечение путей с рельсами фундамента.
1 — переставной вкладыш; 2 — накладка крепления вкладыша.
Допустимая разница в отметках рельсов на пересечениях до 0,5 мм. Зазор в стыках при любом положении переставной части пересечения допустим не более 2 мм на сторону. Рельсы следует обрезать механическим способом, а отверстия для стыковых накладок — сверлить. Огневые способы резки недопустимы. Переставная часть рельсов к основным рельсам крепится накладками на болтах, при этом она должна опираться на плиту всей поверхностью подошвы.
При выполнении путей перекатки, совмещенных с автодорогой, перед укладкой бетонного покрытия плиты или железобетонные шпалы очищают от грязи и пыли. Для прохода реборд катков тележек трансформатора перед бетонированием вдоль рельсов с внутренней стороны вставляют деревянные брусья размером 50X50 мм, которые после снятия образуют канавки.
Для удобства перемещения трансформатора по путям перекатки и выкатки его с пересечения на фундамент или наоборот выполняют анкерные устройства, к которым крепят полиспасты. Анкерные устройства вдоль путей перекатки выполняют через каждые 60 — 80 м. Отклонение от проекта центра (точки крепления полиспаста) анкерного устройства по отношению к оси путей перекатки или оси фундамента трансформатора не должно превышать 100 мм.
Анкерное устройство из железобетонной стойки.
1 — хомут для крепления полиспаста; 2 — железобетонная стойка из обрезка центрифугированной стойки; 3 — ригель.
Удаление анкерного устройства от фундамента не ограничивается, а допустимое приближение не более 200 мм. На подстанциях напряжением 110 и 220 кВ иногда применяют совмещенные порталы, имеющие усиленные траверсу и стойки. Такой портал служит для подвески ошиновки и поднятия съемного бака (колокола) трансформатора при его ремонтах. На таких подстанциях отдельно стоящие грузоподъемные порталы и пути перекатки не строят.
Кроме указанных рекомендаций по ведению работ при строительстве путей перекатки и фундаментов трансформаторов должны выполняться требования СНиП и указания проекта.
К фундаментам трансформаторов, выполненным на отдельно стоящих стойках или сваях (для трансформаторов мощностью до 1000 кВ-А, питающих собственные нужды подстанций), предъявляются те же требования, что и для стоек и свай оборудования ОРУ. Маслосборные ямы под ними не строят.
- Конструкции фундаментов
- Закладные детали МН
- Каркасы арматурные
- Анкера из арматуры
- Фундаментные болты
- Анкерные блоки
- Прижимные планки
- Упорные планки
- Прижимы
- Петушки
- Крючья
- Накладки рельс
- Упорно-прижимные планки
- Крепеж трансформаторного пути
