Лекция 14. (2 часа) Технология ремонта трансформаторов 1

Лекция 14. (2 часа)
Технология ремонта трансформаторов
1. Разборка трансформаторов.
2. Ремонт обмоток трансформаторов.
3. Пропитка и сушка обмоток.
4. Ремонт магнитопровода.
5. Испытания трансформаторов.
1. Разборка трансформаторов.
1. Перед разборкой трансформатора из него частично или полностью сливают масло.
2. Затем снимают газовое реле и расширитель, ставят заглушку на отверстие в крышке бака, демонтируют термометр и предохранительную трубку.
3. С помощью грузоподъемных устройств (кран, таль) стропами за кольца
поднимают крышку с активной частью трансформатора.
После подъема ее на 10 - 15 см., осматривают состояние и положение изоляционной прокладки, отделяют ее ножом от рамы бака и сохраняют для повторного применения.
4. Затем извлекают из бака активную часть.
В трансформаторах небольшой мощности вводы иногда расположены на
стенках бака. В этом случае вначале снимают крышку, сливают масло из бака на
10 см ниже изоляторов ввода и, отсоединив вводы, снимают изоляторы, а затем
вынимают активную часть.
5. Вынув полностью активную часть из бака и приподняв ее на 20 см, отодвигают бак в сторону, а активную часть устанавливают на прочном помосте из
оструганных досок или на деревянных брусьях высотой 39-50 см для удобства
осмотра, дальнейшей разборки и ремонта.
6.До начала осмотра обмотки очищают от грязи и промывают струей
трансформаторного масла, нагретого до 35 – 40 ○С.
Наиболее сложный и трудоемкий второй этап разборки - демонтаж обмоток.
Операции демонтажа:
- удаление вертикальных шпилек;
- отворачивание гаек, стяжных болтов и снятие ярмовой балки магнитопровода;
- расшихтовка верхнего ярма;
- разбор соединения обмоток, удаление отводов;
- извлечение деревянных и картонных деталей, расклинивание обмоток;
- снятие обмоток.
2. Ремонт обмоток трансформатора.
Возможны два случая:
- повторное использование обмоточного провода;
- изготовление новой обмотки.
В первом случае ремонт обмоток сводится к замене испорченной изоляции
проводов иди замене клиньев, прокладок и других изолирующих обмотку элементов.
Для проводов прямоугольного профиля большого сечения обычно ограничиваются заменой поврежденной витковой изоляции. Переизолировка провода
небольших однослойных катушек выполняется вручную.
Процесс переизолировки состоит из операций удаления с провода старой
изоляции, отжига, рихтовки и покрытия новой изоляции.
Испорченную изоляцию удаляют обжигом, медный провод освобождают
от остатков обгоревшей изоляции. Витки обмотки изолируют двумя слоями бумажной или тафтяной ленты.
Изолирующий материал: хлопчатобумажная (шелковая, стеклянная, из химических волокон) пряжа, лента из кабельной или телефонной бумаги шириной
10 - 25 мм и толщиной 0,05 - 0,12 мм.
Для усиления изоляции между смежными витками под слой ленты укладывают полоску из электрокартона, толщиной 0,5 мм и шириной, равной ширине
соприкасающейся поверхности витка.
Изолированную катушку выравнивают с торца клиновидным пояском из
электрокартона, который прикрепляют к витку бандажом из киперной или тафтяной ленты.
Катушке придают нужный размер по диаметру и высоте обтяжкой ее на
шаблоне.
Витки закрепляют в нескольких местах равномерно по окружности бандажами из киперной ленты.
Затем обмотку высушивают, пропитывают лаками и запекают.
При правильном выполнении операций переизолировки старый обмоточный провод по своим качествам равноценен новому.
Изготовление новой обмотки.
1. Намотку (изготовление) новой обмотки выполняют по образцу поврежденной или же пользуясь расчетной запиской и чертежами обмотки.
Способ изготовления обмоток зависит от их типа и конструкции. Наиболее
совершенной является непрерывная обмотка, изготовляемая без разрывов. При
изготовлении непрерывной обмотки провода наматывают на шаблон, обернутый
листом электротехнического картона толщиной 0,5 мм.
2. Для намотки новых катушек трансформаторов небольшой и средней
мощности используют различные намоточные станки.
3. Обмотки НН обычно изготовляют однослойными цилиндрическими из
провода прямоугольного сечения.
4. Обмотки ВН - многослойными. Для лучшей изоляции между слоями
многослойной обмотки прокладывают электрокартон толщиной 0,5 мм который
перед намоткой очередного слоя сильно стягивают киперной лентой.
3. Пропитка и сушка обмоток.
Вновь изготовленная обмотка подвергается стяжке (запрессовке) в специальных плитах, а затем сушке.
Сушка повышает качество обмоток и продлевает продолжительность, их
работы. Она предназначена для удаления влаги, наличие которой в бумажной
изоляции резко снижает электрическую прочность и срок ее службы.
Обмотки на напряжения до 35 кВ сушат при температуре не выше 105○С в
течение 4-6 часов в обычных сушильных камерах, оборудованной вытяжной
вентиляцией и электрическим паровым подогревом.
Сушку обмоток напряжением 35 кВ и выше производят в вакуум - сушильных камерах, преимущество которых в том, что после прогрева обмотки создается разность давлений между внутренними и наружными слоями изоляции, а
это способствует интенсивному выходу влаги на поверхность и ее быстрому испарению.
После сушки производят подпрессовку обмотки с помощью гидропресса и
отделку. Пока обмотка после сушки еще не остыла, ее пропитывают лаком. Пропитку производят в лаке ГФ-95, подогревом до 60-80○С, Обмотку выдерживают
в лаке до полного выхода пузырьков воздуха, но не менее 15 мин., после этого ее
выдерживают 15-20 минут на воздухе для стекания излишков лака.
Пропитка обмоток лаками придает им необходимую механическую прочность, повышает качество изоляции и увеличивает ее теплопроводность.
После пропитки обмотки осуществляют запекание лака при температуре
○
85-90 С в течение 18 часов с продувкой горячим воздухом.
Сушка закончена, когда лак образует твердую блестящую и эластичную
пленку.
4. Ремонт магнитопровода.
Выделяется два вида ремонта: частичный и ремонт с полной разборкой и
перешихтовкой активной стали.
Частичный ремонт выполняется при незначительных повреждениях активной стали или отдельных деталей магнитопровода.
При незначительном повреждении активной стали устраняют дефекты
(прогар, оплавление, заусеницы, забоины), если необходимо, прокладывают
между пластинами листы изоляции из кабельной или телефонной бумаги спрессовывают стержень шпилькой.
При повреждении бумажно-бакелитовых трубок, изолирующих стяжные
шпильки от активной стали, их заменяют новыми или изготовляют самостоятельно.
Трубки изготовляют из кабельной бумаги, пропитывая ее бакелитовым лаком и запекая, или из электрокартона толщиной 0,5-1 мм.
Ремонт с полной разборкой перешихтовкой необходим, например, при
"пожаре стали".
В этом случае ремонт активной стали состоит из подготовки, разборки
магнитопровода, очистки и изоляции пластин и др.
При подготовке к ремонту подготавливают место, инструменты, мате-
риалы. Снимают эскизы магнитопровода с указанием точных его размеров, расположения и толщины его пакетов, места установки и размеров, заземляющих
лент, а так же изоляционных и вспомогательных деталей.
Разборка ремонтируемого магнитопровода.
1. Разборка шпилечного магнитопровода начинается с демонтажа верхних ярмовых балок и расшихтовки верхнего ярма.
Освобожденные от креплений верхние ярмовые балки невзаимозаменяемы,
поэтому их маркируют надписями "сторона ВН", "сторона НН" и снимают вместе с изолирующими электрокартонными прокладками.
2. Затем демонтируют вертикальные шпильки, вынимают заземляющие
ленты, снимают верхнюю уравнительную изоляцию.
Детали, пригодные для повторного использования, маркируют и сохраняют.
3. После раскомплектования верхнего ярма, его расшихтовывают, сохраняя порядок чередования пластин.
4. Затем демонтируют обмотки ВН и НН, даже если повреждена одна из них.
5. Далее снимают ярмовую и уравнительную изоляции, электрокартонные
цилиндры, деревянные стержни и планки.
6. Демонтаж нижнего ярма производят аналогично демонтажу верхнего.
После этого по всему контуру магнитопровода разбирают пластины стали
в порядке., в котором они были уложены в магнитопровод.
Снятые пластины сортируют.
При повреждении межлистовой изоляции пластины ремонтируют, очищают от старой изоляции и покрывают новой.
Очистку листов стали от старой изоляции осуществляют механическим и
химическим способами, а также отжигом и отпариванием в горячей воде. Способ
очистки зависит от вида поврежденной изоляции,
1. Механическим способом очищают пластины горячекатанной стали
обычно на станках вращающимися стальными кардолентными щетками.
Способ с недостатками: при ударе проволок стали по листу происходит
нагартовка и шлифовка поверхности пластин, в результате увеличиваются потери в стали.
2. При химическом способе очистки легко удалять с пластин лаковую и
бумажную изоляцию, При удалении лаковой изоляции пластины погружают в
ванну с 20%-ным раствором едкого натра (каустической соды) или 25%-ным
раствором тринатрийфосфата и выдерживают в растворе 15-20 минут, затем вынимают из ванны, промывают проточной горячей (90-95°С ) водой и сушат.
3. Очистку способом отжига производят в термических печах при 350500°С от бумаги. Отжиг приводит к образованию окалины, изменению структуры стали и резкому снижению магнитной проницаемости, увеличению потерь в
стали.
4. Проще всего удалить бумажную изоляцию отпариванием в горячей воде
с каустиком 4-6%.
Пластины без дефектов изолируют, покрывая с обеих сторон однократно
или двукратно пленкой лака, а затем запекая лаковую пленку.
Нанесение и запекание изоляционного лака производится на лакировальном станке, объединенном с печью для запекания лаковой пленки.
К изоляционной пленке лака предъявляются требования: минимальная
толщина (должна быть на две стороны при однократном покрытии не более
0,01+0,004 мм, при двукратном покрытии - не более 0,02 ± 0,006 мм); необходимая электрическая прочность и сопротивление; высокая механическая прочность; нагревостойкость; маслостойкость; блестящая гладкая поверхность без
пропусков,, натеков и обгоревших участков.
5. Испытания трансформатора.
Подразделяются на контрольные и типовые.
Контрольные - после капитального ремонта. Объем контрольных испытаний:
1. Испытание электрической прочности масла.
2. Измерение сопротивления изоляции обмоток.
Позволяет определить неисправности главной изоляции обмоток, переключателя напряжения и выводов.
Измеряют мегаоометром напряжением 1000 - 2500 В сопротивление между
каждой обмоткой и корпусом, а также между обмотками. Показания отсчитывают через 15 и 60 секунд после приложения напряжения и определяют коэффициент абсорбции
R
К обс  60 , который должен быть не ниже 1,3.
R15
При температуре обмоток от 10 до 70○С допустимое значение сопротивления должно быть не менее соответственно 450-40 Мом.
3. Измерение сопротивления постоянному току.
Позволяет определить обрывы в обмотках, вводах переключателе и качество пайки.
Измеряют мостовым методом или методом амперметра - вольтметра.
Ток при измерении не должен быть более 20%. номинального (нагрев обмоток, и ошибки). Измерение проводят для всех ответвлений обмоток всех фаз
(линейные, фазные).
При измерении между линейными выводами пересчет сопротивления на
фазное при соединении обмоток звездой: Rф  Rизм / 2, треугольником Rф  3 / 2  Rизм.
Сопротивления обмоток различных Фаз одного напряжения не должны отличаться друг от друга более чем на ±5%, и более чем на ±2%. от расчетных значений.
4. Проверка коэффициента трансформации.
Определяется как отношение линейных напряжений высокой и низкой
стороны
К тр  U лВН / U лнн.
Отношение должно быть не более:
- ±1% - для трансформаторов с фазным коэффициентом трансформации 3 и
ниже;
- ±0,5% - для всех других трансформаторов.
5. Проверка групп соединения обмоток.
Осуществляется методом двух вольтметров по схеме соответствующей ли-
тературы. Между "А" и "а" устанавливают перемычку, а к обмотке ВН подводят
симметричное по фазам напряжение 100-200 В. Измеряют UАВ, UВС, UCA; UВс,
UВв, UСс, UСв.
Рассчитывают условное напряжение
2
U усл.  К тр
.  1  U лНН .
Каждое из измеренных значений может больше (б), равно (р), или меньше
(м) условного.
При сравнении последовательности расположения результата измерения с
соответствующей последовательностью обозначений б, р, м по таблице определяют группу соединения обмоток трансформатора.
6. Испытание электрической прочности изоляции.
Позволяет определить запас прочности или местные дефекты. Испытание
проводят повышенным напряжением нормальной частоты между каждой из обмоток и корпусом и между обмотками.
Напряжение повышают от нуля до 25 кВ для трансформаторов напряжением 6 кВ и до 35 кВ - для трансформаторов 10 кВ, выдерживают в течение 1 минуты и плавно снижают.
Трансформатор исправен, если нет пробоя, перекрытия изоляции, снижения испытательного напряжения, выделения газов или дыма.
Испытание витковой изоляции - повышенным до 1,3 индуктированным
напряжением по схеме опыта х.х. в течение 5 минуты при плавном его повышении в начале и снижении в конце опыта.
Не должно быть бросков тока, разрядов в баке.
7. Измерение потерь и тока х.х.
Позволяет определить несоответствие числа витков обмотки расчетному
значению, некачественную шихтовку, замыкание листов, старение стали, замыкание между витками.
При опыте на обмотку НН подают симметричное напряжение при разомкнутой обмотке ВН и плавно поднимают от нуля до номинального.
Измеряют потребляемую мощность, фазные токи.
В исправном трансформаторе среднее арифметическое значение фазного
тока х.х. не должно отличаться от заводских значений более чем на +30%, а потерь х.х. - на 15%.
8. Измерение напряжения и потерь к.з.
Позволяет определить обрыв одного из параллельных проводов, плохой
контакт в соединении обмотки с. переключателем или вводом, заниженное сечение провода обмотки.
Для измерения вводы сторон НН замыкают накоротко, На обмотке ВН
поднимают напряжение до значения, при котором в обмотках устанавливается
номинальный ток.
Значения потерь и напряжения к.з. не должны отличаться от заводских более чем на 10%.
Напряжение к.з. приведенное к рабочей температуре 75 ○С
U к 75  U kt2  Pkt / 10 S н  K t  1,
Ukt - напряжение к.з. при t○C, %;
Pkt - потери к.з, при t, Вт;
2
где
Sн - номинальная мощность трансформатора кВА.
или
U к 75  U аt2  Kt2  U p ,
где
Uat, Up - активная и реактивная составляющие при t,%.
9. Испытание бака и уплотнения на плотность.
Производят с помощью контрольной трубки высотой 1,5 м, заполненной
маслом в течение часа.