Ремонт трансформаторов с разборкой активной части
Ознакомление со стадиями процесса демонтажа активной части трансформатора. Рассмотрение и анализ специфики ремонта обмоток и магнитной системы трансформатора. Определение и характеристика норм и испытаний трансформаторов после капитального ремонта.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.05.2022 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Ремонт трансформаторов с разборкой активной части
Введение
При капитальном ремонте с разборкой активной части документацию ведут по особо ответственным операциям [13,9]. Например, для трансформаторов I--IV габаритов такой операцией является сушка активной части, в процессе которой ведут протокол (журнал) сушки. Выполняют комплекс приемосдаточных испытаний. Составляют протокол испытаний, являющийся основным документом отремонтированного трансформатора.
1. Диагностика состояния и дефектация трансформатора
Магнитопровод. При дефектах межлистовой изоляции возможны перегревы, вызываемые вихревыми токами или токами в короткозамкнутых контурах.
Возможна конденсация влаги на поверхности масла. Попадая на верхнее ярмо, влага проникает между пластинами активной стали в виде водомасляной эмульсии, разрушает межлистовую изоляцию, вызывая коррозию.
С ухудшением состояния масла (понижается температура вспышки, повышается кислотность) увеличиваются потери холостого хода. Для выявления повреждений рекомендуется произвести осмотр активной части трансформатора, провести анализ масла, проверить измерениями изоляцию стальных деталей остова от активной стали и т.д.
Обмотки. Характерным повреждением в обмотках является витковое замыкание. Причиной его может быть разрушение изоляции из-за старения или длительных перегрузок вследствие механических повреждений (коротких замыканиях).
Признаками повреждения являются работа газовой защиты, ненормальный нагрев, разные сопротивления фаз постоянному току и т.д. Выявление места повреждения возможно при внешнем осмотре активной части с помощью измерения сопротивления обмоток постоянному току.
На трансформаторах от 1000 кВ·А газовое реле является элементом защиты трансформатора. При повреждениях внутри трансформатора происходит выделение газов, в результате срабатывает реле. О характере повреждения можно судить по анализам газа в реле, его количеству, горючести, цвету и химическому составу. Контроль за работой газовой защиты, анализ ее позволяют выявить повреждения на ранней стадии и оперативно устранить неполадки в работе трансформатора.
Описанные методы контроля не позволяют обнаруживать частичные повреждения изоляции в начальной стадии их развития. Поэтому перспективным направлением является периодический анализ растворенных в масле газов, определяемых хроматографическим методом.
Прием трансформаторов в ремонт. Не ремонтируют трансформаторы с магнитной системой из горячекатаной стали, оклеенной бумагой с вышедшей из строя магнитной системой (оплавление пластин, «пожар в стали»), со значительным повреждением баков.
При сдаче трансформатора в ремонт заказчик составляет наряд-заказ, в котором указывает область применения трансформатора; условия, в которых он эксплуатировался (характер нагрузок, наличие толчков и перегрузок, загрязненность воздуха и т.п.); специальные требования; дефекты и неисправности, имевшие место при эксплуатации (течь масла; повышенные температура масла, потери и т.д.); виды и сроки ремонтов, которым подвергался трансформатор, с указанием выполнявшей ремонт организации.
Представители ремонтного предприятия знакомятся с документацией трансформатора, осматривают, проводят дефектацию трансформатора и сведения заносят в «Ведомости осмотра и дефектации», после чего определяют объем ремонта.
При сдаче отремонтированного трансформатора составляют приемо-сдаточный акт, в котором перечисляются все выполненные работы и даются рекомендации по использованию трансформатора (параллельной работы, несимметричных режимов и др.).
Дефектация в собранном виде. В объем капитального ремонта входит замена обмоток и главной изоляции, ремонт магнитной системы с переизолировкой пластин, замена отдельных устройств, системы охлаждения, устройств переключения ответвлений и т.п. Разбирают активную часть трансформатора. После расшихтовки верхнего ярма снимают обмотки и изоляцию. При необходимости переизолировки пластин магнитную систему разбирают. Разобрав трансформатор, производят дефектацию его частей, ремонтируют узлы и детали или заменяют их новыми и затем производят сборку. При ремонтах с расшихтовкой верхнего ярма обязательными являются сушка активной части и очистка трансформаторного масла.
Для выявления течей масла осматривают бак. К дефектации относятся и электрические испытания для определения повреждений и их характера: отбор пробы масла для испытания его электрической прочности и сокращенного химического анализа; измерение характеристик изоляции.
При разборке трансформатора каждый узел дефектируют и сразу определяют объем ремонтных работ.
Последовательность работ и технологические операции с момента выемки активной части из бака (для трансформаторов II --III габаритов). При осмотре активной части определяют состояние изоляции обмоток и отводов, качество прессовки обмоток, отсутствие деформаций. Бумажную изоляцию проверяют на отсутствие повреждений и механическую прочность, разделяя на:
1) эластичную (при сгибе вдвое не ломается);
2) твердую (при сгибе вдвое образуются трещины);
3) хрупкую (при сгибе вдвое изоляция ломается);
4) ветхую (при сгибе до прямого угла изоляция ломается).
Определяют состояние главной изоляции, отсутствие деформаций обмоток и смещения витков.
Осматривают и фиксируют состояние отводов, переключателя ответвлений, контактов и паек, стяжных шпилек и их изоляции, исправность заземления магнитопровода, отсутствие короткозамкнутого контура в магнитной системе. Если активная часть подлежит разборке, то перед демонтажем отводов выполняют эскиз их размещения и крепления планками.
Рис. 1
По результатам дефектации активной части устанавливают объем ремонта.
При хорошем состоянии обмоток и магнитопровода активную часть ремонтируют в объеме, рассмотренном в гл. 11; при необходимости активная часть подвергается сушке.
Определяют основные размеры магнитной системы. По результатам замеров расстояния между стержнями С, высоты окна H, диаметра стержня d и высоты ярма составляют эскиз магнитной системы.
Если объем ремонта требует полной дефектации, определяют размеры обмоток l, a1, a2 и их частей, отдельные изоляционные расстояния a01, a12, l0, размеры изоляционных цилиндров, число витков в отдельных катушках, конструкцию и состояние внутренних обмоток, а также конструкцию и состояние всей внутренней изоляции (Рис. 1).
Ответственными данными являются размеры провода, а также число витков в обмотках.
2. Демонтаж активной части трансформатора
Демонтаж крышки и отводов. Разборку активной части начинают с отсоединения от переключающего устройства и вводов регулировочных и линейных отводов. Отводы маркируют, вводы и переключатель ответвлений демонтируют до или после съема крышки с активной части.
При осмотре вводов определяют возможность их повторного использования. Если отводы имеют хорошую изоляцию и не нуждаются в замене, их снимают вместе с несущей деревянной рамной конструкцией, что позволяет сократить объем работ при сборке.
Расшихтовка верхнего ярма, демонтаж обмоток и изоляции. Разборку активной части начинают с распрессовки обмоток и верхнего ярма (Рис. 2, где 1 -- уравнительная изоляция; 2 -- ярмовая изоляция; 3,4 -- обмотки ВН и НН; 5-- изоляционные цилиндры; 6 -- вертикальные стяжные шпильки; 7 -- верхняя ярмовая балка; 8 -- изоляционная прокладка). Ярмовые балки со стороны ВН и НН не взаимозаменяемы, поэтому перед съемом их маркируют надписями. По первым вынутым пластинам устанавливают качество изоляции пластин и необходимость ее восстановления. Демонтированные пластины отправляют к лакировальной установке.
Приступая к демонтажу обмоток и изоляции, оценивают их состояние. Если обмотки не заменяют, а только ремонтируют, то детали главной изоляции снимают, осматривают, устраняют небольшие дефекты и используют в дальнейшем. При повреждении хотя бы одной из обмоток демонтируют со стержней все обмотки, так как металлические оплавления и копоть, возникшие под действием электрической дуги, осаждаются на всех обмотках и изоляции.
Обмотки большой массы снимают специальным съемным приспособлением.
Рис. 2
Приспособления для съема и насадки обмоток трансформаторов IV--VII габаритов делают трехлучевыми под углом 120°.
После демонтажа обмоток снимают со стержня нижнюю ярмовую и уравнительную изоляцию, электрокартонный цилиндр и буковые детали расклиновки внутренней обмотки. Если из-за износа изоляции обмотки подлежат замене, то заменяют и деревянные детали.
3. Ремонт обмоток и магнитной системы трансформатора
Ремонт обмоток трансформатора. Если при сильном нажатии пальцем изоляция разрушается, нужно заменять обмотки. При ремонте с обмоточного провода удаляется старая изоляция, после чего он отжигается, рихтуется и переизолируется.
Для удаления старой изоляции и отжига обмотку разматывают на отдельные бухты, которые нагревают в закрытой печи при температуре 500...600єС. При этом изоляция обгорает и снимаются внутренние упругие напряжения в меди -- она становится «мягкой». Чтобы провод не спутался при обжиге, бухты бандажируют проволокой. Удаляют изоляцию путем протягивания провода через устройство, в котором изоляция разрезается в продольном направлении, очищается скребками и рихтуется. Провод рихтуют протягиванием через систему стальных роликов, перематывают на барабаны.
Провода соединяют внахлест электропайкой серебряным припоем. Места паек опиливают, зачищают наждачной шкуркой, после чего провод изолируют на специальных бумагооплеточных станках (Рис. 3).
Рис. 3
С помощью натяжного устройства 4 провод с барабана 1 протягивается через рихтовочное устройство 2, состоящее из системы стальных роликов, расположенных вертикально и горизонтально, затем проходит через вращающийся вокруг него бумагообмотчик 3 и далее на барабан 5.
Сушка, прессовка и пропитка обмоток. После намотки обмотки имеют увеличенный по сравнению с расчетным осевой размер, поэтому их стягивают стальными плитами и шпильками, сушат и прессуют до получения указанной высоты. На верхней плите устанавливают пружины (тарельчатого типа), под действием которых по мере высыхания и усадки изоляции обмотки автоматически подпрессовываются.
В заводских условиях обмотки сушат под вакуумом в специальном термошкафу, а при индивидуальном ремонте -- в шкафу с электроподогревом или в металлическом баке индукционным методом (см. § 3.3). После сушки 10...15 ч при 100...105°С обмотки прессуют, равномерно подтягивая гайки на шпильках стяжных плит до получения заданного осевого размера.
Чтобы придать обмоткам монолитность и механическую прочность, обмотки пропитывают погружением в лак МЛ-92 и запекают. Перед погружением в лак обмотки подогревают до 50...70°С. Длительность пропитки 15...40 мин. Когда излишек лака стечет, обмотку помещают в термошкаф, где выдерживают при температуре 100...105єС в течение 10...12ч. Для обеспечения механической прочности обмоток, изготавливаемых без пропитки и запекания, их витки укладывают более плотно за счет усиления натяжения обмоточного провода и прошивают наружными рейками.
Рис. 4
После сушки обмотки спрессовывают специальным прессом и отделывают -- обрезают выступающие части реек и клиньев, концы изоляционных лент; обрезают и укладывают концы обмоток. После этого обмотки стягивают стальными рамами, в которых их транспортируют и хранят до установки на магнитную систему (Рис. 4, где 1 -- траверса; 2 -- подъемная лапа; 3 -- стяжная шпилька; 4 -- нижняя опорная деревянная прокладка; 5 -- нижняя стальная плита для стяжки обмотки; 6 -- веревка для крепления лап к обмотке; 7 -- обмотка; 8 -- вертикальные рейки обмотки).
Ремонт магнитной системы трансформатора. После демонтажа обмоток проводят дефектировку и определяют объем ремонтных работ магнитной системы. После очистки стержней и нижнего ярма проверяют изоляцию пластин магнитной системы и ярмовых балок и пластин.
Пластины с лаковым покрытием не должны спекаться, а пленка не должна отделяться от них при воздействии неострым предметом. Магнитная система годна, если на шпильках и пластинах нет повреждений, а состояние изоляции хорошее. При мелких дефектах производят частичный ремонт.
Полный ремонт магнитной системы представляет собой трудоемкую работу. Причиной ремонта может быть аварийный процесс, возникший в результате нарушения изоляции пластин и образования контура в магнитной системе и стальных деталях остова. По контуру протекает значительный ток, приводящий к выгоранию изоляции и стали.
Возможно и повреждение стали электрической дугой, возникшей при коротком замыкании в обмотках. При ремонте магнитной системы ограничиваются переизолировкой пластин верхнего ярма.
Каждая перешихтовка приводит к увеличению потерь холостого хода на 5...8 % (при полной переборке магнитной системы -- до 25%).
Стремятся устранить повреждения магнитной системы без ее разборки.
Ремонт РеРеРРесеимагнитной системы включает разборку и расшихтовку стержней и нижнего ярма; отбраковку и ремонт пластин; изготовление новых пластин, сборку и испытание магнитной системы.
Удаление изоляции пластин производят механическим или химическим (в ванне с 10...15%-м раствором едкого натрия 80...90єС, с последующей промывкой и сушкой воздухом) способом. Для снятия бумажной изоляции ее отпаривают в горячей воде с последующей сушкой или обжигом. Пластины вновь изолируют на лакировальной установке (Рис. 5, где 1 -- пластина; 2 -- резиновые вращающиеся валики; 3 -- трубка с отверстиями; 4 -- расходный бачок с лаком; 5 -- трубка; 6 -- ванночка; 7 -- бачок; 8 -- насос; 9 -- транспортер; 10 -- конвейерная печь; 11 -- рабочая часть транспортера; 12 -- электрическая печь; 13 -- труба; 14 -- транспортер; 15 -- труба; 16 -- приемный стол). В процессе лакирования периодически проверяют толщину пленки, электрическое сопротивление изоляции пластин и состав лака. Пластины укладывают ровно, без перекосов, выступов и набегания одной пластины на другую. Неровности и большие зазоры в стыках подбивают в процессе шихтовки подбойками из фибры.
Для контроля правильности укладки пластин периодически измеряют расстояние по диагонали. Толщину пакетов измеряют штангенциркулем, перекосы и вертикальность оправок проверяют угольником.
Рис. 5
Для контроля правильности укладки пластин периодически измеряют расстояние по диагонали. Толщину пакетов измеряют штангенциркулем, перекосы и вертикальность оправок проверяют угольником.
При ремонте трансформаторов с разборкой остова стяжку стержней стальными бандажами, шпильками заменяют на стяжку стеклобанджами, которые устанавливаются с помощью специального механизма.
Сборка магнитной системы. Пластины не фиксируются оправками и поэтому качество их укладки зависит от тщательности выполнения работ. Пакет пластин 15...20 мм выравнивают киянкой и проверяют шаблоном правильность сборки. После укладки всех пластин в уступы пакетов стержней закладывают буковые планки и рейки в том же порядке, что и до разборки, и временно закрепляют их на стержнях киперной лентой.
Затем магнитную систему спрессовывают струбцинами, цепными ленточными бандажами. Вначале прессуют стержни, потом ярма. После опрессовки снимают временные и устанавливают постоянные бандажи.
Собранный остов стропят, ставят вертикально. Устанавливают вертикальные прессующие шпильки. Окончательно подтягивают все стяжные шпильки и мегаомметром измеряют сопротивление изоляции ярмовых балок и шпилек по отношению к магнитной системе. Если результаты испытаний удовлетворительные, верхнее ярмо расшихтовывают и приступают к насадке обмоток.
Ремонт и изготовление главной изоляции. Если изоляция имеет небольшие дефекты, ее ремонтируют, изготовляя и заменяя отдельные детали.
Для изготовления изоляции из электрокартона применяют станок или приспособление для вырезки шайб (круговые ножницы); вибрационные, гильотинные и ручные ножницы; электрическую или ручную дрель; молоток; кисть; стол для разметки, обмазки деталей лаком и сборки изоляции; пресс-форму -- приспособление для прессовки и запекания склеенных деталей.
Рис. 6
Сборка ярмовой изоляции обмотки трансформатора III габарита показана на Рис. 6. Шайбу 1 вырезают из электрокартона толщиной 2...3 мм. Верхние и нижние подкладки 2 изготовляют из набора отдельных пластин. Пластины вырезают из листа электрокартона, соблюдая определенное направление резки (вдоль волокон или поперек), так как усадка электрокартона вдоль и поперек волокон различна. Если склеить между собой полосы, нарезанные произвольно, то после сушки произойдет их коробление и расслаивание.
4. Установка изоляции и обмоток. Подпрессовка обмоток
После расшихтовки магнитопровод (Рис. 7, где 1 -- пластины ярма; 2 -- детали, подготовленные к сборке; 3 -- ярмовая изоляция) готовят к укладке ярмовой изоляции и насадке обмоток. Стягивают свободные верхние листы стержней брезентовыми ремнями (Рис. 8, где 1 -- мягкий цилиндр из электрокартона; 2 -- приспособление для его затяжки), так как распушенная верхняя часть стержней не позволит правильно сориентировать при насадке оси обмоток и стержней. Возникает опасность повреждения изоляции обмотки острыми краями пластин стержня. Обнаружить его после насадки на стержень практически невозможно.
Рис. 7
Установка нижней уравнительной и опорной ярмовой изоляции. Начала и концы обмоток НН и СН выводят в одну сторону, а обмотки ВН -- в другую. Поэтому проверяют, какая сторона магнитопровода соответствует стороне НН и СН и какая -- стороне ВН, чтобы можно было соединить потом крепления отводов с ярмовыми балками. При сборке руководствуются чертежами установки изоляции и обмоток.
Рис. 8
Укладывают нижнюю ярмовую опорную изоляцию (Рис. 9, где 1 -- уравнительная изоляция; 2 -- ярмовая изоляция; 3 -- деревянная планка; 4 -- ремень для стяжки верхней части стержня; 5 -- цилиндр из электрокартона; 6 -- киперная лента для стяжки цилиндра; 7 -- отметка места окончания расшихтовки; 8 -- вырез в ярмовой изоляции для прохода концов обмоток; 9 -- прокладки ярмовой изоляции из электрокартона; 10 -- опорная пластина) с вынимающейся вставкой для прохода концов обмоток. Трансформаторы мощностью до 250 кВ·А имеют другое устройство уравнительной и ярмовой изоляции (Рис. 10, где а -- устройство ярмовой и уравнительной изоляции; б -- процесс насадки обмоток трансформаторов мощностью до 250 кВ·А). У каждого стержня на ярме укладывают четыре буковые планки 3 по две с каждой стороны. Планки имеют поперечный вырез, который при установке входит в выступающий край электрокартонной прокладки 2, изолирующей активную сталь от ярмовой балки 1. В этом устройстве планки по высоте выступают над плоскостью ярма, поэтому они сочетают в себе как бы уравнительную и ярмовую изоляции. Для изолирования обмоток от ярма в промежутке между стержнями поверхность ярма закрывают двумя электрокартонными щитками 4. Щитки служат изоляцией и опорной поверхностью для обмоток.
Рис. 9
Насадка обмоток. После установки уравнительной и ярмовой изоляции на изолированные цилиндрами 5 стержни поочередно, начиная с крайней фазы, насаживают обмотки НН. Обмотки трансформаторов мощностью до 630 кВ·А насаживают вручную. При насадке обмотки НН ее выводные концы обращают в сторону, где будет собрана схема отводов НН. Обмотки насаживают плотно, с некоторым усилием. Установив обмотки НН, на них надевают обмотки ВН.
Радиальная расклиновка обмоток производится между обмотками ВН и НН, между обмотками НН и стержнями магнитной системы. Расклиновка обеспечивает опору обмоток в радиальном направлении и исключает возможность их смещения и разрушения от динамических усилий. После расклиновки устанавливают верхнюю ярмовую изоляцию, выгибают и изолируют концы обмоток НН.
Рис. 10
Радиальная расклиновка обмоток производится между обмотками ВН и НН, между обмотками НН и стержнями магнитной системы. Расклиновка обеспечивает опору обмоток в радиальном направлении и исключает возможность их смещения и разрушения от динамических усилий. После расклиновки устанавливают верхнюю ярмовую изоляцию, выгибают и изолируют концы обмоток НН.
Шихтуют верхнее ярмо, начиная с середины центрального пакета одновременно с двух сторон ярма, а затем правые и левые угловые пластины среднего пакета, в таком порядке шихтуют все пакеты. При укладке второго пакета со стороны НН между пластинами ярма 1 вставляют заземляющую ленту 3 на глубину 50...60 мм, изолируя ее от торцов пластин электрокартонной полоской 2, как показано на Рис. 11.
После шихтовки устанавливают верхние ярмовые балки 1 (Рис. 12) с ярмовыми электроизоляционными прокладками 4 и скрепляют их между собой шпильками 2, затягивая несильно и пластины 3 не прессуя. У выхода концов 8 обмоток НН устанавливают электрокартонные щитки 6. Между балкой на стороне НН и прокладкой 4 зажимают второй конец заземляющей ленты. Ярмовые балки надевают на вертикальные шпильки 5, которые стягивают, обеспечивая необходимую прессовку обмоток 9. После затяжки стяжных шпилек раскернивают гайки; установленные обмотки соединяют в соответствии со схемой соединения; отводы от обмоток подключают к переключателям и вводам.
После сборки схемы активная часть подвергается электрическим испытаниям (проверка правильности выполнения схемы соединения и качества паек). После испытаний производится сушка активной части трансформатора (см. гл. 3).
Контрольная подсушка трансформаторов производится при наличии признаков увлажнения масла и нарушения герметичности; превышении, допустимого времени хранения без масла или без доливки масла (но не более одного года); нахождении активной части в разгерметизированном состоянии или ухудшении состояния изоляции, выявленном в результате комплекса испытаний.
Рис. 11
Рис. 12
5. Обработка трансформаторного масла
Заливаемое масло должно удовлетворять стандартам. В процессе эксплуатации его характеристики ухудшаются, поэтому при ремонте трансформаторов масло подвергают обработке: удаляют механические примеси, влагу («сушат») и растворенные газы, путем регенерации восстанавливают повышенную кислотность масла.
Рис. 13
Центрифугирование масла. Для удаления из масла влаги и механических примесей применяют центрифуги. На Рис. 13 показан общий вид центрифуги. Барабан, помещенный в герметически закрытый корпус 1, состоит из большого количества конусообразных тарелок с отверстиями. Тарелки расположены параллельно одна над другой на общем вертикальном валу на расстоянии друг от друга, равном нескольким десятым долям миллиметра. Назначение тарелок -- разделить жидкость на ряд тонких слоев и тем самым увеличить интенсивность очистки.
В центрифуге имеется центральное входное отверстие и три выходных рукава: верхний -- для слива масла при остановке центрифуги или чрезмерном загрязнении барабана, средний -- для выхода очищенного масла и нижний -- для слива отделенной воды. Масло нагнетается в центрифугу и выкачивается из нее двумя шестеренчатыми насосами 2. Интенсивное удаление влаги из масла происходит при 50...55єС, поэтому центрифуга снабжена элек трическим подогревателем 4. Для задержания крупных механических примесей на входном патрубке маслопровода имеется фильтр 5 из тонкой металлической сетки. Центрифуга приводится во вращение мотор-редуктором 3 через ременную передачу.
Рис. 14
Производительность центрифуги равна 1500 л/ч при скорости барабана 6800 об/мин.
Если в масле много воды, то путем перестановки тарелок центрифугу перестраивают на режим удаления воды. Чтобы уменьшить количество растворенного в масле воздуха, применяют центрифуги, в которых масло при очистке находится под вакуумом.
Фильтрование масла.
Фильтрованием называется способ очистки масла продавливанием его через пористую среду, имеющую большое количество мельчайших отверстий, в которых задерживаются вода и механические примеси.
Применяют специальную фильтровальную бумагу, картон или специальную ткань (бельтинг). Аппарат, который служит для фильтрования масла, называется фильтр-прессом (Рис. 14, где 1 -- штурвал с нажимным винтом; 2 -- набор из рам, пластин и фильтровального материала; 3 -- манометр; 4 -- патрубок с фланцем для выхода масла; 5 -- патрубок с фланцем для входа масла; 6 -- насос; 7 -- фильтр грубой очистки; 8 -- электродвигатель; 9 -- станина). Он состоит из ряда чугунных рам, пластин и заложенной между ними фильтровальной бумаги. Пластины и рамы чередуются между собой.
Рамы, пластины и бумага имеют в нижних углах отверстия: А -- для входа масла и Б -- для выхода очищенного масла (Рис. 15, где а -- рама; б -- пластина). Пластины с обеих сторон имеют продольные и поперечные каналы, не доходящие до краев, благодаря которым их поверхность покрыта большим количеством усеченных пирамид. Внутри рам 3 образуются камеры для неочищенного масла. Камеры щелями 2 в углах рам сообщаются с общим сквозным отверстием 4, в которое нагнетается грязное масло. Просочившись сквозь фильтровальную бумагу 5 камер, очищенное масло поступает к решеткам пластин 6 и по имеющимся в них канавкам попадает в сквозное отверстие 7 и далее на выход из пресса. Параллельное включение камер создает большую фильтрующую поверхность и увеличивает производительность пресса.
В фильтр-пресс масло нагнетается насосом под давлением (4...6)·105 Па. Повышение давления масла в процессе работы показывает, что фильтровальная бумага засорилась. Для грубой очистки масла служит сетчатый фильтр, размещенный на входном патрубке. Для отбора проб масла на выходном патрубке имеется кран.
Рис. 15
Сушка масла в цеолитовых установках. Для сушки масла применяют цеолитовые установки. Сушка осуществляется путем однократного фильтрования масла через слой молекулярных сит -- искусственных цеолитов типа NaA. Установка (Рис. 16, где / -- вентиль; 2 -- насос; 3 -- электронагреватель масла; 4 -- манометры; 5 -- фильтры; 6 -- адсорберы; 7 -- верхний коллектор; 8 -- кран для спуска воздуха; 9 -- объемный счетчик; 10 -- кран для отбора проб и слива масла; 11 -- нижний коллектор) состоит из трех-четырех параллельно работающих адсорберов 6, содержащих по 50 кг цеолитов каждый. Адсорбер представляет собой полый металлический цилиндр, полностью заполненный цеолитами. Для большей поверхности контакта цеолитов с маслом размер адсорбера подбирают так, чтобы отношение высоты засыпки гранулированных цеолитов к его диаметру было не менее 4:1. В нижней части имеется донышко из металлической сетки, которое служит опорой для молекулярных сит. Верхняя горловина адсорбера закрыта съемной металлической сеткой. Масло через него перекачивается насосом.
Масло подогревается электронагревателем 3 со штуцерами для маслопроводов, манометром 4, термосигнализатором и электронагревательными элементами (типа ТЭН-12). Фильтр 5 установлен на входе в адсорбер и служит для очистки масла от механических примесей. На выходе из адсорбера фильтр служит для задержки гранул и крошек цеолитов, если происходит повреждение металлической сетки в верхней горловине адсорбера.
Рис. 16
Для сушки масла требуется 0,1...0,15% синтетических цеолитов от массы обрабатываемого масла. За цикл фильтрования пробивное напряжение масла повышается с 10...12 кВ до 58...60 кВ. Сушку масла производят при 20...З0°С и скорости фильтрации 1,1...1,3 т/ч. На сушку 50 т масла через установку со 100 кг цеолитов требуется 48 ч. Кислотное число и натровая проба масла после фильтрования остаются без изменений.
Цеолиты жадно поглощают влагу из воздуха, поэтому после окончания работы адсорберы должны оставаться заполненными маслом. Хранят цеолиты во влагонепроницаемой таре. Адсорбционные свойства цеолитов многократно восстанавливаются продувкой адсорбера горячим воздухом (300...400°С, длительность продувки 4...5 ч). Чтобы предохранить цеолиты от увлажнения, после прокаливания их заливают сухим трансформаторным маслом и плотно закрывают крышкой.
Регенерация кислых масел. Основным способом регенерации масел является кислотощелочноземельный. Обработка серной кислотой уплотняет и связывает все нестойкие соединения масла в кислый гудрон. Гудрон удаляют путем отстоя, а остатки серной кислоты и органических кислот нейтрализуют обработкой масла щелочью. Затем масло промывают дистиллированной водой, сушат и для полной нейтрализации обрабатывают отбеливающей землей. После окончательного фильтрования получают восстановленное масло.
Для неглубокой регенерации масла применяют силикагель. Достоинством силикагеля является возможность его многократного использования. Для восстановления свойств его прокаливают при 300...500°С. В нестационарных условиях силикагелем регенерируют слабоокисленные масла, не требующие глубокой химической очистки. Для этого масло многократно прогоняют через адсорбер -- бачок, наполненный просушенным силикагелем. Циркуляцию масла осуществляют при помощи насоса центрифуги или фильтр-пресса, который включают на выходной части адсорбера. Масло при регенерации подогревают.
Дегазация трансформаторного масла. Присутствие в масле кислорода вызывает его окисление и ухудшает диэлектрические свойства, связанные с возникновением электрических разрядов и ионизации под действием электрического поля. При атмосферном давлении масло содержит 10% воздуха (по объему), причем растворимость воздуха растет с повышением температуры масла. В атмосферном воздухе содержится 78% азота и 21% кислорода, а в воздухе, растворенном в масле, -- 69,8% азота и 30,2% кислорода. Содержание воздуха определяется в лаборатории при помощи специального прибора. Перед дегазацией масло осушают до влагосодержания не более 0,001% (10 г воды на 1 м3 масла).
Для дегазации и вакуумирования масла имеются дегазационные установки. Дегазатор состоит из двух металлических баков, заполненных кольцами Рашига, которые служат для увеличения поверхности растекания масла. На крышках баков имеются распылители. Масло, проходя через распылители, равномерно распределяется по всему объему баков. Вакуум в баках создается вакуумным насосом типа ВН-6. Стекая тонкими слоями по поверхности колец, масло дегазируется до содержания газа 0,04% (по объему). Из дегазатора масло поступает в бак трансформатора, находящийся под таким же вакуумом, как и дегазатор.
Трансформатор заполняется маслом до высоты 150...200 мм от крышки. Свободное пространство заполняется сухим азотом. Подпитку азотом производят по мере его растворения в масле до полного насыщения масла.
6. Нормы и испытания трансформаторов после капитального ремонта
Объем и нормы испытаний. Целью испытания трансформатора является проверка качества ремонтных работ, отсутствия дефектов, характеристик трансформатора на соответствие требованиям стандартов. В программу приемо-сдаточных испытаний входят:
-- проверка коэффициента трансформации и группы соединения обмоток;
-- испытание пробы масла или жидкого негорючего диэлектрика из бака трансформатора (для определения пробивного напряжения и тангенса угла диэлектрических потерь);
-- испытание изоляции напряжением промышленной частоты, приложенным от внешнего источника;
-- испытание изоляции напряжением повышенной частоты, индуцированным в самом трансформаторе;
-- проверка потерь и тока холостого хода;
-- проверка потерь и напряжения короткого замыкания;
-- испытания прочности бака;
-- испытания на трансформаторе устройства переключения от ветвлений.
Измерения сопротивления изоляции обмоток. Определение коэффициента абсорбции, измерение tgд изоляции и емкостных характеристик проводят после замены обмоток. Проверка коэффициента трансформации на всех ступенях переключения напряжения и группы соединения обмоток. Испытание главной изоляции (вместе с вводами) обязательно после замены обмоток.
После замены обмоток измеряют потери и ток холостого хода, а также напряжение и потери короткого замыкания при номинальном токе. Допускается превышение заводских значений тока холостого хода на 30%; потерь -- на 15%. Допустимые отклонения параметров короткого замыкания -- не более 10%.
Проверка работы переключающего устройства и испытания пробы масла из бака для измерения электрической прочности являются обязательными после любого ремонта.
Проверка индикаторного силикагеля воздухоосушителя производится после текущего ремонта, а испытание трансформатора включением толчком на номинальное напряжение (3...5-кратное включение) -- после капитального ремонта.
Испытание трансформаторного масла.
Масло подвергают испытанию на электрическую прочность (на пробой), на диэлектрические потери и химический анализ.
Испытание масла на пробой производят в специальном аппарате (Рис. 17, где а -- стандартный разрядник; б -- внешний вид; 1 -- фарфоровый сосуд; 2 -- плоский электрод; 3 -- токоведущий стержень; 4 -- рукоятка регулировочного трансформатора; 5 -- киловольтметр; 6 -- отверстие с крышкой для разрядника; 7 -- сигнальная лампа; 8 -- кабель для включения в сеть; 9 -- рукоятка автомата включения; 10 -- клемма заземления). В стеклянную посуду вместимостью 0,5 л отбирают пробу масла из нижнего крана в баке трансформатора. Затем масло заливают в разрядник маслопробойного аппарата (фарфоровый сосуд 1), в который вмонтированы два плоских электрода 2 и латунные токоведущие стержни 3. К ним подводится высокое напряжение от повышающего регулировочного трансформатора.
Чтобы удалить из масла воздушные включения, перед пробоем ему дают отстояться в разряднике 20 мин. Затем при помощи кабеля 8 с вилкой и рукоятки 9 маслопробойный аппарат включают в сеть переменного тока. Движением рукоятки 4 повышают напряжение на электродах до пробоя, наблюдают за стрелкой киловольтметра 5, показывающего напряжение пробоя.
Рис. 17
Делают шесть пробоев с интервалами 10 мин. Первый пробой не учитывают. Среднее арифметическое принимают за пробивное напряжение масла. Пробивное напряжение должно соответствовать нормам (табл. 1), которые зависят от номинального напряжения трансформатора и вида масла.
Таблица 1
|
Вид масла |
Нормы пробивного напряжения трансформаторного масла при номинальном напряжении трансформатора, кВ |
||||
|
до 15 |
15...35 |
60...220 |
330 и выше |
||
|
Свежее сухое, после заливки в аппарат |
25 |
30 |
40 |
50 |
|
|
Эксплуатационное |
20 |
25 |
35 |
45 |
Отбирать пробы масла из трансформаторов нужно летом в сухую погоду, зимой -- в морозную. Не следует вскрывать посуду, пока масло не нагреется до комнатной температуры, иначе в посуде произойдет конденсация паров, что снизит электрическую прочность масла. Пробу отбирают очень тщательно, сливают 2...3 л масла и несколько раз ополаскивают ее. Заполненную посуду плотно закрывают притертой пробкой.
Испытание трансформаторного масла на диэлектрические потери заключается в определении tgд. Для эксплуатационного масла tgд должен быть не более 1% при 20°С и не более 7% при 70°С, для свежего сухого масла при 20°С -- 0,2...0,4%, при 70°С -- 1,5...2,5%.
Химический анализ масла. Изменение той или иной характеристики масла свидетельствует о техническом состоянии трансформатора. Например, повышение кислотного числа, окисление или снижение температуры вспышки паров масла свидетельствует о его разложении в результате местного перегрева внутри трансформатора.
Химический анализ бывает полный и сокращенный. При ремонтах делают сокращенный анализ масла, в который входят: определение кислотного числа, температуры вспышки паров, реакции водной вытяжки, содержания взвешенного угля и механических примесей; проверка прозрачности масла. Стандартом не допускается присутствие в масле механических примесей, водорастворимых кислот и щелочей.
Кислотное число показывает, какое количество миллиграммов едкого калия необходимо для нейтрализации кислот, содержащихся в 1 г масла при его подкислении. Для свежего сухого масла кислотное число составляет ?0,05, для эксплуатационного -- ?0,25. Температура вспышки паров масла ?135°С. Допускается ее снижение не более чем на 5°С от первоначальной. При полном химическом анализе масла производят, кроме того, проверку вязкости, стабильности, плотности, температуры застывания и др. Масло трансформаторов с азотной или пленочной защитой проверяют на влагосодержание и газосодержание. Влагосодержание по объему должно быть не более 0,001%, газосодержание -- 0,1%.
Испытание электрической прочности изоляции состоит из:
· определения пробивного напряжения масла или другого жидкого диэлектрика, которым заполнен трансформатор;
· измерения сопротивления изоляции обмоток;
· испытания внутренней изоляции напряжением промышленной частоты, приложенным от внешнего источника (в течение одной минуты);
· испытания повышенным напряжением, индуктированным в самом трансформаторе.
Испытательные напряжения превышают номинальные и зависят от условий эксплуатации. Трансформаторы, предназначенные для эксплуатации в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений при обычных мерах грозозащиты, испытываются по нормам для нормальной изоляции, а трансформаторы, предназначенные для эксплуатации в электроустановках, не подверженных воздействию грозовых перенапряжений, или при специальных мерах грозозащиты -- по нормам для облегченной изоляции.
При испытании изоляции напряжением промышленной частоты проверяется электрическая прочность главной изоляции (каждой обмотки по отношению к другим обмоткам, включая отводы, а также по отношению к баку).
Испытывают поочередно изоляцию каждой обмотки. Испытания проводят по схеме Рис. 18 (где 1 -- регулировочный трансформатор; 2 -- вольтметр; 3 -- амперметр; 4 -- испытательный трансформатор). При этом испытательное напряжение прикладывается между испытываемой обмоткой, замкнутой накоротко, и заземленным баком. Все остальные вводы других обмоток соединяют между собой и заземляют вместе с баком и магнитной системой. Напряжение к первичной обмотке повышающего трансформатора подводят от генератора переменного тока с регулируемым возбуждением или от регулировочного автотрансформатора. Испытательное напряжение поднимают плавно и выдерживают в течение 1 мин.
Возрастание тока и снижение напряжения, фиксируемые приборами, обычно указывают на наличие дефекта в изоляции испытываемого трансформатора. Повреждение в испытываемом трансформаторе проявляется в виде потрескивания и разрядов.
Рис. 18
Трансформатор считают выдержавшим испытания, если в процессе испытания не наблюдалось полного разряда (по звуку), разряда на защитном шаровом промежутке, выделения газа и дыма или изменения показаний приборов.
Продольная изоляция обмотки (изоляция между витками, катушками, слоями, фазами) испытывается повышенным напряжением, индуктированным в самом трансформаторе. Испытания проводят путем приложения к одной из обмоток двойного номинального напряжения этой обмотки при повышенной частоте (но не более 400 Гц). Повышение частоты необходимо во избежание чрезмерного увеличения индукции и намагничивающего тока. Испытания проводят по схеме опыта холостого хода напряжением частоты не менее 2fном при продолжительности испытания 1 мин (При более высоких частотах длительность уменьшается, но она не должна быть менее 15 с)
Основным дефектом, который выявляется при таком испытании, является замыкание между витками или слоями обмотки, а также между отводами. Если имеются признаки дефекта, то важно до разборки трансформатора путем измерений токов и напряжений по фазам установить дефектную фазу. Затем эта фаза подвергается тщательному осмотру. Дефектное место обмотки можно определить индукционным методом или измерением электрического сопротивления.
Индукционный метод для нахождения короткозамкнутого витка основан на наличии электромагнитного поля вокруг короткозамкнутого витка, созданного в нем индуктированным током короткого замыкания. Поле вокруг остальных витков отсутствует. Наличие и положение короткозамкнутого витка обнаруживают особой катушкой, называемой искателем, к которой подключен чувствительный прибор. Измерительный аппарат состоит из искателя и указателя. Искатель представляет собой многовитковую катушку, насаженную на магнитопровод, и присоединенного к ней указательного прибора (Рис. 19, где а -- общий вид; б -- принципиальная схема; / -- указательный прибор; 2 -- защитный кожух; 3 -- катушка; 4 -- сердечник).
Напряжение в проверяемой обмотке индуктируется «питателем», который выполняется аналогично представленному на Рис. 19, а искателю или представляет собой длинный стержень с намотанными по всей длине витками. Обмотка питателя подключается к сети (36, 127 или 220 В). Перемещая искатель сначала вдоль обмотки, а затем в радиальном направлении, устанавливают место замыкания по наибольшему отклонению прибора.
Рис. 19
Оценка состояния изоляции. Для оценки состояния изоляции трансформатора проводятся следующие испытания:
· измерение сопротивления изоляции обмоток через 60 с после приложения постоянного напряжения (R60'');
· определение отношения значений сопротивлений изоляции, измеренных через 60 и 15с после приложения к ним постоянного напряжения (определение коэффициента абсорции Kабс=R60''/R15'');
· измерение угла диэлектрических потерь tgд изоляции обмоток при приложении к ним переменного напряжения;
· измерение изоляционных характеристик масла: пробивного напряжения, угла;
· диэлектрических потерь и влагосодержания масла;
· определение влагосодержания установленных внутри бака трансформатора образцов твердой изоляции;
· определение отношения емкостей изоляции обмоток, измеренных при приложении напряжений частоты 2 и 50 Гц (С2/С50);
· измерение прироста абсорбционной емкости (ДС/С).
Оценка состояния изоляции производится на основании комплекса испытаний. Допустимые значения изоляционных характеристик для трансформаторов до 35 кВ и мощностью до 10 МВ·А приведены в табл. 3.1. Значения сопротивления изоляции R60'' и отношения R60''/R15'' позволяют выявить грубые дефекты в изоляции, возникшие в результате загрязнений, увлажнения или повреждения изоляции. В сочетании с другими показателями эти характеристики позволяют оценить степень увлажнения изоляции. трансформатор магнитный демонтаж
Измерение сопротивления изоляции обмоток производится при температуре не ниже +10єС мегаомметром класса 1000 В в трансформаторах класса напряжения до 35 кВ и мощностью до 16 МВ·А, и класса 2500 В с пределами измерения 0...10 000 МОм -- во всех остальных. При этом за температуру изоляции в масляных трансформаторах принимают температуру масла в верхних слоях, в сухих -- температуру окружающего воздуха.
Рис. 20
Измерения сопротивления изоляции для двухобмоточного трансформатора проводятся по следующей схеме: первое измерение между обмоткой ВН и баком при заземленной обмотке НН (сокращенная запись схемы измерения ВН-бак, НН); второе: НН-бак, ВН; третье -- ВН + НН-бак (Рис. 20, где 1 -- мегаомметр; 2 -- вводы ВН; 3 -- вводы НН; 4 -- бак трансформатора).
Контрольные вопросы
1. Какую документацию следует вести при ремонте трансформаторов?
2. Назовите критерии оценки состояния изоляции обмоток и отводов трансформаторов.
3. Укажите последовательность работ при демонтаже активной части трансформатора.
4. Перечислите основные работы по ремонту обмоток.
5. В какой последовательности производят полный ремонт магнитной системы?
6. Как производится сушка и очистка трансформаторного масла? Какие устройства и материалы при этом используются?
7. Назовите методы оценки и испытаний электрической прочности изоляции трансформаторов.
8. Перечислите испытания, которым подвергают трансформатор после капитального ремонта с разборкой активной части.
9. Как обнаружить короткозамкнутый виток в обмотке трансформатора и в чем суть этого метода?
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Устройство силовых трансформаторов. Расчет исходных данных, коэффициентов и основных размеров. Расчёт обмоток, параметров короткого замыкания, магнитной системы трансформатора, потерь и тока холостого хода. Общее описание конструкции трансформатора.
курсовая работа [156,5 K], добавлен 13.06.2010Расчет основных электрических величин и размеров трансформатора. Определение параметров короткого замыкания и магнитной системы исследуемого устройства. Тепловой расчет трансформатора: обмоток, бака, а также превышений температуры обмоток и масла.
курсовая работа [228,8 K], добавлен 21.10.2013Порядок вывода объекта в капитальный ремонт, описание подготовки объекта к капитальному ремонту. Определение основных технологических параметров электродегидратора после капитального ремонта. Общий расчет сметной стоимости капитального ремонта.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 10.06.2022Разработка маршрутно-технологического процесса ремонта червячного редуктора и структуры ремонтного цикла. Анализ износа деталей; расчёт на прочность; технические условия сборки. Смета затрат, экономическая эффективность капитального ремонта; охрана труда.
дипломная работа [464,1 K], добавлен 29.07.2012Этапы реализации технологического процесса капитального ремонта пути, нормативно-технические требования к нему. Определение фронта работ и оценка их качества, подсчет затрат труда. Порядок организации технологического процесса смены стрелочного перевода.
курсовая работа [58,4 K], добавлен 13.11.2009Особенности проектирования масляного трансформатора с контурами из алюминиевого провода, плоской трёхстержневой магнитной системой и типом регулирования напряжения РПН. Схема магнитопровода, определение параметров обмоток высокого и низкого напряжения.
курсовая работа [347,4 K], добавлен 30.10.2013Народнохозяйственное значение и эффективность капитального ремонта автомобилей. Авторемонтное производство. Перспективность авторемонтного производства и факторы которые ее обусловливают. Технико-экономическая целесообразность капитального ремонта.
курсовая работа [25,3 K], добавлен 09.12.2008Основные электрические величины. Определение основных размеров трансформатора, разновидности обмоток и порядок расчета их параметров. Механические силы в обмотках при коротком замыкании. Коэффициент полезного действия трансформатора, пути его повышения.
курсовая работа [541,8 K], добавлен 28.03.2011Проектирование варианта герметизированного трехфазного двухобмоточного масляного трансформатора с пространственной навитой магнитной системой из холоднокатаной анизотропной стали марки 3406. Определение коэффициента полезного действия трансформатора.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 29.06.2010Устройство и эксплуатация цепных и ременных передач буровых установок. Коробки перемены передач, муфты сцепления. Характер износа основных деталей трансмиссии насосов буровой установки 3200 ДТУ, технологическая последовательность их капитального ремонта.
дипломная работа [515,5 K], добавлен 09.06.2016
