Ремонт и обслуживание трансформаторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Вопросы эффективности производства, экономии материалов и качества являются основными в народном хозяйстве страны. Это относится особенно к ремонтной практике, так как одни и те же повреждения могут иметь различную сложность и трудоёмкость, а следовательно, нормирование расхода материалов и труда затруднительно.

Электровооружённость всех отраслей промышленности, строительства и сельского хозяйства из года в год повышается. Предприятия получает большое количество электродвигателей, приборов, пускорегулирующей аппаратуры, трансформаторов и разного другого оборудования. Строительство новых, расширение и реконструкция предприятий и цехов требует сооружения дополнительных кабельных линий и электропроводок, возрастает объём новых электротехнических устройств и установок. Наряду с этим сохранится и будет эксплуатироваться большой парк существующего электрооборудования и электрических сетей. Длительная эксплуатация электрооборудования, перегрузки, аварийные ситуации приводят к повреждениям отдельных деталей и узлов, а это, в свою очередь, к простоям оборудования основного производства. Для продления срока эксплуатации электрооборудования необходимо чётко организованный ремонт.

Наиболее эффективной системой является планово-предупредительный ремонт электрооборудования и сетей, который включает в себя техническое обслуживание и ремонт. Опыт показывает, что на предприятиях, где налажен планово-предупредительный ремонт, электрооборудование длительное время работает бесперебойно и надёжно. В решении этой задачи ведущая роль принадлежит ремонтному персоналу.

1. Ремонт силовых трансформаторов

1.1 Назначение

Трансформатор предназначен для преобразования (трансформации) электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого. Широкое применение нашли силовые трансформаторы для повышения напряжения (повысительные) на электростанциях и для понижения напряжения на подстанциях. Кроме того, изготовляют специальные трансформаторы, применяемые для плавки и сварки металла. Распространены трансформаторы для измерения высоких напряжений и больших токов.

В зависимости от уровня напряжения и мощности различают трансформаторы масляные и сухие. По конструкции они разделяются на однофазные и трёхфазные.

Трансформаторы - это наиболее распространённые устройства в современной электротехнике. Трансформаторы большой мощности составляют основу систем передачи электроэнергии от электростанций в линии электропередачи. Они повышают напряжение переменного тока, что необходимо для экономной передачи электроэнергии на значительные расстояния. В местах распределения энергии между потребителями применяют трансформаторы, понижающие напряжение до требуемых для потребителей значений. Наряду с этим, трансформаторы являются элементами электроустановок, где они осуществляют преобразование напряжения питающей сети до значений необходимых для работы последних.

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более обмоток связанных индуктивно, и предназначенные для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. Обмотку, присоединённую к питающей сети, называют первичной, а обмотку, к которой присоединяется нагрузка - вторичной. Обычно все величины, относящиеся к первичной обмотке трансформатора помечают индексом 1, а относящиеся ко вторичной - индексом 2.

Первичную обмотку трансформатора подсоединяют к питающей сети переменного тока. Ток первичной обмотки имеет активную и индуктивную составляющие. При разомкнутой вторичной обмотке, вследствие действия индуктивной составляющей тока, возникает магнитный поток, который намагничивает сердечник. Активная составляющая тока определяется потерями, возникающими, в местах стали, при перемагничивании сердечника. Наибольшая часть потока сцеплённого с первичной обмоткой, сцеплена также со всеми обмотками фазы и является потоком взаимоиндукции между обмотками, или главным рабочим потоком. Другая часть полного потока сцеплена не со всеми витками первичной и вторичной обмоток. Её называют потоком рассеивания.

ЭДС обмотки пропорциональна числу её витков. Отношение ЭДС первичной и вторичной обмоток называется коэффициентом трансформации, который пропорционален отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток.

1.2 Устройство

Трансформаторы имеют магнитопроводящие сердечники и токопроводящие обмотки. Для лучшего охлаждения сердечники и обмотки мощных трансформаторов погружаются в бак, наполненный маслом. Сердечники трансформаторов состоят из стержней, на которых размещаются обмотки, и ярм, которые служат для проведения потока между стержнями. Различают два вида сердечников: стержневой и броневой.

Броневой сердечник имеет разветвлённую магнитную систему, вследствие этого поток в ярме составляет половину от потока стержня, на котором расположены обмотки.

Трёхфазные трансформаторы выполняются обычно стержневыми. Их сердечники состоят из расположенных в одной плоскости трёх стержней, соединённых ярмами. Магнитная система таких трансформаторов несколько несимметрична, так как магнитная проводимость потока крайних стержней и среднего - является неодинаковой.

Вследствие изменения потока, в контурах стали сердечника индуктируется ЭДС, вызывающая вихревые потоки, которые стремятся замкнуться по контуру стали, расположенному в поперечном сечении стержня. Для уменьшения вихревых токов, сердечники трансформатора набираются из изолированных прямоугольных пластин электротехнической стали толщиной 0,5мм или 0,35мм. Для уменьшения зазоров в местах стыков, слои сердечника, набранные различными способами, чередуются через один. После сборки, листы верхнего ярма вынимаются и на стержнях устанавливаются обмотки, после чего ярмо вновь заштыховывается. Листы сердечника изолируются лаком или бумагой, имеющей толщину 0,33мм, и стягиваются при помощи изолированных шпилек.

В большинстве случаев в трансформаторах электропередач применяются так называемые концентрические обмотки, имеющие вид размещённых концентрически полых цилиндров. Обычно ближе к сердечнику размещается обмотка низшего напряжения, требующая меньшей толщины изоляции сердечника.

По способу охлаждения трансформаторы разделяются на масляные, обмотки которых погружены в масло и сухие, охлаждаемые воздухом. Мощные силовые трансформаторы имеют масляное охлаждение. Трансформатор в большинстве случаев не является твёрдым телом, а содержит большое количество жидкого масла, которое оказывает значительное влияние на теплопередачу.

В большинстве случаев в трансформаторах электропередач применяются так называемые концентрические обмотки, которые имеют вид размещенных концентрически полных цилиндров (одна в другой). Обычно ближе к сердечнику размещается обмотка низшего напряжения, требующая меньшей толщины изоляции сердечника.

В трансформаторах мощностью до 560 кВ·А концентрическая обмотка выполняется по типу цилиндрической обмотки, а в большинстве случаев имеющей два слоя. Слои обмотки выполняются из провода круглого или прямоугольного сечения. Провод наматывается впритык по винтовой линии вдоль образующей цилиндра.

В трансформаторах больших мощностей концентрическая обмотка низшего напряжения выполняется по типу винтовой, в которой между двумя соседними по высоте витками оставляется канал.

В трансформаторах на напряжение 35 кВ и более применяют концентрическую обмотку, выполненную по типу непрерывной, в которой, в отличие от винтовой, каждый виток состоит из нескольких концентрически намотанных витков обмотки. Катушки этой обмотки наматываются непрерывно одним проводом без пайки. При воздействии осевых сжимающих усилий, возникающих при внезапных коротких замыканиях, наиболее надежными являются непрерывные обмотки.

2. Устранение неисправностей

Основные виды повреждений и текущий ремонт трансформаторов.

Наибольшее количество повреждений наблюдается в устройствах обмоток, главной и продольной изоляции, вводов и переключателей.

Поступивший в ремонт трансформатор осматривают. Знакомятся с эксплуатационно-технической документацией, обращая особое внимание на сведение о работе и дефектах трансформатора в эксплуатации, результаты предыдущего ремонта и особые требования, предъявляемые заказчиком.

При внешнем осмотре могут быть установлены некоторые неисправности трансформатора: поверхностное перекрытие; пробой или разрушение изоляторов, ввод, вздутие бака, образовавшееся вследствие механических усилий внутри трансформатора при его аварии; нарушение швов бака или уплотнений, наличие и течи масла; неисправности работы маслоуказателя, сливного крана и другие дефекты.

Определение основных физико-химических свойств трансформаторного масла.

В случае отсутствия паспортных данных поступившего в ремонт трансформатора необходимо провести испытание трансформаторного масла на основные физико-химические свойства.

Масло для испытания отбирают из специально предусмотренного крана в чистую сухую стеклянную посуду, предварительно слив 2 - 3 л масла и ополоснув им посуду. Масло испытывают на пробой на специальной установке. Для трансформаторов с номинальным напряжением до 15 кВ пробивное напряжение должно быть не менее 25 кВ при условии выполнения шести проб. Проводят сокращённый химический анализ для проверки соответствия их приведённым в таблице.

Измерение сопротивления изоляции обмоток.

Измерения выполняют мегаомметром 1000В. Для двухобмоточных трансформаторов измеряют сопротивление изоляции между обмоткой ВН и баком при заземленной обмотке НН, между обмоткой НН и баком при заземленной обмотке ВН, между соединенными между собой обмотками ВН и НН и баком. Сопротивление изоляции при 10єС должно быть в пределах 800 - 600 МОм.

Определение коэффициента трансформации.

Коэффициент трансформации определяют методом двух вольтметров. На вводы НН подают напряжение порядка 100 - 400 В. С помощью вольтметров V1 и V2 измеряют поочередно напряжение на всех ступенях напряжения обмоток ВН и НН. Вольтметр V2 присоединяется через трансформатор напряжения. Определяют коэффициент трансформации для всех фаз и ступеней. Допустимое отклонение коэффициента от расчетного должно быть - 0,5%, отклонение по фазам 1 - 2%.

Определение группы соединения обмоток.

Определение группы выполняют методом двух вольтметров V1 и V2. Вводы А и а испытуемого трансформатора соединяют. К одной из обмоток подводят напряжение 220 В и измеряют поочередно напряжения между вводами в-В, в-С и с-В. По измеренным напряжениям и полученным коэффициентам трансформации по справочным таблицам находят группу соединения обмоток.

Испытание прочности изоляции между обмотками ВН и НН и каждой из них относительно бака.

С помощью автотрансформатора Т1, подключенного к сети переменного тока промышленной частоты 50 Гц, плавно поднимают напряжение трансформатора Т2 до 35 кВ для масляных трансформаторов и 23 кВ для сухих с номинальным напряжением 10 кВ. Если в течение 1 м не наблюдается потрескивания или перекрытия, стрелки вольтметра и амперметра не изменяют своих показаний, плавно снижают напряжение до нуля и считают, что трансформатор выдержал испытания.

Если в результате осмотра и приведенных выше испытаний повреждения активной части трансформатора установлены, приступают к ее осмотру.

Трансформатор устанавливают под крюк подъемного механизма так, чтобы крюк находился над центром тяжести трансформатора (пересечения осей крышки трансформатора), демонтируют термометр и пробивной предохранитель, чтобы не повредить их при подъеме выемной части, отвинчивают болты, крепящие крышку, ослабляют крепления изоляторов и вводов, установленных на крышке.

Активную часть трансформатора поднимают после частичного слива масла до уровня ниже уплотняющей прокладки крышки в трансформаторах с расширителем. Чтобы избежать появления влаги (росы) на остове и обмотках трансформатора, активную часть разрешается поднимать только при условии, когда температура ее равна или выше температуры окружающего воздуха.

Чтобы не повредить обмотки, подъем рекомендуется проводить вдвоем, удерживая стропы и крышку трансформатора, чтобы магнитная система и обмотки не задевали за края бака. Подняв активную часть на 15-20 см, определяют уровень масла в трансформаторе и проверяют, полностью ли были покрыты маслом обмотки и отводы. Только после этого допускается полный спуск масла.

Подняв активную часть трансформатора, осматривают её. Проверяют чистоту обмоток, обращая особое внимание на каналы между обмотками и магнитопроводом. Твердые парафиновые отложения очищают протирочной ветошью или кистью, смоченными в бензине.

Почерневшие или подгоревшие места катушек свидетельствуют о межвитковом замыкании обмоток или пробое на корпус. Выявляют на ощупь места ослабления витков. В этих местах, как правило, поврежденной оказывается изоляция обмотки, обуглившаяся в результате межвитковых замыканий, не видимых с внешней стороны. Проверяют внешним осмотром состояние изоляции, отсутствие деформаций и смещений обмоток или ее витков, наличие изоляционных прокладок, клиньев, распорок.

Ослабление витков обмотки устраняют подпрессовкой обмоток. Между уравнительной и ярмовой изоляциями забивают дополнительные изоляционные клинья, изготовленные из сухого дерева, электрокартона или гетинакса. Раскаливают ряд за рядом равномерно по всей окружности. При этом применяют вспомогательный брусок. Чтобы нее размочалить торцы забиваемых клиньев, ударяют по деревянному бруску. Для небольших трансформаторов подпрессовка выполняется ярмовыми балками.

Мегаомметром 1000 В проверяют отсутствие обрывов и сопротивление изоляции обмоток НН и ВН на корпус и между обмотками ВН и НН.

Проверяют также надёжность контактов концов обмотки с вводами, места паек, изоляцию шпилек и бандажей бесшпилечных трансформаторов, стягивающих сталь магнитопровода.

При внешнем осмотре обращают внимание на состояние переключателей. Одновременно осматривают бак, расширитель, соединительные трубопроводы и уплотнения.

Если оказываются повреждёнными магнитная система или обмотки, трансформатор подлежит капитальному ремонту с разборкой активной части.

При повреждениях других частей ремонт последних производят без полной разборки трансформатора.

Ремонт вводов.

Основные неисправности вводов следующие: трещины и сколы изоляторов, разрушение изоляторов, некачественная армировка и уплотнение, срыв резьбы контактного зажима при неправильном навинчивании и затягивании гайки. При значительных сколах и трещинах ввод заменяется.

Армирование фарфоровых изоляторов начинают с изготовления зажима их медных или латунных прутков соответствующего диаметра и длины; на концах зажима нарезается резьба по размерам заменяемого. На зажим навинчивают стальной или бронзовый колпак и закрепляют его контргайкой. С внутренней стороны колпак с зажимом скрепляют газосваркой. Сварку производят латунью с применением в качестве флюса буры предварительно прокаленной в течение 3 ч при 700єС.Качество сварки должно быть проверено. После сварки зажим лудят гальваническим способом и подвергают вторичному испытанию.

Зажим с приваренным к нему колпаком закрепляют в тисках. Для предохранения резьбу обертывают лентой из мягкого метала. Внутрь колпака вкладывают резиновую прокладку.

Фарфоровый изолятор верхней частью вставляют в колпак и сверху на зажим надевают электрокартонную и металлические шайбы, которые до отказа затягивают контргайкой. Колпак заливают замазкой, которую после застывания покрывают нитроэмалью 624 єС.

В качестве армировачных цементирующих замазок для изоляторов напряжением до 10 кВ рекомендуется глетоглицириновая или портландцементная замазка. В случае переармировки изоляторов необходимо старую затвердевшую замазку удалить равномерным нагреванием фарфоровой части ввода, а затем фланца до 100-120єС паяльной лампой или автогенной горелкой. Вследствие температурного расширения фланец отойдет от замазки и при легком ударе молотка по фланцу он отделится от фарфора.

Начало обмоток ВН трехфазного трансформатора маркируется буквами А, В, С, а концы этих обмоток - Х, У, Z. Нейтраль - 0. Начало и конец обмоток НН маркируются соответственно a, b, c и x, y, z.

Ремонт поврежденных контактных зажимов.

Поврежденную резьбу зажимов отрезают ножовкой заподлицо с плоскостью колпачка. Зажим высверливают на толщину тела колпачка (3 - 4 мм), после чего его можно свободно вынуть и заменить новым. Новый зажим приваривают от верхней плоскости колпачка.

Ремонт переключателей.

Переключатель служит для переключения числа витков обмотки ВН и имеет три ступени регулировки напряжения: +5%, номинальное напряжение - 5%. Наиболее распространены следующие типы переключателей:

ТПСУ-9-120/6, устанавливаемый в трансформаторах мощностью до 1000 кВ·А, напряжением до 6 кВ без расширителя; переключатель размещается под крышкой, в которой есть отверстие для рукоятки, и закрепляется на верхних ярмовых балках выемной части трансформатора; отверстие закрывается чугунным колпаком;

ТПСУ-9-120/11, ТПСУ-9-120/12, применяемые в трансформаторах напряжением до 10 кВ и мощностью до 1000 кВ·А включительно; переключатель устанавливается над крышкой трансформатора.

В последних конструкциях трансформаторов напряжением 10 кВ применяется переключатель реечного типа ПТО-10/63-65, предназначенный для переключения ответвления обмоток в пределах ± 2·2,5 на трансформаторах 1 - 3 габаритов на напряжение до 10 кВ.

Наиболее частыми повреждениями переключателей являются оплавления и подгорания контактных поверхностей. При значительных оплавлениях и полном выгорании контактов переключатель заменяют новым.

В целях устранения повреждений пружины переключатель проверяют путём переключения его по всем ступеням. Исправная пружина для переключателя ТПСУ, ПТО обеспечивает нажатие контактов в рабочем положении 50 - 60 Н. Каждое положение переключателя чётко фиксируется, что сопровождается щелчком.

При осмотре переключателя его следует очистить, закрепить и подтянуть контакты.

Иногда контактная поверхность переключателей покрывается очень стойкой и твёрдой плёнкой - продуктом старения масла. Её удаляют, протирая поверхность колец и стержней контактов тряпкой, смоченной ацетоном. Применение для этой цели наждачной бумаги недопустимо, так как она может повредить никелированную поверхность.

Ремонт пробивного предохранителя.

После каждого пробоя предохранителя устанавливают новую слюдяную пластинку толщиной 0,25 мм, а контактные поверхности предохранителя тщательно зачищают от образовавшегося нагара.

Ремонт бака.

Сравнительно распространёнными случаями повреждения бака, вызывающими его течь, являются нарушения сварных швов и недостаточная плотность прокладки между баком и крышкой. Пустой бак очищают от осадков, грязи, промывают и ополаскивают тёплым маслом. Проверяют исправность работы спускного крана. Места течи заваривают, предварительно тщательно очистив место сварки от масла и краски и просушив его постепенным и равномерным нагревом паяльной лампы.

Незначительную течь масла в швах или в местах вварки труб охлаждения можно устранить чеканкой.

По окончании сварки бак в течение 1 - 2 ч испытывают избыточным давлением столба масла высотой 1,5 м над уровнем масла в расширителе, используя трубку с воронкой. Трубку завинчивают в отверстие для пробки расширителя и заполняют маслом примерно до высоты воронки.

На время испытания все отверстия, связанные с баком и расширителем, должны быть герметически закрыты. По окончании испытания масло из воронки сливают до наивысшего уровня в расширителе, а отверстие для заливки масла завинчивают пробкой. После этого удаляют выполненные для проведения испытаний герметические уплотнения и устанавливают необходимый уровень масла по указателю, сливая избыток масла из расширителя. Одновременно проверяют исправность действия маслоуказателя и пробок.

Ремонт прокладок.

Пришедшие в негодность уплотняющие прокладки заменяют новыми, изготовленными из маслостойкой резины.

Разметку отверстий в прокладках для прохода болтов делают по крышке или фланцу бака. Отверстия выполняют просечкой. Во избежание перекоса крышки дополнительно прокладывают проволочный ограничитель.

Ремонт расширителя.

Ремонт расширителя чаще всего сводится к промывке его маслом. Но иногда необходимо очищать внутреннюю поверхность расширителя от ржавчины, которая может быть обнаружена при разборке трансформатора в виде большого скопления крупинок на плоскости верхнего ярма, под отверстием патрубка расширителя или чаще под отверстием выхлопной трубы.

В некоторых трансформаторах расширитель не имеет съёмного дна. При ремонте трансформатора рекомендуется сплошное дно заменить на съёмное. Работу выполняют следующим образом: старое вварное дно вырезают газовой горелкой. Далее к цилиндру расширителя приваривают стальной фланец, в который ввинчивают и приваривают шпильки для крепления съёмного дна гайками. Дно уплотняют резиновой прокладкой удерживаемой стальным кольцом.

При ремонте расширителя проверяют патрубок трубы, соединяющий расширитель с баком. Если патрубок выступает внутрь расширителя менее чем на 30 - 50 мм, необходимо его переварить, так как при меньшей высоте через патрубок могут попадать в бак осадки, скапливающиеся в расширителе. При этом масло должно быть на отметке нижнего уровня расширителя.

При осмотре расширителя ржавчину очищают стальной щёткой и удаляют керосином. После очистки внутреннюю поверхность расширителя следует протереть чистой тряпкой, смоченной бензином, и после полного высыхания покрыть нитроэмалью 624С или ГФ-92-ХК.

При этом надо следить, чтобы эмаль не закупорила отверстия расширителя, особенно отверстия маслоуказателя. После покрытия эмалью расширитель должен быть высушен в печи в течение 6 - 12 ч при температуре 105 - 110 єС.

Работа с эмалью требует строгого соблюдения правил пожарной безопасности и охраны труда. Хранят её в герметически закупоренной таре.

Ремонт крышки.

Крышки трансформаторов, не имеющих расширителей, с внутренней стороны часто покрываются ржавчиной. После тщательной очистки крышку следует покрыть антиконденсационным составом, состоящим из 100 мас. ч. эмали ГФ-92-ХК и 10 мас. ч. пробковой крошки и хорошо перемешанным. В качестве растворителя может быть применён бензол или таулол.

Полученный состав кистью наносят два раза на горизонтально лежащую крышку. После 20- минутной выдержки на воздухе крышку просушивают в сушильном шкафу в течение 30 мин или на открытом воздухе в течение 4 - 6 ч.

Ремонт маслоуказателя.

Старые типы маслоуказателя, сообщающиеся с расширителем только снизу, а в верхней части имеющие «дыхательное» отверстие, заменяют новыми пластинчатого типа, которые можно изготовить по чертежам завода изготовителя.

Ремонт гильз для термометров.

Частые повреждения гильзы происходит из-за попадания в неё воды, которая, замерзая зимой, расширяется и выдавливает в бак трансформатора дно гильзы. У неработающих трансформаторов в зимнее время рекомендуется гильзу тщательно закрывать.

В современных трансформаторах ртутные термометры заменены на спиртовые.

Ревизия термосифонного фильтра и воздухоосушителя.

Термосифонный фильтр - устройство, которое очищает и регенерирует масло. Нагреваясь и сообщаясь с воздухом, масло поглощает влагу и окисляется, стареет. Фильтр заполнен специальным поглощающим веществом (сорбентом) - силикагелем КСК.

Воздухоосушитель предназначен для того, чтобы через «дыхательное» отверстие расширителя не попадал влажный и загрязнённый воздух. Осушитель крепят на стенке расширителя или бака трансформатора. Воздух очищается в слое силикагеля, проходя через слой масла фильтра.

В ряде трансформаторов для такой же цели применяют силикагелевые поглотительные патроны, которые устанавливают на крышке трансформатора вблизи расширителя или в самом расширителе. Эти устройства не требуют специального ремонта, и достаточно ограничится их ревизией.

Силикагель по мере увлажнения теряет свои свойства, поэтому его заменяют сухим. Признаком увлажнения служит изменение цвета, что легко наблюдать через смотровое стекло воздухоосушителя. Находящийся в сетчатом патроне индикаторный силикагель меняет голубую окраску на розовую.

При ревизии и замене силикагеля каждый из этих устройств демонтируют, разбирают, высыпают отработанный силикагель. Все внутренние полости и детали устройств протирают ветошью, смоченной керосином. Резиновые и асбестовые уплотнения заменяют новыми. Устройство собирают и устанавливают на место. Масса силикагеля, загружаемого в фильтр, равна 0,1 - 0,2 % массы масла в трансформаторе.

Ремонт и изготовление изоляции и обмоток.

Главная изоляция обеспечивает изоляцию обмоток друг от друга и от заземлённых частей. К ней относятся масляный канал и изоляционный цилиндр, изолирующие обмотку НН от стержня, цилиндр между обмотками ВН и НН, перегородка между обмотками.

При повреждении главной изоляции или обмоток трансформатор подлежит капитальному ремонту с разборкой активной части, которая выполняется в такой последовательности.

Демонтируют отводы, отвинчивают гайки вертикальной шпильки, ослабляют и отвинчивают гайки прессующих шпилек, которые вынимают вместе с бумажно-бакелитовыми трубками.

Шпилька и бандаж (в случае металлического) должны иметь надежную изоляцию от листов стали магнитопровода и ярмовых балок. Верхние ярмовые балки и изоляционные электрокартонные прокладки снимают. Ярмовые балки со стороны ВН и НН не взаимозаменяемы и поэтому их маркируют. Вынимают заземляющую ленту магнитопровода, снимают верхнюю уравнительную изоляцию. Демонтируют шпильки. В процессе разборки все детали внимательно осматривают и отбраковывают.

Расшихтовывают верхнее ярмо, начиная с крайних пакетов с обеих сторон (ВН и НН), идя к середине ярма, вынимая одновременно по 2 - 3 листа. После расшихтовки верхнего ярма выступающие расходящиеся в сторону лисмты стержней связывают киперной лентой, чтобы облегчить снятие обмоток. Поочередно снимают обмотки ВН, выгибая предварительно вертикально концы обмотки НН.

Обмотки в зависимости от массы снимают вручную или специальным приспособлением. Их осматривают, замеряют, определяют характер и объем ремонта или необходимость изготовления новых. Затем снимают ярмовую и уравнительную изоляции.

К числу наиболее распространенных повреждений обмотки следует отнести: замыкание между витками и замыкание на корпус, межсекционные пробои, электродинамические разрушения, обрыв цепи.

Повреждения изоляции в основном происходят в результате ее естественного износа и уменьшения механической прочности при длительной эксплуатации (15 лет и более), при длительных перегрузках трансформатора, сопровождаемых перегревом обмоток.

При коротких замыканиях вследствие электродинамических усилий наблюдаются деформация обмоток, сдвиг их в осевом направлении и, как правило, механическое разрушение изоляции.

Обрыв цепи обмоток, замыкание их на корпус или пробои возникают вследствие обгорания вводных концов, небрежного соединения их или в результате воздействия электродинамических усилий.

Ремонт обмоток.

В большинстве случаев сводится к замене поврежденной изоляции проводов или замене клиньев, прокладок и других изолирующих обмотку элементов. Для проводов прямоугольного профиля большого сечения витковой изоляции. Переизолировка провода небольших однослойных катушек, как правило, выполняется вручную. Поврежденную изоляцию убирают обжигом. Чтобы витки обмотки во время обжига не разошлись, на обмотку в осевом направлении накладывают несколько проволочных бандажей 2, которые после обжига аккуратно снимают. Медный провод освобождают от остатков обгоревшей изоляции. Витки обмотки изолируют двумя слоями бумажной или тафтяной ленты в полуперекрышку.

Для усиления изоляции между смежными витками по соприкасающейся поверхности витка 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, выполненным из электрокартона, который прикрепляют к витку бандажом из киперной или тафтяной ленты. Катушке придают нужный размер по диаметру и высоте путем обтяжки ее на шаблоне. Чтобы не допустить ослабления и распускания витков, их закрепляют в нескольких местах равномерно по окружности восьмерочными бандажами из киперной ленты. Затем обмотку высушивают, пропитывают соответствующими лаками и запекают. Поврежденные многослойные и другие обмотки, выполненные из проводов мелких сечений, в большинстве случаев заменяют новыми.

Изготовление новых обмоток.

Для изготовления новых обмоток применяют шаблоны из сухого дерева твёрдых пород. Цилиндрическое тело шаблона состоит из двух срезанных наискось половин, обеспечивающих лёгкий разъем шаблона. Диаметр его равен внутреннему диаметру катушки, длина- высоте катушки. Высота катушки фиксируется обоймами, надвигаемыми на тело шаблона и закреплёнными на нём в определённых местах. Применяются также различные типы универсальных шаблонов, устанавливаемых на обмоточных станках.

Рассмотрим технологию и способ изготовления нескольких типов обмоток.

Для изготовления однослойной цилиндрической обмотки НН прямоугольного сечения её начальный конец загибают «на ребро» под углом, близким прямому. Отвод закрепляют в прорези съёмной обоймы деревянного шаблона. Первый виток выравнивают клиновидным пояском из электрокартона, размеры которого соответствуют расчётным данным. Выравнивающий поясок прикрепляют к витку обмотки с помощью бандажа.

Для закрепления первого витка на него накладывают петлю из киперной или тафтяной ленты. После укладки четырех-пяти витков с помощью этой ленты затягивают первый виток с отводом. Последние витки каждого слоя также выравнивают с помощью клиновидного пояска, прикрепляемого бандажом. Перед последними четырьмя-пятью витками обмотки в нескольких местах закладывают затяжные петли, как это было сделано для первого витка в начале обмотки. Последний виток слоя обмотки закрепляют в затяжные петли, подтягивают и закрепляют.

При намотке многослойных катушек такое бандажирование витков нижних рядов не требуется, так как верхний слой обмотки обеспечивает прочность всех нижних слоёв.

Для предохранения изоляции крайних витков при переходе их одного слоя в другой в местах перехода прокладывают полоску электрокартона, ширина которой должна быть на 4 - 5 мм больше ширины провода.

Для лучшей изоляции между слоями многослойной обмотки прокладывают электрокартон толщиной 0,5 мм, который перед намоткой очередного слоя сильно стягивают киперной лентой.

Последний виток многослойной катушки крепят так же, как у однослойных катушек.

Технология изготовления многослойной обмотки ВН приведена в технологической карте (табл.).

Отводы должны быть хорошо изолированы для предупреждения межвиткового замыкания. Для изоляции отводов применяют лакоткань и полоски из электрокартона, прокладываемые с обеих сторон отвода.

Пропитка и сушка обмоток.

Пропитка обмоток лаком придаёт им необходимую механическую прочность, повышает прочность изоляции и увеличивает её теплопроводность. Обмотку нужно пропитывать лаком непосредственно после сушки, когда она ещё не остыла. Сушка считается законченной, когда лак образует твёрдую блестящую и эластичную плёнку.

Ремонт главной изоляции.

Как правило, при ремонте трансформаторов главную изоляцию заменяют новой.

Ярмовая изоляция представляет собой кольцеобразную шайбу, сделанную из электрокартона толщиной 2 - 3 мм с прикреплёнными по обеим сторонам деревянными прокладками, которые образуют масляные каналы между ярмом и обмоткой.

Уравнительная изоляция выравнивает плоскость ярмовых балок с горизонтальной плоскостью ярма. Её изготавливают в виде настила из буковых планок. Для вывода концов от внутренних обмоток НН и циркуляции масла в планках делают нарезы. У трансформаторов 1 - 2 габаритов деревянный настил служит одновременно ярмовой и уравнительной изоляции.

Сборка трансформаторов.

После того как отремонтированы все детали, приступают к сборке трансформатора. На стержни магнитопровода насаживают отремонтированные обмотки: сначала НН, затем ВН. Обмотки расклинивают на стержнях и между собой. После насадки обмоток приступают к шихтовке верхнего ярма.

Ответственной операцией является прессовка всей выемной части. Вертикальными стяжными шпильками сжимают ярмовые балки и тем самым осаживают обмотку. Ударами молотка через фибровую прокладку осаживают листы стали верхнего ярма. Стальной конусной оправкой выправляют отверстия верхнего ярма для стяжных шпилек. Вставляют бакелитовые трубки и стяжными шпильками прессуют верхнее ярмо.

После сборки выемной части выполняют серию предварительных испытаний.

Далее производят заготовку, установку, соединение, пайку, изолирование и крепление отводов. Отводы с концами обмоток соединяют сваркой или пайкой. Пайку проводов сечением до 30 - 40 мм лучше выполнять электрическим паяльником. Провода большого сечения паяют специальными клещами медно-фосфористым припоем. Клещи присоединяют к понижающему трансформатору 12 - 24 В мощностью 1 - 1,5 кВт.

Полностью собранную выемную часть трансформатора сушат, так как она имеет много изоляционных деталей, которые в процессе хранения и сборки могли увлажниться. Существует несколько методов сушки выемной части трансформаторов, но наиболее распространенным и доступным в ремонтной практике является способ индукционного нагрева. При этом способе на наружные стенки бака, предварительно утепленные асбестом, наматывают изолированный провод. Необходимое количество витков определяется расчетом или опытным путем. По обмотке пропускают ток расчетной величины при определенном напряжении.

Для циркуляции в баке нагретого воздуха на крышке устанавливают вытяжную трубу высотой 1,5 - 2 м, а внизу бака открывают одно из отверстий. Температура контролируется термометрами. Сушка ведется непрерывно. Периодически замеряют сопротивление изоляции обмоток, и если оно в течении 6-8 ч не меняет своей величины при постоянной температуре в баке 105 єС сушку считают законченной.

Отремонтированный и высушенный трансформатор подвергают испытаниям в соответствии с «Нормами испытания электрооборудования». Их результаты заносятся в паспорт отремонтированного трансформатора.

3. Техника безопасности и охрана труда

электрооборудование трансформатор ремонт

Задачи техники безопасности и общие требования.

Техника безопасности составляет часть общего комплекса мероприятий по охране труда, обеспечивающих здоровые, рациональные и безопасные условия труда на производстве.

В полный комплекс охраны труда, кроме того, входят производственная санитария и трудовое законодательство. Сюда относятся определённые нормы освещённости на рабочих местах, вентиляция, размеры проходов между работающим оборудованием, устройство шкафов для хранения спецодежды, душевые и умывальники и другие условия улучшения труда на предприятиях.

Полная безопасность работающих обеспечивается и противопожарными мероприятиями, которые предусмотрены отдельными правилами и требованиями.

Электромонтёры-ремонтники должны твёрдо знать правила техники безопасности при выполнении различных видов работ. Приходится работать в условиях, когда мостовые краны перемещают большие и тяжелые грузы, находиться в непосредственной близости от электрических установок, от тока ведущих частей их, в цехах, где возможно выделение токсичных паров или с повышенной пожарной опасностью.

Рабочие, поступающие на ремонтное предприятие, должны пройти инструктаж по общим правилам техники безопасности, правилам электробезопасности, поведения на рабочем месте при ремонте электрического оборудования.

Рабочие должны знать инструкции по технике безопасности ремонтных предприятий.

Запрещается находится под поднятым грузом и на пути его перемещения, проходить или пробегать впереди движущихся электрокаров, вагонеток, тележек, перелизать через конвейеры , рольганги или подлезать под них, заходить за ограждения машин и механизмов, касаться движущихся частей2 оборудования.

В вечернее и ночное время дворы, проходы и рабочие места должны быть хорошо освещены. В опасных зонах должны быть вывешены предупреждающие или запрещающиеся плакаты.

Предприятие должно иметь кабинет по технике безопасности, в котором отражены все требования, условия и примеры безопасной работы.

Меры, обеспечивающие электробезопасность.

Электрические установки и устройства должны быть в полной исправности, для чего в соответствии с правилами эксплуатации их нужно периодически проверять Нетоковедущие части, могущие быть под напряжением в результате порчи изоляции, должны быть надежно заземлены.

Не разрешается касаться электропроводки, клемм, корпусов работающих машин, аппаратов и электрических шкафов.

Запрещается проводить работы или испытания электрического оборудования и аппаратуры или их узлов, находящихся под напряжением, при отсутствии или неисправности защитных средств, блокировки ограждений или заземляющих цепей. Для местного переносного освещения должны применяться специальные светильники с лампами на напряжение 12 В. Пользоваться неисправным или непроверенным электроинструментом (электросверлилками, паяльниками, сварочными и другими трансформаторами) запрещается. В помещениях с повышенной опасностью от поражения электрическим током (сырые, с токопроводящими полами, с установками ВН пыльными) работы должны выполняться с особыми предосторожностями.

Большое значение уделяется защитным средствам. К ним относятся диэлектрические перчатки, боты, коврики, изолирующие ручки инструмента.

Противопожарные мероприятия.

Причинами пожара, как правило, являются: работа с открытым огнём, неисправности электрических устройств и проводок, курение и несоблюдение пожарной безопасности.

Все цехи должны быть обеспечены противопожарным инвентарём и огнетушителями. Рабочие должны уметь пользоваться ими при пожаре.

Курить разрешается только в специально отведённых местах.

Запрещается стирать спецодежду бензином, ацетоном и другими легковоспламеняющимися жидкостями.

Пролитую горючую жидкость немедленно убирают. Использованные обтирочные материалы хранят в специально отведённых ящиках с плотно закрывающимися крышками.

В случае возникновения пожара или возгорания принимаются немедленные меры по его ликвидации, и одновременно сообщается в ближайшую пожарную часть.

Приложения

Таблица. Технологическая карта на изготовление обмотки ВН (10 кВ) для трансформатора мощностью до кВ·А

№ опе- рации	Содержание операции и указания по ее выполнению	Оборудование, приспособления и инструмент	Материал
1	Проверить состояние бакелитового цилиндра и его размеры по расчетной записке. Укрепить цилиндр на станке. Длина цилиндра по обмотки на 32 мм. Цилиндр может быть изготовлен из электрокартона (при отсутствии готового)	Обмоточный станок, измерительная линейка	Электрокар тон ЭМЦ толщиной 1,5--2 мм
2	Подготовить необходимый изоляционный материал для межслоевой и концевой изоляции (уравнительного пояска), изготовляемой из электрокартона толщиной, равной диаметру провода или толщине витка. Готовую к установке концевую изоляцию обмотать телефонной бумагой	Рычажные ножницы для резки изоляции	Кабельная бумага толщиной 0,1 мм, электрокартон ЭМЦ толщиной 0,5 мм, телефонная бумага толщиной 0,05 мм
3	Установить катушки с проводом на вертушку и отрегулировать натяжение привода, которое должно быть таким, чтобы обеспечить плотное прилегание обмотки к шаблону	Вертушка	Обмоточный провод марки ПБ Ш 1,45/1,75
4	Установить торцовый уравнительный поясок вплотную к щеке шаблона	-----------	-----------
5	Изогнуть вывод (отвод) под прямым углом, изолировать его лакотканью и тафтяной или киперной лен той и закрепить	Приспособление для изгибания провода	Тафтяная или киперная лента, лакоткань
6	Продеть отвод через вырез в обойме шаблона и закрепить шаблон на планшайбе станка	-----------	-----------
7	Намотать первый слой катушки при медленном вращении планшайбы станка. Свободные концы бумажного хомутка прижимаются первыми витками наматываемого слоя. При намотке витки катушки необходимо уплотнять в осевом направлении фибровым клином	Молоток-киянка, фибровый клин	Кабельная бумага толщиной 0,1 мм, тафтяная лента
8	Обернуть первый слой обмотки 2--3 слоями кабельной бумаги	-----------	-----------
9	Намотать второй слой обмотки. Переход обмотки из слоя в слой должен отставать один от другого приблизительно на 1/3 окружности. В конце намотки второго слоя, не доходя на 2 -- 3 витка до конца катушки, устанавливается уравнительный поясок, как в первом случае	Молоток-киянка, фибровый клин	-----------
10	Намотать следующие слои, как указано в п. 7, 8 и 9. Между слоями согласно расчетной записке устанавливают буковые планки. При необходимости выполнения отводов для них наметить места согласно расчетной записке	Ручные ножницы для резки металла	Ленточная медь, буковые планки с коробочками из электрокартона
11	Отводы выполнить, как показано на рис. 110. Сечение отводов должно быть на 15--25 % больше сечения обмоточного провода, если диаметр последнего более 1 мм, и в 1,5--2 раза больше, если диаметр провода меньше 1 мм	-----------	-----------
12	Изолировать конец катушки тафтяной или киперной лентой вполуперекрышку, продеть его в ленточную петлю, затянуть ее и оборвать конец петли	-----------	-----------
13	Наложить бандаж из кабельной бумаги вполуперекрышку на верхний слой обмотки. Зачистить изоляцию на концах обмотки	Переплётный нож	-----------
14	Снять обмотку со станка. Снимать обмотку следует осторожно, чтобы не повредить изоляцию	Молоток	-----------
15	Связать обмотку в осевом направлении в 3--4 местах киперной или тафтяной лентой и закрепить в этих местах прокладками из электрокартона	-----------	-----------
16	Пропитать и запечь обмотку, предварительно просушив ее в течение 4--6 ч при температуре 100 °С. Пропитку проводить в лаке ГФ-95. Обмотку выдержать в лаке до полного выхода пузырьков воздуха, но не менее 15 мин, после этого следует подержать ее 15-- 20 мин на воздухе для стекания излишков лака. Запекание лака производить при температуре 85--90 °С в течение 18 ч с продувкой горячим воздухом	Установка для пропитки, сушильная печь	Глифталевый лак ГФ-95

Список использованной литературы

1. Г. Л. Вартанов, В.В. Вернер «Электромонтёр-ремонтник»

2. М.Б. Зевин, Е. П. Парини «Справочник молодого электромонтёра»

3. В. В. Вернер «Электромонтёр - ремонтник»

Размещено на Allbest.ru