Разработка технологии ремонта обмотки собственных нужд трансформатора электровоза ЭП-1

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: «Разработка технологии ремонта обмотки собственных нужд трансформатора электровоза ЭП-1»



Содержание

1. Введение

2. Общие сведения об электровозе ЭП-1

2.1 Общий вид и габаритные размеры ЭП-1

2.2 Основные технические характеристики

2.3 Преимущества ЭП1 по сравнению с ВЛ-65

3. Требования предъявляемые к обмотке

3.1 Основные критерии выбора обмотки

3.2 Расчет обмотки собственных нужд трансформатора

4. Тяговый трансформатор ОНДЦЭ 5700/25 У2

4.1 Технические характеристики трансформатора

ОНДЦЭ 5700/25 У2

4.2 Устройство и работа трансформатора

4.3 Схемы регулирования напряжения

5. Обмотка тягового трансформатора

5.1 Технологическая обработка обмоток

5.2 Технология намотки обмоток

5.3 Ремонт обмоток

6. Текущий ремонт (ТР-1)

6.1 Нормы сопротивления и испытательного напряжения изоляции электрических цепей и оборудования после текущего ремонта

6.2 Нормы испытаний

7. Порядок выполнения технического обслуживания

7.1 Организация ТО-2

8. Условия работы, слабые места, характерные повреждения и причины их возникновения

9. Заключение

10 Список использованной литературы



1. Введение

Электрификация железных дорог в СССР началась в 1926 г. Тогда был электрифицирован пригородный участок Баку -- Сабунчи -- Сураханы Азербайджанской дороги на постоянном токе при напряжении в контактном проводе 1200 В. Следующий участок, также пригородный, Москва--Мытищи Московской дороги был электрифицирован в 1929 г. на постоянном токе при напряжении в контактном проводе 1500 В.

В июне 1931 г. на состоявшемся Пленуме ЦК ВКП (б) была принята резолюция по вопросу «Железнодорожный транспорт и его очередные задачи». Пленум ЦК ВКП (б) постановил: «Признать, что ведущим звеном реконструкции железнодорожного транспорта в перспективе его развития является электрификация железных дорог». В той же резолюции было отмечено: «Пленум подчеркивает особое народнохозяйственное значение дела электрификации железных дорог и предлагает ВСНХ в полной мере обеспечить развертывание промышленности для выполнения этого плана». Планы Коммунистической партии успешно выполняются.

Электрификация первого магистрального участка, главным образом для грузового движения, Хашури--Зестафони Закавказской дороги на постоянном токе при напряжении 3 кВ была осуществлена в 1932 г. Электрификация железных дорог на напряжении 3 кВ постоянного тока, прогрессивном для того времени, продолжалась включительно до конца 1959 г. На начало 1982 г. на электрическую тягу переведено около 44 тыс. км, из которых свыше 18 тыс.км на переменном токе напряжения 25 кВ и частоты 50 Гц.

Производство электропоездов для пригородных участков электрифицированных железных дорог было организовано на московском заводе «Динамо» и Мытищинском вагоностроительном заводе, а производство электровозов ВЛ19 и ВЛ22 для магистральных участков, начиная с 1932 г.,-- на московском заводе «Динамо» и Коломенском машиностроительном заводе. В 1934 г. на московском заводе «Динамо» им. Кирова начались работы по созданию электровозов переменного тока промышленной частоты 50 Гц при высоком напряжении в контактном проводе. Основными достоинствами системы электрической тяги на переменном токе являются: простота тяговых подстанций, большая экономия цветных металлов и лучшие тяговые свойства электровозов, что при прочих равных условиях достигается постоянным параллельным соединением тяговых двигателей.

Однако создание электровозов переменного тока в те годы было исключительно трудным делом. Для этого требовались, прежде всего, приемлемые в условиях железных дорог выпрямители -- ионные или электронные вентили большой мощности. Отсутствие таких вентилей было основным препятствием для применения переменного тока при электрификации железных дорог. Работы завода «Динамо» им. Кирова по созданию первого электровоза переменного тока промышленной частоты 50 Гц при напряжении 20 кВ в контактном проводе были закончены в 1938 г. выпуском опытного образца мощностью 2000 кВт. На этом электровозе типа ОР (однофазный ртутный) был установлен металлический многоанодный ртутный выпрямитель с откачной системой для поддержания вакуума и сеточным регулированием.

Классификация электровозов и принятые обозначения по роду тока различают электровозы постоянного и переменного тока. На электровозах постоянного тока изоляция всех силовых и вспомогательных устройств должна быть рассчитана на рабочее напряжение сети 3 кВ. На электровозах переменного тока имеются понижающие трансформаторы, поэтому рабочее напряжение тяговых двигателей и вспомогательных машин может быть выбрано независимо от напряжения сети, т. е. изоляция их будет рассчитана на меньшее напряжение. Это позволяет при прочих равных условиях применять тяговые двигатели более высокой мощности.

Электровозы различают также по назначению -- грузовые, пассажирские, маневровые и, кроме того, по числу осей -- четырех-, шести - и восьмиосные.

Всем электровозам отечественного производства присвоено обозначение В Л в честь Владимира Ильича Ленина. Номер в наименовании соответствует определенным типам электровозов: от 1 до 18 -- восьмиосные постоянного тока (например, ВЛ8, ВЛ10), от 19 до 39 -- шестиосные постоянного тока (ВЛ19, ВЛ23); от 40 до 59 -- четырехосные переменного тока (ВЛ40, ВЛ41); от 60 до 79 -- шестиосные переменного тока (ВЛ60К); от 80 -- восьмиосные переменного тока и двойного питания (ВЛ80К, ВЛ82М).

На электровозах, помимо механического, может быть применено электрическое торможение. Различают электрическое торможение рекуперативное и реостатное. К обозначению серии электровозов с рекуперативным торможением добавляют букву «р», а с реостатным-- букву «т»: например, ВЛ80р, ВЛ80т.

В Советском Союзе на электрифицированных линиях железных дорог находятся в эксплуатации электровозы переменного тока грузовые ВЛ80к, ВЛ80г, ВЛ80т, ВЛ80С, ВЛ60К, ВЛ60Р и пассажирские ЧС4 , а также двойного питания ВЛ82, ВЛ82М.



2. Общие сведения об электровозе ЭП-1

ЭП1 может водить состав из 24 пассажирских вагонов по участку с подъемами в 9%o, со скоростью 80 км/ч.

Особенности конструкции :

-Опорно-рамный привод 2 класса;

-Применение продольных наклонных тяг для передачи сил тяги от тележки к кузову;

-Микропроцессорная система управления и обеспечения безопасности тягового подвижного соста АСУБ “Локомотив”, предназначенная для:

-обеспечения безопасности движения поездов;

-автоматического управления режимами движения;

-диагностирования аппаратов и оборудования, а также контроля и управления оборудованием и агрегатами электровоза

В состав системы АСУБ “Локомотив” входят:

-комплексное локомотивное устройство обеспечения безопасности КЛУБ;

-система автоматического управления торможением поездов САУТ-ЦМ;

-подсистема управления режимами движения ;

-подсистема диагностики аппаратов и оборудования электровоза;

-подсистема контроля и управления оборудованием и агрегатами электровоза

-Электрическое рекуперативное торможение;

Работа электровоза по системе многих единиц не предусматривается;

Конструкция электровоза предусматривает возможность его обслуживания в одно лицо в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.056-81, за исключением установки устройств для расцепления автосцепки из кабины машиниста.

Заменяет пассажирские отечественные электровозы ВЛ60ПК и ранее импортированные ЧС4, ЧС4Т.

Общее описание конструкции

Механическая часть электровоза состоит из цельнометаллического двухкабинного кузова, опирающегося на три двухосные тележки. Кабина машиниста имеет усиленную звуко- и теплоизоляцию, оборудована калориферами, кондиционерами, холодильником, электроплиткой и нагревателями. Для автоматического управления калориферами и поддержания требуемой температуры воздуха в кабинах в холодное время года применены датчики-реле температуры.

Тяговые двигатели в режиме тяги имеют последовательное возбуждение и питаются от двух выпрямительно-инверторных преобразователей, собранных на тиристорах и обеспечивающих плавное регулирование напряжения.

Система рекуперативного торможения позволяет возвращать в контактную сеть часть электроэнергии, затраченной на тягу (в пределах 5 -- 10 % в зависимости от профиля пути). Постоянный ток тяговых двигателей, работающих в режиме рекуперации генераторами с независимым возбуждением, инвертируется в переменный ток напряжением 25 кВ промышленной частоты.

Чтобы улучшить тяговые свойства, повысить надежность и создать удобства управления, на электровозах ЭП1 применена микропроцессорная система управления и обеспечения безопасности движения тягового подвижного состава (АСУБ "Локомотив").

Работа схемы силовых цепей локомотива следующая. Тяговый трансформатор понижает напряжение с 25 кВ до величины, необходимой для питания тяговых двигателей, вспомогательных машин и других устройств. Его первичная обмотка одним концом подсоединена к токоприемникам через дроссели помехоподавления, высоковольтные разъединители, главный выключатель (ГВ), фильтр и трансформатор тока. Другой конец первичной обмотки заземлен через трансформатор тока и токосъемные устройства букс.

Дроссели и фильтр предназначены для снижения уровня радиопомех, создаваемых при работе электровоза, разъединители -- для отключения соответствующих неисправных токоприемников. ГВ служит для оперативных и аварийных отключений тягового трансформатора. Для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений в цепи первичной обмотки и цепях тяговых обмоток предусмотрены ограничители перенапряжений. Реле перегрузки защищают обмотки тягового трансформатора и ВИП от токов короткого замыкания.

На электровозе установлены два тиристорных преобразователя, питающие две группы тяговых двигателей, каждая из которых состоит из трех электрических машин, соединенных параллельно.

Для защиты от аварийных токов в цепи каждого тягового двигателя применен быстродействующий выключатель (БВ). Уменьшение пульсации тока тяговых двигателей до допустимых значений обеспечивается сглаживающими реакторами, установленными по одному в каждой группе двигателей. Обмотки возбуждения двигателей в режиме рекуперации питаются от выпрямительной установки возбуждения (ВУВ).

Основные технические характеристики

Формула ходовой части 2o-2o-2o

Масса сцепная электровоза с 0,67 запаса песка, т. 132

Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс). 215,6 (22,0)

Мощность в часовом режиме на валах тяговых электродвигателей, кВт, не менее 4700

Мощность в продолжительном режиме на валах тяговых электродвигателей, кВт, не менее 4400

Сила тяги в часовом режиме, тс, не менее 23,4

Сила тяги в продолжительном режиме, тс, не менее 21,4

Скорость в часовом режиме, км/ч, не менее 70

Скорость в продолжительном режиме, км/ч, не менее 72

Конструкционная скорость, км/ч, не менее 140

2.1 Общий вид и габаритные размеры ЭП-1

1 - кондиционеры	32, 37 - блоки аппаратов
2- контактные зажимы	33 - блок балластных резисторов
3 - токоприемники	34, 35 - блоки пневматического оборудования
4 - дроссели	36 - аккумуляторная батарея
5, 10 - разъединители	38 - конденсаторы
6 - трансформатор	39 - выпрямительно-инверторный преобразователь
7 - фильтры для защиты от радиопомех	40 - панели аппаратов
8 - ограничитель перенапряжений	41 - предохранители
9 - высоковольтный воздушный выключатель	42 - блок силовых аппаратов
11 - антена радиостанции короткого диапазона	43 - фильтры
12 - антена радиостанции ультракороткого диапазона	44 - блок коммутации БК-М САУТ-ЦМ
13 - холостые приемники	45 - оптронный блок
14 - приемные катушки локомотивной сигнализации	46 - блок № 1
15 - светильники	47 - панель тумблеров
16 - блок коммутации	48 - блок фильтра
17 - преобразователь частоты и числа фаз	49 - панель питания
18 - санузел	50 - блок кондиционера
20 - блок ПП	51 - блок силовых аппаратов
21 - блок микропроцессорной системы управления	52 - блок диагностики
22 - шкаф питания	53 - блоки силового трансформатора
23 - панели конденсаторов	54 - блокировочный переключатель
24 - индуктивные шунты	55,56,59 - блоки центробежных вентиляторов
25 - шунтирующий дроссель 57 - блок мотор-компрессора	26 - сглаживающие реакторы 58 - блоки питания
27 - трансформатор тока 60 - блок № 12	28 - реле перегрузки 61 - автотрансформатор
29 - розетки для подачи напряжения от сети депо 62 - блок коммутации БК-М САУТ-ЦМ	30 - блок выпрямительной установки возбуждения 63 - блок № 14
31 - часть заземляющей штанги для заземления	контактного провода
25 - шунтирующий дроссель 57 - блок мотор-компрессора	26 - сглаживающие реакторы 58 - блоки питания
27 - трансформатор тока 60 - блок № 12	28 - реле перегрузки 61 - автотрансформатор
29 - розетки для подачи напряжения от сети депо 62 - блок коммутации БК-М САУТ-ЦМ	30 - блок выпрямительной установки возбуждения 63 - блок № 14
31 - часть заземляющей штанги для заземления контактного провода

2.2 Основные технические характеристики

Таблица 2.2

Наименование	Величина
Номинальное напряжение, В	25000
Частота, Гц	50
Формула ходовой части	2о-2о-2о
Колея, мм	1520(1524)
Номинальная масса электровоза с 0,67 запаса песка, т	132
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс), не более	216(22)
Разность между нагрузками на рельсы от колеса одной колесной пары, кН (тс), не более	5(0,51)
Высота от головки рельса до оси автосцепки при новых бандажах, мм	1040-1080
Высота от головки рельса до рабочей поверхности полоза токоприемника: в опущенном положении, мм, не более в рабочем положении, мм	5100 5500-7000
Номинальная длина электровоза по осям автосцепок, мм	22500
Минимальный радиус проходимых кривых при скорости до Ю км/ч, м	125
Мощность в часовом режиме на валах тяговых электродвигателей, кВт, не менее	4700
Мощность в продолжительном режиме на валах тяговых электродвигателей, кВт, не менее	4400
Сила тяги в часовом режиме, кН (тс), не менее	230 (23,4)
Сила тяги в продолжительном режиме, кН (тс), не менее	210(21,4)
Скорость в часовом режиме, км/ч, не менее	70
Скорость в продолжительном режиме, км/ч, не менее	72
Конструкционная скорость, км/ч	140
КПД в продолжительном режиме в тяге, не менее	0,855
Коэффициент мощности в продолжительном режиме в тяге, не менее	0,83
Тип тягового привода	индивидуальный, с опорно-рамным подвешиванием
Электрическое торможение	рекуперативное
Тормозная сила, развиваемая электровозом в режиме электрического торможения при скоростях: 72 км/ч и ниже, кН (тс), не менее свыше 72 км/ч, кН (тс) не менее	216(22) 100(10,2)

Примечание - сила тяги, торможения и скорость указаны для среднеиз- ношенных бандажей колес (диаметр 1200 мм) при напряжении на токоприемнике 25000 В.

2.3 Преимущества ЭП-1 по сравнению с ВЛ-65

Технический уровень, конструктивные особенности Положительный эффект	Опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей . Снижает воздействие на путь, улучшает условия работы тяговых двигателей
Применение системы раздельного по видам колебаний гидравлического демпфирования центральной ступени подвешивания Улучшение динамических показателей электровоза и уменьшение воздействия на путь	Конструкционная скорость 140-160 км/ч Увеличение скорости на 20-40 км/ч
Микропроцессорная система управления Повышает устойчивость и надежность работы по сравнению с аналоговой у ВЛ65	Наличие системы АСУБ “Локомотив” Обеспечивается повышенная безопасность движения поездов
Измерительно-индикационная система представлена на дисплее Увеличивается поток отображения информации.	Сокращается количество приборов световой сигнализации
Наличие системы регулирования частоты вращения электродвигателей вентиляторов в зависимости от нагрузки охлаждаемого оборудования Уменьшается расход электроэнергии на собственные нужды до 50%.
Технический уровень, конструктивные особенности Положительный эффект	Опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей . Снижает воздействие на путь, улучшает условия работы тяговых двигателей
Применение системы раздельного по видам колебаний гидравлического демпфирования центральной ступени подвешиванияУлучшение динамических показателей электровоза и уменьшение воздействия на путь	Конструкционная скорость 140-160 км/ч Увеличение скорости на 20-40 км/ч
Микропроцессорная система управления Повышает устойчивость и надежность работы по сравнению с аналоговой у ВЛ65	Наличие системы АСУБ “Локомотив” Обеспечивается повышенная безопасность движения поездов

Общее снижение эксплуатационных расходов за счет применения опорно-рамного привода, системы АСУБ "Локомотив", снижения расходов на тягу и др. составляют до 30%.



3 Требования предъявляемые к обмотке

Общие требования, предъявляемые к трансформатору, можно подразделить на эксплуатационные и производственные.

Основными эксплуатационными требованиями являются электрическая и механическая прочность и нагревостойкость как обмоток, так и других частей и трансформатора в целом.

Общие эксплуатационные требования, предъявляемые к трансформаторам и их обмоткам, регламентированы соответствующими государственными стандартами. Практически электрическая прочность изоляции обмоток достигается рациональной ее конструкцией, правильным выбором изоляционных промежутков и изоляционных материалов. Требования механической прочности обмотки удовлетворяется путем рационального выбора типа и конструкции обмотки и расположения ее витков и катушек с таким расчетом, чтобы возникающие в обмотке механические силы были по возможности меньшими, а механическая устойчивость возможно большей.

Общие производственные требования сводят к построению трансформатора с наименьшей затратой материалов и труда и наиболее простого по конструкции, т. е. наиболее дешевого.

Задачей проектировщика является разумное сочетание интересов эксплуатации и производства. Эта задача решается в значительной мере уже при выборе того или иного типа обмотки. Поэтому на выбор типа обмотки, наиболее отвечающей требованиям эксплуатации и в то же время наиболее простой и дешевой в производстве, следует обращать особое внимание.

3.1 Основные критерии выбора обмотки

Основными критериями при выборе типа обмотки служат следующие величины:

Iф = Iс - ток нагрузки одного стержня, мощность обмоток одного стержня S? и номинальное напряжение Uл, а также поперечное сечение витка обмотки

Ориентировочное сечение, мм2, витка каждой обмотки может быть определено по формуле:

П = ,

где Iс - ток соответствующей обмотки одного стержня, ток фазный;

Dср - средняя плотность тока в обмотках ВН и НН.

В зависимости от выбора значения Dср будут изменяться объем и масса обмотки, а следовательно, и электрические потери в них Рэ. Обычно при расчете трансформатора потери короткого замыкания Рк бывают заданы, и выбор средней плотности тока должен быть связан с заданной величиной Рк.

Для определения средней плотности тока в обмотках, обеспечивающей получение заданных потерь короткого замыкания, можно воспользоваться формулами:

- для медных обмоток

Dср = 0,745Ка , ;

- для алюминиевых

Dср = 0,464

где S - полная мощность трансформатора, кВА; Рк - потери короткого замыкания, Вт; Ub - напряжение одного витка; d12 - средний диаметр канала между обмотками, см; Кд - коэффициент, учитывающий наличие добавочных потерь в обмотках, потери в отводах, в стенах бака и т. д., принимается по табл. 3.0.1

Таблица 3.0.1

Значение Кд для трансформаторов.

Мощность трансформатора, кВА	До100	160-630	1000-6300	10000-16000	25000- 63000	80000- 100000
Кд	0,96	0,96-0,9	0,91-0,9	0,90-0,8	0,86-0,78	0,77-0,75

Примечание. Для сухих трансформаторов мощностью 10-160 кВА принимать

Кд =0,99-0,96 и мощностью 250-1600 кВА Кд =0,92-0,96.

Расчетные значения Dср следует сверить с данными табл. 2, где приведены ориентировочные значения практически применяемых плотностей токов. Сверка рассчитанного Dср имеет целью избежать грубых ошибок в расчете Dср.

Таблица 3.0.2

Средняя плотность тока в обмотках D, А/ммІ

Мощность транс-форматора, кВА	25-40	63-630	1000-6300	10000-16000	25000-80000
Медь	1,8-2,2	2,2-3,5	2,2-3,5	2,0-3,5	2,0-3,5
Алюминий	1,1-1,8	1,2-2,5	1,5-2,6	1,5-2,7	-

Примечания: 1. Для трансформатора с потерями короткого замыкания вышеуказанных государственных стандартов возможен выбор плотности тока в масляных трансформаторах до 4,5 А/ммІ в медных и до 2,7 А/ммІ - алюминиевых обмотках; в сухих трансформаторах - соответственно до 3 и 2 МА/мІ. 2. Плотность тока в обмотках из транспонированного провода выбирается так же, как и для медного или алюминиевого провода. 3. Плотность тока в обмотках из алюминиевой ленты выбирается как для алюминиевого провода.

После определения средней плотности тока Dср и сечения витка Р для каждой из обмоток можно произвести выбор типа конструкции обмотки.

При расчете обмоток существенное значение имеет правильный выбор размеров провода. В обмотках из круглого провода выбирают провод, ближайший по площади поперечного сечения к сечению Р, определенному по выбранной плотности тока Dср, или в некоторых случаях подбираются два-три провода с соответствующим общим суммарных сечением.

При расчете винтовых, непрерывных катушечных и в большинстве случаев двухслойных и многослойных цилиндрических обмоток из их провода прямоугольного сечения желательно применять провода большего сечения, что упрощает намотки у них на станке и позволяет получить наиболее компактное ее размещение на сердечнике. Однако применение крупных размеров провода ограничивается условиями охлаждения обмотки и величиной допустимых добавочных потерь от вихревых токов, вызываемых потоком рассеяния.

Перегрев поверхности обмотки над температурой окружающего ее масла определяется по плотности теплового потока на поверхности обмотки, т. е. по потерям в обмотке отнесенных к единице поверхности q, Вт/м2. Величина q в целях недопущения чрезмерного нагрева обмоток в масляных трансформаторах ограничивается пределами q Ј (1200-1400) Вт/м2 и во всяком случае не более 1600 Вт/м2.

Расчет обмоток проводится в следующей последовательности:

определяется число витков в фазе соответствующей обмотки, . После округления числа витков до целого числа уточняется напряжение одного витка и значение магнитной индукции в стержне, Bc

определяется ориентировочное сечение, мм2, витка соответствующей обмотки по выражению:

по ориентировочному сечению обмотки сортаменту обмоточных проводов принимаются соответствующие провода. Проводов может быть один или несколько. Примеры витков для различных обмоток приведены ниже.

В масляных трансформаторах применяется провод марки ПБ (с бумажной изоляцией).

В сухих трансформаторах применяется обычно более качественная изоляция марок ПСД и ПСДК.

По основным параметрам трансформатора -

номинальной мощности; -

номинальным напряжениям обмоток НН и ВН; - номинальному фазному току обмоток выбирается тип обмоток.

По выбираемому типу соответствующих обмоток производится расчет обмоток по методикам, приведенным ниже.

После расчета основных размеров обмотки НН - и , и следует рассчитать реактивную составляющую напряжения короткого замыкания Uкр и сравнить его со значением.

Расчет Uкр, %, проводится по формуле:

где , здесь и - действительные расчетные значения радиальных размеров обмоток НН и ВН;

где d12 = d + 201 + 2a1 + a12, здесь - действительный радиальный размер обмотки НН.

Для трансформаторов мощностью более 10000 кВА размер а, см, определяется выражением:

Иногда допускается увеличить канал (в случае если расчетное менее заданного), так как принимается в расчете как минимально-допустимое поэтому увеличивать его можно.

Пересчитывая несколько раз обмотки НН и ВН достигают оптимальных значений размеров , и и

Только после этого приступают к расчету всех необходимых для дальнейших расчетов размеров обмотки: и , и ; поверхностей охлаждения обмоток НН и ВН.

Затем приступают к расчету потерь короткого замыкания, полного напряжения короткого замыкания и механических сил в обмотках.

3.2 Расчет обмотки собственных нужд трансформатора

Число витков обмотки собственных нужд:

(1)

(2)

Средняя плотность тока в обмотках:



(3)

Сечение витка (Предварительно)

(4)

Ориентировочный осевой размер витка:

(5)

Полное сечение витка

(6)

Плотность тока

(7)

Полная высота обмотки с учетом опресовки прокладок после сушки

(8)

Радиальный размер обмотки

(9)

Внутренний диаметр обмотки



(10)

Наружный диаметр обмотки

(11)

Плотность теплового потока на поверхности обмотки

(12)

Масса металла обмотки

(13)

Масса провода

(14)



4. Тяговый трансформатор ОНДЦЭ 5700/25 У2

Однофазный масляный трансформатор ОНДЦЭ-5700/25 У2 предназначен:

в режиме тяги - для преобразования напряжения контактной сети в напряжение питания цепей тяговых двигателей, цепей собственных нужд и отопления поезда;

в режиме рекуперации - для преобразования напряжения тяговых двигателей, работающих в режиме генераторов в напряжение контактной сети, цепей собственных нужд и отопления поезда.

4.1 Технические характеристики трансформатора

ОНДЦЭ 5700/25 У2

Номинальная мощность, кВА, при мощности обмотки

отопления ОТ 1200 кВА 6582,9

Номинальная частота питающей сети, Гц 50

Сетевая обмотка (СО) Напряжение питающей сети, кВ:

номинальное 25

минимальное 19

максимальное 29

Величина перенапряжения, ограничиваемая разрядниками, кВ 100

Тяговые обмотки (Т01, Т02) Номинальное напряжение на зажимах, В

а1-х1, а2-х2 1260

Номинальное напряжение на зажимах, В

а1-1,1-2, а2-3, 3-4 315

Номинальное напряжение на зажимах, В

а1-2,2-х1, а2-4,4-х2 630

Номинальный ток, А 1970

Обмотка собственных нужд (ОСН)

Номинальная мощность, кВА 243

Номинальное напряжение на зажимах, В:

аЗ-5 225

аЗ-хЗ 405

Номинальный ток, А 600

Обмотка возбуждения (ОВ)

Номинальная мощность, кВА 175,5

Номинальное напряжение на зажимах,В

а4-6,6-х4 135

Номинальный ток на зажимах, А:

а4, х4 650

6 870

Обмотка отопления (ОТ)

Номинальная мощность обмотки при температуре

воздуха 10 °С и ниже, кВА 1200

Номинальное напряжение на зажимах а5-х5, В 3147

Номинальный ток, А:

при мощности обмотки ОТ 300 кВА 95

при мощности обмотки ОТ 1200 кВА 380

Потери холостого хода, кВт 7,5

Потери короткого замыкания, кВт 63,0

Ток холостого хода, % 1,2

Расход охлаждающего воздуха, м3/мин, не менее 80(40*)

Масса, кг 9800 (9573**)

Габаритные размеры, мм………1920x2055x2420



4.2 Устройство и работа трансформатора

Трансформатор в соответствии с рисунком 4.2.1 состоит из следующих основных узлов: активной части (магнитопровод и обмотки) 1; вводов обмоток 2, бака трансформатора 3, крышки 4, системы охлаждения 5 и контрольно-измерительных приборов.

Рисунок 4.2.1 - Трансформатор ОНДЦЭ-5700/25-У2

1 - активная часть; 2 - вводы обмоток; 3 - бак трансформатора; 4 - крышка; 5 - система охлаждения

Рис 4.2.1(а)

1-- электронасос: 2 -- запорное устройство; 3 -- расширитель; 4 -- прижим; 5 -- балка-камера; 6 -- указатель уровня масла; 7-- бобышка заземления; 8--опорный стакан; 9 -- охладитель; 10 -- активная часть; '/ -- отводы; 12 -- ярмовая балка; 13 -- пробка для удаления воздуха; 14 -- прокладка; 15 -- винт для удаления воздуха; 16 -- винт фиксирующий; 17 -- колпачок; /5 --болт; 19--вентиль; 20 -- балка опорная; 21--пруток; 22 -- прокладка; 23-- пробка для дыхания; 24 -- пробка для доливки масла; 25 -- шпилька упора; 25 -- заглушка; 27 -- ввод обмотки собственных нужд; 28 -- ввод тяговой обмотки; 29-- ввод сетевой обмотки; ЗА --фартук; 31 -- карман для термобаллона термометра манометрического; 32 -- кран для отбора пробы масла

Принципиальная электрическая схема трансформатора приведена на рисунке 4.2.2.

Рис 4.2.2 Принципиальная электрическая схема трансформатора

Магнитопровод трансформатора - двухстержневой. Диаметр стержня - 330 мм. Пластины изготовлены из электротехнической стали толщиной 0,3 мм. Верхнее и нижнее ярма стянуты стальными балками корытного сечения.

На стержне "А" магнитопровода расположена тяговая обмоткаТ01, на стержне "Х"-обмотка Т02. Каждая обмотка состоит из двух частей ТОп и ТОр. Расположение обмоток (от стержня в радиальном направлении): стержень "А": ТОп (2-х1 )- С0-Т0р (а1-2)-(0В-0СН); стержень "X": ТОп (4-х2)-С0-Т0р (а2-3)-0Т.

Сетевая обмотка - непрерывная, состоящая из двух частей, расположенных на разных стержнях и соединенных между собой параллельно. На рейки, установленные в пазы прокладок обмотки ТОр стержня "А", намотаны обмотки ОСН и ОВ. Аналогично, на рейки, установленные в пазы прокладок обмотки ТОр стержня "X", намотана обмотка ОТ.

Отводы выполнены медными шинами, закрепленными в деревянных планках и подсоединены к вводам гибкими проводниками.

Верхняя ярмовая изоляция выполнена электрокартонными шайбами с приклеенными к ним в радиальном направлении прокладками из электрокартона.

Нижняя ярмовая изоляция выполнена из колец прессованного электрокартона и образует каналы для направленного движения масла.

При эксплуатации трансформатора происходит усадка изоляционных прокладок. Для обеспечения постоянного усилия осевой стяжки обмоток применено специальное устройство (Рис 4.2.3), выполненное в виде наклонной штанги, один конец которой шарнирно укреплен в ярмовой балке, а другой связан с подвижным башмаком, расположенным на прессующем кольце, выполненном

: - При температуре охлаждающего воздуха 10 °С и ниже. * -

Рисунок 4.2.3 - Устройство для опрессовки обмоток 1 - ярмовая балка; 2 - наклонная штанга; 3 - гайка; 4 - прессующее кольцо; 5 - подвижной башмак; 6 - пружина; 7 - винт.

Для трансформатора с четырьмя радиаторными секциями. из стеклопластика. В башмак упирается пружина, стремящаяся сместить его и привести штангу в вертикальное положение. Такая конструкция обеспечивает практически постоянное усилие стяжки обмоток. Активная часть в нижней части бака раскрепляется шестью винтами (Рис 4.2.4). Стопорение и маслоплот- ностъ раскрепляющих винтов 2 обеспечивается контргайкой с приваренным к ней кожухом 1 и резиновым уплотнением 3 между гайкой и втулкой.

Рисунок 4.2.4 - Продольное (а) и поперечное (б) раскрепление активной части в баке трансформатора 1 - кожух; 2 - раскрепляющий винт; 3 - резиновое уплотнение

Рисунок 4.2.5 - Соединение активной части трансформатора с крышкой бака 1 - специальный болт; 2 - гайка; 3 - пластина; 4 - болт; 5 - бобышка.

В качестве раскрепления в верхней части бака служат узлы соединения активной части с крышкой (Рис 4.2.5), состоящие из специальных болтов 1, гаек 2 и пластин 3.

Перед установкой активной части 1 (Рис 4.2.6) в бак 3 трансформатора на патрубки маслопровода 4 устанавливаются по три резиновые прокладки 2.

Рисунок 4.2.6 - Установка прокладок 1 - активная часть; 2 - прокладка; 3 - бак; 4 - маслопровод.

В нижней части бака размещен вентиль для слива и доливки масла. На балке дна бака, а также на самом дне расположены пробки для слива остатков масла. К крышке приварены: бобышка 5 для заземления крышки на бак с помощью болтов 4 (Рис 4.2.5); гильзы для термометра и датчиков реле температуры, а также расширитель. Охлаждение трансформатора принудительное мас- ляно-воздушное с направленной циркуляцией, осуществляемой электронасосом. На верхнем маслопроводе установлена пробка для выпуска воздуха из радиаторов. В холодный период эксплуатации электровоза отверстие для выброса воздуха из охладителя в атмосферу может частично закрываться заслонкой. Доливка масла в трансформатор производится через пробку расположенную на крышке расширителя. На расширителе расположен воздухоосушитель и указатель уровня масла. Трансформатор снабжен контрольно-измерительными приборами: термометром -для контроля температуры окружающей среды и заливаемого масла, а также контроля температуры верхних слоев масла при работе трансформатора; манометром - для контроля напора масла; датчиками реле температуры, предназначенными: 1-й - для сигнализации о достижении верхними слоями масла критической температуры 90 °С, 2-й - на включение эл.насоса при температуре минус 15 °С и выше.

Трансформатор совместно с установленным на нем дополнительным оборудованием устанавливается в высоковольтной камере и крепится четырьмя шпильками М36.

4.3 Схемы регулирования напряжения

На э. п. с. переменного тока применяют тяговые трансформаторы с регулированием напряжения на стороне низшего напряжения, с регулированием напряжения на стороне высшего напряжения и трансформаторы с постоянным коэффициентом трансформации.

Трансформатор со ступенчатым регулированием напряжения на стороне низшего напряжения (рис. 4.3.1, а) имеет на вторичной стороне регулируемые и нерегулируемые обмотки, включаемые встречно или согласно. От каждой пары обмоток (регулируемой и нерегулируемой) питается через выпрямитель группа тяговых двигателей. Такая схема принята в качестве типовой для электровозов ВЛ60\ ВЛ80Т, ВЛ80К, ВЛ80С. Применение встречного и согласного включения обмоток позволяет при небольшом числе секций (например, восьми) получить большое количество ходовых ступеней регулирования напряжения.

На электровозах двойного ВЛ82, ВЛ82М питания регулирование напряжения обычно осуществляется на стороне постоянного тока. Для таких локомотивов тяговые трансформаторы выполняют с постоянным коэффициентом трансформации (рис. 4.3.1, б). Вторичная (тяговая) обмотка имеет два основных вывода а, х и точку 0; рассчитана эта обмотка на суммарную мощность всех тяговых двигателей электровоза

На электропоездах ЭР9П, ЭР9М, ЭР9Е напряжение регулируют на стороне низшего напряжения по схеме (рис. 4.3.1, в). Число выводов вторичной обмотки определяют исходя из оптимального напряжения ступени. Уменьшение числа выводов приводит к увеличению напряжения ступени, т.е. к упрощению конструкции тягового трансформатора, но одновременно и к сокращению ходовых позиций.

Тяговый трансформатор, собранный по схеме (рис. 4.3.1, в,г), также выполнен с регулированием на стороне низшего напряжения. Вторичная обмотка его разделена на две или три части, к которым подключают выпрямительные мосты 111--U3 для бесконтактного плавного регулирования напряжения Число ступеней в этом случае определяется допустимым снижением коэффициента мощности электровоза или моторного вагона при пуске, допустимым искажением формы потребляемого тока и условиями работы тиристоров.

При регулировании напряжения на стороне низшего напряжения, (как видно из рис. 4.3.1, а, б, в, г), тяговые трансформаторы имеют только первичные (сетевые) А--X и вторичные (тяговые) обмотки. Однако при регулировании на стороне высшего напряжения нельзя выполнить тяговый трансформатор с простым переключением ступеней первичной обмотки А--X (рис. 4.3.1, д). Пуск локомотива в этом случае должен начинаться со ступени П1, которой соответствует максимальное число витков первичной обмотки, так как напряжение U2 ^1/{/кт ~ Ulw2/wv

По окончании пуска значительная часть витков обмотки А--X должна быть выведена из цепи и на конце А этой обмотки появится напряжение, в несколько раз превосходящее напряжение контактной сети. Использование обмотки А--X при этом будет неудовлетворительное. Чтобы избежать столь высокого повышения напряжения на обмотке А--X и улучшить ее использование, на локомотивах с регулированием напряжения на стороне высшего напряжения применяют тяговые трансформаторы с регулировочными автотрансформаторами.

Рис 4.3.1. Схемы обмоток тяговых трансформаторов с регулированием на стороне низшего(о, б, в ,г) и высшего (д ,е) напряжения: А--X -- первичная обмотка; а2--х2, х1--а1, а-о-х -- основные нерегулируемые обмотки; 5--02, 01--/ -- регулируемые; VI, 112, 113 -- выпрямительные мосты; Е--77 -- обмотка автотрансформатора; 5--Т2 -- первичная обмотка, А1--N1, N1--АЗ -- вторичные обмотки

Автотрансформатор может быть выполнен или на отдельном сердечнике, или в виде дополнительной обмотки на сердечнике основного трансформатора (рис. 4.3.1, е). Магнитный поток в стержне регулировочной обмотки Е -- 77 на всех ступенях регулирования остается постоянным, так как постоянно напряжение на ее зажимах. Ко вторичной (тяговой) обмотке At -- A3 через выпрямители подключают тяговые двигатели. Вторичная обмотка также может быть разделена на равные части, от которых получают питание отдельные тяговые двигатели.

Когда обмотка тягового трансформатора подключена к выводу ПО, напряжение на обмотке S -- Т2 равно нулю; также равно нулю и напряжение на обмотке А1 -- N1. При подключении к выводу П1 на обмотке S -- Т2 напряжение повышается, соответственно увеличивается напряжение и на обмотке А1 -- N1. Таким образом, при регулировании на обмотке высшего напряжения в трансформатор необходимо вводить дополнительную обмотку. В результате усложняется его конструкция, увеличивается по сравнению с трансформатором с регулированием на стороне низшего напряжения типовая мощность, понижается cos ф на промежуточных позициях.

Такие тяговые трансформаторы тяжелее примерно на 12%, чем трансформаторы с регулированием напряжения на стороне низшего напряжения. Коэффициент типовой мощности тягового трансформатора с регулированием на стороне высшего напряжения, если обмотка Е -- 77. выполнена из провода одного сечения, равен 1,6, трансформатора с регулированием на стороне низшего напряжения--1,11. Преимуществом схемы рис. 108, е является меньшая масса (на 25--30%) и простота коммутационной аппаратуры, так как токи в обмотке Е -- 77 при напряжении на токоприемнике 25 кВ обычно не превосходят 200 А.

На серийном электроподвижном составе отечественного производства применяют трансформаторы с регулированием иа стороне низшего напряжения За рубежом многие электровозы имеют трансформаторы с регулированием на стороне высшего напряжения Также осуществляется регулирование напряжения на электровозах ЧС4, ЧС4Т и ЧС8, эксплуатируемых на дорогах СССР.

По устройству магнитной системы тяговые трансформаторы разделяют на стержневые (рис. 109, а) и броневые (рис. 109, б и в). У стержневых трансформаторов обмотки 2 различного напряжения располагают концентрически в виде цилиндрических катушек, охватывающих стержни магнитопровода /. В броневых трансформаторах стержни магнитопровода / частично охватывают, как бы бронируя их, обмотки 2, состоящие из дисковых катушек.

Трансформаторы отечественного производства с регулированием на стороне низшего напряжения выполняют стержневыми, а тяговые трансформаторы с регулированием на стороне высшего напряжения -- броневыми.



5 Обмотки тягового трансформатора

Обмотки. По результатам расчета системы выпрямления и регулирования напряжения определяют напряжение и ток для отдельных обмоток трансформатора, необходимое число их витков, рассчитывают параметры обмоток с учетом повышенных требований по электрической и механической прочности, термической стойкости. Изоляция обмоток и других частей трансформатора должна выдерживать коммутационные и атмосферные перенапряжения, возникающие в контактной сети. Механическую прочность обмоток устанавливают такой, при которой не происходит их деформаций и повреждений при токах короткого замыкания, когда возникающие силы превосходят во много раз номинальные значения. Высокая температура не должна приводить к разрушению изоляции обмоток и быстрому старению трансформаторного масла. С другой стороны, желательно, чтобы обмотки были просты по конструкции и технологичны в изготовлении.

В тяговом трансформаторе в зависимости от схемы электровоза, способа регулирования напряжения, типа магнитопровода и других факторов применяют обмотки различных типов. Основным элементом- всех обмоток является виток. В зависимости от тока виток может быть выполнен из одного или нескольких параллельных проводников. Витки группируют в катушки. Катушкой называют группу последовательно соединенных витков обмотки, конструктивно объединенных и отделенных от других таких же групп или от других обмоток трансформатора. Число витков в катушке может быть целым и дробным, но во всех случаях больше единицы. По форме катушки могут иметь вид диска или цилиндра.



где :Ui - напряжение на i-обмотке; Uдon - напряжение на дополнительной обмотке; (щдоп - число витков дополнительной обмотки. (Рис 4.3.1 а)

Каждая обмотка может состоять из одного слоя витков или ряда слоев. Число витков обмотки

Если на катушке трансформатора нет места для дополнительной обмотки, можно использовать часть наружной обмотки. Для этого осторожно вскрывают слой внешней изоляции катушки, чтобы получить доступ к последнему слою обмотки, выполненному обычно виток к витку. От конца обмотки отсчитывают некоторое число витков (щдоп). Один щуп вольтметра подключают к концу обмотки, другим щупом с иголкой, прокалывая эмаль последнего отсчитанного витка, измеряют переменное напряжение Uдon на части обмоток, содержащей (щдоп) витков. В роли первичной обмотки, на которую падают исходное напряжение, может быть использована любая обмотка трансформатора, в том числе и наружная.

После измерения напряжения на всех обмотках трансформатора определяют число витков в каждой обмотке по приведенной выше формуле.

Площадь сечения проводника определяют по заданной плотности тока и току обмотки, однако для удобства намотки отношение размеров сторон проводников обычно принимают не более чем 1 : 2.

Ток в обмотке высшего напряжения



Где: Р -сумма мощности трансформатора, равной произведению тока тяговых двигателей на напряжение холостого хода одной ветви трансформатора, и мощности вспомогательных нагрузок Реактивное сопротивление трансформатора в основном зависит от расположения обмоток.

Для концентрических катушек стержневых трансформаторов вначале определяют реактивное сопротивление (в % для каждой пары) обмоток Каждая обмотка может состоять из одного слоя витков или ряда слоев.

Число витков основной нерегулируемой и регулируемой обмоток (см. рис. 4.3.1, а) выбирают таким, чтобы напряжение при согласном включении обмоток ветви было примерно равно заданному напряжению холостого хода

Важным эксплуатационным показателем для трансформатора является напряжение короткого замыкания, так как от этой величины зависит ток короткого замыкания.У тяговых трансформаторов напряжение кз различно для каждой ступени. Например, у трансформатора ОЦР-5000/25В на ступенях 1, 17, 21, 25 и 33-й напряжение кз соответственно равно 259; 11,1, 9,0, 8,8 и 10,6%.

Для обеспечения требуемой электрической прочности обмотки между ее витками, катушками, а также между обмоткой и другими частями трансформатора делают изоляционные промежутки, размеры которых зависят от рабочего напряжения

В качестве обмоточного материала для отечественных трансформаторов применяют медный провод прямоугольного сечения, изолированный несколькими слоями кабельной бумаги и одним слоем несплошной оплетки из хлопчатобумажной пряжи марки ПББО. Толщина изоляции 0,45--0,55 мм на обе стороны, а у входных катушек обмотки высшего напряжения ее доводят до 1,35 мм на две стороны.

Обмотки от сердечника, а также обмотки, расположенные концентрично, друг от друга изолируют в тяговых трансформаторах бакелитовыми цилиндрами. Цилиндры по высоте делают на 35--40 мм больше обмотки, чтобы удлинить возможный путь электрического разряда по поверхности между обмотками. Для образования в обмотках, а также между ними и изоляционными цилиндрами осевых каналов (для охлаждения обмоток маслом) применяют рейки, склеенные бакелитовым лаком из полос электротехнического картона На тяговых трансформаторах применяют непрерывные и винтовые обмотки.

Непрерывную обмотку применяют в цепях высшего напряжения на всех тяговых трансформаторах отечественного производства, а также в регулируемой части тяговой обмотки трансформаторов ОЦР-5600/25 и ОЦР-5000/25.

Рис 5.0.1 Обмотки отечественных тяговых трансформаторов

Обмотку высшего напряжения наматывают одним проводом прямоугольного сечения на рейках, укрепленных на бумажно-бакелитовом цилиндре 4 (рис 5.0.1, а) Она состоит из дисковых катушек 3, разделенных прокладками 2. Зазоры между катушками являются каналами системы масляного охлаждения

Количество реек и прокладок по окружности цилиндра зависит от его диаметра

Обычно расстояние между прокладками по окружности, называемое полем, равно 150--200 мм. В местах переходов между катушками провод изгибают на ребро Место перехода изолируют дополнительно кабельной бумагой и тафтяной лентой, наложенной в полуперекрышу. Переходы, как правило, выполняют в середине поля

Концевые катушки (обычно до четырех) выполняют проводом с усиленной изоляцией во избежание пробоя межвитковой изоляции при атмосферных перенапряжениях. Первую и последнюю катушки крепят к соседним катушкам бандажами 10 (рис 5.0.1, в) из киперной ленты, а начало и конец обмотки закрепляют на катушке бандажом . Снизу и сверху каждой катушки установлены изоляционные кольца I и 5, через которые при опрессовке усилие передается на обмотки.

Регулируемые части тяговых обмоток выполняют из нескольких параллельных проводов. Наматывают их так, как в обмотке с одним проводом, с той лишь разницей, что переходы из катушки в катушку выполняют поочередно в смежных полюсах на одном уровне.

Винтовой параллельной называют обмотку, витки которой следуют один за другим в осевом направлении по винтовой линии; между двумя соседними витками имеются радиальные каналы. Так выполняют нерегулируемые части обмотки Каждый виток винтовой обмотки составлен из нескольких параллельных проводников прямоугольного сечения, расположенных в радиальном направлении Винтовая обмотка может быть одно-, двух- или многоходовой в зависимости от схемы намотки и тока нагрузки. Чаше всего применяют двухходовую обмотку (например, на трансформаторах ОЦР-5600/25 и ОЦР-5000/25).

Наматывают винтовую обмотку на жесткий бумажно-бакелитовый цилиндр 4 (рис. 5.0.1, б). Радиальные каналы между витками образуются витковыми прокладками из электроизоляционного картона, нанизываемыми на рейки 7.

В винтовой обмотке параллельные провода располагают по разным диаметрам, т. е. положение проводов в магнитном потоке различно, из-за чего не равны их полные сопротивления Для выравнивания сопротивлений проводов во избежание неравномерного распределения тока в винтовой обмотке выполняют транспозицию (смешение) проводов. Обычно в винтовой обмотке применяют комбинацию двух видов транспозиции- групповую (катушка 8), когда параллельные провода делят на две группы и эти группы меняют местами, и общую (катушка 9), когда все провода меняют местами. В этих случаях обмотку делят по длине на четыре равных участка, содержащих по '/4 всех витков (рис 5.0.1, г). На границах участков выполняют три транспозиции: две групповые / и /// на '/4 и 3/4 общего числа витков al--аб, считая от начала обмотки, и одну общую // на 2/4 общего числа витков При групповой транспозиции все параллельные провода делят на две равные группы (обычно обмотку выполняют из четного числа параллельных проводников). В общей транспозиции каждый провод перекладывают самостоятельно. В месте каждой транспозиции увеличивается осевой размер обмотки на высоту одного витка и одного радиального канала.

Винтовую обмотку выполняют из обмоточного провода прямоугольного сечения марки ПББО, изолированного несколькими слоями кабельной или телефонной бумаги и хлопчатобумажной пряжей, и провода марки ПБ, изолированного несколькими слоями телефонной или кабельной бумаги. Все изоляционные детали обмоток изготовляют из электроизоляционного картона марки ЭМЦ. Листы картона выпускают толщиной 1; 1,5, 2; 2,5 и 3мм

Крепированную электроизоляционную бумагу используют для изоляции концов 5 обмоток (см. рис.5.0.1, б). Благодаря поперечному крепу (гофрировке) она дает удлинение до 50 % при натяжении. Толщина бумаги 0,5 мм, в разглаженном состоянии 0,17 мм.

В качестве дополнительной изоляции при выполнении переходов и накладывании бандажей применяют хлопчатобумажную ленту: тафтяную толщиной 0,25 мм и шириной 10--50 мм или киперную толщиной 0,45 мм и шириной 10-- 60 мм Обмотки пропитывают в лаке ГФ-95 светло-желтого цвета

Изготовляют обмотки на специальных станках. На раздвижной металлический шаблон устанавливают бумажно-бакелитовый цилиндр с закрепленными рейками и наматывают провод на вращающийся цилиндр. Затем, не снимая обмотку со станка, обжигают ворс пламенем газовой горелки.

Сушат обмотку в специальных шкафах в вакууме (5333 Па) при температуре 100--110° С, после чего прессуют ее до чертежного осевого размера на гидравлическом прессе (давление 3920 кПа по поверхности дистанционных прокладок) и в стянутом виде пропитывают, окуная в резервуар с изоляционным лаком ГФ-95. Затем обмотку в течение примерно 10 ч держат в шкафах с приточной вентиляцией при температуре 100--110° С.

5.1 Технологическая обработка обмоток

Технологические процессы сушки существенно влияют на качество, надежность и долговечность обмоток, так как содержание нескольких процентов влаги в бумажной изоляции резко снижает электрическую прочность и значительно сокращает срок ее службы. Кроме того, наличие влаги в изоляции способствует разбуханию и размягчению бумаги и картона. Обмотки с увлажненной изоляцией, будучи стянуты и опрессованы с большим усилием, после удаления из них влаги в процессе сушки значительно уменьшаются в размерах, в основном в осевом направлении. Несмотря на то что активные части (в том числе и обмотки всех масляных трансформаторов) проходят длительную вакуумную сушку (см. гл. 32), сушка обмоток необходима для придания им стабильного осевого размера.

Обмотки на напряжение до 35 кВ включительно могут проходить сушку без вакуума в сушильных камерах с различным типом обогрева (паровым, электрокалориферным или аэродинамическим) . Камеры должны быть оборудованы вытяжной вентиляцией для удаления паров влаги. Температура в камере не должна превышать 105--110°С. Время сушки устанавливается по наибольшей обмотке в данной партии и в зависимости от температуры в камере.

Сушка обмоток на напряжение выше 35 кВ производится в вакуум-сушильных шкафах горизонтального или вертикального типа. Вакуум, создаваемый в шкафу, способствует улучшению процесса и сокращает время сушки. Паровоздушная среда, образующаяся в вакуум-сушильном шкафу, откачивается вакуумными насосами. На пути от шкафа к вакуум-насосу обязательно должна быть установлена конденсационная колонка, где проходящие пары влаги конденсируются и стекают в виде конденсата (воды). Колонка защищает вакуумные насосы от попадания в них воды и позволяет учитывать влагу, вышедшую из обмотки.

Обмотки в вакуум-сушильный шкаф загружают с помощью тележки (в шкаф горизонтального типа), на которую ставят обмотки, как показано на рис. 3, либо опускают с помощью мостового крана в вертикальный шкаф. Крышку шкафа герметически закрывают. Объем шкафа соединен с атмосферой посредством вентиля для снятия вакуума. Включают паровой обогрев и начинают прогрев обмоток. Для равномерного прогрева обмотки ставят не ближе 300 мм от нагревателей.

Рис. 9.0.1 Изменение осевых размеров обмотки в процессе ее технологической обработки (прессовки и сушки).

1 и 1 -- усадка при первом и втором цикле прессовки; 2 и 2 -- усадка при первой и второй вакуумной сушке.

Температуру в шкафу поднимают до 110°С, и в зависимости от параметров загруженных обмоток прогрев длится 3--5 ч, после чего закрывают вентиль для снятия вакуума и включают вакуумный насос. Вакуум создают ступенями по 2--2,5 кПа (20--25 мм рт. ст.) в течение 1 ч. При наличии в обмотках бумажно-бакелитовых цилиндров вакуум создают более плавно во избежание расслаивания цилиндров.