- Монтаж, эксплуатация и ремонт сельскохозяйственного электрооборудования — Технология ремонта трансформаторов
- Содержание материала
- Схема технологического процесса ремонта трансформаторов
- Транспортировка трансформаторов. Прием трансформатора в ремонт
- Дефектация трансформаторов
- Ремонт активной части
- Сушка и пропитка обмоток
- Ремонт арматуры трансформатора
- Сборка трансформатора
- Как произвести ремонт трансформаторов своими руками?
Монтаж, эксплуатация и ремонт сельскохозяйственного электрооборудования — Технология ремонта трансформаторов
Содержание материала
Схема технологического процесса ремонта трансформаторов
Принципиально схема технологического процесса ремонта трансформаторов отличается от аналогичной схемы ремонта электрических машин только наличием масляного хозяйства. Слив масла при разборке трансформатора, его испытание и химический анализ, при необходимости сушка его и регенерация дополняют процесс ремонта. Однако наличие масляного хозяйства повышает пожарную опасность и взрывоопасность ремонтного производства и требует усиленного внимания к вопросам техники безопасности.
Транспортировка трансформаторов. Прием трансформатора в ремонт
Погрузка трансформаторов на автомобили должна быть механизирована и вестись строго с соблюдением правил безопасности. Применяемые при этом механизмы, приспособления и инструменты должны быть исправны, проверены и соответствовать рабочей нагрузке.
При перемещении трансформатора по наклонному настилу применяют листовую или иного сечения сталь. Угол наклона трансформатора при погрузке не должен превышать 15°, тросы крепят за его верхнюю часть, чтобы избежать его опрокидывания. С обратной стороны трансформатора применяют оттяжку.
При подъеме и спуске трансформатора стропы подъемных механизмов крепят за скобы (рымы), приваренные к стенке бака. Нельзя поднимать трансформатор в сборе за кольца выемной (активной) части. При транспортировке на автомобилях трансформатор нужно крепить в кузове при помощи растяжек и деревянных клиньев. Наклон трансформатора при перевозке должен быть не более 15°. Выемную часть трансформатора поднимают только в том случае, если температура активной его части не более чем на 5° ниже температуры помещения, иначе влага, содержащаяся в теплом воздухе помещения, соприкасаясь с холодным сердечником трансформатора, будет конденсироваться на его поверхности. Это может сильно увлажнить сердечник, потребуется его сушить. Обычно трансформаторы мощностью до 1000 кВ-А достаточно выдержать в помещении до разборки в течение суток. Во избежание возможного увлажнения нежелательно надолго оставлять активную часть трансформатора (вне ремонта) на открытом воздухе помещения. При относительной влажности воздуха 50. 60% длительность такого простоя не должна превышать 12. 8 ч.
Каждому трансформатору присваивают ремонтный номер, на картонной бирке отмечают этот номер, тип трансформатора и необходимые данные.
Дефектация трансформаторов
В собранном виде трансформатор осматривают, определяют наличие и состояние термометров, пробивных предохранителей, пробок, крышек, воздухоосушителей и т. п., убеждаются в отсутствии течи масла, проверяют состояние вводов, отбирают пробу масла для его испытания на пробой и химический анализ. Затем сливают масло до уровня ниже уплотняющей прокладки крышки, начинают поднимать выемную часть, одновременно промывая ее струей масла (можно с забором из собственного бака и стоком в него же). При этом продолжают осмотр и дефектацию активной части.
Неисправности электрических цепей трансформаторов (обрыв, замыкание между цепями или цепями и корпусом и витковое замыкание) легко определить при помощи мегомметра или контрольной лампы, метода симметрии токов или напряжений и метода падения напряжения. Оценить же состояние изоляции отдельных узлов трансформаторов чрезвычайно трудно. Например, состояние электрокартона определяют на образцах, вырезанных из нескольких мест (ярма, секций и т. п.), сгибая образец пальцами сначала под прямым углом, а затем без сдавливания места сгиба до 180°. По наличию или отсутствию трещин и изломов судят о качестве изоляции.
Качество волокнистой изоляции можно определить также по характерным изломам и укорочению длины элементарного волокна, рассматривая образцы изоляции (например, изоляции витка) под микроскопом. Чем больше доля поврежденных волокон (по классификации от 5 до 80%), тем хуже состояние изоляции.
В некоторых случаях состояние изоляции оценивают по механической прочности, определяемой «поскабливанием» ногтем или ножом, и по степени ее потемнения. Однако хорошо пропитанная с предельной степенью старения изоляция часто не поддается соскабливанию, а при деформации обмотки, например, при сквозных коротких замыканиях целиком разрушается и отваливается от проводника. Свежая, но увлажненная изоляция может быть механически прочной, но иметь малое собственное сопротивление, а состарившаяся изоляция может иметь значительное сопротивление и твердость и даже механическую прочность.
Неслучайно в настоящее время для определения степени увлажнения изоляции трансформаторов применяют целый комплекс измерений: испытание на пробой и сокращенный химический анализ масла, измерение сопротивления изоляции R60 и определение коэффициента абсорбции R60/R15, измерение tgδ и абсорбционных характеристик.
Л. М. Рыбаков доказал, что в трансформаторах в различных режимах их работы всегда существует тепло- и массообмен между маслом и твердой изоляцией, а между некоторыми физико-химическими, механическими и диэлектрическими характеристиками существуют жесткие корреляционные связи. Теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что наличие воды, количество водорастворимых кислот и tgδ — это в совокупности универсальный показатель состояния изоляционной системы трансформаторов: увлажнение, окисление, старение
Ремонт активной части
Ремонт активной части, помимо дефектации, включает в себя следующие работы: демонтаж крышки и отводов; расшихтовку верхнего ярма; съем обмоток и изоляции; ремонт магнитопровода; изготовление, установку изоляции, насадку и расклиновку обмоток; шихтовку верхнего ярма; опрессовку обмоток и ярма; пайку, изолирование и крепление отводов; межоперационный контроль. При ремонте трансформаторов необходимо стремиться как можно меньше разбирать активную часть, так как любая разборка не только увеличивает трудовые затраты, но и сопровождается разрушениями изоляции обмоток и стали сердечника, что ведет к снижению надежности трансформатора.
В распределительных трансформаторах в настоящее время нашли применение цилиндрические одно- и двухслойные обмотки на напряжение до 0,5 кВ и многослойные цилиндрические обмотки на напряжение до 35 кВ. Оба типа обмоток просты в производстве, но недостаточно прочны при воздействии на них осевых сжимающих усилий.
Следует учесть также, что с 50-х годов промышленность выпускает трансформаторы с сердечником из холоднокатаной стали и алюминиевыми обмотками. Поэтому, как правило, трансформаторы старых серий с горячекатаной сталью сердечника и бумажной изоляцией между его листами не рекомендуется применять, так как они имеют повышенные потери холостого хода. Речь прежде всего идет о ремонте трансформаторов с повреждением сердечника, а также медных обмоток. Ремонт трансформаторов, как и электрических машин, ведут в строгом соответствии с технологическими картами, в которых перечислены ремонтные операции и указаны приборы, инструмент и приспособления, необходимые для ремонта.
Сушка и пропитка обмоток
Примерно до 60-х годов электромашиностроительные заводы и ремонтные предприятия пропитывали обмотки трансформаторов. Затем учеными ВЭИ было доказано, что от пропитки электроизолирующие свойства обмоток улучшаются очень мало, и в целях упрощения технологии изготовления обмоток пропитка их лаками но рекомендовалась. В настоящее время почти все электромашиностроительные заводы не пропитывают обмотки трансформаторов.
Однако следует учесть, что пропитка обмоток улучшает механическую прочность обмоток. При обычной пропитке лак проникает в первые 2. 3 слоя обмотки и частично цементирует ее. При использовании ультразвука при пропитке обмоток лак более глубоко проникает в изоляцию, заметно улучшаются характеристики изоляции и механическая прочность обмоток.
Сушить обмотки трансформатора нужно обязательно как при замене их новыми, так и после их ремонта. Это можно делать как в стационарных печах, так и на месте ремонта трансформаторов.
Сушку можно проводить с применением вакуума (более совершенная сушка) и без него, при наличии естественной или искусственной вентиляции. Нагреватели в стационарных печах могут быть самыми различными: паровыми, индукционными, электрическими. Чаще всего применяются, электрические нагреватели, их обычно рассчитывают по эмпирическим формулам. Например, 
где Рнаг, Sh — мощность нагревателя (кВт) и номинальная мощность трансформаторов, одновременно подвергаемых сушке, кВ-А.
Подачу вентилятора (м 3 /ч) определяют из расчета QB = 0,6 Ря при температуре печи около 100°С, температуре окружающего воздуха 10. 15°С и объеме печи 2,5. 3,5 м 3 .
Поверхность нагревателя определяют из выражения 
По этому же выражению выбирают материал нагревателя и получают все его остальные характеристики и мощность печи.
Сушку трансформатора в собственном баке можно выполнять горячим маслом с фильтрацией последнего, горячим воздухом от калорифера (воздуходувки), током короткого замыкания, потерями в баке (при помощи намагничивающей обмотки) и током нулевой последовательности. Последние два способа сушки получили наибольшее распространение. Они довольно подробно описаны в практикуме к лабораторным работам.
К прогрессивным способам относят сушку инфракрасным облучением. Ее можно вести с применением стационарной камеры с нагревателями и без нее, в помещении или на открытом воздухе. Нагрев осуществляют лампами инфракрасного излучения с зеркальным отражением, которые монтируют в переносные секции со всех сторон активной части трансформатора на расстоянии не менее 300 мм. Плотность энергии одной лампы составляет 0,3 Вт/см 2 , достигая для крупных ламп 0,4 Вт/см 2 . В трансформаторах I и II габаритов общая мощность ламп, необходимых для
сушки, колеблется от 6 до 12,6 кВт, продолжительность сушки — от 18 до 28 ч. При данном способе сушки влага движется от внутренних слоев к наружным, что ускоряет процесс сушки. Недостаток этого способа заключается в дефицитности и дороговизне инфракрасных ламп. При необходимости можно использовать лампы накаливания мощностью на 20% больше, но с подводом к ним напряжения питания на 10% ниже номинального.
Ремонт арматуры трансформатора
Ремонт армированных вводов, связанный с заменой и переармировкой фарфора, в последнее время, как правило, не проводят. При модернизации трансформаторов с конструктивным отделением активной части от крышки армированные вводы заменяют съемными.
Ремонт съемных вводов несложен, и требуется только обязательная смена уплотнений.
Заслуживает внимания модернизация расширителей: устройство съемного дна для возможности чисток внутренней поверхности расширителя; модернизация маслоуказателя (его герметизируют и соединяют сверху и снизу с внутренней полостью расширителя); замена трубы, соединяющей расширитель с баком трансформатора, если ее патрубок недостаточно выступает внутрь расширителя; установка воздухоосушителя (детали воздухоосушителя можно получить с трансформаторвстроительных заводов); перемаркировка уровней масла в расширителе.
При ремонте баков необходимо реконструировать крепление активной части в баке и установить термосифонный фильтр, если он отсутствовал.
Сборка трансформатора
При сушке активной части изоляции она «усыхает», поэтому ее обязательно подпрессовывают и при необходимости дополнительно расклинивают, а также подтягивают все резьбовые соединения отводов, переключателей и т. д. При проведении межоперационного контроля измеряют сопротивления изоляции, определяют коэффициент абсорбции, испытывают электрическую прочность изоляции стяжных шпилек относительно магнитопровода и ярмовых балок мегомметром на 2500 В, проверяют наличие заземления активной стали и всех ярмовых балок.
Масло желательно заливать в теплый бак.
После установки крышки и заливки активной части маслом монтируют все наружные узлы, в том числе расширитель, а затем через трубку в расширитель заливают масло до нормального уровня. Часто доливку масла совмещают с проверкой трансформатора на герметичность, созданием избыточного столба масла высотой 1,5 м в течение 3 ч.
Сорбент в воздухоосушитель засыпают на месте монтажа трансформатора перед его включением в сеть, так как сорбент может быть поврежден в процессе транспортировки трансформатора.
Источник
Как произвести ремонт трансформаторов своими руками?
Трансформаторы состоят из сердечника, собранного из металлических тонких изолированных лаком пластин (обычно Ш-образной формы), и каркаса с обмотками из эмалированного медного провода. С целью уменьшения потерь на гистерезис пластины изготовляются из специальной трансформаторной стали или сплава пермаллоя.
Трансформаторы, особенно силовые, несут постоянную электрическую и тепловую нагрузку. Если расчет и изготовление трансформаторов выполнены с отклонениями, например пайка проводников осуществлена с кислотными флюсами, то надежность изготовленных трансформаторов снижается и они чаще других намоточных изделий отказывают в работе.
Наиболее характерные неполадки трансформаторов следующие: нарушение пайки в местах присоединения концов выводных проводников, внутренние обрывы обмоток, замыкание обмоток между собой и на корпус.
Подготавливают обмоточные провода, гибкий монтажный провод для выводов, прокладочную кабельную бумагу или тонкую фторопластовую изоляционную пленку, кембриковое полотно, нитки, шеллачный лак, паяльник, припой, бескислотный флюс, мелкозернистую наждачную бумагу или полотно.
Для определения характера неисправности трансформатора отпаивают подведенные к нему провода, причем все отпаиваемые проводники отмечают бирками, чтобы в дальнейшем не перепутать подключение.
Схема разделительного трансформатора.
Выявление неполадок производят путем внешнего осмотра и проверки в следующем порядке:
- омметром проверяют целостность и сопротивление обмоток;
- мегомметром проверяют сопротивление изоляции между обмотками и между корпусом (сердечником) и обмотками;
- вольтметром переменного тока проверяют напряжение на выводах вторичных обмоток при номинальном напряжении на первичной обмотке;
- миллиамперметром переменного тока проверяют силу тока холостого хода трансформатора.
Когда неисправность выявлена, трансформатор разбирают, т. е. снимают крепежные детали и удаляют пластины сердечника. Делают это осторожно, так как погнутые пластины в дальнейшем затруднят сборку сердечника. Пластины из пермаллоя нельзя подвергать ударам, изгибам и другим деформациям, которые ухудшают магнитопроводящие свойства пермаллоевых пластин, что может отразиться в дальнейшей работе трансформатора.
Если сведения об обмоточных данных отсутствуют, то обмотки, которые надлежит снять, разматывают на намоточном станке со счетчиком, чтобы установить число витков. Диаметр провода определяют микрометром. Если намоточные данные имеются, провод можно срезать, не повредив, однако, исправных обмоток и каркаса.
Если при работе трансформатор нагревался сверх допустимой номинальной температуры, нужно убедиться, что изоляция оставляемых без перемотки обмоток является доброкачественной: бумажные прокладки между слоями не содержат подгорелых мест (не имеют потемнения), а эмалевое покрытие на намоточном проводе держится прочно.
В трансформаторах, изготовленных приборостроительными заводами, подсоединения концов обмоток к выводным проводникам при намотке изолируются тонкой фторопластовой пленкой; каждая обмотка после обертывания ее пленкой и проклейки пленки обвязывается ниткой, которой одновременно закрепляются выводные проводники. Намотка получается довольно жесткой, а пропитка делает катушку обмотки еще более твердой. Поэтому, особенно при тонких проводах, размотка обмотки для счета числа витков связана с трудностями, и необходимо проявлять большую осторожность, чтобы не порвать провод при смотке.
Намотку ведут виток к витку. В этом случае обмотки займут значительно меньше места, чем при беспорядочной намотке, и будет минимальная возможность пробоя между витками. Закончив ряд справа налево, ведут намотку следующего ряда в обратном направлении. После каждого ряда (слоя) провода укладывают бумажную прокладку или фторопластовую пленку, которые должны плотно входить по ширине между щечками каркаса. Нельзя допускать попадания провода между прокладкой и щечкой каркаса. Толщина намотки получается несколько большей в том месте, где располагаются выводные проводники, поэтому их нужно размещать с той стороны катушки, которая после сборки сердечника будет помещаться не внутри, а снаружи его. Выводы пропускают через сделанные отверстия в щечках каркаса.
Типовая структурно-технологическая схема ремонта трансформаторов.
Эмалированный провод, используемый для намотки, должен быть покрыт сплошным равномерным слоем эмалевой пленки, поверхность которой должна быть гладкой, блестящей, без пузырей, инородных тел, без механических повреждений верхних слоев металла. Провод берется того же диаметра и сохраняют прежнее число витков, иначе ему не разместиться в каркасе.
Намотав все обмотки, катушку трансформатора для зашиты от механических повреждений и пыли обклеивают сверху новой кембриковой лентой или лентой, снятой с трансформатора перед его размоткой.
Перед сборкой сердечника проверяют состояние пластин, выпрямляют погнутые. Если на железных пластинах имеются следы ржавчины, то их очищают и покрывают тонким слоем бакелитового лака. При сборке внутрь каркаса катушки вставляют среднее ответвление Ш-образной пластины, крайние оставляют снаружи катушки. Сборку ведут так, чтобы пластины устанавливались поочередно (то с одной, то с другой стороны катушки), что необходимо для создания замкнутого магнитного потока в сердечнике.
Собирая сердечник, обращают внимание на то, чтобы не смять пластины и в то же время не повредить каркас катушки. Пластины из трансформаторного железа более жесткие и при набивке сердечника редко сминаются. Пластины из пермаллоя более тонкие, поэтому нередко мнутся, изгибаются, что затрудняет сборку. Последние 2-3 пластины устанавливают на место легкими ударами деревянного молотка. Затем сердечник обжимают в тисках и дополнительно с помощью ударов деревянного молотка устанавливают еще 2-3 пластины. Если пластины набиты неплотно, то при включении трансформатор будет гудеть.
По окончании сборки, вставляют крепежные болты и стягивают сердечник.
Схема ремонта трехфазных трансформаторов с масляным охлаждением.
Для повышения влаго-, нагревостойкости, электрической и механической прочности обмоток трансформатора производят пропитку обмоток изоляционным меламин-глифталевым лаком МЛ-92 вязкостью 30-40 с по вискозиметру-воронке с диаметром отверстия сопла 4 мм в следующем порядке:
- очищают трансформатор от пыли, после чего прогревают в сушильном шкафу при температуре (120 ±10)°С в течение 3-х часов;
- охлаждают трансформатор до 60°С и смазывают пастой ПВСГ выводные концы обмоток (приготовление и применение пасты см. ниже);
- погружают трансформатор в сосуд с изоляционным лаком МЛ-92 и выдерживают в лаке 15-20 мин. до прекращения выделения пузырьков воздуха из обмотки;
- удаляют трансформатор из жидкости и дают стечь лаку в течение 60 мин, после чего снимают пасту с выводных проводников;
- протирают каркасы, сердечник и выводы трансформатора марлей, смоченной смесью толуола и уайт спирита или одним толуолом;
- выводные концы обмоток смазывают трансформаторным, касторовым или приборным маслом;
- трансформатор помещают в сушильный шкаф и нагревают последовательно по следующему графику (допустимо отклонение температуры ±10°С):
