Технічне обслуговування та технологія ремонту масляного трансформатора ТМ 1000/10

     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.       

 

 

Ремонт  силовых трансформаторов 

• 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. 

 

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. 

 

Текущий и капитальный  ремонт трансформаторов

       

  

В процессе эксплуатации отдельные части трансформатора под влиянием термических, электродинамических, механических и других воздействий  постепенно теряют свои первоначальные свойства и могут прийти в негодность.  

В целях своевременного обнаружения и устранения развивающихся  дефектов и предупреждения аварийных  отключений для трансформаторов  периодически проводятся текущие и  капитальные ремонты.  

Текущий ремонт трансформатора производится в следующем  объеме:  

а) наружный осмотр и устранение обнаруженных дефектов, поддающихся устранению на месте,  

б) чистка изоляторов и бака,  

в) спуск грязи  из расширителя, доливка в случае необходимости масла, проверка маслоуказателя,  

г) проверка опускного  крана и уплотнений,  

д) осмотр и чистка охлаждающих устройств,  

е) проверка газовой  защиты,  

ж) проверка целости  мембраны выхлопной трубы,  

з) проведение измерений  и испытаний.  

Для трансформаторов  с регулированием напряжения под  нагрузкой производятся внеочередные ремонты регулирующего устройства в соответствии с указаниями заводской  инструкции в зависимости от числа  произведенных переключений.  

При ремонте  трансформаторов с принудительным масловодяным охлаждением следует  обратить особое внимание на отсутствие подсоса воздуха в систему  циркуляции масла и на проверку герметичности  охладителей.  

Герметичность охладителей проверяется путем  создания избыточного давления поочередно со стороны масляной, а затем водяной  системы согласно действующим инструкциям.  

Периодичность чистки и испытания охладителей  зависит от местных условий (загрязнения  воды, состояния охладителей) и производится не реже 1 раза в год.  

При ремонте  проверяется также состояние  термосифонных фильтров и воздухоосушителей.  

У маслонаполненных вводов трансформаторов при ремонте  производятся отбор пробы масла, доливка масла, в случае необходимости  — и измерение тангенса угла диэлектрических  потерь (не реже 1 раза в 6 лет).  

Ввиду того что  масло в вводах трансформаторов через несколько лет работы приходит в негодность, при ремонте иногда возникает необходимость смены ввода. Опыт эксплуатации также показывает, что для маслонаполненных вводов с барьерной изоляцией через 10 - 12 лет работы на трансформаторах недостаточна только смена масла, а необходим капитальный ремонт с разборкой, чисткой и при необходимости сменной изоляции ввода.  
 
 
 

Капитальный ремонт трансформаторов  

Трансформатор имеет достаточно большие запасы электрической прочности изоляции и является весьма надежным аппаратом  в эксплуатации.  

Трансформаторы  имеют маслобарьерную изоляцию. В  качестве основной твердой изоляции для трансформатора используется прессшпан. Изготовляемый до последнего времени  отечественными заводами прессшпан  дает с течением времени усадку, что является его существенным недостатком.  

Как правило, для  трансформаторов применяется жесткая  система запрессовки обмотки, которая  не обеспечивает автоматическую подпрессовку обмотки по мере усадки прессшпана. Поэтому после нескольких лет работы для трансформаторов предусматривается проведение капитальных ремонтов, при которых основное внимание должно быть уделено подпрессовке обмоток.  

При отсутствии необходимых подъемных приспособлений капитальный ремонт допускается  производить с осмотром сердечника в баке (при снятой крышке), если при  этом обеспечена возможность производства подпрессовки и расклиновки обмоток.  

Для ответственных  трансформаторов первоначальный срок капитального ремонта после ввода  в эксплуатацию установлен в 6 лет, для  остальных — по результатам испытаний  по мере необходимости.  

Капитальный ремонт трансформатора производится в следующем  объеме:  

а) вскрытие трансформатора, подъем сердечника (или съемного бака) и осмотр его,  

б) ремонт магиитопровода, обмоток (подпрессовка), переключателей и отводов,  

в) ремонт крышки, расширителя, выхлопной трубы (проверка целости мембраны), радиаторов, термосифонного фильтра, воздухо осушителя, кранов, изоляторов,  

г) ремонт охлаждающих  устройств,  

д) чистка и окраска  бака,  

е) проверка контрольно-измерительных  приборов, сигнальных и защитных устройств,  

ж) очистка или  смена масла,  

з) сушка активной части (в случае необходимости),  

и) сборка трансформатора,  

к) проведение измерений  и испытаний.

Устранение  неисправностей 

Основные  виды повреждений  и текущий ремонт трансформаторов.

<