Ремонт трансформаторов без разборки активной части

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ремонт трансформаторов без разборки активной части

Введение

Любой ремонт масляных трансформаторов, связанный с вскрытием бака, является капитальным. К капитальным относится и ремонт по типовой номенклатуре, называемый ревизией. Трансформаторы большой мощности ремонтируются только по специальной для каждого трансформатора технологии.

1. Классификация ремонтов трансформаторов

По объему ремонтных работ различают ремонты: текущий (эксплуатационный), капитальный без замены обмоток, капитальный с заменой обмоток, но без ремонта магнитной системы, капитальный с заменой обмоток и частичным или полным ремонтом магнитной системы [1,9]. При ревизии активную часть трансформатора вынимают из бака (или поднимают съемную часть бака) и без разборки активной части (расшихтовка магнитопровода и съем обмоток) производят ее ревизию. Выполняют обязательные работы: обработка масла, замена сорбентов, уплотнений, в некоторых случаях -- сушка активной части, контрольные испытания.

По назначению ремонты могут быть планово-предупредительные (профилактические) и послеаварийные, как и при ремонте электрических машин. Периодичность их проведения зависит от результатов профилактических испытаний и наличия дефектов, выявленных в процессе эксплуатации и при внешнем осмотре трансформатора (см. § 6.1).

Предусматривается вскрывать главные трансформаторы электростанций и подстанций, через которые передается основная часть вырабатываемой электроэнергии через восемь лет после включения в эксплуатацию (независимо от сроков и объемов ремонтов). Вскрываются и осматриваются трансформаторы после длительной транспортировки к месту установки.

По характеру выполняемых работ выделяют ремонты: восстановительный, реконструкция и модернизация.

При восстановительном ремонте параметры трансформатора и конструкция узлов и деталей не изменяются.

При реконструкции параметры трансформатора сохраняются, а конструкция ряда узлов изменяется.

В процессе модернизации изменяют параметры трансформатора и, как правило, отдельные части конструкции.

Для исключения увлажнения изоляции при разгерметизации и сливе масла используется технология, позволяющая удлинить время нахождения активной части вне масла до 100 ч. Технология заключается в подаче в бак трансформатора осушенного воздуха с относительной влажностью не выше 20%. Используют специальную установку, снабженную цеолитовыми(цеолиты -- группа минералов, получаемых синтетическим методом. Они обладают исключительно высокими адсорбционными свойствами, обусловленными высокой пористостью кристаллов и определенными размерами входных окон и каналов, которые действуют как сита, просеивающие молекулы, входящие в состав очищаемого вещества) адсорберами и подогревателем воздуха.

Силовые трансформаторы в зависимости от мощности и класса напряжения разделяются на группы (габариты) от I до VIII(табл. 11.1)

Таблица 11.1

Крупные трансформаторы ремонтируются непосредственно на подстанциях, имеющих башни с грузоподъемными устройствами, а на электрических станциях -- в машинных залах, оборудованных мостовым краном нужной грузоподъемности.

2. Подготовка трансформатора к ремонту

Проводят организационно-технические мероприятия, которые включают составление документации, подготовку помещения, грузоподъемных механизмов, оборудования и материалов, проведение необходимых испытаний и т.д. Составляют ведомость, содержащую перечень и объем работ и являющуюся документом для определения трудозатрат, срока ремонта, необходимых материалов и др.

Помещение, в котором будет производиться ремонт, должно быть защищено от пыли и атмосферных осадков и оборудовано подъемными механизмами, электрощитом с подводкой электроэнергии, вентиляцией.

В исключительных ситуациях -- ремонт выполнять вне помещений под порталом, с применением автокранов, электрических лебедок и других грузоподъемных устройств. Подъемные механизмы к началу ремонта должны быть смонтированы и проверены. Значительный объем подготовительных работ занимает подготовка масла. Масло и маслоочистительную аппаратуру доставляют ближе к ремонтной площадке, прокладывают маслопроводы, подготавливают емкости для слива старого масла, устанавливают и подключают маслоочистительную аппаратуру.

Должны быть приведены в порядок пути для перекатки трансформатора в помещение для ремонта. До вскрытия бака измеряют изоляционные характеристики (для решения вопроса о сушке) и испытывают масло на электрическую прочность.

Проводится осмотр внешних дефектов, подлежащих устранению при ремонте (течи арматуры, непрочности фланцев, сварных швов, нарушение армировки изоляторов, сколы и трещины на фарфоровых вводах и т.д.); проверяется маслоуказатель и термометр, после чего демонтируют термометр, термометрический сигнализатор, пробивной предохранитель, цепи сигнализации и защиты.

Очищают наружную поверхность трансформатора.

При обнаружении утечек масла в сварных швах, фланцах для более полного определения дефекта создают избыточное давление масла.

Если в день демонтажа активную часть из бака не вынимают, масло сливают до уровня верхнего ярма, чтобы изоляция и обмотки оставались в масле. Масло сливается полностью через нижний кран бака с помощью насоса. У трансформаторов I и II габаритов масло сливают самотеком. Если масло можно использовать, его сливают в чистый бак с герметически закрывающимся люком.

У трансформаторов сначала демонтируют газовое реле, затем предохранительную трубу и расширитель. Отверстия реле закрывают временными глухими фланцами, закрепляя их освободившимися болтами. Реле отправляют в электролабораторию для проверки и испытаний. Стекло маслоуказателя закрывают щитком из фанеры.

Для предотвращения попадания влаги в бак и расширитель все отверстия закрывают глухими фланцами, используя для уплотнения старые резиновые прокладки.

Последовательность разборки определяется конструктивным исполнением трансформатора. Если активная часть механически связана с крышкой вертикальными шпильками, то отсоединяют разъем крышки от бака и вынимают активную часть из бака вместе с крышкой. Если крышка с активной частью не связана, то демонтируют все элементы, установленные на крышке. Снятые изоляторы осматривают, проверяют наличие трещин или сколов. Поднимают крышку, чтобы токоведущие шпильки вводов и вал переключателя вышли из отверстий в ней. Затем отводят крышку от бака, чтобы грязь с нее не попала внутрь трансформатора.

Строповка и выемка активной части из бака. Для строповки на активной части имеются подъемные кольца (рымы). На подъемные кольца и крюк подъемного механизма надевают петли стропов и в отверстия колец вставляют стальные стержни. При строповке активной части, связанной с крышкой, применяют стропы необходимой длины, чтобы шпильки не сгибались. При каждом использовании подъемного механизма проверяют работу его тормоза и надежность строповки груза. Активную часть приподнимают над опорной поверхностью на 100...200 мм, несколько минут держат на весу, затем опускают на дно бака и уже затем поднимают до уровня, удобного для промывки активной части над баком.

Перед промывкой активную часть осматривают, обращая внимание на места отложения шлама и загрязнений в обмотках, в охлаждающих каналах и на активной стали. Большие скопления шлама свидетельствуют о наличии перегревов в этих местах. Результаты осмотра записывают в ведомость дефектов. Активную часть промывают струей теплого чистого масла из шланга, проведенного от емкости, поднятой на высоту около 3 м над полом. Емкость на 30...40 л наполняется с помощью насоса теплым маслом непосредственно перед промывкой. После окончания промывки и стока масла активную часть полностью вынимают.

3. Ремонт активной части трансформатора

Проверяют качество прессовки, отсутствие деформации, исправность паек и контактов, состояние изоляции обмоток и отводов. Качество изоляции определяется ее физико-химическими свойствами: эластичностью, твердостью, упругостью, цветом. Изоляция пригодна к дальнейшей эксплуатации, если она эластична, не ломается, не дает трещин при изгибе под углом 90° и имеет светлый цвет.

В процессе эксплуатации трансформаторов происходит ослабление осевой прессовки обмоток (вызванное усадкой изоляции из-за усыхания), уменьшение осевых размеров обмоток и концевой изоляции от действия ударных сил при коротких замыканиях в процессе эксплуатации. Ослабление прессовки обнаруживается перемещением рукой изоляционных деталей и прокладок (они сдвигаются с места). Для устранения в трансформаторах до III габарита обмотки 4 подпрессовывают ярмовыми балками 2 и 5 путем подтяжки гаек 1 вертикальных шпилек 3 (рис. 11.1). При ослаблении прессовки ослабляют затяжку балок верхнего ярма и вертикальную стяжку между верхними и нижними ярмовыми балками. При неодинаковых осевых размерах обмоток ВН и НН в обмотки закладывают дополнительную изоляцию в виде разрезных колец. После окончательной прессовки обмоток и затяжки ярма с помощью мегаомметра измеряют сопротивление изоляции стяжных шпилек.

Рис. 11.1, Рис. 11.2

Обмотки трансформаторов, не имеющих специальных прессующих устройств, подпрессовывают расклиновкой, забивают дополнительные изоляционные прокладки-клинья из электроизоляционного картона. Расклиновку производят равномерно по всей окружности обмотки, обходя поочередно один ряд прокладок за другим (рис. 11.2, где 1--дополнительный деревянный клин; 2 -- вспомогательный клин; 3 -- деревянный брусок). При значительном ослаблении расклинивание производят сверху и снизу.

Осевую прессовку обмоток сухих трансформаторов мощностью более 160 кВ·А и масляных III габарита и выше выполняют нажимными стальными кольцами 6 и винтами 1, установленными в полках 9 верхних ярмовых балок (рис. 11.3). На опорной изоляции 7 обмоток 8 установлено массивное стальное прессующее кольцо 6, имеющее разрыв во избежание образования короткозамкнутого витка. В верхней ярмовой балке вварены круглые стальные втулки 3, в которые ввинчивают нажимные винты 1. Кольцо 6 изолируют от ярмовых. Чтобы пята 5 не продавилась, в нее вставляют стальной башмак 4. Самоотвинчивание винтов 1 предотвращают установкой гаек 2.

Рис. 11.3

Для равномерной прессовки обмоток устанавливают четыре-шесть винтов. Для трансформаторов напряжением до 110 кВ применяют общую кольцевую прессовку, т. е. все обмотки, размещенные на стержне, прессуют одним общим кольцом. Для трансформаторов кВ и более применяют раздельную прессовку обмоток. Размещение прессующих колец трехфазного трансформатора при прессовке обмоток стержня одним кольцом показано на (рис. 11.4, где 1--кольцо; 2--места установки нажимных винтов; 3--контур расположения ярмовых балок). Каждое кольцо заземляют гибкой перемычкой, соединяющей его с ярмовой балкой (рис. 11.5, где 1--полка ярмовой балки; 2--бобышка; 3, 4--стопорная и пружинная шайбы; 5--болт; 6--заземляющая шинка; 7-- прессующие кольца; 8--обмотки).

Рис. 11.4

В целях экономии металла разработаны прессующие кольца из древесно-слоистых пластиков.

Подпрессовку обмоток выполняют так: ослабляют гайки нажимных винтов в перекрестном порядке; до отказа завинчивают винты и затягивают гайки.

Рис. 11.5, Рис. 11.6

Заземляющие перемычки отсоединяют от ярмовых балок и измеряют сопротивление изоляции нажимных колец относительно ярмовых балок и магнитной системы. ремонт трансформатор испытание

Разработаны конструкции автоматической прессовки в процессе работы трансформатора. Например, с гидропружинным запорным устройством (рис. 11.6). Устройство представляет собой два вставленных один в другой стальных взаимно-подвижных цилиндра 2 и 3, заполненных трансформаторным маслом, и совмещенных со сжатой винтовой пружиной 4, расположенной снаружи цилиндров. При усадке изоляции обмоток цилиндры 2, 3 под воздействием разжимающей пружины 4 раздвигаются и во внутреннюю их полость засасывается из бака трансформатора масло (через ниппель). При коротком замыкании электродинамические усилия от обмоток 12 через стальной 9 и текстолитовый 10 башмаки передаются на гидродомкраты, давление масла в полостях цилиндров резко возрастает и масло запирается конусной частью ниппеля 1. Гидропружинное устройство размещается между прессующим кольцом 11 и нажимными винтами 6 в ярмовой балке 5. После сушки активной части завинчивают в фасонные гайки 7 нажимные винты 6 до упора в цилиндры 2, 3 и навинчивают контргайки 8, а далее подпрессовка происходит автоматически. Поглощая энергию удара, масло служит хорошим амортизатором.

При ремонте обмоток осматривают витковую изоляцию и, если обнаруживают места повреждений, витки изолируют. Крайние витки в месте наложения дополнительной изоляции раздвигают клином для удобства пропуска ленты. В случае повреждения изоляции в удаленной части катушки между витками закладывают полоску из электрокартона толщиной 0,3... 0,5 мм. В месте, где изоляция витка восстановлена, на катушку накладывают бандаж из тафтяной ленты вполуперекрышку.

Ремонт магнитной системы начинают с проверки чистоты вентиляционных каналов и отсутствия на их поверхности мест перегрева.

Признаками перегревов служат цвета побежалости (изменение цвета стали на желтый, фиолетовый, синий, серый и др.) и наличие продуктов разложения масла в виде черной спекшейся массы.

У сухих трансформаторов вентиляционные каналы продувают сжатым воздухом, у масляных - промывают струей горячего трансформаторного масла.

Проверяют плотность прессовки активной стали ярм, качество изоляции, сопротивление изоляции стяжных шпилек, состояние изоляции ярмовых балок относительно активной стали, состояние заземляющих перемычек между ярмовой балкой и магнитной системой.

Измерение сопротивления изоляции проводят с помощью мегаомметра. Если сопротивление изоляции шпильки меньше, чем остальных, или равно нулю, извлекают шпильку из отверстия в ярме вместе с изолирующими их бумажно-бакелитовыми трубками. При наличии на трубках и шпильках признаков перегрева и замыкания листов активной стали(в результате осмотра отверстий в ярме с помощью переносной лампы) верхнее ярмо разбирают для устранения повреждений, а пластины его при необходимости подвергают переизолировке.

Перед прессовкой ярма от прессующей балки отделяют заземляющую ленту и измеряют сопротивление изоляции ярмовых балок относительно активной стали, а также качество изоляционных прокладок, активной сталью и ярмовыми балками. При хорошем качестве изоляции устанавливают на место заземляющую ленту, гайки стяжных шпилек затягивают до отказа и раскернивают их, а все шпильки перевязывают тонкой бечевкой.

У магнитных систем бесшпилечной конструкции подпрессовку ярм производят подтяжкой гаек на внешних шпильках, скобах, полубандажах.

Ремонт переключающих устройств. Осматривают контактные соединения переключателя и отводов устройств переключения без возбуждения (ПБВ); определяют плотность прилегания контактов, проверяя зазор между ламелями щупом, а также измерением переходного электрического сопротивления. При наличии подгаров на контактной поверхности устройство заменяют.

Для удаления налета, образующегося при работе в масле, контактную часть переключателя протирают ацетоном или бензином. Остальную часть устройства промывают чистым трансформаторным маслом.

При ремонте переключающих устройств регулирования под нагрузкой (РПН) проверяют контактные поверхности избирателя ступеней, контакторов и электрической части приводного механизма. Подгоревшие контакты зачищают и проверяют на плотность прилегания; при этом выясняют и устраняют причину подгорания.

Отказ в работе привода может быть вызван попаданием влаги из-за плохой герметичности дверцы шкафа, а также из-за значительных люфтов соединительных валов.

Ремонт отводов. Признаком нарушения контакта является потемнение изоляции, а также отложение на их поверхности черной спекшейся массы. Дефектные соединения перепаивают и изолируют. Крепление отводов подтягивают планками, шпильками и гайками.

Ремонт вводов, бака, расширителя, радиаторов, размещенных на баке. Вводы демонтируют с крышки, осматривают и проверяют состояние изоляторов, прокладок, исправность резьбы на стержне и гайках. Поврежденные изоляторы заменяют, токопроводящие части и крепеж восстанавливают. После чистки и промывки ввод собирают, уплотнения заменяют новыми.

Рис. 11.7

Вводы, переключающие устройства, краны и другие части крепят шпильками. Вводы должны стоять без перекосов и иметь равномерную затяжку. Этого достигают перекрестным подтягиванием гаек. На рис. 11.7 показана установка на крышке ввода напряжением 35 кВ, где 1--токоведущая шпилька; 2--латунная втулка; 3--колпак ввода; 4--резиновая прокладка; 5--электрокартонная шайба; 6--фарфоровый изолятор; 7--прижимной кулачок; 8--крышка бака; 9--прокладка; 10--припаянный к шпильке отвод обмотки.

У трансформаторов I --III габаритов изолятор ввода прижимают кулачками 5 с помощью шпилек 2 (рис. 11.8), приваренных непосредственно к крышке 6: на приклеенную к крышке прокладку 7 устанавливают изолятор 1, надевают на шпильки кулачки, а на них фасонный (стопорный) фланец 4 и навинчиванием на шпильки гаек 3 притягивают изолятор к крышке.

Бак должен быть отремонтирован к окончанию ремонта активной части. При ремонте из бака полностью сливают масло, демонтируют размещенные на стенках устройства, протирают внутреннюю и наружную поверхности. Если было обнаружено просачивание масла, то трещины или дефекты заваривают электросваркой. При сварочных работах стенки бака насухо протирают, строго соблюдая правила противопожарной безопасности. С борта рамы и фланцев удаляют уплотняющие прокладки и очищают поверхности, на которых они были установлены.

Рис. 11.8

Ремонт кранов выполняют в следующей последовательности: вывинчивают болты крепления вентиля к баку, разбирают, чистят и промывают детали вентиля керосином, заменяют сальниковую набивку. Если вентиль после сборки и испытания не обеспечивает маслоплотности, притирают посадочные поверхности. Сборку вентиля производят в порядке, обратном разборке. Затем вырезают резиновую кольцевую прокладку и устанавливают кран на старое место. Загрязненное масло спускают через сливное отверстие в дне бака. Пробку сливного отверстия уплотняют льняным волокном, пропитанным бакелитовым лаком.

Для уплотнения крышки 2 болтами 4 на борт бака укладывают уплотняющую прокладку 3 (рис. 11.9, а--в).

На рис. 11.10 показан наиболее распространенный способ соединения прокладок встык и указаны длины стыка в зависимости от толщины прокладки.

При ремонте расширителя осматривают его внутреннюю поверхность. При коррозии удаляют ржавчину стальными щетками и красят внутреннюю поверхность расширителя эмалью 624С или 1201. Для удобства ремонта в стенках расширителей имеются люки.

Все пробки, отстойник и маслоуказатель чистят и промывают керосином, а резиновые прокладки заменяют новыми. Из отстойника спускают загрязненное масло. Промывают отстойник и заменяют уплотнение.

Ремонт охладителей, предохранительной трубы, осушителя воздуха, термосифонного фильтра включает те же операции, что и ремонт бака: чистку, промывку, окраску, проверку на отсутствие течи, изготовление и замену уплотняющих прокладок, замену сальниковой набивки в кранах и уплотнений пробок.

Радиаторы при ремонте опрессовывают гидравлическим прессом. При обнаружении течей внутреннюю поверхность радиатора отпаривают, промывают горячей водой, заваривают трещины электросваркой и вторично опрессовывают. Если течи нет, радиатор промывают горячим маслом и закрывают патрубки глухими фланцами на резиновых прокладках. Установка уплотняющей резиновой прокладки 1 на фланце радиатора изображена на (рис. 11.11). На каждый патрубок радиатора устанавливают по две прокладки одну между фланцем 2 радиатора и радиаторным краном 3, другую -- между краном и фланцем 4 патрубка бака. Прокладку вырезают из листовой маслостойкой резины толщиной 8...10мм. Отверстия в прокладке пробивают специальной просечкой.

Если при ремонте производилась сварка, радиаторы и термосифонные фильтры испытывают избыточным давлением масла на герметичность. В термосифонном фильтре и осушителе воздуха заменяют силикагель.

Рис. 11.9

Рис. 11.10, Рис. 11.11

4. Заключительные операции при капитальном ремонте

Установка активной части в бак. Измеряют сопротивление изоляции обмоток и стяжных шпилек.

Уплотнение между крышкой и бортом рамы бака заменяют. Резиновое уплотнение допускается использовать в виде длинной полосы, при этом стыки полосы склеивают и размещают между отверстиями в раме бака (см. рис. 11.12).

Если при испытании дефектов не обнаружено и изоляция не увлажнена, активную часть устанавливают в бак. Крепят активную часть трансформатора в баке.

После установки активной части в бак и закрепления крышки трансформатор заполняют сухим чистым маслом несколько выше уровня верхнего ярма с помощью центрифуги или фильтр-пресса. Температура масла должна быть не ниже 10?С.

Расширитель, газовое реле и другие устройства монтируют после установки крышки и заливки активной части маслом (рис. 11.12, где 1--крышка бака; 2--кронштейн; 3--расширитель; 4--фланец патрубка расширителя; 5--плоский кран; 6--прокладка; 7--болты; 8--газовое реле; 9--патрубок крышки; 10--прокладка; 11--продольные отверстия в кронштейнах). Заменяют новыми все уплотняющие прокладки.

Газовое реле устанавливают после предварительной проверки в лаборатории его поплавковой системы, электрических цепей и герметичности. Проверяют работу крана маслопровода, соединяющего расширитель с баком. Испытание трансформатора на герметичность. После сборки трансформатор доливают маслом и испытывают на герметичность. Для сообщения бака с наружным воздухом и заполнения устройств маслом открывают кран, установленный между газовым реле и расширителем, вывертывают верхнюю пробку расширителя, все воздушные винты и пробки на вводах, радиаторах, термосифонных фильтрах. Когда масло начинает просачиваться, пробки и винты ввертывают и уплотняют (прядями асбеста). Затем масло доливают до нормального уровня в расширителе (по маслоуказателю).

Рис. 11.12

Для испытания герметичности трансформатора в пробку расширителя устанавливают трубу с воронкой (рис. 11.13, где 1--труба с воронкой; 2--крышка масляного затвора; 3--шайба). Высота уровня масла в воронке над крышкой составляет для трансформаторов с трубчатыми и гладкими баками 1,5 м, а с волнистыми и радиаторными -- 0,9 м. Уровень масла выдерживают в течение 3 ч. Если за это время не обнаруживают просачивания и утечки масла - испытание успешно.

Рис. 11.13

После проверки герметичности масло спускают через нижний кран до нормального уровня, наблюдая за работой маслоуказателя. Маслоуказатель исправен и сообщается с расширителем обоими патрубками, то уровень масла в стекле понижается плавно, без срывов и всплесков. После полного выделения из масла воздуха (через 8... 10 ч после доливки масла) берут пробу масла для сокращенного химического анализа и испытания на электрическую прочность.

После сборки и испытания, поверхность трансформатора красят антикоррозионными и маслостойкими эмалями светлых тонов.

Контрольные испытания: испытание трансформаторного масла на электрическую прочность; измерение характеристик изоляции (R60,R60/R15, емкостных характеристик и tg д изоляции); испытание главной изоляции приложенным напряжением; измерение сопротивления обмоток постоянному току (см. тему 12).

Контрольные вопросы

1.По какому принципу классифицируются ремонты трансформаторов?

2.Какие мероприятия необходимо выполнить перед ремонтом?

3.Назовите основные виды работ, выполняемых до начала ремонта активной части трансформаторов, и их последовательность.

4.Какие операции выполняются при ремонте обмоток без разборки активной части?

5.Назовите порядок ремонта магнитной системы трансформаторов.

6.Перечислите назначение и виды испытаний, проводимых после ремонта трансформаторов без разборки активной части.

Размещено на Allbest.ru