Конструкция техническое обслуживание и ремонт подвижного состава

Размещено на http://www.allbest.ru/

Департамент образования и науки Костромской области

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Буйский техникум железнодорожного транспорта»

Контрольная работа

по дисциплине «Конструкция техническое обслуживание и ремонт подвижного состава»

Буй 2018



Содержание

1. Основные понятия. Назначение трансформатора

2. Устройство, принцип действия трансформатора

3. Режимы работы трансформатора

4. Устройство тягового трансформатора электровоза ВЛ80С

5. Техническое обслуживание трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б в объёме ТР-3

Заключение

Список литературы



1. Основные понятия. Назначение трансформатора

Трансформатор - это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения.

Такое преобразование необходимо во всех отраслях промышленности. В частности, в энергетике применение трансформаторов обеспечивает основное преимущество электрической энергии - возможность передачи ее на большие расстояния с минимальными потерями. При передаче электроэнергии в линии электропередачи возникают потери энергии. Эти потери определяются током I в линии передачи и сопротивлением ее проводов R:

?P = I 2 R. (1.1)

Мощность, передаваемая в линии передачи, определяется током и напряжением:

P = IU. (1.2)

При относительно низком напряжении U ток в линии может быть весьма большим. Большой ток в проводах линии электропередачи в соответствии с (1.1) обусловливает значительные потери. Для уменьшения этих потерь при той же передаваемой мощности необходимо уменьшить ток в линии электропередачи. Для этого напряжение в ЛЭП должно быть повышено. Эта задача решается с помощью трансформатора. Поэтому силовые трансформаторы являются необходимым элементом промышленных электрических сетей. В начале линии передачи со стороны генератора устанавливается повышающий трансформатор, который увеличивает напряжение в десятки раз, а в конце ЛЭП со стороны потребителей устанавливается понижающий трансформатор, который уменьшает напряжение до номинального напряжения потребителя.

Трансформаторы разных типов широко применяются в различных областях электротехники, электроники, в устройствах измерения и контроля, автоматического управления и т.д.

Трансформаторы разных типов имеет разные особенности конструкции и обладают разными характеристиками. Однако в основе работы всех трансформаторов лежит один принцип - индукционное действие магнитного поля (явление электромагнитной индукции).

2. Устройство, принцип действия трансформатора

В основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции. Это явление предполагает наличие переменного магнитного поля. Для создания магнитного поля служит магнитная цепь. Поэтому основой устройства трансформатора является магнитная цепь, которая представляет из себя магнитопровод с электрическими обмотками.

Электромагнитная схема простейшего идеального трансформатора показана на рис.1. В таком трансформаторе магнитопроводом может быть прямоугольный ферромагнитный сердечник, на котором размещены две электрические обмотки. Каждая из обмоток имеет определенное количество витков (w1и w2), охватывающих стержни магнитопровода.

Рисунок 1 - Электромагнитная схема идеального трансформатора



Обмотка с числом витков w1 называется первичной обмоткой и подключается к зажимам A-N источника электроэнергии переменного напряжения U1.

Обмотка с числом витков w2 называется вторичной. К зажимам вторичной обмотки подключается приемник электроэнергии с сопротивлением Zп. Под действием переменного напряжения U1 источника в первичной обмотке возникает первичный ток I1. Этот ток, замыкаясь по виткам первичной обмотки, создает переменную магнитодвижущую силу (МДС) в магнитной цепи трансформатора. Под действием МДС возникает переменное магнитное поле.

При этом магнитный поток Ф, замыкаясь по ферримагнитному сердечнику, пронизывает все витки обеих обмоток. Согласно закону электромагнитной индукции переменный магнитный поток Ф, пронизывая витки обмоток, индуктирует в каждом из них ЭДС индукции. Положительное направление ЭДС одного витка соотносится с направлением магнитного потока как обозначено на рис. 1. При этом ее величина определяется скоростью изменения магнитного потока:

(2.1)

Тогда в первичной обмотке с числом витков w1 создается ЭДС индукции E1, пропорциональная числу витков w1:

E1 =ew1, (2.2)

А во вторичной обмотке с числом витков w2 создается ЭДСE2 , пропорциональная числу витков w2:

E2 =ew2. (2.3)



Вторичная ЭДСE2 определяет напряжение на зажимах вторичной обмотки U2, к которой подключен приемник, и ток приемника (вторичный ток) I2. Таким образом, приемник потребляет от трансформатора электрическую энергию.

Соотношение по величине между первичным и вторичным напряжениями называется коэффициентом трансформации:

kТ = U1/U2. (2.4)

Для того, чтобы определить это соотношение запишем уравнения по II закону Кирхгофа для электрических контуров первичной и вторичной цепей, обозначенныхнарис.1 пунктиром.

U1 = E1, (2.5)

U2 = E2. (2.6)

Уравнения (2.5), (2.6) называют уравнениями электрического состояния идеального трансформатора. Исходя из этих уравнений и с учетом (2.2), (2.3), коэффициент трансформации

kТ = U1/U2 = E1 / E2= еw1 / еw2 = w1 / w2, (2.7)

т.е. коэффициент трансформации определяется соотношением числа витков первичной и вторичной обмоток.

Если число витков вторичной обмотки меньше, чем в первичной (w2<w1), вторичное напряжение меньше первичного (U2<U1), коэффициент трансформации kТ>1, и такой трансформатор называют понижающим трансформатором. Если число витков вторичной обмотки больше, чем в первичной (w2>w1), вторичное напряжение больше первичного (U2> U1) , коэффициент трансформации kТ< 1, и такой трансформатор называют повышающим трансформатором. Трансформатор с одинаковым числом витков в обеих обмотках обладает коэффициентом трансформации kТ =1. Такой трансформатор называют разделительным.

Таким образом, трансформатор посредством магнитной связи двух обмоток в магнитной цепи преобразует электрическую энергию источника с напряжением U1 в электрическую энергию, отдаваемую приемнику с напряжением U2.

При этом вторичное напряжение

U2 = U1 / kТ. (2.8)

Для обозначения трансформатора в электрических схемах используют его условное графическое обозначение, показанное на рис. 2.2

Размещено на http://www.allbest.ru/

А б

Рисунок 2 - Условное графическое обозначение трансформатора в схемах электрических цепей (а - развернутое, б - упрощенное)

3. Режимы работы трансформатора

На рис. 3 показана зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины нагрузки, охватывающая всевозможные режимы его работы. Точка 1 этой кривой соответствует режиму при I2 = 0. Такой режим называется холостой ход трансформатора. Он возникает, когда приемник электроэнергии отключен от вторичной обмотки (На рис. 4 выключатель в разомкнутом положении).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - Зависимость вторичного напряжения трансформатора от нагрузки

Рисунок 4 - Холостой ход трансформатора

В этом режиме трансформатор не создает электрическую энергию, которая передавалась бы приемнику. При этом электрическая энергия, потребляемая трансформатором от источника, невелика и расходуется на покрытие потерь холостого хода трансформатора. Ток, потребляемый первичной обмоткой от источника в этом режиме, называют ток холостого хода трансформатора I0. Его величина составляет от 2 до 5 % по отношению к номинальному первичному току.

Как следует из уравнения внешней характеристики трансформатора, вторичное напряжение в режиме холостого хода, когда I2= 0, оказывается максимальными определяется только величиной вторичной ЭДС. Это значение принимают в качестве номинального вторичного напряжения трансформатора:

U2ном = Е2. (3.1)

Точка 3 кривой на рис. 3 соответствует режиму, когда напряжение между зажимами вторичной обмотки U2 = 0. Такой режим возникает, когда зажимы вторичной обмотки замкнуты между собой (рис.5). Этот режим называется короткое замыкание трансформатора.

Рисунок 5 - Короткое замыкание трансформатора

При коротком замыкании можно принять сопротивление приемника Zп = 0. При этом вторичный ток ограничивается только небольшим собственным активным индуктивным сопротивлениями вторичной обмотки. Поэтому вторичный ток короткого замыкания I2 оказывается очень большим, во много раз превышающим номинальный ток. Такой большой ток обусловливает значительный перегрев обмотки и выход из строя трансформатора.

Ток первичной обмотки в этом режиме I1к называется током короткого замыкания трансформатора. В соответствии с уравнением магнитного состояния трансформатора ток короткого замыкания трансформатора также значительно превышает номинальный ток и приводит к перегреву трансформатора. Короткое замыкание - аварийный режим, возникающий в следствие неисправностей в электрической цепи приемника электроэнергии.

Номинальный режим работы трансформатора ограничивается допустимым нагревом его обмоток при номинальных токах. На рис. 3 номинальному режиму работы соответствует точка 2. При этом вторичный ток I2 = I2ном.

Рабочий диапазон режимов работы трансформатора определяется участком 1-2 на рис. 3.

На рис. 6. Показана внешняя характеристика силового трансформатора в его рабочем диапазоне.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6 - Внешняя характеристика трансформатора

Часто при анализе характеристик трансформатора для характеристики величины нагрузки используется относительный параметр, который называют коэффициентом нагрузки в. Его определяют как отношение вторичного тока в рассматриваемом режиме работы к его номинальному значению:

в = I2 / I2ном. (3.2)

В режиме холостой ход, когда вторичный ток I2 =0, коэффициент нагрузки в = 0. В номинальном режиме работы в = 1. Таким образом, изменение режима работы трансформатора от холостого хода до номинального режима соответствует изменению коэффициента нагрузки от 0 до 1. Поэтому в некоторых случаях внешнюю характеристику определяют, как зависимость вторичного напряжения от коэффициента нагрузки трансформатора U2 = f(в). На рис. 6 значения коэффициента нагрузки обозначены на дополнительной оси в.

Как видно на рис. 6, при изменении режима работы в диапазоне от холостого хода до номинального режима напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора уменьшается на ?U2. Изменение напряжения в номинальном режиме работы ?U2 составляет от 4 до 10 % в зависимости от типа и мощности трансформатора.

4. Устройство тягового трансформатора электровоза BЛ80C

Трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б (рис.7) предназначен для преобразования напряжения контактной сети в напряжение цепей тяговых двигателей и собственных нужд электровоза.

Технические данные

Напряжение сетевой обмотки25000 В

Мощность сетевой обмотки1485 кВА

Ток тяговой обмотки:

длительный 1750 А

часовой 1840 А

Напряжение холостого хода:

тяговой обмотки 1218 В

обмотки собственных нужд232; 406: 638 В

Ток обмотки собственных нужд номинальный .550 А

При работе по схеме резервирования1000

Мощность обмотки собственных нужд225 кВА

Коэффициент трансформации обмоток:

сетевая-тяговая 20,50,1

сетевая-собственных нужд 61,50,31

Общие потери не более 100 кВт

Коэффициент полезного действия97,6 %

Расход воздуха на охлаждение333 м3/.мин

Срок службы20 лет

Масса8000 кг

Трансформатор типа ОДЦЭ-5000/25Б (рис. 7) состоит из активной части, помещенной в бак с трансформаторным маслом, а также системы охлаждения.

Рисунок 7 - Тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б: 1 -маслоуказатель; 2 - расширительный бак; 3 - балка-камера; 4 - устройство для осевой стяжки обмоток; 5 - опора трансформатора; 6 - масляные радиаторы; 7 - активная (выемная) часть; 8 - отвод; 9 - нижняя ярмовая балка; 10 - опорная балка; 11, 13 - пробки; 12 - резиновое уплотнение; 14 - выводы обмотки собственных нужд; 15 - выводы тяговых вторичных обмоток; 16 - выводы первичной (сетевой) обмотки; 17 - электрический масляный насос; 18 - стальные заглушки; 19 - упоры для крепления активной части



а) б)

Рисунок 8 - Магнитопроводы шпилечной (а) и бесшпилечной (б) конструкции: 1 - нижнее ярмо: 2 - шпилька; 3 - стержень; 4 - верхнее ярмо; 5 - бандаж стержня

Активная часть - состоит из шихтованного магнитопровода и трех обмоток. Магнитопровод-двухстержневой, шихтованный, состоит из двух вертикальных стержней и двух горизонтальных ярм. Стержни магнитопровода (рис. 8, а) набраны из листов электротехнической стали (толщиной 0,35 мм) пакетами разной ширины и имеют ступенчатое сечение, близкое к круглому. Все листы стержней спрессованы и скреплены пятью шпильками, при этом для изоляции шпильки пропущены внутри бакелитовых трубок, а под гайки подложены бакелитовые шайбы.

Ярма набраны из листов электротехнической стали пакетами разной дайны. При сборке с боков ярм устанавливаются швеллера, которые стянуты по концам друг с другом болтами, вкрученными в торцы стальных планок в прорези стержней магнитопровода. При этом ярма скрепляются с вертикальными стержнями магнитопровода. К двум швеллерам нижнего ярма приварены снизу две планки, через которые активная часть опирается на дно бака через приваренные к дну бака конуса для фиксации. К двум швеллерам верхнего ярма сверху крепится крышка болтами со свободным ходом 20 мм за счет овальных отверстий для четырех верхних болтов. За счет этого активная часть всегда стоит на дне бака и одновременно ее крышка плотно притянута к фланцам бака через прокладки из маслоустойчивой резины.

Обмотки трансформатора -- трансформатор имеет три обмотки (рис. 9, а): первичную обмотку (сетевую) с выводами А-Х на напряжение 25 кВ (862 витка) и две вторичные обмотки. Вторичные обмотки разделяют на: обмотку собственных нужд с выводами х-а5-а4-аЗ на напряжение до 638 В (22 витка) для питания вспомогательного оборудования электровоза и главную вторичную обмотку (тяговую) для питания тяговых двигателей. Тяговая вторичная обмотка состоит из двух нерегулируемых частей с выводами al-xl и а2-х2 (по 22 витка), где наводится ЭДС по 638 В и двух регулируемых частей с выводами 1-01 и 5-02 (по 20 витков), где наводится ЭДС по 580 В. Каждая регулируемая часть обмотки разделена на четыре секции (по 5 витков), в каждой из которых наводится ЭДС по 145 В. Все три обмотки трансформатора намотаны на шесть бакелитовых цилиндров, установленных на двух вертикальных стержнях магнитопровода, по три цилиндра один внутри другого. На двух внутренних цилиндрах находятся нерегулируемые части тяговой вторичной обмотки, на двух средних цилиндрах находится первичная (сетевая) обмотка. На двух наружных цилиндрах находятся регулируемые части тяговой вторичной обмотки, а также обмотка собственных нужд. Все обмотки трансформатора намотаны из медных шин различного сечения, изолированных кабельной бумагой на текстолитовые планки (толщиной 20 мм), установленные вдоль бакелитового цилиндра. Между витками на этих планках установлены прокладки из электрокартона. За счет такой намотки, каждый виток обмотки омывается трансформаторным маслом со всех четырех сторон. При сборке активной части при снятом верхнем ярме на стержни магнитопровода (на нижнее ярмо) устанавливаются стальные шайбы, на которые веером устанавливаются текстолитовые бруски для подхода масла к обмоткам снизу. На них устанавливаются также по три текстолитовых кольца (толщиной 50 мм) один внутри другого. На эти шесть колец устанавливаются нижним витком шесть цилиндров с обмотками. На верхний виток на каждом цилиндре устанавливаются текстолитовые кольца. На них веером устанавливаются текстолитовые бруски,предназначенные для выхода масла от обмоток трансформатора. На эти текстолитовые бруски устанавливаются две стальные шайбы (прессующие кольца). Затем к двум стержням магнитопровода крепится верхнее ярмо. В отверстия с резьбой в приварных втулках сбоку швеллеров верхнего ярма вкручиваются шпильки, которые через специальные башмаки, через верхнюю стальную шайбу, текстолитовые бруски, через три текстолитовых кольца плотно сжимают между собой через изоляцию витки всех обмоток на шести цилиндрах.

Рисунок 9 - Схема соединения обмоток трансформатора (а) и схема циркуляции масла (б): Н - масляный насос; А - активная часть; Т - теплообменники

трансформатор электровоз обмотка

На электровозах ВЛ80С используется устройство для автоматической прессовки обмоток тягового трансформатора, на башмаки наклонных шпилек давят сильные сжатые пружины сбоку. Выводы всех обмоток трансформатора выведены наружу через изоляторы в отверстиях крышки. Средние утолщения изоляторов укреплены к крышке с помощью фланцев с резиновыми прокладками, которые приклеивают к крышке. Крышка с изоляторами имеет свободный ход до 20 мм. Бак трансформатора -- выполнен сварным из стали толщиной 10 мм, восьмигранной формы. Внутрь бака на дно опускается активная часть трансформатора и затем крышка трансформатора крепится к фланцам бака по периметру болтами через прокладки из масломорозоустойчивой резины. Бак трансформатора с активной частью через четыре приварных конуса с боков бака и через резиновые конусы опирается на два поперечных средних двутавровых бруса рамы кузова. Внизу сбоку бака выполнены: пробка для взятия пробы масла и кран для слива масла и заполнения бака маслом в депо (в нормальном положении должны быть опломбированными). Внизу на дне бака находится пробка для слива остатков масла. В верхней части, сбоку на баке укреплен масляный насос МН типа 4ТТ-63/10. С обеих сторон бака укреплены по три секции масляных радиаторов, закрытых решетками с воздухопроводами от вентиляторов МВЗ и МВ4. Каждая секция радиаторов состоит из латунных овальных трубок (10 рядов по 9 трубок в каждом), закрепленных в решетках, для обдува воздухом от вентиляторов.В дополнение к баку трансформатора находится расширитель, который служит для восприятия излишков масла из бака при его нагревании, а также для уменьшения поверхности соприкосновения масла с воздухом. Расширитель сварен из стали (размером 500x1500x600 мм) и укреплен на кронштейнах. Расширитель соединяется с баком трансформатора трубой через отверстие в крышке трансформатора. Бак трансформатора полностью заполнен трансформаторным маслом, а расширитель только частично.

Трансформаторное масло служит изоляцией между всеми обмотками трансформатора и одновременно является охлаждающей жидкостью. Технические характеристики трансформаторного масла следующие: цвет светло-желтый; температура застывания 35°С; температура вспышки +135 °С; слой масла толщиной 2,5 мм должен выдерживать без пробоя в течение одной минуты напряжение не менее 35 кВ. Для контроля уровня масла на расширителе сбоку установлено масломерное стекло, где нанесены риски нормального уровня масла для трех температур: -50, +15, +50 °С. Для контроля за работой масляного насоса служит манометр, установленный на нагнетательном патрубке МН, за показанием которого можно наблюдать из коридора. Давление масла должно находиться в пределах 0,8--1,0 кгс/см2. Для контроля за температурой трансформаторного масла в верхних слоях бака служит термосигнализатор. Он состоит из датчика в виде баллончика, заполненного легкокипящей жидкостью и погруженного в бак. Датчик через капиллярную трубку соединен с черной стрелкой прибора, укрепленного сбоку на расширительном баке (красная и желтая стрелки нужны для регулировки температуры, при которой замыкаются контакты двух блокировок термосигнализатора, на электровозах ВЛ80С эти блокировки в схеме не используются). Сбоку на расширителе вварена трубка с пробкой для доливки масла на ремонтах. Сверху на расширителе выполнено отверстие со змеевиком для выхода и входа воздуха в расширитель.

Система охлаждения обмоток трансформатора (рис. 9, б) является принудительной, так как охлаждение происходит за счет принудительной циркуляции трансформаторного масла масляным насосом, через радиаторы. При работе масляного насоса нагретое масло забирается из верхних слоев бака и по двум маслопроводам направляется в радиаторы (по три секции с каждой стороны бака), которые обдуваются воздухом от МВЗ и МВ4. Охлажденное в радиаторах масло снизу бака за счет маслонаправленного щита из электрокартона направляется через зазоры в веерообразных текстолитовых брусках ко всем обмоткам на шести бакелитовых цилиндрах. При этом масло, нагреваясь, поднимается вверх, где снова забирается насосом и направляется в радиаторы.

Примечания.

1. Начиная с электровоза № 1900 магнитопроводы трансформаторов имеют бесшпилечную конструкцию (рис. 8, б).

2. При работе электровоза температура трансформаторного масла не должна превышать +85 °С длительно и 95 °С в течение 2 ч. При нарушении этих норм необходимо снизить нагрузку и выяснить причины повышения температуры. 3. Не допускается включение нагрузки без электронасоса, если температура масла выше +30 °С.

4. При резком повышении температуры трансформаторного масла необходимо отключить тяговый трансформатор до устранения причин неисправности. 5. Не допускается включение нагрузки на трансформатор (питание ТЭД) при отключенных вентиляторах МВЗ и МВ4. Допускается работа трансформатора при отключенных вентиляторах МВЗ и МВ4 и при нагруженной обмотке собственных нужд. 6. После длительного отстоя электровоза в зимнее время при отрицательных температурах масла включать нагрузку на трансформатор следует при отключенном МН, который можно будет включить, когда масло прогреется до +15 °С.

Периодичность, сроки контроля технического состояния и выполнения ремонтов.

Детали и узлы электроподвижного состава (далее ЭПС) в процессе эксплуатации подвергаются износу и повреждениям. Для поддержания электровозов и электропоездов в работоспособном состоянии предусмотрен комплекс мероприятий, важнейшим из которых является ремонт.

Ремонтное производство непрерывно развивается и совершенствует на основе его механизации и автоматизации, применения современных средств технической диагностики, использования новых технологических процессов, применения передовых методов труда, новых форм управления, планирования и организации, контроля и качества, предупреждения повреждений и т. д. На него влияют также изменения в условиях и организации эксплуатации, появление электровозов и электропоездов новых серий, отличающих как новыми конструктивными решениями, так и применением новых материалов и методов их обработки.

Основными функциями ремонтного производства является предупреждение и устранение износов и повреждений э.п.с. Ремонтное производство состоит из системы, организации и технологии ремонта.

Система ремонта, определяет порядок поддержания э.п.с. в работоспособном и исправном состоянии и охватывает такие понятия, как вид технического обслуживания или ремонта, структура ремонтного цикла и периодичность ремонта.

Виды технического обслуживания и ремонта определены действующей и утверждённой планово - предупредительной системой технического обслуживания и ремонта. Предусматривает техническое обслуживание, текущий ремонт, выполняемый в локомотивных депо, капитальные ремонты, выполняемые на заводах главного управления по ремонту подвижного состава и производству запасных частей (ЦТВР).

Текущие ремонты ТР-1, ТР-2 и ТР-3 предназначены для восстановления основных эксплуатационных характеристик и работоспособности электровозов и МВПС в соответствующих межремонтных периодах путем ревизии, ремонта и замены отдельных деталей, узлов и агрегатов, регулировки и испытания, частичной модернизации.

5. Техническое обслуживание трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б в объёме ТР-3

Способы очистки, осмотра и контроля технического состояния

Для ревизии, ремонта и испытаний, выполняемых при ТР-3, трансформатор снимают с э. п. с. и передают в трансформаторное отделение депо, которое должно быть сухим и чистым.

Перед снятием трансформатора выводы его вторичной обмотки закорачивают, снимают емкостные заряды и заземляют штангой вывод высоковольтной обмотки. Снимают с трансформатора (кроме трансформаторов электровозов ВЛ80р и ВЛ85) главный контроллер, переходные реакторы и отсоединяют подходящие к нему воздухопроводы и кабели.

В трансформаторном отделении его очищают от пыли и грязи, тщательно осматривают его, выявляют пробоины, течь масла в баке, расширителе, охлаждающей системе, кране, фланцах и выводах. Если в результате осмотра выявляется просачивание масла в сварных швах, фланцах выводов или других местах, проводят дополнительную проверку их способом избыточного давления масляного столба.

Для этого устанавливают трубу диаметром с воронкой над отверстием пробки в крышке расширителя. Столб масла в трубе с воронкой высотой 0,3 мм выдерживают в течение 15 мин, наблюдая за уплотнениями. Появившуюся течь устраняют и повторяют испытания. Отбирают пробу масла для лабораторного анализа. Вынутая из бака активная часть трансформатора должна иметь температуру не ниже температуры воздуха помещения цеха. Если холодная активная часть будет находиться в помещении с более высокой температурой, на ней будут конденсироваться пары воздуха, что приведет к увлажнению изоляции обмоток.

В зимнее время на холодном трансформаторе, поставленном в теплое помещение, будет наблюдаться отпотевание или заиндевение. Поэтому перед вскрытием холодного трансформатора его выдерживают в помещении до уравнивания температур.

Выемная часть может находиться вне бака трансформатора с маслом не более 7 ч. В противном случае или при заниженном сопротивлении изоляции активную часть сушат в вакуум-сушильном шкафу при вакууме не менее 5 кПа (0,05 кгс/см2) или в собственном баке, для чего обмотку закорачивают, причем ток в ней не должен превышать половины номинального тока обмотки. На электропоездах снимают соединительные трубопроводы, отсоединяют подводящие провода, кабели и другие элементы, связывающие трансформатор с другими установками. До выемки активной части измеряют сопротивление изоляции обмоток трансформатора по отношению к корпусу и друг к другу. При демонтаже на срок свыше 3 ч плоские краны закрывают металлическими заглушками. Для предотвращения попадания в трансформаторное масло пыли и грязи места разъема крышки с баком тщательно протирают. Отворачивают все болты крепления крышки к баку.

Во время технического осмотра электроподвижного состава проверяют состояние главного трансформатора и протирают салфеткой изоляторы: проходной главного ввода, выводов первичной и вторичной обмоток и разрядников.

Проверяют крепление проводов к маслоструйным реле и масляным мотор-насосам и шин к разрядникам. Ослабшие провода и шины закрепляют. Проверяют отсутствие течи масла из бака трансформатора, убеждаются в плотности фланцев выводов вторичной обмотки. Обнаруженную течь устраняют. При профилактическом осмотре более тщательно проверяют состояние главного трансформатора и проверяют уровень масла в нем по указателю. При надобности масло добавляют. Проверяют состояние выводов трансформатора, крепления ошиновки и отсутствие течи масла из бака трансформатора. Осматривают маслоструйные реле, проверяют состояние блок-контактов и зачищают их.

Проверяют заземление анодных делителей и надежность крепления их контактов, осматривают крепление обмоток переходных дросселей и состояние клиц выводов.

Сглаживающие реакторы с воздушным охлаждением один раз в месяц продувают сухим сжатым воздухом и замеряют мегомметром величину сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса. Если оно менее 80 Мом, то обмотку реактора сушат.

Технология ремонта тягового трансформатора.

Перед выемкой активной части сливают масло из бака и перекачивают его по трубопроводам трансформаторного отделения. Для предотвращения накопления электростатического заряда при сливе масла или заполнения им бака выводы обмоток следует соединить с баком проводом площадью сечения не менее 1,5 мм2. Затем чалочным приспособлением, предварительно убедившись, что подъему ничто и никто не мешает, поднимают активную часть трансформатора на 3/4 высоты и дают маслу стечь с обмоток в бак. Затем окончательно поднимают активную часть и устанавливают в цехе на противень с деревянным настилом.

Магнитный стержень трансформатора электровоза ЧС4 вынимают с помощью специального приспособления конструкции завода-изготовителя.

Если активная часть сильно загрязнена, то ее промывают чистым подогретым трансформаторным маслом. Допускается предварительно удалить остатки масла деревянным скребком.

Осмотр и ремонт активной части трансформатора начинают с проверки состояния выводов катушек и гибких проводов. Проверяют все болтовые крепления, ослабшие подтягивают и, если необходимо, ставят контргайки и болты закернивают. Тщательно осматривают места пайки отводов к шинам, затягивают болты, сжимают обмотки в осевом направлении.

Осматривают стяжные клицы, защитные фартуки, шпильки и другие детали крепления обмоток. Следят за тем, чтобы выводы катушек располагались друг от друга на расстоянии 5-10 мм. Для увеличения плотности по резьбе деревянных гаек на резьбу стержней наматывают льняные нитки. Во избежание ослабления шин и излома клиц их стягивают осторожно, не допуская прогиба.

Оголенные места и места с обдирами на наружных витках катушек регулировочной обмотки ремонтируют, применяя коробочки из кабельной бумаги К-800 или К-120. Для этого в местах повреждения изоляцию подрезают и зачищают, устраняя заусенцы, нарезают шесть-восемь полосок кабельной бумаги соответствующей длины с учетом перекрытия изоляции провода по 10 мм в обе стороны от места повреждения, промазывают полоски бумаги и медь в месте повреждения клеем БФ-2 или БФ-4 и дают клею подсохнуть на воздухе 3-5 мин; затем накладывают на место повреждения полоски в виде коробочки, тщательно разглаживая каждую полоску, накладывают в месте восстановления изоляции витка поверх всей ширины катушки в радиальном направлении общий бандаж из тафтяной ленты - один слой вполуперекрышу. Ленту пропускают вокруг катушки с помощью крючка из электрокартона, вставляемого в канал между катушками.

Для замены отдельных изоляционных прокладок, образующих масляные каналы между катушками регулировочной обмотки, концы негодной прокладки с наружного клина срезают и легким усилием руки выдергивают ее. Новую прокладку вставляют на место, осторожно подбивая ее деревянной подбойкой; прокладку устанавливают без каких-либо смещений по отношению к остальным прокладкам данного ряда. Ослабление прессовки обмоток трансформатора устраняют в следующем порядке: ослабляют контргайки, равномерно затягивают до отказа стяжные шпильки, подкладывают под гайки замковые пластины, после чего устанавливают контргайки.

Перед затяжкой шпилек проверяют состояние изолирующих колпачков под прессующими башмачками, поврежденные колпачки заменяют новыми. При подпрессовке обмоток нельзя смещать и исправлять изоляционные прокладки между катушками. Столбы прокладок должны быть строго вертикальны. Расклиновку обмоток выполняют осторожно, не допуская повреждений витковой изоляции.

В обмотках с каналами диаметром 5 мм забивают две дополнительные прокладки по 2,5 мм между основными прокладками, а в обмотках с каналами диаметром 6 мм - одну прессованную прокладку под верхнее опорное кольцо. Забивать прокладки под плоскости катушек запрещается. Дополнительные прокладки должны входить на всю глубину основных прокладок и не иметь по отношению к ним боковых смещений.

Сжатие обмотки трансформатора электровоза осуществляют равномерной подтяжкой болтов с моментом затяжки 120-130 Н•м (12-13 кгс-м), после чего контргайки затягивают, а резьбу закернивают. На электровозе ЧС4Т болты фиксируют проволокой. При ослаблении стяжки магнитопровода затягивают болты в нижней части стяжной рамы по обеим сторонам нижней части бака. Момент силы затяжки болтов составляет 50-60 Н•м (5-6 кгс-м). Если у катушки есть выпученность, но обрыва, короткого замыкания в ней нет и сопротивление ее изоляции удовлетворительно, то разрешается выправлять выпученность легкими ударами молотка через деревянную прокладку.

Изоляция витков должна иметь одинаковый соломенно-желтый цвет без следов местного чрезмерного нагрева. Наличие графитового осадка указывает на имевшее ранее место электрическое перекрытие. Если во время эксплуатации было замечено повышенное гудение трансформатора, проверяют крепление магнитопровода. Осматривают гибкие провода выводов; при наличии обрывов жил гибкие провода снимают и ремонтируют.

Разборку обмоток активной части выполняют в случае обнаружения в ней скрытой неисправности, для чего ее освобождают от связей, снимают крышку трансформатора, верхние ярмовые балки и аккуратно разбирают пакеты ярма, укладывая их в том порядке, в каком снимают. Одновременно составляют схему расположения пакетов в стержне, пронумеровывают пакеты, и номера их записывают на схеме. Такой порядок в дальнейшем обеспечивает быструю и правильную сборку магнитопровода.

Бак трансформатора и расширительный бак осматривают. Дистанционный термометр с расширительного бака снимают для проверки в отделении контрольно-измерительных приборов, а стенки бака тщательно очищают от масла.

После ремонта тяговые трансформаторы подвергают предварительным и контрольным испытаниям. Предварительно испытывают обмотку, изоляцию магнитопровода, вводы на крышке, бак на герметичность. Степень увлажнения изоляции может быть оценена коэффициентом абсорбции который определяют для всех групп обмоток с помощью мегаомметра напряжением 2,5 кВ как отношение сопротивления изоляции при вращении рукоятки в течение 60 с к значению сопротивления при вращении в течение 15 с. При превышении этого значения обмотку сушат в вакуум-сушильном шкафу или в собственном баке, закорачивая тяговую обмотку. С целью проверки качества ремонта собранного трансформатора проводят контрольные испытания в соответствии с диагностическим тестом.

Минимальное сопротивление изоляции, МОм: высоковольтной обмотки - 50, цепи обмоток низкого напряжения электровозов ВЛ60К, ВЛ80К, ВЛ80Т - 1,5; цепи обмоток 0152 электровозов ЧС4 - не ниже 1,2. Изоляция должна быть одинакового соломенно-желтого цвета.

Шпилькиклицы, узлы крепления магнитопровода не должны иметь перемещений. Сопротивление изоляции - не ниже 5 Мом.

В эксплуатации насос должен развивать напор около 100 кПа.

Приспособления, технологическая оснастка, средства механизации, оборудование, применяемое при ремонте.

При ремонте тягового трансформатора применяют следующее оборудование:

1. Стенд для испытания электрической прочности изоляции электрооборудования ЭПС, типа А2373.01.

2. Стенд для испытания аппаратов электровозов переменного тока, типа А2084-01

3. Индикатор универсальный Элин-1

4. Вакуумно-сушильный шкаф

Сборка, проверка и испытание тягового трансформатора.

Сборка тягового трансформатора выполняется в следующем порядке. До установки в бак собранной активной части трансформатора осматривают резиновые прокладки, негодные заменяют. Прокладки должны быть изготовлены из маслостойкой резины. На бак устанавливают электронасос. После установки активной части, дистанционного термометра и закрепления крышки бака открывают спускной кран, включают центробежный насос и заливают масло, периодически включая и выключая центробежный насос. Внешним осмотром убеждаются в отсутствии течи масла и, контролируя по маслоуказателю, доливают масло до требуемого уровня.

После заливки масла выпускают воздух из коллекторов радиаторов системы охлаждения и внутренних полостей изоляторов трансформатора. Для этого вывертывают пробки на коллекторах радиаторов и на верхних колпачках изоляторов и закрывают их после появления в отверстиях масла. Сразу же после заливки отбирают пробу масла для полного анализа. Электрическая прочность масла должна быть не ниже 35 кВ. Через 12 ч берут повторно пробу масла.

Испытание трансформаторов проводят с целью проверки соответствия полностью собранного трансформатора техническим условиям.

У отечественных трансформаторов проверяют электрическую прочность трансформаторного масла, измеряют сопротивление изоляции обмоток и сопротивление их постоянному току. Электрическую прочность масла проверяют спустя 12 ч после заливки его в бак трансформатора. Во время отстоя трансформатора осуществляют обкатку электронасоса в течение 3 ч для удаления воздуха из обмоток и изоляционных частей трансформатора.

При положительном анализе трансформаторного масла, проведенном в соответствии с государственным стандартом, и если пробивное напряжение на стандартном разряднике оказалось не ниже 40 кВ, проводят следующие электрические испытания.

Сопротивление изоляции обмоток измеряют мегаомметром напряжением 2500 В через 60 с после приложения напряжения при температуре изоляции не ниже +10С. Наименьшие значения сопротивления изоляции для каждого типа трансформатора приведены в соответствующих заводских инструкциях. Однако по сопротивлению изоляции можно сделать только грубое предварительное заключение об отсутствии каких-либо существенных дефектов изоляции обмоток. Это измерение проводят перед испытаниями электрической прочности изоляции.

Электрическую прочность изоляции испытывают с целью установления надежности изоляции обмоток относительно друг друга и по отношению к заземленным частям трансформатора, а также для проверки изоляции между отдельными частями каждой из обмоток и между витками.

Метод приложенного напряжения применяют при использовании постороннего источника напряжения частотой 50 Гц. Испытанию подвергают каждую обмотку как по отношению к другим обмоткам, электрически не соединенным с ней при работе, так и по отношению к заземленным металлическим частям трансформатора. Испытательное напряжение прикладывают в течение 1 мин между замкнутой накоротко испытуемой обмоткой и заземленным баком, с которым соединяют магнитную систему и замкнутые накоротко все остальные обмотки испытуемого трансформатора.

Источником питания служат трансформаторы ИОМ-100/100 для обмотки высшего напряжения и ОМ-20/10 для обмоток низшего напряжения и собственных нужд. Значения испытательных напряжений указаны в заводских инструкциях.

Испытание индуцированным напряжением носит контрольный характер. Его выполняют для выявления повреждения изоляции обмоток, которое могло возникнуть в результате испытания ее приложенным напряжением. К выводам одной из обмоток подводят двойное номинальное напряжение этой обмотки частотой 200 Гц в течение 30 с. Все остальные обмотки должны быть разомкнуты.

В каждой обмотке трансформатора при этом будет наводиться э. д. с. повышенной частоты, равная двойному номинальному напряжению данной обмотки. Частоту повышают для того, чтобы при двойном индуцированном напряжении намагничивающий ток в трансформаторе сохранился на прежнем уровне.

Трансформатор считается выдержавшим испытание, если не наблюдалось толчков тока, а намагничивающий ток имел нормальное для данного трансформатора значение. Всякое увеличение тока свидетельствует о наличии дефекта в изоляции обмотки.

По коэффициенту трансформации определяют правильность числа витков в обмотках трансформатора. На проверяемую обмотку низшего напряжения подают пониженное напряжение и измеряют напряжение на выводах. Выводы обмоток выбирают по схеме соединения обмоток трансформатора. Коэффициент трансформации определяют как отношение высшего напряжения к низшему. Отклонения напряжений от номинальных значений допускаются не более 0,5%.

Сопротивление меди обмоток постоянному току позволяет сдить о наличии дефектов в обмотке. Кроме того, по его значению можно обнаружить ошибку в намотке обмоток проводом иной, чем предусмотрено, площадью сечения, а также обрыв одной из параллельных ветвей обмотки.

Сопротивление меди можно проверить мостом или методом вольтметра-амперметра. В последнем случае, включив выключатель 2, подводят к проверяемой обмотке 1 через резистор R постоянный ток, фиксируя по амперметру. Сопротивление меди можно измерит по амперметру А и вольтметру V значения тока и напряжения.

Результаты испытаний заносят в протокол, который прикладывают к паспорту трансформатора

Организация рабочего места. Техника безопасности при ремонте, сборке, испытании тягового трансформатора.

Общие требования безопасности труда. Слесарь должен: применять безопасные приемы труда; содержать в исправном состоянии и чистоте инструмент, стенды и приспособления; выполнять входящую в его обязанности или порученную мастером работу; внимательно следить за сигналами руководителя работ и выполнять все его указания и распоряжения.

Требования безопасности перед началом работ. Перед началом работы слесарь должен надеть полагающуюся ему исправную спецодежду и спец. обувь, привести их в порядок. Не допускается носить спецодежду расстегнутой и с подвернутыми рукавами. На рабочем месте слесарь должен внешним осмотром проверить состояние инструмента, приспособлений, наличие на стеллажах и ремонтных установках запасных частей и материалов. Неисправный инструмент, измерительные приборы, шаблоны должны быть заменены на исправные. При производстве работ в другом цехе доложить мастеру данного цеха о необходимости выполнения определенных операций и приступить к ним после получения разрешения. Обо всех обнаруженных недостатках слесарь обязан сообщить мастеру и не приступать к работе до их устранения.

Требования безопасности в аварийных ситуациях. При возникновении аварийной ситуации слесарь обязан прекратить работу, немедленно сообщить о случившемся мастеру и далее выполнять его указания по предупреждению несчастных случаев или устранению возникшей аварийной ситуации. Слесарь, находящийся вблизи от места происшествия, по сигналу тревоги обязан немедленно явиться к этому месту и принять участие в оказании пострадавшему первой (до врачебной) помощи или устранения возникшей аварийной ситуации.

При возникновении пожара сообщить в пожарную охрану по телефону и руководителю работ.

Перед постановкой электровоза на ремонт все выводы обмоток трансформатора соединяют друг с другом накоротко и заземляют специальным гибким соединением для того, чтобы исключить возможность трансформации высокого напряжения, например, при случайном прикосновении электродом к электрическим цепям трансформатора во время сварочных работ. Не разрешается оставлять трансформатор на крюке крана подъемного устройства больше времени, необходимого для подъема, перемещения и опускания. При подъеме или опускании активной части в бак запрещается выполнять работы на ней и на баке.

Не разрешается работать под поднятой крышкой трансформатора. Сварочные работы на баке следует выполнять в помещениях, не опасных в пожарном отношении. Перед сваркой бак очищают от остатков трансформаторного масла, промывают или тщательно протирают с внутренней стороны и продувают воздухом для удаления паров масла. Переносные электрические лампы напряжением выше 24В применять не разрешается.

В помещениях, где ремонтируют активную часть трансформатора и очищают масло, запрещается пользоваться приборами с открытым огнем и курить. Здесь должны быть огнетушители и другой противопожарный инвентарь. Перед пайкой активную часть следует протирать и очищать от трансформаторного масла. В помещении для сушки активной части трансформатора не допускается хранение горючих материалов, промасленных концов, ветоши, дерева и др.

Помещения должны иметь приточно-вытяжную вентиляцию. Лак, бензин, керосин и другие легковоспламеняющиеся материалы хранят в изолированном помещении. При испытаниях изоляции обмоток и магнитопровода на стенде повышенным напряжением заземляют магнитопровод, трансформатор напряжения и реостат. Испытание производят в диэлектрических перчатках стоя на резиновом коврике.

Несмотря на небольшую токсичность трансформаторного масла, работающие в трансформаторном отделении должны вытирать руки, чтобы предотвратить раздражение кожи маслом, и соблюдать личную гигиену. Требования техники безопасности при испытании изоляции трансформатора на пробивной установке аналогичны описанным выше.



Заключение

В контрольной работе были рассмотрены конструкция, назначение, условия работы тягового трансформатора, основные неисправности, нормы допусков деталей при выходе из ремонта. Также был рассмотрен процесс осуществления ремонта трансформатора, а также объем работы и охраны труда на рабочем месте.



Список литературы

1. В. Н. Ванин - «Трансформаторы тока», Издательство «Энергия» Москва 1966 Ленинград.

2. Г. Н. Петров - «Трансформаторы. Том 1. Основы теории», Государственное Энергетическое Издательство, Москва 1934 Ленинград.

3. Курасова Д.А., Эльперин В.И. Справочник технолога по ремонту электроподвижного состава железнодорожного транспорта. -1989.

4. Шеремет Д.М. Электропоезда переменного тока. Москва: Транспорт 2006 год.

5. Находкин В.М. Ремонт электроподвижного состава.- Москва: Транспорт 1989 год.

Размещено на Allbest.ru

...