Ремонт магнитопровода трансформатора кратко

Обновлено: 02.07.2024

Силовые трансформаторы – это довольно сложные и дорогие устройства, предназначенные для интенсивного использования в электросетях, обеспечивающих энергопитание промышленных, гражданских объектов, оборонных структур и т.д.

Требования к надёжности таких устройств достаточно велики. Один из примеров такого трансформатора с входящими в его состав компонентами показан на Рис.1.

Работа трансформатора

На первичную обмотку подаётся переменное напряжение и по ней протекает переменный ток. Вследствие явления электромагнитной индукции в магнитопроводе возбуждается магнитный поток, который, в свою очередь, порождает электродвижущую силу во вторичной обмотке и, если к ней подключена нагрузка, ток вторичной обмотки. Наличие электрического сопротивления обмоток при протекании тока порождает их нагрев. Высокое напряжение на вводах-выводах и в обмотках предъявляет высокие требования к изоляционным средам и устройствам на пробой.

Магнитопроводы требуют чаще всего частичного ремонта, реже - ремонта с полной разборкой и перешихтовкой активной стали.Частичный ремонт выполняют при небольших повреждениях изоляционных деталей, ослаблении крепления ярмовых балок и т. п.

Места прогара и оплавления активной стали зачищают, снимая наплывы металла карборундовым камнем, насаженным на вал электросверлильной машинки, или вырубая зубилом. Затем на этих местах распрессовывают пластины магнитопровода, отделяют сваренные пластины, снимают заусенцы и, очистив участки от остатков старой изоляции и металлических опилок, изолируют пластины, прокладывая между ними листы телефонной или кабельной бумаги.

Часто в магнитопроводах бывают полностью повреждены бумажно-бакелитовые трубки, изолирующие стяжные шпильки от активной стали. В этих случаях изготавливают новые трубки.

Ремонт переключающих устройств

Переключающее устройство предназначено для изменения числа витков первичной (или вторичной) обмотки трансформатора и, следовательно, коэффициента трансформации для регулирования вторичного напряжения трансформатора. На рис. 3.4 приведена принципиальная электрическая схема трехступенчатого переключателя (положение переключателя соответствует номинальному напряжению во вторичной обмотке трансформатора).

Рис. 3.4. Принципиальная электрическая схема трехступенчатого переключателя коэффициента трансформации трансформатора

Если рукоятку переключателя повернуть на 120° по часовой стрелке, в первичной обмотке число витков уменьшится, а вторичное напряжение увеличится на 5%. При повороте переключателя в обратную сторону вторичное напряжение уменьшится также на 5%.

При ремонте переключающих устройств особое внимание уделяют состоянию их контактной системы. Причиной выхода из строя трансформаторов в десяти случаях из ста бывает неисправность переключающих устройств, в частности повреждение их контактов. Неисправности в контактной системе переключающего устройства: недостаточная плотность прилегания подвижных контактов к неподвижным; ослабление соединений регулировочных отводов к контактам переключающего устройства; нарушение прочности соединений отводов с обмоткой и др. Эти неисправности вызывают повышенные местные нагревы, часто приводящие к выходу трансформатора из строя.

В трансформаторах применяются переключающие устройства ПБВ (переключение без возбуждения) и РПН (регулирование под нагрузкой).

Большинство силовых трансформаторов выполняется с устройством ПБВ различных конструкций, однако основным их элементом является система подвижных и неподвижных контактов. Например, в трансформаторах напряжением 6 или 10 кВ применяют переключатель ПБВ (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Переключатель ПБВ:1 ~ неподвижный контакт; 2 - подвижный сегментный контакт; 3. 4 - бумажно-бакелитовые трубка и цилиндр; 5 - болт; 6 - крышка бака трансформатора; 7 - металлический фланец; 8 - стопорный болт; 9 - колпак привода

Рабочее положение переключателя фиксируется стопорным болтом, который необходимо открутить, перед тем как повернуть переключатель. На фланце переключателя цифрами помечены положения, а на колпаке имеется стрелка, показывающая положение контактной системы. На рис. 3.6 приведена контактная система переключателя ПБВ. На бумажнобакелитовом цилиндре 1 закреплены неподвижные контакты 3 с болтами 2 для подключения отводов. Подвижные контакты 5 сегментного типа установлены на валу 4 и прижаты пружинами к неподвижным контактам. Нижний валик 6, вал 4 и контакты(сегменты) 5 приводятся в действие (поворачиваются) с помощью рукоятки колпака.

Рис. 3.6. Контактная система переключателя ПБВ

Переключающие устройства РПН выполняются с токоограничивающим реактором, токоограничивающими сопротивлениями и без них. На рис. 3.7 приведено переключающее устройство РПН с реактором. РПН состоит из избирателя отводов Aj-Are обмотки 1, контакторов для отключения тока в цепях переключающего устройства, реактора или сопротивлений, с помощью которых ограничивается ток в переключаемой части обмотки во время перевода тока нагрузки с одного отвода на другой без разрыва цепи тока нагрузки трансформатора. Кроме этого, переключающие устройства могут иметь ручной привод, электрический с кнопками управления или автоматический, а также элементы автоматики и сигнализации.

Однофазные избиратели 3 (рис. 3.7, б) и реактор 4 крепятся на ярмовых балках. Контактная система избирателей работает без разрыва цепи тока, их контакты не подгорают, поэтому избиратели располагают на активной части трансформатора. Действие контакторов 2 сопровождается разрывом тока в параллельных цепях и возникновением дуги, поэтому контакторы располагают в отдельном отсеке, заполненном трансформаторным маслом. Это позволяет проводить осмотр и ремонт контакторов с заменой масла без вскрытия бака трансформатора.

Рис. 3.7. Переключающее устройство РПН с токоограничивающим реактором:а - электрическая схема (одной фазы); б - расположение в трансформаторе устройства РПН типа РНТ-13-623/35

Ремонт переключающего устройства ПБВ начинают с внимательного осмотра всех деталей. Особое внимание обращают на состояние рабочих поверхностей подвижных и неподвижных контактов, так как при длительной работе контактов в масле они покрываются тонкой пленкой желтоватого цвета, которая увеличивает переходное сопротивление в контактах, вызывая повышенный их нагрев и повреждение. Поэтому контакты старательно очищают, протирая технической салфеткой, смоченной в ацетоне или чистом бензине. Подгоревшие и оплавленные контакты заменяют новыми.

При ремонте переключающего устройства ПБВ подтягивают все крепежные детали, заменяют поврежденные пружины, изолирующие детали и прокладки, проверяют отсутствие заеданий в контактах и совпадение рабочих поверхностей подвижных контактов с неподвижными, устраняют также другие дефекты, обновляют надписи и обозначения на переключателе.

Полностью отремонтированный переключатель проверяют десятью циклами переключения по всем ступеням (цикл — это ход механизма от первого положения до последнего и обратно).Ремонт переключающего устройства РПН значительно сложнее, чем переключателя ПБВ. Кроме очистки, промывки, протирки внутренних и внешних деталей, выполняют дополнительные работы, определяемые конструкцией отдельных частей переключателя и наличием большого числа контактов. Проверяют состояние поверхностей контактов избирателя ступеней, контакторов и электрической части приводного механизма (контактов контроллера, реле, конечных выключателей). Контакты всех элементов переключающего устройства, покрытые копотью и слегка оплавленные, зачищают и обпиливают, удаляя подгары и наплывы металла, контакты с металлокерамическим покрытием промывают, а сильно поврежденные — заменяют новыми.

В системе привода могут быть сверхдопустимые люфты, которые устраняют подтяжкой креплений и заменой деталей, имеющих разработанные отверстия и большой износ, а также регулировкой контактора и избирателя.

Ремонт отдельных частей переключающего устройства РПН обусловлен необходимостью их разборки и сборки. В случае сборки и регулировки приводов руководствуются рисками, которые наносятся на соединяемые детали при изготовлении трансформатора на заводе. Ошибка в подключении отводов может стать причиной выхода из строя переключающего устройства, а следовательно, и трансформатора. Например, неправильное подключение реактора к контактору, нарушает последовательность работы контактной системы. Во избежание ошибок в схеме подключения отводов после сборки, регулировки и визуальной проверки схемы соединений строят круговую диаграмму (рис. 3.8), которая показывает последовательность действия контактной системы переключателя, а также углы опережения и запаздывания при работе контактов контакторов и избирателя.

Рис. 3.8. Круговая диаграмма переключающего устройства на 5 ступеней с регулировкой напряжения трансформатора ±2,5% номинального напряжения на одной ступени

Построив круговую диаграмму последовательности действия контактов избирателя и контакторов при прямом и обратном ходах, по величине люфта судят о качестве сборки избирателя (если люфт меньше 16°, сборка считается удовлетворительной). Затем выполняют десять циклов переключений и если дефекты отсутствуют, считают, что переключающее устройство отремонтировано удовлетворительно и может быть установлено на трансформатор.

МОДУЛЬ 2

1. Расшихтовка магнитопроводов.

2. Межоперационный контроль.

Ремонт переключающих устройств

Рис. 3.6. Контактная система переключателя ПБВ

Рис. 71. Приспособления, применяемые при разборке и сборке трансформаторов:
а — подбойка, б — переносной лоток, в — стропы, г — траверса сутягами для съема и насадки обмоток
проверка обеспеченности работ оборудованием и необходимой оснасткой (наличие и состояние гильотинных ножниц для резки стали и изоляционных материалов, пресса и штампов для изготовления новых пластин стали, сверлильного станка с набором сверл требуемых размеров, лакировального станка, сушильного шкафа и другого оборудования, необходимого для выполнения отдельных операций ремонта).
На стадии подготовки к ремонту электрослесарь снимает эскизы магнитопровода с указанием точных его размеров, расположения и толщины пакетов, места установки и размеров заземляющих лент, а также изоляционных и вспомогательных деталей. Особая необходимость в таком эскизировании возникает при ремонте магнитопроводов силовых трансформаторов отечественного производства, но старых конструкций и при отсутствии требуемой.технической документации магнитопроводов, изготовленных фирмами зарубежных стран.
Перед началом ремонта магнитопровода электрослесарь-ремонтник должен еще раз лично проверить наличие необходимых инструментов и материалов, а также состояние
имеющихся защитных средств, предписываемых правилами безопасности труда и местными инструкциями при выполнении операций ремонта магнитопровода.

Разборка ремонтируемого магнитопровода.

Рис. 76. Прибор для проверки электрического сопротивления изоляции пластин стали:
а — схема, б — устройство; 1 — груз, 2 — рычаг, 3 — стойка, 4- медные электроды, 5 — пакет пластин стали
Одним из основных показателей качества изоляции пластин является, ее электрическое сопротивление, проверяемое в ремонтных условиях с помощью простого прибора, схема и устройство которого показаны на рис. 76.
Измерения производят в трех точках, лежащих на оси. отверстий, и в любых точках на гладкой поверхности пластин. Испытывают три пакета, состоящие каждый из двух пластин, затем один пакет, собранный из ранее. испытанных шести пластин. При сборке пакетов 5 кромки пластин должны совпадать. Образцы закладывают между медными электродами 4 с контактной поверхностью 150 см2 так, чтобы их осевая линия была направлена вдоль пластин. Сжатие, пакета пластин между электродами, осуществляемое грузом 1 прибора, должно быть 5 — 6 кП/см2, испытательное напряжение — 6—12 В, регулируемая сила тока — 0,4 А.
Проверенные и испытанные изолированные пластины на лотках или тележках доставляют к месту сборки магнитопровода. Погрузку, транспортирование и выгрузку пластин необходимо осуществлять с предосторожностью, исключающей повреждение как самих пластин, так и их изоляции.

Бумагооплеточный станок:
1 и 5 — барабаны: 2— рихтовочное устройство; бумагообмотчик; 4 — натяжное устройство

Перед частичной или полной перемоткой обмоток предварительно заготавливают необходимые изоляционные детали и материалы (выравнивающие бумажно-бакелитовые кольца, рейки для каналов между слоями, полосы электрокартона, бумажно-бакелитовые цилиндры, бортики и т.д.). Технология изготовления обмоток должна соответствовать заводской.

После намотки винтовые и непрерывные обмотки имеют увеличенный по сравнению с расчетным осевой размер, поэтому их стягивают стальными плитами и шпильками, сушат и прессуют до получения требуемой высоты. На верхней плите устанавливают пружины (обычно тарельчатого типа), под действием которых обмотки автоматически подпрессовываются по мере высыхания и усадки изоляции. Между плитами и торцами обмоток против колонн прокладок устанавливают деревянные подставки.
В стационарных заводских условиях обмотки сушат под вакуумом в специальном термошкафу, а при индивидуальном ремонте — без вакуума, в шкафу с электроподогревом или в закрытом металлическом баке, нагреваемом индукционной обмоткой. После сушки в течение 10. 15 ч при 100. 105 "С обмотки дополнительно прессуют, равномерно подтягивая гайки на шпильках стяжных плит до получения заданного осевого размера.
Чтобы придать обмоткам монолитность и достаточную механическую прочность, обмотки трансформаторов I и некоторые обмотки II габаритов, а также все слоевые обмотки после сушки и окончательной стяжки пропитывают лаком МЛ-92 методом погружения и запекают. Для улучшения качества пропитки перед погружением в лак обмотки подогревают до 50. 70 С. Длительность пропитки зависит от размеров, конструкции и напряжения обмотки и колеблется в пределах 15. 40 мин. Когда излишек лака стечет, пропитанную обмотку для запекания помешают в термошкаф, где выдерживают при температуре 100. 105 С в течение 10. 12 ч.

Подъем обмотки:
1 — траверса; 2— подъемная лапа: 3 стяжная шпилька; 4 — нижняя опорная деревянная прокладка; 5 — нижняя стальная плита для стяжки обмотки; 6 — веревка для крепления лап к обмотке; 7 — обмотка; 8 — вертикальные рейки обмотки

Для обеспечения механической прочности обмоток, изготавливаемых без пропитки и запекания, их витки укладывают более плотно за счет усиления натяжения обмоточного провода и прошивают наружными рейками.
После сушки обмотки спрессовывают специальным прессом и отделывают: обрезают выступающие части реек, клиньев и концы изоляционных лент, подбивают выступающие переходы проводов, обрезают и укладывают концы обмоток в соответствии с чертежом, выравнивают столбы прокладок. После отделки и окончательной прессовки обмотки стягивают стальными рамами, в которых их транспортируют и хранят до установки на магнитную систему.

Ремонт магнитной системы трансформатора.

Только после демонтажа обмоток оказывается возможным провести окончательную дефектацию и определить объем ремонтных работ магнитной системы. После очистки стержней и нижнего ярма от загрязнений, шлама и копоти проверяют качество и механическую прочность изоляции пластин магнитной системы, а также изоляцию ярмовых балок и пластин.
Пластины с лаковым покрытием не должны спекаться, а лаковая пленка не должна отделяться от них при воздействии неострым предметом. Магнитную систему считают годной для дальнейшей сборки и работы, если на стяжных шпильках и пластинах стали нет признаков повреждений, а состояние их изоляции хорошее. При обнаружении мелких дефектов производят частичный ремонт без полной разборки магнитопровода.
Полный ремонт магнитной системы представляет собой трудоемкий процесс и включает следующие операции: установка магнитной системы в горизонтальное положение; разборка и расшихтовка стержней и нижнего ярма; отбраковка и ремонт пластин; изготовление новых пластин; сборка и испытание магнитной системы. Разборка магнитных систем производится в горизонтальном положении (для трансформаторов III и IV габаритов на специальном металлическом кантователе).
В большинстве случаев при ремонте магнитной системы ограничиваются персизолировкой пластин верхнего ярма. Каждая перешихтовка верхнего ярма приводит к увеличению потерь холостого хода на 5. 8% (при полной переборке магнитной системы это увеличение достигает 25 %). Поэтому стремятся по возможности устранить повреждения магнитной системы без ее разборки.
Удаление старой изоляции пластин производят механическим (на зачистных станках с движущимися стальными щетками или вручную кордовыми лентами или щетками) или химическим (в ванне с 10. 15% раствором едкого натра, нагретого до 80. 90 С, с последующей промывкой в горячей воде и сушкой горячим воздухом) способом. Для снятия с пластин бумажной изоляции ее отпаривают в горячей воде с последующей сушкой или обжигают. Пластины вновь изолируют на лакировальной установке. После лакирования и запекания пластины должны иметь равномерный темно-коричневый цвет, а их поверхность должна быть ровной и гладкой без подтеков. В процессе лакирования периодически проверяют толшину пленки, электрическое сопротивление изоляции пластин и состав лака. Магнитную систему трансформаторов средней мощности обычно шихтуют в две (иногда в три) пластины. В каждом конкретном случае количество ацаетин может отличаться и уточняется при разборке. Пластины укладывают ровно, без перекосов, выступов и набегания одной пластины на другую. Неровности и большие зазоры в стыках подбивают в процессе шихтовки подбойками из фибры.

Лакировальная установка:
1 — пластина; 2 — резиновые вращающиеся валики: 3 — трубка с отверстиями; 4 — расходный бачок с лаком; 5 — трубка; 6 — ванночка; 7— бачок; 8 — насос; 9 — транспортер; 10 — конвейерная печь; 11 — рабочая часть транспортера; 12 — электрическая печь; 13 и 15 — трубы; 14 — транспортер; 16 — приемный стоп

Для контроля правильности укладки пластин периодически измеряют расстояние по диагонали между отверстиями (при стяжке шпильками). Толщину пакетов измеряют штангенциркулем, перекосы и вертикальность оправок проверяют угольником. При ремонте трансформаторов с разборкой остова старую стяжку стержней стальными бандажами и сквозными шпильками заменяют на стяжку стеклобандажами, которые устанавливают с помощью специального механизма, показанного на рис.

Бесшпилечные системы, так же как и стянутые шпильками укладывают, разбирают и собирают с помощью кантователя. Распрессовка осуществляется снятием стяжных внешних коробок и полубандажей с ярм, разрубкой и снятием бандажей со стержней. Технология восстановления пластин аналогична описанной ранее.

Механизм для намотки стеклобанлажей:
1 — бобина с рулоном стеклоленты; 2 — плита для крепления к прессующей балке; 3 — направляющие ролики; 4 — фрикционная муфта; 5 — стальная коробчатая обойма; 6 — зубчатое колесо на валу двигателя; 7 - шайба с зубчатым венцом: 8— палец; 9 — стержень; 10 — разводной сегмент

Сборка магнитной системы требует большого внимания и аккуратности, так как пластины не фиксируются оправками и качество их укладки зависит от тщательности выполнения работ. Каждый пакет пластин толщиной 15. 20 мм выравнивают киянкой и проверяют шаблоном правильность сборки. После укладки всех пластин в уступы пакетов стержней закладывают изготовленные из бука планки и рейки в том же порядке, в котором они находились до разборки, и временно закрепляют их на стержнях киперной лентой. Затем магнитную систему спрессовывают струбцинами, цепными или временными ленточными бандажами. Вначале прессуют стержни, потом ярма. После опрессовки поочередно снимают временные прессующие приспособления и устанавливают постоянные бандажи.
Собранный остов стропят, поднимают и ставят в вертикальное Положение. Под опорные планки подкладывают бруски и устанавливают вертикальные прессующие шпильки так, как они были установлены до разборки. Окончательно подтягивают все стяжные шпильки и мегомметром измеряют сопротивление изоляции ярмовых балок и шпилек по отношению к магнитной системе. При отсутствии дефектов остов передают на испытание. Если результаты испытаний удовлетворительные, верхнее ярмо расшихтовывают и приступают к насадке обмоток.

Ремонт и изготовление главной изоляции.

При ремонте трансформаторов с заменой обмоток главную изоляцию, как правило, заменяют новой. Однако, если она имеет небольшие дефекты, ее ремонтируют, изготовляя и заменяя отдельные детали. Обычно в трансформаторах 1. III габаритов ярмовую и уравнительную изоляции изготовляют заново.
II Для изготовления изоляции из электрокартона применяют различные приспособления и инструменты: станок или приспособление для вырезки шайб (круговые ножницы); вибрационные, гильотинные и ручные ножницы; электрическую или ручную дрель со сверлами; слесарный молоток; кисть для обмазки лаком склеиваемых частей; стол для разметки, обмазки деталей лаком и сборки изоляции; пресс-форму для прессовки и запекания склеенных деталей.

Сборка ярмовой изоляции обмотки трансформатора III габарита:

а — ярмовая изоляция; б — заклепка из электрокартона: 1 — шайба: 2 — подкладки

Сборка ярмовой изоляции обмотки трансформатора III габарита показана на рис. Шайбу 1 вырезают из электрокартона толщиной 2. 3 мм. Верхние и нижние подкладки 2 изготовляют из набора отдельных пластин. Пластины вырезают из листа электрокартона, соблюдая одно направление резки (вдоль или поперек волокон), так как усадка электрокартона вдоль и поперек волокон различна. Если склеить полосы, нарезанные произвольно, то после сушки произойдет их коробление и расслаивание.

Читайте также: