Ремонт активной части трансформатора

Ремонт обмоток. При ремонте проверяют качество прессовки, отсутствие деформации, исправность паек и контактов в местах соединения отводов, а также состояние изоляции обмоток и отводов. Качество изоляции определяется ее физико-химическими свойствами: эластичностью, твердостью, упругостью, цветом. Принято считать изоляцию пригодной к дальнейшей эксплуата­ции, если она эластична, не ломается, не дает трещин при изги­бе под утлом 90 ° и имеет светлый цвет.

В настоящее время для изоляции, не пропитанной лаком, разрабатывается химический метод определения степени старения изоляции, основанный на изменении структуры целлюлозы под воздействием температуры, вибрации и электромагнитных сил.

В процессе эксплуатации трансформаторов происходит ослаб­ление осевой прессовки обмоток, вызванное в основном усадкой бумажной изоляции из-за усыхания. Происходит также уменьше­ние осевых размеров обмоток и концевой изоляции от действия ударных сил при коротких замыканиях в процессе эксплуатации, а также вследствие некачественной сборки. Ослабленная прессовка обмоток при коротких замыканиях, вызывающих значитель­ные механические усилия, может привести к разрушению обмо­ток. Ослабление прессовки легко обнаруживается при попытке перемещений рукой изоляционных деталей и прокладок (при сла­бой прессовке они сдвигаются е места). Для устранения этого яв­ления в трансформаторах до III габарита обмотки 4 подпрессовывают ярмовыми балками 2 и 5 путем подтяжки гаек 1 вертикаль­ных шпилек 3 (рис. 11.3).

При значительном ослаблении прессовки иногда 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 и прокладок, выравнивая их осевые размеры. Затем обмотки прессуют вертикальной стяжкой ярмовых балок. После окончательной прессовки обмоток и затяж­ки ярма с помощью мегаомметра измеряют сопротивление изо­ляции стяжных шпилек.

Рис 11.3. Эскиз активной части трансформатора

Рис. 11.4. Обмотки трансформатора с прессующими клиньями:

1- дополнительный деревянный клин;2-вспомогательный клин; 3- деревянный брусок

Обмотки трансформаторов, не имеющих специальных прессу­ющих устройств, подпрессовывают расклиновкой. В этом случае в верхней части обмоток между уравнительной и ярмовой изоляци­ей забивают дополнительные изоляционные прокладки-клинья, ко­торые изготовляют из предварительно высушенного прессованно­го электроизоляционного картона. Расклииовку производят равно­мерно по всей окружности обмотки, обходя поочередно один ряд прокладок за другим (рис. 11.4). При значительном ослаблении прес­совки расклинивание производят как сверху, так и снизу, причем раньше расклинивают низ, а затем верх. Для расклинивания ис­пользуют вспомогательный деревянный клин, который забивают между ярмовой и уравнительной изоляцией. Это дает возможность забить в соседний ряд прокладок нужное количество клиньев.

Осевую прессовку обмоток сухих трансформаторов мощностью более 160 кВА и масляных III габарита и выше выполняют нажимными стальными кольцами 6 и вин­тами 1, установленными в полках 9 вер­хних ярмовых балок (рис. 11.5). На опор­ной изоляции 7 обмоток 8 установлено массивное стальное прессующее кольцо 6, имеющее разрыв во избежание образования короткозамкнутого витка. В пол­ку верхней ярмовой балки вварены круг­лые стальные втулки 3, в которые ввин­чивают нажимные винты 1. Если винтами давить непосредственно на прессующее кольцо 6, то оно через винты и ярмовую балку замкнется, и образуется короткозамкнутый виток. Стальное кольцо 6 изо­лируют от ярмовых балок пластмассовыми, текстолитовыми либо изготовленны­ми из прессованного электрокартона или специального пресс-порошка пятами 5. Чтобы при завинчивании винта 1 давление не было сосредоточенным и изоля­ционная пята 5 не продавилась, в нее вставляют стальной башмак 4. Самоот­винчивание винтов 1 в процессе работы трансформатора или при его транспортировке предотвращают ус­тановкой гаек 2, которые затягивают до отказа.

Рис.11.5. Схема прессовки обмоток кольцами и нажимными винтами.

Рис.11.6. Расположение прессующих колец в трехфазном трансформаторе при общей прессовке:

1-кольцо; 2- места установки нажимных винтов; 3- контур расположения ярмовых балок.

Для равномерной прессовки обмоток на каждое прессующее кольцо устанавливают четыре-шесть винтов (у более мощных транс­форматоров их число увеличивают). Для обмоток силовых транс­форматоров напряжением до 110 кВ включительно применяют в основном общую кольцевую прессовку, т.е. все обмотки, разме­щенные на стержне, прессуют одним общим кольцом. Для транс­форматоров напряжением 220 кВ и более применяют раздельную прессовку обмоток — каждую обмотку прессуют своим кольцом. Схема размещения прессующих колец на обмотках трехфазного трансформатора при прессовке обмоток стержня одним кольцом показана на рис. 11.6. Каждое прессующее кольцо заземляют гибкой перемычкой, соединяющей его с ярмовой балкой (рис. 11.7).

Рис. 11.7. Схема заземления прес­сующих колец при раздельной прессовке обмоток:

1 — полка ярмовой балки; 2 — бо­бышка; 3, 4 — стопорная и пружин­ная шайбы; 5 — болт;

6 — заземляю­щая шинка; 7— прессующие кольца; 8-обмотки

В целях экономии металла, совершенствования конструкции и уменьшения добавочных потерь в настоящее время разработаны конструкции прессующих колец из древесно-слоистых пластиков.

Подпрессовку обмоток, имеющих нажимные винты и кольца, выполняют в такой последовательности: ослабляют гайки, пре­дотвращающие самоотвинчивание нажимных винтов, равномер­но в перекрестном порядке; до отказа завинчивают винты и затя­гивают гайки; подтягивают крепления заземляющих перемычек, соединяющих прессующие кольца с ярмовыми балками.

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

Чтобы избежать указанной подпрессовки обмоток, разработа­ны различные конструкции автоматической прессовки в процессе работы трансформатора.

Рис.11.8. Эскиз гидропружинного устройства.

Наиболее эффективной является конструкция с гидропружин­ным запорным устройством (рис. 11.8). Это простое и дешевое в изготовлении устройство оправдало себя на ряде мощных транс­форматоров 110...220кВ. Гидропружинное устройство конструк­тивно 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 дополнительно заса­сывается из бака трансформатора необходимое количество масла (через отверстия нижнего и верхнего ниппелей). 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. Возможны и другие варианты установки. На рис. 11.8 показана установка гидропружинного уст­ройства в ярмовой балке 5. В процессе сборки после сушки активной части завинчивают в фасонные гайки 7 нажимные винты 6 до упо­ра в цилиндры 2,3 и навинчивают контргайки 8, а далее в процессе работы трансформатора подпрессовка происходит автоматически. Трансформаторное масло, которым заполнен резервуар гидропру­жинного домкрата, выдерживает очень большие ударные нагрузки. Поглощая энергию удара, масло служит хорошим амортизатором.

При ремонте обмоток осматривают витковую изоляцию и, если обнаруживают места повреждений, витки изолируют пред­варительно высушенной лентой из маслостойкой лакоткани, ко­торую пропускают между витками. При достаточно хорошем ка­честве витковой изоляции крайние витки в месте наложения до­полнительной изоляции осторожно раздвигают электрокартонным 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. Операцию выполняют ак­куратно, чтобы не повредить изоляцию других витков. На рис. 11.9 показана последовательность восстановления поврежденной изо­ляции витка.

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

Затем проверяют плотность прессовки активной стали ярм, ка­чество изоляции пластин, сопротивление изоляции стяжных шпи­лек, состояние изоляции ярмовых балок относительно активной стали, состояние заземляющих перемычек между ярмовой балкой и магнитной системой, отсутствие мелких внешних дефектов.

Рис. 11.9. Восстановление поврежденной изоляции витка:

а- забивка клина; б- изолировка витка; в- наложение бандажа на катушку

Измерение сопротивления изоляции проводят с помощью мегаомметра. Если сопротивление изоляции одной или нескольких шпилек значительно меньше, чем остальных, или равно нулю, отвинчивают гайки, извлекая шпильки из отверстий в ярме вме­сте с изолирующими их бумажно-бакелитовыми трубками, и ос­матривают их. При наличии на изоляционных трубках и шпильках признаков чрезмерного перегрева и обнаружении замыкания ли­стов активной стали верхнее ярмо разбирают для устранения повреждений, а пластины его при необходимости подвергают пе­реизолировке. Поврежденные шпильки и изоляционные трубки заменяют новыми.

Перед окончательной прессовкой ярма от прессующей балки отделяют заземляющую ленту и измеряют сопротивление изоля­ции ярмовых балок относительно активной стали, а также каче­ство изоляции изоляционных прокладок, установленных между активной сталью и ярмовыми балками.

При хорошем качестве изоляции устанавливают на место заземля­ющую ленту, гайки стяжных шпилек затягивают до отказа и раскернивают их для предотвращения самоотвинчивания, а все деревянные или текстолитовые шпильки перевязывают тонкой бечевкой.

У магнитных систем бесшпилечной конструкции подпрессовку ярм производят подтяжкой гаек на внешних шпильках, ско­бах, полубандажах. Проверяют качество изоляции полубандажей, отсутствие в их цепи замкнутого контура; измеряют сопротивле­ние изоляции подъемных пластин (расположенных вдоль стерж­ней) по отношению к активной стали.

При выполнении всех работ на магнитной системе обмотки должны быть тщательно закрыты для исключения попадания на них посторонних предметов.

Ремонт переключающих устройств. При ремонте устройств пере­ключения без возбуждения (ПБВ) тщательно осматривают все кон­тактные соединения переключателя и отводов; определяют плотность прилегания контактов, проверяя зазор между ламелями щупом, а также измерением переходного электрического сопротивления. Особое внимание обращают на состояние контактной поверхности, при наличии подгаров или оплавлений устройство заменяют. В отдельных случаях в зависимости от характера или степени повреждения устройство восстанавливают.

Для удаления налета, образующегося при работе в масле, кон­тактную часть переключателя тщательно протирают технической салфеткой, смоченной в ацетоне или бензине. Остальную часть устройства промывают чистым трансформаторным маслом.

При ремонте переключающих устройств регулирования под на­грузкой (РПН) кроме общих работ по очистке, протирке и про­мывке наружных и внутренних поверхностей деталей и частей уст­ройства проверяют контактные поверхности избирателя ступеней, контакторов и электрической части приводного механизма. Подго­ревшие контакты избирателя, главные контакты контактора и при­вода тщательно зачищают и проверяют на плотность прилегания; при этом выясняют и устраняют причину подгорания.

Необходимо отметить, что отказ в работе привода может быть вызван попаданием влаги из-за плохой герметичности дверцы шкафа, а также из-за значительных люфтов соединительных ва­лов. Выявленные люфты в звеньях кинематической схемы приво­да переключающего устройства следует устранить. Необходимо тщательно удалить со дна бака контактора осадки, которые оста­ются после слива масла через маслосливной кран, а также вы­полнить другие работы в соответствии с инструкцией по эксплу­атации устройства РПН.

Ремонт отводов. При осмотре отводов обращают внимание на их изоляцию и соединения (контакты). Признаком нарушения кон­такта отводов, работающих в масле, является потемнение изоля­ции, а также отложение на их поверхности черной спекшейся массы. Обнаруженные дефектные соединения перепаивают и изо­лируют. Крепление отводов подтягивают планками, шпильками и гайками.

Ремонт вводов, бака, расширителя, ра­диаторов и других устройств, размешенных на баке. При ремонте вводы демонтиру­ют с крышки, тщательно осматривают и проверяют состояние фарфоровых изо­ляторов, уплотняющих прокладок, ис­правность резьбы на токопроводящем стержне и гайках. Поврежденные фарфо­ровые изоляторы заменяют, токопроводящие части и крепеж при обнаружении дефектов восстанавливают. После чист­ки и промывки ввод собирают, резино­вые уплотнения, как правило, заменяют новыми.

На крышках трансформаторов до III габарита включительно вводы, переклю­чающие устройства, краны и другие ча­сти крепят шпильками. Поэтому после чистки и протирки крышки все шпиль­ки осматривают и при необходимости ремонтируют. При установке и крепле­нии вводов соблюдают особую осторож­ность. Вводы должны стоять без переко­сов и иметь равномерную затяжку. Этого достигают перекрестным подтягиванием гаек (рис. 11.10).

Рис. 11.10. Установка на крышке ввода напряжением 35 кВ:

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. 11.11), 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.

В трансформаторах IV габарита и более мощных кулачки при­жимают к изолятору болтами, вворачиваемыми в промежуточ­ный фланец, приваренный к крышке: устанавливают на фла­нец с прокладкой изолятор, кулачки с фасонным фланцем, затем через кулачки пропускают болты и, вворачивая их в резь­бовые отверстия фланца, крепят ввод 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 при осмотре бака было обна­ружено просачивание масла, то трещины или дефекты в местах сварки заваривают электросваркой. При сварочных работах стенки бака насухо протирают, строго соблю­дая правила противопожарной безопас­ности. С борта рамы и фланцев демон­тированных устройств удаляют негод­ные уплотняющие прокладки и тщательно очищают поверхности, на которых они были установлены.

Рис. 11.11. Крепление ввода к крышке кулачками.

Баки трансформаторов снабжены кранами вентильного типа. 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 масло-плотности, притирают посадочные поверхности. Сборку вентиля производят в порядке, обратном разборке. Затем по размеру фланца 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. 11.12, а — в). Чтобы при затяжке болтов уплотняющая прокладка не выдавливалась внутрь бака, применяют различные способы ее установки. На рис. 11.12, а по­казан способ, при котором вдоль всего периметра рамы 5 прива­ривают стальной пруток 1 диаметром 4... 5 мм. Аналогичный спо­соб изображен на (рис. 11.12, б), но роль прутка выполняет стенка бака, выступающая над плоскостью рамы. В отдельных случаях из­готовляют сплошную прокладку 3 из рулонной резины и закреп­ляют ее так, как показано на (рис 11.12, в). Такое уплотнение встречается в трансформаторах старых выпусков.

Рис. 11.12. Схема установки прокладки:

1-стальной пруток; 2 — крышка бака; 3 — прокладка;

4 — болт; 5— рама бака; 6-стенка бака.

При изготовлении прокладок из ленточной резины стыки поло­сок склеивают и размещают так, чтобы они находились между от­верстиями рамы бака. На рис. 11.13 показан наиболее распространенный способ соединения прокладок встык и указаны длины стыка в зависимости от толщины прокладки.

Рис. 11.13. Склеенная встык резиновая Рис. 11.14. Установка уплотняющих прокладок на прокладка фланцах радиатора

При ремонте расширителя осматривают его внутреннюю повер­хность, верхняя часть которой при работе трансформатора дли­тельно соприкасается с теплым (иногда влажным) воздухом и по­этому подвержена коррозии. Если коррозия незначительна, рас­ширитель промывают и несколько раз ополаскивают чистым маслом. При большой коррозии удаляют ржавчину стальными щетками и красят внутреннюю поверхность расширителя эмалью 624С или 1201. Для удобства ремонта и окраски в боковых стенках расшири­телей имеются люки.

Все пробки, отстойник и маслоуказатель чистят и промывают керосином, а резиновые прокладки и сальниковые уплотнения заменяют новыми. Из отстойника расширителя спускают остатки загрязненного масла. Затем промывают отстойник чистым маслом и заменяют уплотнение на пробке спускного отверстия.

Одновременно с ремонтом бака и его арматуры ремонтируют радиаторы (охладители), предохранительную трубу, осушитель воздуха, термосифонный фильтр и их краны. Ремонт этих уст­ройств в основном 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; в таком виде они хранятся до мо­мента установки на бак. Если при первой опрессовке течь в радиа­торах не обнаруживают, их ставят на козлы в наклонное положе­ние и с помощью фильтр-пресса тщательно промывают горячим трансформаторным маслом. Установка уплотняющей резиновой про­кладки / на фланце радиатора изображена на (рис. 11.14). 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 по размерам крана из листовой маслостойкой резины толщиной 8... 10 мм. Отверстия в прокладке пробивают специальной просечкой.

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