Осмотр, ремонт и испытания преобразователей

Осмотр преобразователей на тяговых подстанциях с дежурным персоналом прово­дится 1 раз в день без снятия напряжения, а на тяговых подстанциях без постоянного персо­нала — в сроки, установленные местными инструкциями, бригадой из старшего электроме­ханика ремонтно-ревизионного участка или подстанции.

В состав работ по осмотру входят следующие операции.

Внешний осмотр преобразователей производят на предмет наличия видимых повреждений, постороннего шума, треска, разрядов в шкафах преобразователя, цепях RC.

При проверке соответствия положения аппаратуры управления и сигнальных указателей режиму преобразователя по положению рукоятки привода убеж­даются во включенном положении разъединителей шкафов RC и целостности предохрани­телей. По показаниям стрелочных приборов на панели управления, а также по показаниям приборов защиты от неполнофазных режимов определяют отсутствие или наличие колеба­ний напряжения и тока преобразователя, в последнем случае преобразователь отключают, так как причиной колебаний может быть повреждение силовой цепи или цепи управления. По состоянию блинкеров или сигнальных ламп защиты от пробоя вентилей проверяют ис­правность вентилей, при наличии неисправностей делают запись в журнале учета. При двух и более пробитых вентилях в плече

преобразователь выводят из эксплуатации для внеоче­редного ремонта.

По состоянию сигнальных ламп на панели управления определяют исправность систе­мы сигнализации преобразовательного агрегата, обратив внимание на положение ключей автоматики и телеуправления, а также кнопок или рычагов автоматических выключателей вентиляторов, насосов, цепей управления отдельными элементами. При обнаружении рас­хождений в положениях ключей с режимом работы подстанции необходимо доложить энер­годиспетчеру, выяснить причину расхождения и установить ключи в положение, соответ­ствующее режиму работы подстанции.

При осмотре состояния разрядников определяют исправность токоограничивающих резисторов; у роговых разрядников, установленных для защиты от перенапряжения, изме­ряют зазор между дугогасительными рогами, который должен быть в пределах 1,2—1,3 мм.

При проверке систем охлаждения преобразователей обращают внимание на плавность работы вентиляторов и масляных насосов, степень нагрева подшипников, отсутствие вибрации. У преобразователей с естественным охлаждением на ощупь проверя­ют равномерность нагрева шкафов с вентилями; на преобразователях, имеющих индивиду­альные реле заземления, визуально проверяют исправность заземляющей проводки и отсут­ствие шунтировок.

При проверке показаний регистрирующих приборов: счетчиков числа автоматических включений и отключений, регистраторов срабатывания разрядни­ков и др. их значения сверяют с записями в журнале и при необходимости делают дополни­тельную запись о срабатывании.

По окончании осмотра проверяют наличие пломб на реле защиты, автоматики, бло­кировочных замках дверей и шкафов преобразователей.

Текущий ремонт преобразователей проводится электромехаником и электромон­тером тяговой подстанции 3-го разряда не реже 1 раза в год для неуправляемых и 1 раза в 7 месяцев — для регулируемых преобразователей. Перед началом текущего ремонта преобразователь прогревают рабочим током в течение 15—20 мин, проверяют по тер­мокраскам или термопленкам состояние контактов на вводах и выводах шкафов (в пре­делах доступности) и в местах соединения шинопроводов. После прогрева по возможно­сти быстро разбирают схему, устанавливают заземления и на ощупь проверяют нагрев выводов анодных шин, контактных соединений, вентилей. С особым вниманием прове­ряют температуру шунтирующих резисторов и делителей защиты от пробоя вентилей: отсутствие их нагрева показывает либо на перегорание, либо на нарушение цепей (пай­ки, контактов). При обнаружении перегрева вентиля тщательно проверяют качество его «теплового» контакта с охладителем.

Затяжку вентилей проверяют с помощью тарированного ключа, отрегули­рованного предварительно на срыв при крутящем моменте 80 Н·м. Если причиной пере­грева вентиля явилось слабое резьбовое соединение, допускается уплотнение путем на­ложения одного-двух слоев медной фольги на резьбу с предварительной прокаткой ее через фольгу. Такие соединения можно эксплуатировать до ближайшего капитального ремонта, обращая внимание при всех последующих текущих ремонтах на отсутствие перегрева. Если перегревающийся вентиль хорошо затянут, следует щупом толщиной 0,03—0,05 мм проверить плотность его прилегания к поверхности радиатора. При обна­ружении зазоров следует вывернуть вентиль, выяснить причину и завернуть вновь. Если зазор отсутствует, а вентиль был перегрет, то его следует заменить новым того же клас­са и группы. Надежность контактных соединений хвостовиков вентилей с радиаторами проверяют пробной подтяжкой болтов. С помощью омметра (удобнее всего портативно­го типа Ц-39) проверяют целостность шунтирующих резисторов К_Ш, цепочек R_BC_B, со­противлений связи R_С.

Состояние реле и цепей защиты от пробоя вентилей проверяют визуально. Если по журналу учета или по показаниям блинкеров установлено, что были случаи срабатывания защиты от пробоя вентилей, а проверкой определено, что цепи защи­ты и реле исправны, следует искать пробитые вентили только «в поврежденной фазе». На преобразователях, не оборудованных защитой от пробоя вентилей, проверяют целостность всех вентилей. Для этого в первую очередь используют простейший способ — проверку вентилей с помощью омметра. На исправных неуправляемых вентилях при одной полярно­сти омметр будет показывать КЗ, при другой «изоляцию», на пробитых вентилях либо оба КЗ, либо — «изоляцию». В случае проверки тиристоров на исправных вентилях при любой полярности омметр покажет «изоляцию». Кроме того, следует измерить сопротивление между управляющим электродом и катодом при отсоединенной цепи управления — при исправном тиристоре оно должно быть в пределах от единицы до десятков Ом.

Обнаруженные неисправные вентили заменяют, обращая внимание на состояние кон­тактной поверхности радиатора и плотность затяжки. Поврежденные охладители таблеточ­ных вентилей (тепловые трубки) ремонту не подлежат и должны быть заменены исправны­ми. При замене вентилей следует сделать запись в журнале учета, а также проверить, не заме­нялись ли во время предыдущих текущих ремонтов вентили в этой же полуфазе.

Без проверки токораспределения допускается замена только одного вентиля в плече выпрямителя, поэтому, если заменены два и более вентилей, то проверяют распределение тока и обратного напряжения (порядок проверки см. ниже).

После выполнения указанных работ смотровые стекла аппаратуры и изоляцию шка­фа выпрямителя очищают от пыли и грязи, выпрямительные блоки продувают сжатым воз­духом. Вентили и изоляторы очищают мягкой кистью, изолирующие панели, изоляторы шинопроводов — салфеткой, смоченной в бензине или уайт-спирите. Проверяют, очищают от пыли и грязи, протирают и подтягивают крепление ошиновки, анодных кабелей, проход­ных и опорных изоляторов и заземлений. Исправность цепей вторичной коммутации прове­ряют визуально, действия блокировок дверей — замыкая вручную, срабатывание защиты от пробоя вентилей — нажимая на якорь реле или подачей напряжения от постороннего ис­точника на лампы фоторезисторов.

При работах в шкафу RC сначала очищают от пыли аппаратуру и изоляцию шкафа, зачищают контакты разъединителя и предохранителей. Проверяют целостность предох­ранителей, резисторов и конденсаторов RC. Неисправные элементы заменяют. Подтяги­вают все контактные соединения; проверяют заземления, блокировку дверей шкафа.

Разрядники осматривают, очищают от пыли их изоляцию, проверяют регистра­торы срабатывания и их показания. Подтягивают контактные соединения и крепления, заземления. Проверяют сопротивления добавочных резисторов и заменяют неисправные.

Ремонт устройств вентиляции преобразователя начинают с очистки и продувки сжатым воздухом охладительных каналов шкафов, переходных фланцев, рука­вов сборного короба и воздуховодов. Проверяют их герметичность, выполняют подтяжку уплотнений. Смазывают подшипники вентиляторов, опробывают движение заслонок воз­духоводов и регулируют их положение. Автоматические выключатели и магнитные пуска­тели вскрывают, зачищают подгары на контактах стеклянной бумагой, подтягивают все болтовые соединения и очищают дугогасительные камеры. Затем проверяют работу вен­тиляции пробным включением с панели управления. При этом обращают внимание на сра­батывание и отпускание ветрового реле, а также отсутствие подсосов воздуха, которое устраняют шпаклевкой или путем заклеивания щелей плотной парусиной.

Металлоконструкции шкафов выпрямителей, RC, а также панелей управления тщательно очищают от пыли и грязи, зачищают металлической щеткой ржавчину и окрашивают вновь, с помощью трафарета наносят знаки высокого напря­жения, диспетчерские обозначения и другие надписи; заводские таблички очищают от солидола и краски.

По окончании текущего ремонта производят опробование оперативных цепей, т.е. включают и отключают выпрямитель в автоматическом и ручном режимах. Имитируя не­нормальный режим работы (например, отключив вентиляцию или открыв дверцу огражде­ния шкафа), проверяют работу защит и блокировок косвенным методом.

Профилактические испытания полупроводниковых выпрямителей проводятся брига­дой в составе электромеханика и электромонтера 4-го разряда. В состав испытаний входят нижеприведенные работы, выполняемые в различные сроки.

Ежегодные испытания

При испытаниях преобразователей производят:

проверку целостности и электрической прочности вентилей (распределение обратно­го напряжения между последовательно соединенными вентилями);

измерение сопротивления изоляции между стяжными шпильками и радиаторами вен­тилей и других токоведущих элементов по отношению к заземленным конструкциям (изме­ренное мегаомметром на 2500 В должно быть не менее 10 МОм);

проверку работоспособности встроенной защиты от неравномерности распределения тока;

проверку работы защиты от пробоя вентилей (работу выполняют под напряжением);

измерение сопротивления изоляции цепей вторичной коммутации между собой и отно­сительно заземленных конструкций (измеренное мегаомметром на 1000 В должно быть не менее 5 МОм);

проверку действия защит, устройств автоматики и управления;

проверку распределения тока между параллельными ветвями тиристоров или диодов (разброс не должен превышать 10 % от среднего значения тока через ветвь, а у выпрямите­лей В-ТПЕД — ±15 %). Эти виды испытаний проводят 1 раз в год, используя сварочный трансформатор и прибор УПРТ.

Проверку распределения обратного напряжения между последовательно соединенными вентилями производят путем подачи обратного напряжения, амплитудное значение которого равно максимальной амплитуде обратного напряжения фазы в

рабочем режиме. Для преобразователей, работающих в схеме звезда—две обратные звезды с уравнительным реактором, эф­фективное испытательное напряжение равно 5240 В, макси­мальное — 7400 В, а для работающих по мостовой схеме — вдвое меньше и равно соответственно 2620 и 3700 В.

Рис. 4.28. Схема проверки распределения обратных напряжений: 1— параллельные ветви выпрямителя; 2 — трансформа­тор; 3 — автотрансформатор

Для проверки распределения обратных напряжении на вен­тилях преобразователей с общими и индивидуальными шунти­рующими резисторами лучше всего использовать схему встреч­ного включения двух фаз (рис. 4.28). В этом случае в каждый полупериод к фазам поочередно прикладывается обратное на­пряжение, равное испытательному. В качестве повышающего трансформатора 2 используют однофазный трансформатор с номинальным напряжением высоковольтной обмотки 6 кВ и мощ­ностью 1,2 кВ·А. Питание на первичную обмотку трансформа­тора подается через автотрансформатор 3 типа РНО-250-2. В цепи питания необходимо установить рубильник для возмож­ности быстрого отключения в случае необходимости и для со­здания видимого разрыва со стороны питающего напряжения. Для контроля величины испытательного напряжения, прикла­дываемого к фазам, используется киловольтметр С-96. Можно пользоваться также ампервольтомметром типа АВО-5М с вы­носным делителем, позволяющим измерить эффективное зна­чение напряжения до 6 кВ.

Напряжение на вентилях измеряют либо с помощью электростатического вольтметра типа С-50, либо с помощью осциллографа типа С1-19Б или С1-4. Полученные значения на­пряжений на вентилях не должны отличаться от среднего значения более чем на 10 %.

При обнаружении дефектного вентиля его заменяют, отсоединяя гибкий вывод и вывинчивая вентиль типа (ПВЭ-3; ПВЭ-5) из радиатора. У выпрямителя В-ТПЕД отвин­чивают две гайки в силовом блоке, обеспечивающие прижим вентиля, затем вынимают последний из фиксаторов. У нового, подходящего по параметрам вентиля, до установки мегаомметром на 1000 В проверяют сопротивление обратному току. Если оно не соответ­ствует его классу, вентиль бракуют. Подобранный вентиль монтируют в схему KB в обрат­ной последовательности.

У таблеточных вентилей выпрямителя В-ТПЕД прибором УПРТ измеряется импульс­ный обратный ток, величины которого при температуре 140° С не должна превышать 20 мА у диодов В2-320 и 300 мА у В500; импульсный обратный ток при температуре 25° С у диодов ДЛ-133-500 должен быть не более 2 мА.

Проверку производят, подавая на одиночный диод в непроводящем направлении импульс синусоидального напряжения и замеряют импульсный обратный ток, то есть зна­чение обратного тока в момент времени, соответствующего амплитуде обратного одно-полупериодного синусоидального импульса напряжения, длительностью не более 10 мс, при­ложенного к диоду.

Проверку распределения напряжения между тиристорами инвертора выполняют для каждого плеча моста раздельно, прикладывая между анодом и катодом однофазное на­пряжение 3,3 кВ частотой 50 Гц без подачи управляющих импульсов на тиристоры. Мощ­ность однофазного источника должна быть не менее 3 кВ·А. В остальном технология про­верки и отбраковки такая же, как и для диодов.

Одновременно с проверкой распределения обратных напряжений проверяют световую сигнализацию пробоя диодов. Для этого закорачивают один из диодов уравнительного мо­ста. Если сигнальная лампа не загорелась, проверяется исправность элементов уравнитель­ного моста: шунтирующих сопротивлений R_Ш коммутаторных ламп, мест пайки проводов.

При измерении сопротивления изоляции силовой цепи медным гибким проводом закорачивают все вентили, связанные с ними конденсаторы и полупроводниковые приборы, а также стяжные шпильки (для исключения возможности их повреждения при про­верке). Для всех преобразователей, за исключением ПВЭ-5, сопротивление изоляции, измерен­ное мегаомметром на 2500 В, должно быть не менее 100 МОм, для ПВЭ-5 — не менее 10 МОм.

Изоляцию вторичных цепей преобразователей проверяют мегаомметром на 500 или 1000 В. Как и при испытании силовой цепи, перед испытанием должны быть за-

шунтированы конденсаторы и полу­проводниковые приборы, а также катушки индуктивности. Сопротив­ление изоляции цепей вторичной коммутации для всех преобразовате­лей должны быть не менее 10 МОм, для ПВЭ-5 — не менее 5 МОм.

Рис. 4.29. Схема испытания защиты от пробоя вентильного блока

Проверку защиты от пробоя вентилей силовых блоков преобразователей произ­водят по схеме, приведенной на рис. 4.29. Высоковольтную обмот­ку испытательного трансформатора мощностью 10 кВ-А подключают к катодному и анодному выводам преобразователя;

катодный вывод и испытательный трансформатор надежно заземляют. Огра­ничивающее сопротивление К_ДОБ подбирают по мощности рассеивания выделяемого на нем тепла; его величина должна быть меньше общего сопротивления двух параллельных цепей: цепи шунтирующих сопротивлений и цепи выносного высоковольтного делителя. В случае проверки защиты, в которой применены фотосопротивления, миллиамперметры включают вне защитного ограждения.

Величину испытательного напряжения принимают на 10% меньше максимального значения обратного напряжения в схеме преобразователя. Для преобразователей на неуп­равляемых вентилях, работающих по схеме две обратные звезды с уравнительным реакто­ром, испытательное напряжение принимают равным 6700 В амплитудных, для инверторов на тиристорах по схеме две обратные звезды с уравнительным реактором — 8400 В ампли­тудных, а для преобразователей с трехфазной мостовой схемой — в 2 раза меньше.

При измерении токов, протекающих по обмоткам реле в случае отсутствия пробитых вентилей и правильной настройки защиты вентильного блока ток в обмотках реле практи­чески должен отсутствовать. Если в обмотках реле появляется ток, необходимо проверить параметры фотосопротивлений по темновому (начальному) току (для защиты с фотосоп­ротивлениями) или параметры сопротивлений выносного делителя (для защиты с реле кон­троля небаланса тока). Сопротивления выносного делителя подбирают путем последова­тельных проб таким образом, чтобы ток небаланса в обмотках реле был равен нулю. Вели­чину начального тока в обмотках реле проверяют также при номинальном амплитудном значении напряжения на выводах вентильного блока.

При правильной настройке защиты от пробоя одного вентиля должно сработать сиг­нальное реле, что указывает на наличие пробитого (закороченного) вентиля. Если сигналь­ное реле, указывающее на наличие пробитого вентиля, не срабатывает, необходимо прове­рить исправность цепей защиты и определить величину минимального тока срабатывания реле защиты. При закорачивании вентилей в двух несмежных рядах должна срабатывать защита на отключение преобразователя.

Величина минимального тока срабатывания реле защиты должна быть меньше мини­мального значения тока, полученного в результате измерения при закорачивании отдельных вентилей. Коэффициент надежности по току срабатывания должен быть не менее 1,3, т.е.

где I_{доп. min} — минимально допустимый ток в обмотке реле;

I_{ср. min} — минимальный ток срабатывания реле.

Проверка распределения тока между параллельными вен­тилями, как правило, выполняется пофазно с помощью сварочного трансформатора (рис. 4.30, а), подсоединяемого к анодному и катодному выводам фазы 3.

С помощью регулятора 1 сварочного трансформатора 2 устанавливают величину испытательного тока, равную при пяти параллельных ветвях 150—200 А на фазу. На пре-

Рис. 4.30. Схема проверки рас­пределения токов с помощью сварочного трансформатора: а — схема измерений; б — измерения распределения токов в выпрямителях с со­проводителями связи; в — измерения распределения токов в выпрямителях без со­противлений связи (знаком ° отмечены места измерений)

образователях с естественным охлаждением (ПВЭ-5 и В-ТПЕД) величина испытательного тока может быть большей, но не выше допускаемого на фазу номинального тока. Инверторные преобразователи рекомендуется проверять при номинальных токах и включенной вентиляции. Предварительно должна быть выполнена проверка шкафа управления и фазировка управляющих импульсов.

После сборки испытательной схемы и установления величины испытательного тока производят проверку преобразователя этим током в течение 10—15 мин при выключенной принудительной вентиляции. По окончании этого времени снимают напряжение и на ощупь проверяют нагрев вентилей. Если обнаруживают перегретые вентили, то проверяют на­дежность контакта их с охлаждающими радиаторами и производят подтяжку их тариро­ванным ключом. Затем на преобразователь снова подают напряжение и токоизмерительными клещами типа Ц-91 измеряют токи по параллельным ветвям.

У преобразователей с сопротивлениями связи (рис. 4.30, б), измеряют токи в начале и в конце каждой параллельной ветви и подсчитывают их разность. Она должна быть не более 3 А при токе на фазу 150—200 А. Токи в параллельных ветвях не должны отклоняться от среднего значения более чем на ± 10 %. У преобразователей, не имеющих сопротивлений связи (рис. 4.30, в), токи измеряют в любом месте каждой из параллельных ветвей. Для таких преобразо­вателей неравномерность распределения тока допускается не более ± 5 % от среднего значения.

где п — число параллельных ветвей. Максимальное отклонение токов по ветвям от среднего значения в процентах опреде­ляется по формулам:

Среднее значение тока по параллельным ветвям находят по формуле:

I_max, I_min — соответственно максимальный и минимальный токи параллельных ветвей.

При подсчете суммарного значения токов по параллельным ветвям, измеренных токо-измерительными клещами, следует иметь в виду, что сумма токов не равна среднему значе­нию выпрямленного тока фазы, измеренному с помощью шунта и милливольтметра, так как клещами измеряется не среднее, а эффективное значение тока.

Испытания со сроком проведения 1 раз в 3 года

Измерение пробивного напряжения и тока утечки разрядников производят выпрямленным напряжением, от установки аппарата АИИ-70 с кенотронной приставкой, сняв предварительно предохранители в шкафу RC, а также шины, соединяю­щие шкаф RC и блок разрядников с выпрямителем

Проверка осевого усилия сжатия таблеточных вентилей проводится при изменении цвета термоиндикаторов на 95—100° С, нанесенных на пластины основания. Для этого сначала устанавливают часовой индикатор ИЧ10 кл. I (шкала от 0—10 мм, цена деления 0,01 мм) на опорное основание длиной L = 80 мм и с помощью поверочной пластины из стекла выставляют нуль. Поворотом шкалы индикатора совмещают стрелку прибора с величиной остаточного прогиба пружины, указанного на ее маркировочной табличке.

Затем собирают прижимное устройство (рис. 4.31), при этом устанавливают пружину и закручивают гайки так, чтобы разница размеров А и Б не превышала 2 мм. Индикатор устанавливают на пружину так, чтобы его наконечник и центр таблеточного вентиля 2 былисоосны. Затягивают гайки 7 поочередно через 1/6 оборота, периодически контролируя

Рис.4.31.Схема проверки осевого усилия сжатия вентилей: 1-часовой индикатор ИЧ; 2-таблеточный вентиль; 3-измерительная скоба; 4-траверса; 5-прижимной болт; 6-опорная планка; 7-гайка

индикатором прогиб пружины. При достиже­нии прогиба пружины 1,19 ± 0,11 мм, соот­ветствующего норме осевого усилия сжатия 24000 Н ± 2400 Н для диодов выпрямителя В-ТПЕД, затяжку гаек прекращают. Нано­сят метку (полосу шириной 4 мм) цветной эмалью. В случае соответствия условия ука­занной норме проверяют тестером контакт внутри диода. Если осевое усилие сжатия не соответствует указанной норме или отсут­ствует контакт внутри диода, силовой блок следует заменить, нанеся на основании ох­ладителей новые термоиндикаторные метки на 95—

100° С (если есть такая возможность). После замены силового блока выполняют проверку осевого усилия сжатия, как

изложено выше, а также проверку распределе-

ния обратного напряжения между последова-

тельно соединенными диодами. Изменение

цвета термоиндикатора группы вентилей

указывает на нарушение теплового режима

всего блока.

Измерение внутреннего теплового сопротивления вентилей начинают со снятия шин фазы преобразователя. Затем поочередно подсоединяют прибор ИТСВ к каждому испытываемому вентилю и замеряют его тепловое сопротивление, кото­рое не должно превышать значений, приведенных в табл. 4.12.

Испытание изоляции повышенным напряжением начинают с проверки сопротивления изоляции мегаомметром. Испытания проводят установкой АИИ-70, подавая испытательное напряжение для мостовых схем выпрямителей 12 кВ и для нуле­вых схем — 15 кВ в течение 1 мин. При этом отрицательный полюс (высоковольтный вы­вод) подключают к катоду фазы выпрямителя. При такой схеме в случае пробоя изоляции выпрямителя, даже если вентили окажутся незашунтированными, их повреждения не про­изойдет, т.к. ток пробоя будет протекать в проводящем направлении. По окончании испы­таний на ощупь проверяют нагрев изоляции преобразователя: местных нагревов ее не дол­жно быть. Затем повторно проверяют сопротивление изоляции мегаомметром и сравнива­ют его с измеренным перед испытаниями — снижение сопротивления не допускается. Элек­трическую прочность изоляции цепей вторичной коммутации проверяют в течение 1 мин напряжением 2 кВ промышленной частоты или мегаомметром на 2500 В. После проверки изоляции все установленные закоротки убирают.

Таблица 4.12