Характерные неисправности трансформаторов, их причины и способы устранения.

Лекция 24. Технология монтажа и ремонта трансформаторов.

Цель: получить основные сведения о характерных неисправностях трансформаторов, их причинах и способах устранения;о видах ремонта трансформаторов и инструментах, приспособлениях и оборудовании, необходимых при ремонте и монтаже трансформаторов

Образовательные результаты по ФГОС:

Знать: технологические процессы сборки,монтажа,регулировки и ремонта.

Уметь: выполнять ремонт силовых трансформаторов;

выпонять монтаж трансформаторов и комплексных трансформаторных подстанций.

Задание: составить конпект лекции,выделить главное и ответить на контрольные вопросы.

План.

Тема: 1.Характерные неисправности трансформаторов, их причины и способы устранения.

2. Ремонт трансформаторов.

3. Инструменты, приспособления и оборудование, необходимые при ремонте и монтаже трансформаторов.

Характерные неисправности трансформаторов, их причины и способы устранения.

Во время эксплуатации не исключено возникновение различного рода дефектов и неполадок трансформаторов, в разной степени отражающихся на их работе. С одними неполадками трансформаторы могут длительно оставаться в работе, при других необходим немедленный вывод их из работы. В каждом случае возможность дальнейшей работы определяется характером повреждения. Неоперативность персонала, несвоевременное принятие мер, направленных на устранение порой незначительных дефектов, приводят к аварийным отключениям трансформаторов. Причины повреждений заключаются в неудовлетворительных условиях эксплуатации, некачественном ремонте и монтаже трансформаторов. Немалую роль играют дефекты отдельных элементов конструкции современных трансформаторов, применение недостаточно высокого качества изоляционных материалов. Типичными являются повреждения изоляции, магнитопроводов, переклключающих устройств, отводов, маслонаполненных и фарфоровых вводов. Повреждение изоляции трансформаторов. Главная изоляция часто повреждается из-за нарушения ее электрической прочности при увлажнении, а также при наличии мелких изъянов. В трансформаторах 220 кВ и выше повреждения связывают с появлением так называемого "ползущего разряда", представляющего собой постепенное разрушение изоляции местными разрядами, распространяющимися по поверхности диэлектрика под действием рабочего напряжения. На поверхности изоляции появляется сетка токопроводящих каналов, При этом сокращается расчетный изоляционный промежуток, что и ведет к пробою изоляции с образованием мощной дуги внутри бака. К интенсивному тепловому износу витковой изоляции приводит набухание дополнительной изоляции катушек и связанное с этим прекращение циркуляции масла из-за частичного или полного перекрытия масляных каналов. Механические повреждения витковой изоляции нередко происходят при коротких замыканиях во внешней электрической сети и недостаточной электродинамической стойкости трансформаторов, что является результатом ослабления усилий запрессовки обмоток. Повреждения магнитопроводов трансформаторов. Магнитопроводы повреждаются из-за перегрева вследствие разрушения лаковой пленки между листами и спекания листов стали, при нарушении изоляции прессующих шпилек, при возникновении короткозамкнутых контуров, когда отдельные элементы магнитопровода оказываются замкнутыми между собой и на бак. Повреждения переключающих устройств трансформаторов. Повреждение переключающих устройств ПБВ происходит при нарушении контакта между подвижными контактными кольцами и неподвижными токоведущими стержнями. Ухудшение контакта происходит при снижении контактного давления и образовании оксидной пленки на контактных поверхностях. Переключающие устройства РПН являются достаточно сложными устройствами, требующими тщательной наладки, проверки и проведения специальных испытаний. Причинами повреждения РПН являются нарушения в работе контакторов и переключателей, подгары контактов контакторных устройств, заклинивания механизмов контакторов, утрата механической прочности стальными деталями и бумажно-бакелитовым валом. Повторяются аварии, связанные с повреждением регулировочной обмотки в результате перекрытия внешнего промежутка защитного разрядника. Повреждения отводов от обмоток к переключающим устройствам и вводам вызываются главным образом неудовлетворительным состоянием паек контактных соединений, а также приближением гибких отводов к стенкам баков, загрязнением масла проводящими механическими примесями, в том числе оксидами и частицами металла из систем охлаждения. Повреждения вводов трансформатора. Повреждения вводов 110 кВ и выше связаны в основном с увлажнением бумажной основы. Попадание влаги внутрь вводов возможно при некачественном выполнении уплотнений, при доливке вводов трансформаторным маслом с пониженной диэлектрической прочностью. Заметим, что повреждения вводов, как правило, сопровождаются пожарами трансформаторов, приносящими значительный ущерб. Характерной причиной повреждения фарфоровых вводов является нагрев контактов в резьбовых соединениях составных токоведущих шпилек, или в месте подсоединения наружных шин. Защита трансформаторов от внутренних повреждений осуществляется устройствами релейной защиты. Основными быстродействующими защитами являются дифференциальная токовая зашита от всех видов коротких замыканий в обмотках и на выводах трансформатора, газовая защита от замыканий, происходящих внутри бака трансформатора и сопровождающихся выделением газа и понижением уровня масла, токовая отсечка без выдержки времени от повреждений в трансформаторе, сопровождающихся прохождением сравнительно больших токов короткого замыкания. Все защиты от внутренних повреждений действуют на отключение всех выключателей трансформатора, а на подстанциях, выполненных по упрощенным схемам (без выключателей со стороны ВН), — на включение короткозамыкателя или на отключение выключателя питающей линии. Для обнаружения повреждений трансформаторов на возможно более ранних стадиях их возникновения, когда выделение газа может быть еще очень слабым, в эксплуатационной практике широко пользуются методом хроматографического анализа газов, растворенных в масле. Дело в том, что при развивающихся повреждениях трансформаторов, вызываемых высокотемпературным нагревом, происходит разложение масла и твердой изоляции с образованием легких углеводородов и газов (вполне определенного состава и концентрации), которые растворяются в масле и накапливаются в газовом реле трансформатора. Период накопления газа в реле может быть достаточно длительным, а скопившийся в нем газ может существенно отличаться от состава газа, отобранного вблизи места его выделения. Поэтому диагностика повреждения на основе анализа газа, отобранного из реле, является затрудненной и может быть даже запоздалой. Анализ пробы газа, растворенного в масле, помимо более точной диагностики повреждения дает возможность наблюдения за его развитием до срабатывания газового реле. И даже в случае крупных повреждений, когда газовая защита срабатывает на отключение трансформатора, сравнение составов газа, взятого из реле и растворенного в масле, может быть полезным для более правильной оценки серьезности повреждения. Установлены состав и предельные концентрации газов, растворенных в масле, исправных трансформаторов и при характерных видах повреждений. Так, например, при разложении масла под действием электрической дуги (перекрытие в переключателе) выделяется преимущественно водород. Из непредельных углеводородов преобладает ацетилен, который в данном случае является характерным газом. Оксид и двуоксид углерода присутствуют в незначительных количествах. А вот газ, вьделяющийся при разложении масла и твердой изоляции (междувитковое замыкание в обмотке), отличается от газа, образующегося при разложении только масла, заметным содержанием оксида и диоксида углерода В целях более ранней диагностики повреждений из трансформаторов периодически (2 раза в год) отбирают пробы масла для хроматографического анализа газов, растворенных в масле, при этом для отбора проб масла пользуются медицинскими шприцами. Отбор пробы масла производится следующим образом: очищают от загрязнений патрубок крана, предназначенный для отбора пробы, на патрубок надевают резиновый шланг. Открывают кран и шланг промывают маслом из трансформатора, конец шланга поднимают вверх для удаления пузырьков воздуха. На конце шланга устанавливают зажим; иглу шприца вкалывают в стенку шланга. Забирают масло в шприц и затем сливают масло через иглу для промывки шприца, повторяют операцию заполнения шприца маслом, заполненный маслом шприц вкалывают иглой в резиновую пробку и в таком виде отправляют в лабораторию. Анализ проводится в лабораторных условиях с применением хроматографа. Результаты анализа сопоставляются с обобщенными данными состава и концентрации газа, выделяющегося при различных видах повреждений трансформаторов, и выдается заключение об исправности трансформатора или его повреждении и степени опасности этого повреждения. По составу растворенных в масле газов, возможно определение перегрева токопроводящих соединений и элементов конструкции остова трансформатора, частичных электрических разрядов в масле, перегрева и старения твердой изоляции трансформатора.

Таблица характерных неисправностей и спообов их устранения

Ремонт трансформаторов.

В процессе эксплуатации отдельные части трансформатора под влиянием термических, электродинамических, механических и других воздействий постепенно теряют свои первоначальные свойства и могут прийти в негодность.В целях своевременного обнаружения и устранения развивающихся дефектов и предупреждения аварийных отключений для трансформаторов периодически проводятся текущие и капитальные ремонты. Текущий ремонт трансформатора производится в следующем объеме: а) наружный осмотр и устранение обнаруженных дефектов, поддающихся устранению на месте, б) чистка изоляторов и бака, в) спуск грязи из расширителя, доливка в случае необходимости масла, проверка маслоуказателя, г) проверка опускного крана и уплотнений, д) осмотр и чистка охлаждающих устройств, е) проверка газовой защиты, ж) проверка целости мембраны выхлопной трубы, з) проведение измерений и испытаний. Для трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой производятся внеочередные ремонты регулирующего устройства в соответствии с указаниями заводской инструкции в зависимости от числа произведенных переключений. При ремонте трансформаторов с принудительным масловодяным охлаждением следует обратить особое внимание на отсутствие подсоса воздуха в систему циркуляции масла и на проверку герметичности охладителей. Герметичность охладителей проверяется путем создания избыточного давления поочередно со стороны масляной, а затем водяной системы согласно действующим инструкциям. Периодичность чистки и испытания охладителей зависит от местных условий (загрязнения воды, состояния охладителей) и производится не реже 1 раза в год. При ремонте проверяется также состояние термосифонных фильтров и воздухоосушителей. У маслонаполненных вводов трансформаторов при ремонте производятся отбор пробы масла, доливка масла, в случае необходимости — и измерение тангенса угла диэлектрических потерь (не реже 1 раза в 6 лет). Ввиду того что масло в вводах трансформаторов через несколько лет работы приходит в негодность, при ремонте иногда возникает необходимость смены ввода. Опыт эксплуатации также показывает, что для маслонаполненных вводов с барьерной изоляцией через 10 - 12 лет работы на трансформаторах недостаточна только смена масла, а необходим капитальный ремонт с разборкой, чисткой и при необходимости сменной изоляции ввода. Капитальный ремонт трансформаторов. Трансформатор имеет достаточно большие запасы электрической прочности изоляции и является весьма надежным аппаратом в эксплуатации. Трансформаторы имеют маслобарьерную изоляцию. В качестве основной твердой изоляции для трансформатора используется прессшпан. Изготовляемый до последнего времени отечественными заводами прессшпан дает с течением времени усадку, что является его существенным недостатком. Как правило, для трансформаторов применяется жесткая система запрессовки обмотки, которая не обеспечивает автоматическую подпрессовку обмотки по мере усадки прессшпана. Поэтому после нескольких лет работы для трансформаторов предусматривается проведение капитальных ремонтов, при которых основное внимание должно быть уделено подпрессовке обмоток. При отсутствии необходимых подъемных приспособлений капитальный ремонт допускается производить с осмотром сердечника в баке (при снятой крышке), если при этом обеспечена возможность производства подпрессовки и расклиновки обмоток. Для ответственных трансформаторов первоначальный срок капитального ремонта после ввода в эксплуатацию установлен в 6 лет, для остальных — по результатам испытаний по мере необходимости. Капитальный ремонт трансформатора производится в следующем объеме: а) вскрытие трансформатора, подъем сердечника (или съемного бака) и осмотр его, б) ремонт магиитопровода, обмоток (подпрессовка), переключателей и отводов, в) ремонт крышки, расширителя, выхлопной трубы (проверка целости мембраны), радиаторов, термосифонного фильтра, воздухо осушителя, кранов, изоляторов, г) ремонт охлаждающих устройств, д) чистка и окраска бака, е) проверка контрольно-измерительных приборов, сигнальных и защитных устройств, ж) очистка или смена масла, з) сушка активной части (в случае необходимости), и) сборка трансформатора, к) проведение измерений и испытаний. Существует ещё один особый вид ремонта — внеочередной. Он проводится в случае обнаружения дефекта, если он может привести к отказу в работе. Это решение простой электротехнический персонал не принимает, это должен сделать или руководитель Потребителя, или же лицо ответственное за электрохозяйство данного цеха или участка. Персонал только сообщает своему руководству о неисправностях в работе.

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/osobennosti-i-vidy-remonta-transformatorov.html

3.Инструменты, приспособления и оборудование, необходимые при ремонте и монтаже трансформаторов.

Подъемно-транспортное оборудование. Трансформатор в сборе и его отдельные части, подлежащие перемещениям и подъему при ремонте, — относительно тяжелые грузы. Трансформатор типа ТМ-560/10 самый большой и тяжелый из всех трансформаторов рассматриваемой группы; его масса доходит до 5 т, масса бака — до 500 кг, масса активной части — до 2 т. Остальная масса приходится на масло и мелкие части. Исходя из этого и выбирают подъемно-транспортное оборудование.
Мостовой край грузоподъемностью не менее 5 т должен охватывать все участки, куда может подаваться трансформатор в сборе. Кран может управляться из кабины или кнопками с пола.
На специализированных участках, если операции связаны с подъемом тяжестей, должны быть свои местные подъемно-транспортные средства: тельферы, лебедки. Очень удобны консольно-поворотные краны, широко используемые на трансформаторных заводах. Очень полезно иметь такие краны на участке ремонта активных частей, на ремонтно-сварочном участке, на разборочном и сборочном участках. Такой кран может охватывать зону радиусом 4 м.
Вдоль всего цеха по центральному или боковому широкому проходу должен быть проложен рельсовый путь с выходом через ворота за пределы помещения, тележкой грузоподъемностью 5—10 т можно без труда перевозить от одного до трех трансформаторов.
Площадки вне цеха, служащие складами ремонтного фонда и готовой продукции, должны быть оборудованы козловыми кранами грузоподъемностью 5—10 т.
Применять подъемно-транспортные средства большей грузоподъемности, чем указано выше, нецелесообразно. Однако дублирование общецеховых средств местными механизмами специального назначения очень выгодно: работа производится более оперативно и экономично.
Технологическая оснастка — это приспособления специального назначения, предназначенные для выполнения строго определенных функций. Если та или иная оснастка выпускается промышленностью, то следует отдавать предпочтение ей, но большинство специальной оснастки разрабатывается технологами по ремонту трансформаторов.
Немалую роль в разработке и внедрении различной оснастки играет рационализаторское и изобретательское движение среди рабочих и мастеров, занятых непосредственно на ремонтных работах.
Перечень рекомендуемой технологической оснастки приводится в таблицах. Инструменты и принадлежности. На различных операциях, выполняемых в процессе ремонта трансформаторов, применяют инструменты и принадлежности как общего, так и специального назначения. Это слесарно-монтажный инструмент, режущий инструмент с постоянными или сменными элементами резания, контрольно-измерительный инструмент различной точности, приспособления для удобства работы, для поддержания чистоты, для обеспечения культуры производства, для соблюдения техники безопасности. Большинство инструментов и принадлежностей стандартизованы, выпускаются серийно и могут приобретаться службой снабжения. По мере использования инструменты приходят в негодность, их списывают по акту и заменяют новыми. При правильном использовании они выдерживают установленный для них срок службы, а при особо бережном обращении с ними этот срок можно продлить и за счет этого увеличить рентабельность производства.
Любой инструмент — это средство для выполнения работы. Отвернуть затянутый болт или развести концы вставленного в отверстие шплинта без инструмента невозможно. В принцип устройства инструментов заложены свойства простейших механизмов: рычага, ворота, винта и др., например гаечный ключ представляет собой ворот, плоскогубцы, клещи и другие щипцы — рычаги со сдвинутой к зажимаемому предмету точкой опоры, тиски — закрепляющее устройство с помощью винтового механизма.
Ручные инструменты базируются на применении мускульной силы человека. Большим прогрессивным шагом является внедрение механизированных инструментов с электрическим или пневматическим приводом, гаечных ключей (гайковертов), отверток, крацевальных и очистных щеток, дрелей и др. Использование таких инструментов повышает производительность труда и культуру производства (человек физически меньше устает). Материалы. При восстановительном ремонте трансформаторов индивидуальным методом, как правило, применяют те же материалы, что и на заводах-изготовителях этих изделий. Некоторая унификация имеет место, когда разные заводы применяют для одних и тех же целей разные материалы. В большинстве же случаев эти вопросы не представляют сложности для ремонтного персонала, если на предприятии исправно работает служба снабжения.
Материалы делятся на основные и вспомогательные. Основными являются те, из которых изготовляют детали или которые используют непосредственно (в основном, это масло и силикагель); вспомогательные — это материалы, используемые при разных технологических операциях: для чистки, промывки, протирки, обезжиривания, покрытий, пайки, сварки и т. п. В таблица приводятся материалы, которые рекомендуется применять при ремонте трансформаторов, и стандарты или технические условия, по которым они выпускаются.
Комплектующие изделия. Некоторые узлы и детали, устанавливаемые на трансформатор при ремонте, не изготовляют на данном предприятии, а приобретают на стороне (службой снабжения либо на трансформаторных заводах, либо на других специализированных электроремонтных предприятиях). Комплектующими изделиями являются съемные вводы или изоляторы к ним, переключатели ответвлений, радиаторы, стеклянные термометры, стекла маслоуказателей, колпаки воздухоосушителей и др.Покупными изделиями для описываемого в настоящей книге технологического процесса являются и запасные обмотки трансформаторов.
Промышленные метизы — это различные крепежные детали, которые изготовляются метизными заводами в массовом порядке по соответствующим стандартам и устанавливаются на трансформатор взамен негодных. К числу промышленных метизов относятся: болты, гайки, шайбы, шплинты и пр. Предприятие должно быть полностью ими обеспечено.

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/montazh/osobennosti-i-vidy-remonta-transformatorov.html

Ссылка на видео: 1.https://www.youtube.com/watch?time_continue=5&v=yL4AU_FOro8&feature=emb_logo

2. https://www.youtube.com/watch?v=_Wms1T7WqyY

3. https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=k92EY-qN1d0&feature=emb_logo

4. https://www.youtube.com/watch?time_continue=5&v=6R9j4xempls&feature=emb_logo 5. https://www.youtube.com/watch?v=sH5cP-fHzXs

Контрольные вопросы.

1.Что приводит к аварийным отключениям трансформаторов?

2.Что является причинами повреждений трансформаторов?

3.Что является типичными повреждениями трансформатора?

4.Чем осуществляется защита трансформаторов от внутренних повреждений?

5.Что относится к сновным быстродействующими защитам трансформатора?

6.Какой метод применяется для обнаружения повреждений трансформаторов на возможно более ранних стадиях?

7.Что можно определить по составу растворенных в масле газов?

8.Виды ремонтов трансформатора?

9.Когда проводится внеочерелной ремонт трансформатора?

10. Использование каких инструментов повышает производительность труда и культуру производства?