Основные материалы и изделия, применяемые при ремонте трансформаторов
Таблица 1. Основные технические характеристики
| Номинальная мощность, кВА | Номинальное высшее напряжение, кВ | Номинальное низшее напряжение, кВ | Потери холостого хода, кВт. | Потери короткого замыкания, кВт. | Ток холостого хода, % | Напряжение короткого замыкания, % | Схема и группа соединения обмоток |
| 0,4 | 0,23 | 1,28 1,47 | 2,6 | 4,5 4,7 | У/Ун-0 У/Zн-11 |
Таблица 2.
Габаритно-весовые характеристики.
| Номинальная мощность, кВА |
| Масса полная, кг. |
| Длина, мм. |
| Ширина, мм. |
| Высота полная, мм. |
2.2 Типы и конструкции трансформатора
Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции напряжения переменного тока одной величины (первичного напряжения) в напряжение переменного тока другой величины (вторичное напряжение). Основными частями трансформатора является магнитная система (магнитопровод) и расположенные на ней или более гальванические не связанные между собой обмотки.
Автотрансформатором называется трансформатор, две или более обмотки которого имеют между собой гальваническую связь, и передача 
энергии из первичной цепи во вторичную осуществляются как посредством магнитного поля, так и электрическим путем.
В зависимости от числа фаз преобразуемого напряжения трансформаторы могут быть однофазными, трехфазными и многофазными, а по уровню передаваемой мощности они делятся на силовые и маломощьные. Отдельную группу трансформаторов составляют измерительные трансформаторы тока и напряжения, предназначенные для питания типовых измерительных приборов и аппаратов релейной защиты и автоматики при больших значениях измерительных приборов и аппаратов релейной защиты и автоматики при больших значениях измеряемых цепей.
В двух обмоточном трансформаторе различают обмотку высшего напряжения (ВН), присоединяемую к сети более высокого напряжения. В трех обмоточном трансформаторе имеется также и обмотка среднего напряжения (СН).
Обмотка трансформатора, к которой подводится электрическая энергия, называется первичной, а обмотка, от которой энергия отводится,- вторичной.
Условные изображения трансформаторов и автотрансформаторов на электрических схемах приведены на листе 2. В соответствии с ГОСТ 11677-85 в однофазном трансформаторе (лист 2, а) начало и конец обмотки высокого напряжения (ВН) обозначаются соответственно прописными латинскими буквами A И X, а обмотки низкого напряжения (НН)- строчными латинскими буквами а и х. В трех фазном трансформаторе (лист 2, б, в) начала и концы обмоток ВН обозначаются соответственно А, В, С и X, Y, Z, а обмоток НН- a, b, c и x, y, z.
В трех фазных трансформаторах обмотки могут быть соединены по схеме звезда (первичная обмотка на листе 2, в), что обозначается русской буквой У, треугольник (вторичная обмотка на листе 2, в) что обозначается русской буквой Д, и зигзаг (латинская буква Z в обозначении). Отвод (ответвление) от нейтрали у схем звезда и зигзаг обозначается через О. [6]
Основные материалы и изделия, применяемые при ремонте трансформаторов
При ремонте трансформаторов применяют различные электромагнитные, проводниковые, электроизоляционные, конструкционные и вспомогательные материалы. Первые три вида – это электротехнические материалы, являющиеся основным материалом в устройстве электроаппаратов.
Электромагнитные материалы (Плот нокатаная рулонная или листовая сталь, для которых характерны высокая магнитная индукция и низкие удельные потери) применяются для ремонта магнитной системы трансформатора.
Проводниковые материалы (медные и алюминиевые провода, стержни, шины и т.п. изделия) используются для ремонта токопроводящих деталей трансформатора.
Электроизоляционные материалы служат для изоляции токоведущих частей устройств, находящихся под разными потенциалами, друг от друга и заземленных частей. Качество электроизоляционных материалов определяет срок службы трансформатора и характеризуется пробивным напряжением, электрической прочностью, диэлектрическими потерями, диэлектрической проницаемостью, высоким электрическим сопротивлением, нагревостойкостью, механической прочностью, эластичностью, гибкостью, масло- и влагостойкостью, химической устойчивостью. К такого рода материалам относятся электроизоляционная трансформаторная бумага (используется для восстановления изоляции обмоточных проводов и отводов, а также межслоевой изоляции), электроизоляционная кабельная и телефонная бумага (применяется для витковой изоляции обмоточных проводов и межслоевой изоляции), крепированная электроизоляционная бумага (для изолирования отводов), электроизоляционный картон (служит для ремонта деталей главной изоляции), электроизоляционная лакоткань, стеклоткань, изоляционные ленты (хлопчатобумажная лента, киперная лента, стеклолента – применяют для механической защиты основной изоляции токоведущих частей), электротехнический гетинакс (применяется для ремонта деталей переключающих устройств, крепления отводов и обмоток), электротехнический текстолит (используют для ремонта изоляционных деталей, несущих механическую нагрузку ), стеклотекстолит, бумажно-бакелитовые трубки и цилиндры ( трубки служат для изоляции отводов, стяжных шпилек магнитной системы и приводных штанг переключателей, а цилиндры – для изоляции обмоток друг от друга и от стержней магнитной системы, а также для изоляции переключателей), трансформаторное масло (применяется в качестве изоляционного и теплоотводящего материала).
Конструкционные материалы (металлы – сталь, латунь, древесина – бук, береза) применяются для ремонта деталей, скрепляющих отдельные части трансформатора и несущих механические нагрузки.
Уплотнительные материалы (маслобензостойкая резина, паронит, асбест) служат для уплотнения крышек, кранов, пробок, фланцевых соединений, вводов, приводов переключателей и других мест разъема маслонаполненных трансформаторов.
К вспомогательным материалам относятся припои, флюсы, электроды, метизы, растворители, грунт, эмаль и другие расходные материалы, применяемые при ремонте трансформаторов.
| Материалы и изделия | Соответствие ГОСТ (ТУ) |
| Токопроводящие материалы — Провод медный и алюминиевый прямоугольный обмоточный — Провод медный круглый изолированный (для отводов) — Прутки медные круглые — Прутки латунные — Проволока медная круглая (для отводов) — Шины медные — Лента медная — Провод медный — Листы медные — Шины алюминиевые прямоугольные — Шины алюминиевые круглые — Лента алюминиевая | 16512-70; 16513-70 10787-68 1535-71 2060-73 2112-71 434-71 434-71 5991-68 495-70 5414-63 5414-63 13726-68 |
| Электромагнитные материалы — Сталь электротехническая горячекатаная листовая — Сталь электротехническая холоднокатаная листовая | 802-58 802-58 |
| Электроизоляционные материалы — Изоляторы фарфоровые — Картон электротехнический — Бумага кабельная — Лакоткань — Лента киперная — Лента изоляционная — Цилиндры электротехнические бумажно-бакелитовые — Трубки электротехнические бумажно-бакелитовые — Гетинакс электротехнический листовой — Текстолит электротехнический листовой — Текстолитовые стержни — Бук — Береза — Лак бакелитовый — Лак электроизоляционный | — 4194-68 645-67 2214-70 4514-71 2162-68 8726-72 8726-72 2718-66 2910-67 5385-68 2695-71 2695-71 901-71 8018-70 |
| Уплотнительные материалы — Резина маслоупорная (листовая, полосовая, кольца, шайбы, прокладки) — Паронит листовой — Картон асбестовый — Шнур асбестовый — Нить асбестовая — Шнур льняной |  12855-67 481-71 2850-58 1779-72 1779-72 17306-71 |
| Сорбенты — Силикагель КСКГ — Силикагель КМКГ — Индикатор | 3956-76 3956-76 8984-76 |
| Масло трансформаторное — Масло трансформаторное»ГК» — Масло трансформаторное «Нитро 11 ГХ» |  38.1011025-85 МЭК296-82 |
| Расходные материалы — Припои медно-фосфорные — Припои алюминиевые — Флюсы для пайки алюминия — Грунт — Эмаль — Ацетон — Уайт-спирит — Мел — Ветошь обтирочная — Электроды металлические — Электроды немагнитные — Метизы |  4515-48 8190-56 797-64 7462-73 926-63 2768-69 3134-52 1498-64 5354-68 9466-60 10052-62 DIN933 |
3 ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
3.1 Определение основных видов повреждений
3.2 Технологическая карта на ремонт силового трансформатора При текущем ремонте трансформаторов производят наружный осмотр трансформатора и всей арматуры: спуск грязи из расширителя; доливку масла (в случае необходимости); проверку маслоуказательных устройств, спускного крана и уплотнений, пробивных предохранителей у трансформаторов с незаземленным нулем с низкой стороны, рабочего и защитного заземления, сопротивление изоляции обмоток, испытание трансформаторного масла, проверку газовой защиты. Таблица 5 Характерные повреждения трансформаторов
3.3 Ремонт и изготовление изоляции и обмоток Практически ремонт обмоток заключается в удалении старой и выполнении новой обмотки, имеющей те же или улучшенные данные пазовой изоляции и обмоточного провода При изготовлении всыпных обмоток сначала заготавливают и укладывают в пазы изоляционные пазовые коробочки. При этом следует иметь в виду, что в машинах старых серий пазовые коробочки состоят из двух слоев электрокартона и одного слоя лакоткани. На смену им пришли пазовые коробочки, состоящие из пленкоэлектрокартона, а в настоящее время в малых машинах новых серий используется только один тонкий слой изоляционной пленки. В этих условиях использование новых материалов, в том числе и обмоточных проводов, при ремонте электрических машин старых серий значительно увеличивает их надежность и при необходимости может сопровождаться заметным увеличением мощности машины. Наоборот, при ремонте машин новых серий необходимо использовать только соответствующие качественные материалы и обмоточные провода, иначе ремонт машины приведет к снижению её надежности, ухудшению технико-экономических показателей и резкому снижению ее мощности. Следующей операцией по выполнению обмотки является намотка на специальные, регулируемые по размерам шаблоны катушек. Далее следует укладка катушек в пазы, установка клиньев, в качестве которых в малых по мощности машинах новых серий могут быть также использованы пленка, соединение и бандажирование обмотки изоляционными шнурами или чулками с установкой изоляционных межфазовых прокладок на лобовых частях обмотки. Если необходимо соединить отдельные катушки, их изолируют линоксиновыми, полихлорвиниловыми или стеклолаковыми трубками. Сушку обмоток электрических машин, предшествующую пропитке и после нее, проводят в сушильных печах (конвективный способ), потерями в стали статора или ротора (индукционный способ), потерями в обмотках (токовый способ) и инфракрасным облучением (радиационный способ). Электроремонтные предприятия имеют вакуумные или атмосферные сушильные печи, объем которых определяется из расчета 0,02. 0,04 м 3 / кВт мощности машин, для которых печь предназначена. Нагреватель может быть электрическим, паровым или газовым. В печи должна обеспечиваться рациональная циркуляция воздуха. Таким образом, мощность сушки тем больше, чем больше число и мощность подвергающихся сушке машин. Продолжительность сушки колеблется от нескольких часов (6. 8) для малых машин и до нескольких десятков часов (70. 100) для больших машин. Сушка машин индукционным способом требует намагничивающей обмотки. Этот способ удобен для сушки крупных машин, которые лучше сушить на местах установки или ремонта, а не в сушильной печи. Этот способ экономичнее предыдущего как по затратам мощности, так и по продолжительности сушки. Сушка токовым способом еще более выгодна. Продолжительность сушки сокращается по сравнению с сушкой в печах в 5. 6 раз, а расход электроэнергии – в 4 и более раз. Недостатком этого способа сушки является необходимость иметь Наиболее распространенный способ пропитки – погружение подогретой до 60. 70°С обмотки в лак примерно той же температуры. Число пропиток зависит от назначения машины, в сельскохозяйственном производстве рекомендуется проводить до трех пропиток. Продолжительность пропиток составляет 15. 30 мин первой и 12.. 15 мин последней. После вакуумной сушки для особо ответственных машин можно применять пропитку под давлением. Но для обеспечения первого и второго процессов требуется относительно сложное оборудование. Возможные неисправности силовых трансформаторов приведены в таблице 1. При наличии технической документации дефектация сводится к осмотру и определения состояния и комплектности трансформатора, уточнению условий и возможностей ремонта трансформатора на месте. При отсутствии технической документации осмотр и дефектацию производят в полном объеме с выполнением необходимых замеров и испытаний. Результаты заносят в специальную ведомость дефектов. Таблица 2. Ремонт обмоток силовых трансформаторов
3.4 Ремонт магнитопровода Таблица 3. Ремонт магнитопровода силового трансформатора.
3.5 Ремонт переключателя ТПСУ Ремонт переключателя ТПСУ.
3.6 Ремонт расширителя Ремонт расширителя чаще всего сводится к промывке его маслом. Но иногда необходимо очищать внутреннюю поверхность расширителя от ржавчины, которая может быть обнаружена при разборке трансформатора в виде большого скопления крупинок на плоскости верхнего ярма, под отверстием выхлопной трубы при постукивании деревянным молотком по его поверхности (после полного слива из него масла). В трансформаторах старой конструкции расширитель не имеет съемного дна. При ремонте трансформатора рекомендуется сплошное дно заменить на съемное. Работа выполняется следующим образом: старое вварное дно вырезают газовой горелкой. Далее к цилиндру расширителя автогеном приваривают фланец, в который ввинчивают и приваривают шпильки для крепления съемного дна гайками. Дно уплотняют резиновой прокладкой удерживаемой стальным кольцом. Источник |
Основные виды повреждений
Перегревы, вызываемые вихревыми токами или токами в короткозамкнутых контурах, образующихся в результате нарушения изоляции активной стали в местах соприкосновения со стяжными шпильками, наличия забоин и т. п., а также нарушения схемы заземления. Влага, которая конденсируется на поверхности масла, попадает на верхнее ярмо, проникает между пластинами активной стали в виде водомасляной эмульсии (смеси влаги с горячим маслом), разрушает межлистовую изоляцию и вызывает коррозию стали
Наличие каких-либо посторонних металлических или токопроводящих частиц, замыкающих в данном месте пластины стали. Повреждение изоляции стяжных шпилек, создающее короткозамкнутый контур. Касание какой-либо металлической части и стержн в двух точках.
Повышенная вибрация магнитопровода
1. Внешний осмотр трансформатора 2. Отсоединение ввода и проверка его изоляции мегомметром
Бак, радиаторы, расширитель
Неисправности в системе охлаждения (например, закрыты радиаторные краны, вышли из строя дутьевые вентиляторы). Перегрузка трансформатора. Внутренние повреждения в трансформаторе
Анализ масла Анализ выделяемых маслом газов Обследование активной части
Внутренние повреждения, сопровождаемые крекинг-процессом. Короткое замыкание, вызвавшее толчок масла через газовое реле Резкое понижение уровня масла. Внутренние повреждения, сопровождаемые сильным выделением горючих газов
Перекрытие на корпус
Обмотки, не имеющие прессующих колец, подпрессовывают
Поясок изготавливают в виде полоски из электротехнического картона толщиной, равной диаметру провода. Сам поясок схватывают бумагой шириной 25мм и укладывают в торце шаблона
Бумажно-бакелитовую трубку изготавливают из кабельной бумаги толщиной 0,12 мм и при намотке на шпильку пропитывают бакелитовым лаком, затем запекают. Изолирующие шайбы и прокладки изготавливают из электрокартона ЭМ толщиной не менее 2 мм. Проверяют изоляцию стяжных шпилек, накладок и ярмовых балок, мегаомметром 1000 и 2500 В.
Можно применять обжиг листов с равномерным нагревом при температуре 250-300 ۫С в течение 3 минут
Наличие четкого щелчка при переключении свидетельствует об исправности механизма переключения. В переключенном положении фиксирующие шпильки должны входишь в свои гнезда. Перепайку отводов при необходимоти производят припоем ПОС-40.
Сварку производят ацетилено-кислородным пламенем. Патрубок, соединяющий расширитель с кожухом трансформатора, выступает над низшей линией поверхности расширителя на 25-30 мм.