Ремонт магнитопровода трансформатора
При проведении ремонта трансформатора зачастую возникает необходимость в полной замене или в восстановлении изоляционного слоя листов стали. Данные ремонтные работы обычно связаны с перешихтовкой магнитопровода (сердечника). Чаще всего такая необходимость возникает, когда между листами стали установлен бумажный изоляционный материал, а не лак. Изоляция из бумаги со временем стареет, теряет свои физические изоляционные свойства, становится хрупкой и разрушается. Изолятор, выполненный на основе лака, может служить достаточно долго, а необходимость в его частичной или полной замене может возникнуть в результате непредвиденных ситуаций (местного замыкания, пожара в трансформаторе, «пожара в стали» и прочих).
Виды сердечников
Магнитопровод трансформатора обеспечивает более эффективное преобразование напряжения, уменьшая потери энергии. Для производства магнитопровода используют ферромагнитную специальную сталь. Сердечники по строению делятся на:
- броневые. Это конструкции Ш-образной формы, обмотки которых находятся на стержне в центре. Ремонт магнитопроводов данного вида достаточно сложен из-за строения;
- тороидальные (кольцевые). Это сердечники в виде кольца с прямоугольным сечением. Обмотки наматываются непосредственно на сердечник, поэтому данный тип можно считать наиболее энергетически эффективным;
- стержневые. Такие магнитопровода имеют форму буквы П. Обмотки наматываются на стержни, а стержни соединяются между собой ярмом. Данные конструкции позволяют с легкостью осматривать обмотки.
Перечень работ по ремонту магнитопровода
Ремонт магнитопровода трансформатора представляет собой следующие действия:
- внешний осмотр активных частей и проверку изоляционных слоев стяжных шпилек;
- специальные испытания, изготовление специальных приспособлений;
- расшихтовку и разборку сердечника;
- очистку стали от изоляционного межлистового слоя, который получил повреждения;
- лакировку, сушку и запекание нового слоя изоляции;
- контроль нанесенного лакового покрытия, сборку агрегата;
- окончательные тестовые испытания сердечника трансформатора.
Источник
Ремонт магнитопроводов
Магнитной системой или магнитопроводом трансформатора называют комплект пластин электротехнической стали, собранных по определенной геометрической форме, предназначенной для локализации в магнитопроводе основного магнитного поля трансформатора. Магнитная система, собранная с ярмовыми балками и другими крепежными и конструкционными деталями, называется остовом трансформатора. Поскольку ремонту подвергают магнитную систему, эти термины обычно объединяют общим названием магнитопровод.
Для крупных трансформаторов отечественного производства изготовляют шихтованные магнитопроводы стержневой и бронестержневой конструкции. В стержневых магнитопроводах концы всех стержней соединяются верхним и нижним торцовыми ярмами. В бронестержневых магнитопроводах кроме торцовых имеются дополнительные боковые ярма, расположенные параллельно стержням, которые также соединяются между собой торцовыми ярмами.
Как стержневые, так и бронестержневые магнитопроводы могут быть одно- и многорамными. Однорамные магнитопроводы набираются из пакетов пластин в виде одной рамы, состоящей из стержней и ярм. Это наиболее простая и распространенная конструкция, применяемая для всех трансформаторов малой и средней мощности, но нередко однорамные магнитопроводы используют и в мощных трансформаторах.
В отличие от однорамных, двух- и трехрамные магнитопроводы собирают в виде двух рам, расположенных рама в раме. Например, если магнитопровод однофазного трансформатора имеет два стержня и два торцовых ярма и состоит из внутренней и наружной рам, его называют двухрамным. Трехфазные трехстержневые магнитопроводы, собранные рама в раме, называют трехрамными. Часто для мощных трансформаторов 220—500 кВ магнитную систему собирают из нескольких двухрамных однофазных магнитопроводов, соединенных в цепочку и скрепленных общими ярмовыми балками. В таких магнитопроводах при необходимости ремонта одной из рам ее отделяют от других.
Если магнитопровод собран из пластин прямоугольной формы, его называют магнитопроводом с прямыми стыками; если пластины в месте сочленения стержней и ярм имеют срез под острым углом — магнитопроводом с косыми стыками. Подавляющее большинство магнитопроводов отечественного производства имеют прямые стыки. Иностранные фирмы изготовляют магнитопроводы как с прямыми, так и с косыми стыками.
Ремонт магнитопровода может быть частичный, если имеются небольшие дефекты, которые можно устранить без его полной-разборки, и капитальный, требующий полной разборки и переизолировки пластин трансформаторной стали.
При частичном ремонте, если обнаружены загнутые кромки пластин активной стали в стержнях, их выпрямляют плоскогубцами. Для удобства работы стержень, в котором обнаружен дефект, частично распрессовывают и между пластинами вбивают несколько текстолитовых клиньев. После выпрямления загнутых кромок прокладывают на этом участке между пластинами полоски телефонной или кабельной бумаги и стержень вновь опрессовывают.
Замыкания пластин при небольших местных прогарах и оплавлениях удаляют таким же способом. Если пластины сплавились, то раковину от прогара обрабатывают карборундовым камнем с помощью пневматической или электрической дрели, а затем разъединяют пластины специально подготовленным ножом или тонким зубилом.
После частичного ремонта обязательно измеряют сопротивление изоляции пластин каждого пакета (ступени) и испытывают магнитопровод на нагрев активной стали.
Величины сопротивлений изоляции симметричных пакетов должны быть приблизительно одинаковы. Нормы на предельно допустимые значения сопротивлений изоляции пластин отсутствуют, поэтому обычно измеренные значения сравнивают с данными завода. У трансформаторов, находящихся в эксплуатации, сопротивления могут быть ниже, чем у новых, особенно если трансформатор уже ремонтировался, а каждая расшихтовка и зашихтовка верхнего ярма, как правило» снижает величину сопротивления изоляции До 30%.
Для испытания магнитопровода, на нагрев активной стали на стержни наматывают временные витки, оставляя отремонтированные участки открытыми. Количество витков и напряжение выбирают такими, чтобы в стали создалась номинальная или несколько повышенная индукция. Места перегревов определяют с помощью термометров или термопар, которые размещают в различных точках магнитопровода.
Бели обнаруживают значительные неисправности, производят капитальный ремонт с перешихтовкой и переизолировкой пластин активной стали магнитопровода. В разделе рассматривается технология капитального ремонта. При капитальном ремонте стержневых магнитопроводов их разборку и сборку производят только в горизонтальном положении и на одних и тех же приспособлениях.
Источник
Ремонт обмоток и магнитной системы трансформатора
Ремонт обмоток трансформатора.
Если при сильном нажатии пальцем изоляция разрушается, должен быть решен вопрос о замене обмоток. В ряде случаев при аварийных повреждениях обмоток, связанных с выгоранием проводов и изоляции в зоне виткового замыкания, производят частичную перемотку обмоток. При ремонте с обмоточного провода удаляют старую изоляцию, после чего его отжигают, рихтуют и переизолируют.
Для удаления старой изоляции и отжига обмотку разматывают на отдельные бухты, которые нагревают в закрытой печи при температуре 500. 600 С. При этом изоляция обгорает и снимаются внутренние упругие напряжения в меди — она становится «мягкой». Чтобы провод не спутался при обжиге, бухты бандажируют проволокой и устанавливают на специальные стойки.
При ремонте применяют также способ механического удаления старой изоляции. В этом случае провод протягивают через устройство, в котором изоляцию разрезают в продольном направлении, очищают скребками и рихтуют. Рихтовку осуществляют протягиванием через систему стальных роликов, после чего провод перематывают на барабаны, которые должны иметь диаметр не менее 400. 500 мм во избежание значительных перегибов провода.
Концы провода соединяют внахлест электропайкой серебряным припоем. Места паек опиливают, зачищают наждачной бумагой, после чего провод изолируют на специальных бумагооплеточных станках. С помощью натяжного устройства 4 провод с барабана 7 протягивается через рихтовочное устройство 2, состоящее из системы стальных роликов, расположенных вертикально и горизонтально, проходит через вращающийся вокруг него бумагообмотчик 3 и далее наматывается на барабан 5.
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.
Источник