Текущий ремонт трансформаторов

1.4. Профилактические и ремонтные работы.

     Текущие ремонты силовых трансформаторов (без выемки сердечника) с их отключением производят в зависимости от условий эксплуатации в соответствии с местными инструкциями, но не реже одного раза в год.

     Текущий ремонт трансформаторов заключается в чистке изоляторов, крышки; осмотре всех контактных соединений, расширителя, выхлопной трубы; проверке газовой защиты и т. д. Продолжительность ремонта обычно не более 6-8 ч.

     Капитальные ремонты силовых трансформаторов с выемкой сердечника выполняют через 6 лет после введения в эксплуатацию и в дальнейшем по мере необходимости в зависимости от результатов их измерений и осмотров.

     Капитальный ремонт производят с выемкой сердечника и сопровождают внутренним осмотром трансформатора. При этом ремонте тщательно осматривают магнитопровод, проверяют затяжку стяжных болтов, обмотку, контактные соединения, изоляцию, чистят бак, расширитель; заменяют все прокладки; осуществляют все возможные профилактические испытания согласно нормам и т. д. Срок капитального ремонта трансформатора определяется его мощностью и колеблется от 1 до 10 суток.

     При капитальном ремонте, а также при монтаже новых, трансформаторы испытывают в соответствии с «Объемами и нормами испытаний электрооборудования». Кроме того, выполняют профилактические испытания между капитальными ремонтами в сроки, установленные местными инструкциями.

Во время испытаний измеряют сопротивление изоляции обмоток, тангенс угла диэлектрических потерь и определяют коэффициент абсорбции. Если результаты испытаний указывают на увлажнение изоляции, трансформатор сушат. Изоляцию доступных стяжных болтов и ярмовых балок испытывают переменным напряжением 1 кв в течение 1 мин. Нарушение изоляции этих элементов может вызвать тяжелые последствия в эксплуатации, так как ведет к образованию короткозамкнутого контура в магнитопроводе и «пожару» стали.

Классификация и выбор

Подключение счетчика через трансформаторы тока

По конструкции и исполнению трансформаторы тока используемые в измерительных цепях делятся на:

• Встроенные. Первичная обмотка у них служит элементом для другого устройства. Они устанавливаются на вводах и имеют только вторичную обмотку. Функцию первичной обмотки выполняет другой токоведущий элемент линейного ввода. Конструктивно это магнитопровод кольцевого типа, а его обмотки имеют отпайки, соответствующие разным коэффициентам трансформации;
• Опорные. Предназначенные для монтажа и установки на опорной ровной плоскости;
• Проходной. По своей структуре это тот же встроенный, только вот находиться он может снаружи другого электрического устройства;
• Шинный. Первичной обмоткой служит одна или несколько шин включенных в одну фазу. Их изоляция рассчитывается с запасом, что бы он мог выдержать даже многократное увеличение напряжения;
• Втулочный. Это одновременно и проходной, и шинный трансформатор тока;
• Разъемный. Его магнитопровод состоит из разборных элементов;
• Переносной. Это устройство электрики называют токоизмерительные клещи. Они являются переносным и удобным измерительным трансформатором тока, у которого магнитная система размыкается и замыкается уже вокруг того провода в котором и нужно измерять значение тока.

При выборе трансформатора тока стоит знать главное, что при протекании по первичной обмотке номинального тока в его вторичной обмотке, которая замкнута на измерительный прибор, будет обязательно 5 А. То есть если нужно проводить измерение токовых цепей где его расчётная рабочая величина будет примерно равна 200 А. Значит, при установке измерительного трансформатора 200/5, прибор будет постоянно показывать верхние приделы измерения, это неудобно. Нужно чтобы рабочие пределы были примерно в середине шкалы, поэтому в этом конкретном случае нужно выбирать трансформатор тока 400/5. Это значит что при 200 А номинального тока оборудования на вторичной обмотке будет 2,5 А и прибор будет показывать эту величину с запасом в сторону увеличения или уменьшения. То есть и при изменениях в контролируемой цепи будет видно насколько данное электрооборудование вышло из нормального режима работы.

Вот основные величины, на которые стоит обратить внимание при выборе измерительных трансформаторов тока:

1. Номинальное и максимальное напряжение в первичной обмотке;
2. Номинальное значение первичного тока;
3. Частота переменного тока;
4. Класс точности, для цепей измерения и защиты он разный.

Капитальный ремонт трансформаторов

Как и в вопросах текущего ремонта, основные позиции капитального также диктуются типом конкретного агрегата и его конструктивными особенностями.

Однако основными положениями для капремонта трансформаторов включают в себя:

вскрытие трансформатора – сначала сливается масло ниже
уровня крышки, хотя бы на 20 – 30см, затем после вскрытия масляного агрегата
может извлекаться магнитпровод с обмотками;

Вскрытие бака

• осмотр обмоток на предмет выявления повреждений изоляции, сухой трансформатор осматривать легче, но эта процедура выполняется обязательно, при выявлении межвитковых замыканий, нагаров и прочих производят ремонт или замену обмотки;
• ремонт крышки и крышевых элементов – изоляторов, выводов, фильтров, осушителей, кранов, выхлопных труб и т.д.;
• ремонт силовых трансформаторов предусматривает проверку расклинивания и фиксации катушек на ярме, при необходимости их подклинивают и принудительно распирают;
• для масляных трансформаторов производится очистка жидкого диэлектрика, а при неудовлетворительных результатах анализов, его полная замена;
• обслуживание силовых трансформаторов в объеме капитального ремонта подразумевает устранение трещин или полную замену труб, радиаторов системы охлаждения, установку новых прокладок и т.д.;
• механическая очистка от краски и нанесение нового слоя покрасочного материала;
• проверка состояния дополнительных приборов;
• разборка активной части с последующей сушкой ее элементов;
• проверка параметров работы – коэффициента трансформации, групп соединения обмоток, тока и потерь холостого хода,
•  испытание силовых цепей в приборе, проверка изоляции обмоток, измерение тангенса диэлектрических потерь и т.д.

Электрические испытания

В некоторых ситуациях, когда при ремонте электрооборудования отсутствует возможность достать ярмо электрической машины, допускается производить капитальный ремонт с внешним осмотром. Но при этом полностью должно сливаться масло из бака для обеспечения доступа к обмоткам.

Силовые агрегаты после капитального ремонта с полной или частичной заменой обмоток обязательно подвергаются принудительной сушке, невзирая на данные, полученные при испытаниях.

Как быть с оборудованием для ремонта трансформаторов?

Во время проведения ремонта трансформатора некоторые операции могут выполняться вручную с использованием несложных приспособлений. В качестве примера можно привести отбор проб масла, чистку изоляторов и бака, подтягивание гаек для восстановления герметичности уплотнений между баком и крышкой. Но уже, например, доливку трансформаторного масла выполнить без специального оборудования невозможно. Перед доливкой масло необходимо подготовить (дегазировать, очистить от примесей) и сохранить в таком состоянии до попадания в трансформатор.

Компания GlobeCore выпускает оборудование, которое существенно облегчает жизнь организациями, основной специализацией которых является ремонт и обслуживание электротехнического оборудования.

Рекомендуем воспользоваться следующими моделями:

• УВД – легкая и маневренная установка для доливки дегазированного масла в трансформатор;
• «Иней» – установка, предназначенная для вакуумирования силовых трансформаторов и сушки твердой изоляции;
• ППМ – установка для подогрева трансформаторного масла. Эта операция выполняется перед доливкой или заменой масла;
• «Суховей» – установка, с помощью которой можно продуть бака трансформатора сухим горячим воздухом. Данное действие предохраняет изоляцию от увлажнения в случае разгерметизации активной части трансформатора, ремонта или технического обслуживания;
• СММ – установки дегазации и очистки от механических примесей масел силовых трансформаторов. Используют комбинированные способы обработки масла (воздействие температуры и вакуума, адсорбенты, фильтрация), что позволяет всегда добиваться наилучшего результата;
• СММ-Р – установка для восстановления важных эксплуатационных параметров электроизоляционного масла. Оборудование может подключаться напрямую к работающему трансформатору;
• TSS – система безопасного подключения маслообрабатывающих установок к трансформатору. Позволяет контролировать уровень масла в баке, наличие утечек, появление воздуха в соединительных шлангах.

GlobeCore регулярно расширяет функциональность своего оборудования. Если того требует ремонт трансформатора, то установки могут оборудоваться дополнительными датчиками, а также системой контроля и управления через мобильную связь.

Техническое обслуживание

Эксплуатация измерительных трансформаторов не является очень сложным и трудоёмким процессом. Действия персонала заключаются, в основном, в надзоре за исправностью его вторичных цепей, наличием защитных заземлений и показаниями приборов контроля, а также счётчиков. Осмотр чаще всего производится визуальный, из-за опасности поражения человека высоким напряжением, вход за ограждения, где установлены трансформаторы строго запрещён. Однако, это касается в большей степени систем с напряжением выше 1000 Вольт. Для низковольтных цепей визуальный осмотр на наличие нагрева соединений, а также коррозии контактных зажимов является неотъемлемой работой электротехнического персонала. Самый часто применяемый прибор для измерения тока в цепях 0,4 кВ это токоизмерительные клещи. Так как при расчёте и разработке пусковой аппаратуры очень редко используются стационарные трансформаторы для измерения.

В любом случае нужно обращать внимание и принимать меры к устранению обнаруженных дефектов таких как:

1. Обнаружение трещин в изоляторах и фарфоровых диэлектрических элементах;
2. Плохое состояние армированных швов;
3. Потрескивания и разряды внутри устройства;
4. Отсутствие заземления корпуса или вторичной обмотки.

Проводя обслуживание измерительных трансформаторов, на щитах где установлены приборы, нужно смотреть не только за показаниями приборов, а ещё и за контактными соединениями проводов, которые подключаются к ним. Кстати, их сечение не должно быть меньше 2,5 мм² для медных проводов, и 4 мм² для алюминиевых.

Проверка измерительных трансформаторов

Испытание измерительных трансформаторов сводится к измерению сопротивления изоляции и коэффициента трансформации, который определяется по следующей схеме.

При этом в первичную обмотку от специального нагрузочного трансформатора или автотрансформатора подаётся ток не меньше 20% от номинального. Как известно, коэффициент трансформации будет равен соотношению тока в первичной обмотке к току во вторичной. После чего это значение сравнивается с номиналом. Если трансформатор имеет несколько вторичных обмоток, то необходимо проверит каждую. И также нельзя забывать о наличии правильной маркировки.

Выбор нужно трансформатора тока, а также их испытательные характеристики определяют в лабораторных условиях специальный высококвалифицированный электротехнический персонал, где и выдаётся соответствующий документ по его результатам.

Техника безопасности при проведении технического обслуживания трансформаторов

• Перед началом работы специалист готовит необходимый инструмент и убеждается в его исправности;
• Работу проводят в спецодежде с обязательным использованием средств защиты от поражения электротоком;
• Для безопасного проведения работ отключается электропитание осматриваемой камеры. Рубильник камеры переводится в положение «выключено», на выключенный рубильник вешается табличка безопасности, с предупреждением о работе людей;
• Далее, работник проводит разрядку конденсаторов;
• Открыв камеру трансформатора работник убеждается в отсутствии напряжения на НН выходе трансформатора.

Техническое обслуживание сухих силовых трансформаторов

Сухие силовые трансформаторы с литой изоляцией не капризны в обращении. Регламент технического обслуживания сухого трансформатора во многом зависит от условий эксплуатации.

• Проверяйте раз в полгода систему охлаждения. в системах охлаждения с принудительной вентиляцией проверяйте вентиляторы и контроллер температуры.
• Очищайте поверхность трансфооматора. Если трансформатор работает в загрязненной среде – то чистить его нужно чаще. В среднем удалять грязь с устройства нужно раз в 3-6 месяцев.
• Проверяйте, нет ли на поверхности трансформатора трещин раз в год.
• Ежегодно проверяйте изоляцию и защиту металлических деталей трансформатора. Если не нашли сколов и коррозии – то все хорошо.
• Смотрите, насколько крепко зафиксированы обмотки. Если нашли в литой обмотке повреждения – замените ее.

Ухаживать за сухими трансформаторами проще, чем с масляными. Температуру и давление в баке с маслом нужно постоянно контролировать.В трансформаторе с воздушным охлаждением нет жидкостей. Поэтому в его обслуживание вы вкладываете меньше ресурсов.

Разборка трансформаторов

Разборку трансформатора при капитальном ремонте производят в следующем порядке. Из расширителя сливают масло, снимают газовое реле, предохранительную трубу и расширитель; ставят заглушки на отверстия в крышке бака. С помощью грузоподъемных механизмов стропами за подъемные кольца поднимают крышку с активной частью трансформатора. Приподняв ее на 10 — 15 см, осматривают состояние и положение уплотняющей прокладки, отделяют ножом ее от рамы бака и по возможности сохраняют для повторного применения. После этого извлекают из бака активную часть участками, удобными для работ по удалению масляных шламов, промывки обмоток и сердечника струей нагретого масла и дефектации. Затем активную часть устанавливают на заранее подготовленную площадку с поддоном. Подняв активную часть трансформатора на 20 см выше уровня бака, отодвигают бак в сторону, а активную часть для удобства осмотра и ремонта устанавливают на прочный помост. Обмотки очищают от грязи и промывают струей нагретого до 35 — 40 °С трансформаторного масла.

Если у трансформатора вводы расположены на стенках бака, то вначале снимают крышку, сливают масло из бака на 10 см ниже изоляторов ввода и, отсоединив вводы, снимают изоляторы, а затем вынимают активную часть из бака.

Разборку, осмотр и ремонт трансформатора проводят в сухом закрытом и приспособленном для производства этих работ помещении.

После выемки активной части проверяют состояние магнитопровода — плотность сборки и качество шихтовки, прочность креплений ярмовых балок, состояние изоляционных гильз, шайб и прокладок, степень затяжки гаек, шпилек, стяжных болтов, состояние заземления

Обращают особое внимание на состояние обмоток — расклиновку на стержнях магнитопрово-да и прочность посадки обмоток, отсутствие следов повреждений, состояние изоляционных деталей, прочность соединений выводов, демпферов

В период капитального ремонта трансформатора помимо перечисленных работ при необходимости расшихтовывают ярмо магнитопровода с распрессовкой железа и снятием катушек обмоток.

Ремонт измерительных трансформаторов

Текущий ремонт измерительных трансформаторов начинают с очистки их от пыли и грязи, затем осматривают фарфоровую, эпоксидную или другую изоляцию, проверяют надежность их крепления к конструкции, объем масла в баке и отсутствие течи в уплотнениях и сварных швах. Чтобы устранить течь масла, подтягивают скрепляющие болты. Если это не помогает, ставят новую прокладку из маслостойкой резины. Если масло протекает через сварные швы, трансформатор заменяют новым.
Проверяют надежность соединения трансформатора с контуром заземления, контактные соединения внешних проводов с трансформатором, соединения вторичных обмоток с «землей». При ремонте разборных трансформаторов тока проверяют отсутствие ржавчины на торцах магнитопровода. Для этого отсоединяют проводники, откручивают гайки скрепляющих болтов и разнимают половинки трансформатора. Ржавчину снимают шкуркой, половинки скрепляют болтами, стараясь, чтобы между ними не было воздушного зазора и кабель располагался в центре окна трансформатора. В трансформаторах измеряют сопротивление изоляции, первичной обмотки — мегаомметром на 2,5 кВ, вторичной — на 1 кВ. Сопротивление изоляции не нормируется, однако для вторичных обмоток трансформатора тока сопротивление, равное 50 — 100 Мом, считается достаточным. Если сопротивление изоляции обмоток менее указанной величины, трансформатор снимают и сушат.
При капитальном ремонте трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) испытывают повышенным напряжением. При замене трансформаторов в ходе ремонта проводят испытания, проверяют целость их обмоток, а также группы соединения трехфазных и полярность однофазных трансформаторов. Как известно, направление тока в обмотке амперметра переменного тока не оказывает влияния на точность его работы (при любом способе подключения амперметра к ТТ он будет давать правильные показания). В таких же приборах, как ваттметры, счетчики электроэнергии, а также многие устройства релейной защиты, направление тока имеет большое значение. Поэтому обмотки ТТ имеют специальную маркировку, позволяющую правильно подключать его в первичную цепь высокого напряжения и во вторичную измерительную цепь. Так, начало и конец первичной обмотки маркируются соответственно Л1 и Л2 (линия), а начало и конец вторичной обмотки — И1 и И2 (измерительная цепь тока). Выводы ТН маркируют следующим образом: начало и конец первичной обмотки обозначают соответственно А и X, а начало и конец вторичной обмотки — а и х.

Рис. 11. Схема проверки полярности измерительного трансформатора: GB — аккумулятор; S — рубильник; Р — гальванометр (поляример); w1,  w2 — первичная и вторичная обмотки

Целостность обмоток и правильность их соединения проверяют мегаомметром, а полярность определяют по схеме, показанной на рис. 11. При правильном обозначении выводов стрелка гальванометра (поляриметра) Р в момент замыкания рубильника 5 должна отклоняться вправо. Трансформаторы с неправильно обозначенными выводами отправляют для перемаркировки. При проверке целости вторичной обмотки закорачивают первичную обмотку, так как при разомкнутой первичной обмотке в ней будет наводиться электродвижущая сила большой величины, опасная как для человека, так и для изоляции обмотки.

1.2. Технические характеристики.

     Силовые трансформаторы в сетях электроснабжения служат для преобразования напряжения до величины, при которой работают электроприёмники.

     На центральных и цеховых ТП широко применяют двухобмоточные трёхфазные трансформаторы с естественным масляным охлаждением (рисунок 4, формата А2).

     Трансформатор имеет две основные части:

    активную выемную, состоящую из магнитопровода 12 с обмотками 10 и 11;

    наружную, включающую в себя бак 1 с крышкой 2, маслорасширитель 8 и вспомогательные устройства.

 Магнитопровод (сердечник) имеет два ярма: верхнее и нижнее, соединённые между собой тремя стержнями, на которых размещены обмотки.

     Обмотки расположены на стержнях сердечника концентрически: к стержню примыкают обмотки низшего напряжения 11, а на них размещаются обмотки высшего напряжения 10; обмотки отделены одна от другой слоем электротехнического картона. Концы обмоток высшего и низшего напряжения соединены с проходными изоляторами 3 и 4, закрепленными в крышке трансформатора.

От обмоток высшего напряжения кроме основных делаются дополнительные выводы, присоединяемые к переключателю под крышкой трансформатора. Рукоятка переключателя 5 устанавливается на крышке трансформатора.

Переключатель позволяет изменять коэффициент трансформации трансформатора в пределах +/ — 5 % и этим самым регулировать напряжение на вторичной обмотке до номинального.

     Бак трансформатора является резервуаром для масла, его поверхность охлаждает масло и защищает активную выемную часть от внешних воздействий. Баки трансформаторов мощностью до 50 ква выполняются гладкими, баки более мощных трансформаторов имеют трубчатые радиаторы, улучшающие условия охлаждения трансформаторов.

Текущий ремонт трансформаторов

Следует отметить, что перечень выполняемых работ определяется заводскими или отраслевыми инструкциями, указаниями, технологическими картами и т.д., но их положения не могут вступать в противоречие с ПТЭЭП.

Тем не менее, общими чертами для текущего ремонта трансформатора являются следующие операции:

• технический осмотр, во время которого необходимо
  выявлять внешние дефекты и принимать меры к их устранению;
• механическая чистка стенок и крышки баков, пазов или
  трубок радиаторов, изоляторов и т.д.;
• удаление засорителей из бака, как правило, весь мусор
  собирается внизу, поэтому откручивая заглушку из расширителя или основного бака
  трансформатора, они вытекут в первую очередь;
• определение уровня масла по показаниям стрелки или
  положению в маслоуказательном стекле, сравнение высоты с окружающей
  температурой, при необходимости, доливка;
• проверка хода крановой и запорной арматуры;
• если масляный бак имеет отдельные радиаторы, их также
  проверяют на плотность, герметичность, отсутствие потеков;
• в объеме текущего ремонта для силовых масляных
  трансформаторов производят проверку газовых защит;

Проверка газового реле

• при наличии выхлопных труб, осматривают состояние
  мембраны на наличие срабатывания;
• проверка и испытание масла – пробой, химический
  анализ, проверка температуры вспышки;
• электрические испытания обмоток и других элементов
  силового трансформатора, проверка качества контактов, подтяжка болтов.

Проверка болтовых соединений

Для тех моделей трансформаторов, которые содержат регулировочные устройства (РПН, ПБВ), необходимо осуществлять и регламентные работы на регуляторах. Сюда входят всевозможные прокрутки, опробования защит и т.д.

У трансформаторов с принудительным обдувом или другими системами принудительного охлаждения, производятся ремонты и испытания соответствующего оборудования. Для электрических двигателей проверяется состояние изоляции, в системах водного охлаждения трансформатора – герметичность.

Для большинства агрегатов, включая измерительные, производится замена или сушка имеющегося в фильтрах селикагеля. Такими же манипуляциями охватываются маслонаполненные ввода. Перед началом каждой смены выполняется осмотр этих фильтров для контроля за состоянием селикагеля в них.

Ремонт переключателя

Ремонт переключателя заключается в устранении дефектов контактных соединений, изолирующих трубок цилиндров и уплотняющих устройств. Контакты зачищают, промывают ацетоном и трансформаторным маслом. Обгоревшие и оплавленные контакты опиливают напильником. Разрушенные и выгоревшие контакты заменяют новыми. Небольшие повреждения изоляции трубки или цилиндра восстанавливают двумя слоями бакелитового лака. Ослабленные места присоединения отводов обмоток запаивают припоем ПОС-30.

Отремонтированный переключатель собирают, протирают ветошью место установки, осматривают сальниковое уплотнение, ставят на место рукоятку переключателя и затягивают шпильки. Качество работы переключателя проверяют переключением его положений. Переключения должны быть четкими, а фиксирующие шпильки во всех положениях должны полностью входить в свои гнезда.

Проверка работы переключающего устройства для регулирования напряжения под нагрузкой состоит в определении правильности последовательной работы подвижных контактов а и б переключателя и контакторов К1 и К2. Нарушение последовательности работы этих элементов переключающего устройства может привести к серьезным повреждениям трансформатора и аварии в электрической сети.

Ремонт бака трансформатора

Внутреннюю поверхность бака очищают металлическим скребком и промывают отработавшим трансформаторным маслом. Вмятины нагревают пламенем газовой горелки и выправляют ударами молотка. Трещины на ребре и стенке корпуса заваривают газовой сваркой, а в трубе — электросваркой. Для проверки качества сварки наружную сторону шва зачищают и покрывают мелом, а изнутри смачивают керосином (при наличии трещин мел смачивается керосином и темнеет). Герметичность корпуса проверяют заливкой бака отработавшим маслом на 1 ч при температуре не ниже 10°С.

Перед заваркой трещины на ее концах просверливают сквозные отверстия диаметром в несколько миллиметров. Снимают фаски кромок трещины и заваривают ее электросваркой. Плотность шва контролируют с помощью керосина. Неплотные швы вырубают и заваривают вновь.

Профилактический ремонт трансформаторов

Кроме перечисленных вмешательств выделяют еще и так называемый профилактический ремонт, который может выполняться без или с подъемом активной части.  Такой ремонт относится к предупредительным мерам и представляет собой периодический осмотр трансформатора с последующим устранением обнаруженных несущественных дефектов.

Восстановительный ремонт трансформаторов в сравнении с реконструкцией и модернизацией считается наиболее простым. При его выполнении основная задача сводится к знанию определенной технологии и умении ее использовать на практике. Необходимо следить за тем, чтобы все выполнялось так, как было сделано ранее заводом-изготовителем. Какие-либо отступления от существующей технологии должны быть тщательно продуманны, не нарушать работоспособности оборудования и не влиять на качественные показатели трансформатора.