ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ТРАНСФОРМАТОРА ТД–80000220. Курсовая работа по дисциплине эксплуатация электрооборудования электростанций тема проекта организация проведения капитального ремонта трансформатора тд80000220

• Название: Курсовая работа по дисциплине эксплуатация электрооборудования электростанций тема проекта организация проведения капитального ремонта трансформатора тд80000220
• Анкор: ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ТРАНСФОРМАТОРА ТД–80000220
• Дата: 19.12.2022
• Размер: 155.56 Kb.
• Имя файла: makarevich (1).docx
• Тип: Курсовая; #853272
• страница: 5 из 6

5 Сушка ремонтируемого объекта

Сушка трансформаторов является очень ответственной операцией, от правильного проведения которой во многом зависит надежность последующей работы трансформаторов.

Сушка трансформаторов, вводимых в работу после ремонта, производится на ремонтной площадке. Сушка состоит в том, что при определенных искусственно созданных условиях влага перемещается из внутренних слоев изоляции к поверхности и с поверхности в окружающую среду. Перемещение влаги внутри материала происходит в соответствии с физическими законами от более влажных слоев к менее влажным и от более нагретых к менее нагретым. Перемещение влаги с поверхности изоляции в окружающую среду происходит под действием разности давлений пара на поверхности изоляционного материала и в окружающей среде. Таким образом, в процессе сушки необходимо повышать давление пара у поверхности материала, что достигается его нагревом, и понижать давление в окружающем пространстве путем создания вакуума или вентиляции сушильного пространства сухим воздухом. При сушке под вакуумом пары воды удаляют из сушильной камеры или бака насосами.

Наиболее качественно сушка может быть проведена в стационарных камерах, где имеются все условия для ведения оптимального режима сушки (особенно для создания глубокого вакуума), надзора за протеканием процесса и заливки трансформатора качественным, дегазированным и сухим маслом. Стационарные сушильные камеры имеются практически только на ремонтных заводах и в центральных ремонтных мастерских, где и следует проводить по возможности все ремонты трансформаторов.

На месте установки трансформатора (т. е. на электростанции или на подстанции, в их мастерских или в подходящих помещениях) сушка может производиться без вакуума и под вакуумом. При сушке без вакуума она проводится с помощью воздуходувок или инфракрасного излучения Сушка под вакуумом ведется в собственном баке трансформатора, причем нагрев производится потерями в стали бака и магнитопровода, а магнитный поток, вызывающий эти потери создается или специальной временной обмоткой или токами нулевой последовательности в обмотке трансформатора.

Сушка трансформатора воздуходувкой Сушка трансформатора производится в камере, которая для обеспечения равномерного прогрева всех элементов выемной части должна быть хорошо утеплена. Камера может быть выполнена из деревянных рам, фанеры и утеплителя, внутри же должна быть обшита листовым железом с прокладкой асбестовых листов для обеспечения пожарной безопасности.

Размер камеры выбирается так, чтобы были обеспечены минимальные расстояния между ее стенками и выемной частью около 180–200 мм. Вверху камеры предусматривается вытяжное отверстие. На стенках камеры и на потолке вблизи отверстия, а также на обмотке трансформатора устанавливаются термометры или термопары. Горячий воздух подводится снизу камеры от одной, а лучше от двух воздуходувок. Для более равномерного обогрева горячий воздух целесообразно подавать в два отверстия, расположенные по диагонали пола камеры. Эскиз установки показан на рисунке.

Нагрев воздуха в нагревателе может производиться или от электрических нагревателей или змеевиками с паром. На всасе воздуха в воздуходувку следует установить матерчатый фильтр, а на выходе в камеру искроуловитель 6 – металлическую сетку.

Производительность воздуходувки выбирается из условия, чтобы количество воздуха, подаваемого в 1 ч, превышало, по крайней мере, в 90 раз объем сушильной камеры. Мощность печей электронагревателя, кВт, определяется по выражению

P = 0,31 Q_в (₂ – ₁) / 860;
где: 0,31 – объемная теплоемкость воздуха ккал/(м² °С);

Q_В – производительность воздуходувок, м³/ч;

₂ и ₁ – температуры воздуха на входе в воздуходувку и на выходе из нагревателя.

Температура воздуха при входе в сушильную камеру не должна превышать 105 °С. Камеру следует утеплить так, чтобы температура воздуха на выходе из вентиляционного отверстия была не ниже 80–90 °С в установившемся состоянии сушки, т. е. после нагрева выемной части. Температура активной части не должна превышать 105 °С; регулирование производится или заслонкой вентиляционного отверстия, или периодическим отключением нагревателя.

Периодическое отключение нагревателя ускоряет сушку – температура внешнего слоя изоляции снижается, внутренние слои остаются более теплыми, это повышает поступление влаги изнутри к наружным слоям изоляции.

Процесс сушки представлен на (рисунке 5)

Температуру внутренних слоев можно примерно принять равной температуре магнитопровода. Желательно, чтобы разница температур между наружным слоем изоляции и температурой магнитопровода была в периоды отключения нагревателя примерно 15–20 °С и чтобы продолжительность такого периода составляла 15–20 ч. Температура магнитопровода оказывается выше температуры обмотки при отключении нагревателя потому, что обмотка охлаждается значительно быстрее магнитопровода. Однако охлаждать магнитопровод ниже 70–95 °С и обмотку ниже 70–65 °С не рекомендуется.

После проведения описанной операции («цикла термодиффузии») магнитопровод и обмотка нагреваются до прежней температуры, и производится измерение сопротивления изоляции. Сопоставление результатов измерения до и после цикла термодиффузии выявляет эффективность цикла. При благоприятных результатах (повышение сопротивления) цикл может быть повторен.

За все время сушки ведется журнал сушки и график ее хода, подобный изображенному на рисунке. Сушку можно считать законченной, если установившееся значение сопротивления изоляции остается неизменным при постоянной температуре обмотки в продолжение не менее 6 ч. На графике сушки (рисунок 5), этот период сушки отмечен буквами а,б; в начале сушки сопротивление резко снижается, некоторое время остается на низком уровне, затем повышается и становится практически стабильным. После снижения температуры обмотки сопротивление изоляции повышается, как это показано на графике, участок б–в.

Рисунок 5 – График сушки трансформатора воздуходувкой
1 – температура воздуха; 2 – температура изоляции,
3 – сопротивление изоляции обмотки
Высушенная активная часть должна быть по возможности скорей погружена в сухое и дегазированное масло.

Сушка инфракрасным излучением. Выемная часть устанавливается в помещении под колпаком с вытяжной вентиляцией. На магнитопроводе и на обмотках в нескольких местах по периметру устанавливаются термопары, прикрытые от воздействия инфракрасных лучей киперной или тафтяной лентой.

Лампы инфракрасного излучения (ЗС–1, ЗС–2, ЗС–3 мощностью 250 Вт), укрепленные на штативах с отражателями, размещаются вокруг выемной части так, чтобы расстояние между ней и лампами составляло 320 мм, а расстояние между соседними лампами 190 мм.

Для того чтобы использовать термическую диффузию, целесообразно через каждые 30 мин сушки производить в течение 15 мин обдув выемной части холодным наружным воздухом.

Наблюдение за сушкой и критерии для ее окончания такие же, как при сушке воздуходувкой.

Сушка под вакуумом в собственном баке. Как было сказано вначале, нагрев выемной части при этом методе может производиться двумя способами: временной обмоткой, укладываемой снаружи на баке и токами нулевой последовательности. В остальном процесс сушки ведется одинаково, независимо от способа нагрева. Поэтому сначала будут рассмотрены способы нагрева. При обоих способах нагрева бак трансформатора утепляется так как при утепленном баке мощность прогрева в 1,3–1,4 раза меньше чем без утепления. Утепление производится огнестойкими материалами – листовым асбестом, асбестовым полотном, матами из стекловолокна и т. п. Под дно бака устанавливаются электрические плиты, мощность которых определяется из расчета 1,5–3 кВт на 1 м² поверхности дна. Пространство между дном бака и полом утепляется.

Мощность, требуемая для обогрева, кВт, определяется по выражению

где: h и l – высота и периметр бака трансформатора (h=3500 мм, l=10000 мм),

P – удельные потери на 1 м² активной поверхности бака, кВт/м². P целесообразно принимать равным 1,5 кВт/м².

Расчет намагничивающей обмотки начинают с определения необходимого числа витков. Для однофазной обмотки оно находится из выражения
 = A U l
Где: U – напряжение, В;

l – периметр обмотки (бака), м,

A – коэффициент, значение которого зависит от P (при P = 1,5 кВт/м² А =1,6).

Для трехфазной обмотки число витков для двух обмоток (фаз) ₁ и ₂, размещаемых в верхней и нижней частях бака, одинаково, а для третьей, располагаемой в средней части бака, ₂ несколько меньше:
₁ = ₂ = 0,75 А U/l;

₃ = 0,3 A U/l.
Ток в однофазной обмотке I₁, А, и ток в трехфазной обмотке I₃, А, определяются по выражениям
,



где: Р – необходимая для нагрева мощность Значение соsfпринимается равным 0,7, если обмотка укладывается на баке без воздушного зазора, и 0,35, если предусматривается воздушный зазор в 20-40 см. Напряжение для однофазной обмотки выбирается обычно 220 В, для трехфазной 380 В.

Укладка обмотки, выполненная по расчетным данным, затем проверяется экспериментально. Если количество выделяемого тепла окажется недостаточным, число витков уменьшается, ток увеличивается, магнитный поток возрастает, растут и потери в стали. Расчет напряжения и тока при нагреве токами нулевой последовательности при схемах соединений обмоток согласно рисунку, производится по формулам, приведенным ниже. Напряжение нулевой последовательности

;

где: Р – мощность, необходимая для нагрева (Р = h l P); z₀ – сопротивление нулевой последовательности, определяемое по выражению
z₀ = k z_k l/b
где: k = 4 для трансформаторов с ребристыми баками и k = 5 для гладких и баков с трубчатыми охладителями;

l и b – высота обмотки и расстояние между магнитопроводом и стенкой бака; z_к – сопротивление к. з. фазы трансформатора, Ом, равное 0,01 U_к/U_ф/ I_ф, где U_к – напряжение к. з., %, U_ф и I_ф – номинальные фазные напряжения и ток, соs = 0,25.

Ток нулевой последовательности
,
где: S_ном и U_ном– номинальные мощности, кВА, и напряжение, В трансформатора.

Приведенные выражения написаны для соединения обмоток в звезду. При соединении в треугольник U₀ будет в 3 больше, а I₀ в 3 раз меньше

По рассчитанному току производится выбор сечения подводящих проводов. При схеме соединений в звезду провода должны быть выбраны на 3I₀, так как I₀ – это ток в фазе обмотки. Для сушки трансформаторов током нулевой последовательности напряжение U₀ получается нестандартным. При трансформаторах небольшой мощности при питании со стороны НН могут быть использованы сварочные трансформаторы, при питании со стороны ВН – напряжение сети 380 или 220 В. Собранная схема проверяется на соответствие по току и мощности и при необходимости регулируется. Регулировка может производиться включением регулируемого реактора (дросселя).

Подготовка и режим сушки трансформатора в своем баке под вакуумом. Перед сушкой бак трансформатора очищается досуха, утепляется, собирается схема нагрева в соответствии с принятым способом нагрева. На выемной части и на стенках бака устанавливаются термопары, как показано на рисунке. Выемная часть опускается в бак, измерительные провода выводятся под крышкой или через какое-нибудь другое отверстие между двумя резиновыми прокладками, крышка возможно лучше герметизируется, утепляется.

Подготавливаются схемы для измерения сопротивления изоляции и других показателей, для чего концы всех обмоток выводятся через временные вводы. Собирается схема всего оборудования, как показано на рисунке. Проверяется герметичность бака, для чего в баке ступенями по 100 мм рт. ст. через каждые 15 мин создается вакуум 740-750 мм рт. ст. Бак считается герметичным, если натекание не превышает 20 мм рт. ст.

После окончания всех подготовительных работ и проверок включается схема подогрева бака, магнитопровода и дна, температура в баке доводится до 100 °С в течение 20–30 ч. После этого создается вакуум 200 мм рт. ст., который поддерживается 2 ч, а затем постепенно снимается. После этого измеряется количество выделившегося конденсата.

Нагрев продолжается при атмосферном давлении до тех пор, пока температура магнитопровода и изоляции не достигнет 95–105 °С при температуре в баке 100–105 °С. менее 80 ч. Температура стенок и дна бака не должна превышать 115 °С. Температура регулируется отключением схемы нагрева. При подъеме температуры через каждые два часа прогрева создается на 30 мин вакуум 250–300 мм рт. ст. с подсосом нагретого воздуха в бак. После снятия вакуума измеряется количество выделившегося конденсата.


Рисунок 6 – График сушки трансформатора в своем баке под вакуумом.
1– сопротивление изоляции обмотки ВН; 2 – сопротивление изоляции
обмотки НН; 3 – температура изоляции обмотки ВН; 4 – температура
изоляции обмотки НН; 5 – температура верхнего ярма; 6 – температура
нижнего ярма магнитопровода; 7 – вакуум
После достижения магнитопроводом и изоляцией температуры 95-105°С равномерными ступенями в 100 мм рт. ст. за каждые 15 мин поднимается вакуум до 400 мм рт. ст., держится так в течение 1 ч, затем снова поднимается по 200 мм рт. ст. через 15 мин и доводится до остаточного давления, допустимого по условиям прочности бака.

Установленный режим поддерживается до тех пор, пока не прекратится выделение влаги в охладительной колонке и не установится постоянное значение сопротивления изоляции при постоянной температуре. Такой режим должен продолжаться не менее 6 ч, после чего сушку можно считать законченной.

Во все время сушки ведется запись результатов измерений, которые производятся через 1–2 ч, и составляется график, подобный изображенному на рисунке.

Сушку следует производить с подсосом окружающего или нагретого воздуха, объем которого должен составлять не менее 50 % объема трансформатора в час.

По окончании сушки подогрев отключается, но вакуум не снимается и вакуум-насос не останавливается, пока активная часть не охладится до 80–85 °С. Тогда в бак заливается чистое масло, нагретое до 45–60 °С и отвечающее всем требованиям норм. Заливку ведут через верхний кран бака со скоростью не более 3 т/ч. После заливки до уровня верхнего ярма устанавливается вакуум, который поддерживается 3 ч. Затем вакуум снимается и трансформаторы выдерживаются в масле без вакуума 3 ч.

Трансформаторы постепенно охлаждаются до температуры 50 °С, после чего производится выемка и осмотр выемной части. Продолжительность ревизии должна быть возможно меньшей.