Порядок проведения опыта
1. Рассчитать намагничивающую обмотку, затем намотать ее на исследуемый сердечник статора (рис. 3).
При помощи магнитодвижущей силы обмотки в активной стали сердечника создается заданная магнитная индукция.
Рис. 3. Схема для испытания активной стали машин: 1 – контрольная
обмотка; 2 – намагничивающая обмотка
Число витков намагничивающей обмотки
,
44
,
4
c
k
l
h
В
f
U
(2) где
f
U ,
– напряжение (В) и частота (Гц) источника тока соответст- венно;
В
– магнитная индукция в спинке статора,
В
– 1 Тл;
h
– высота спинки статора, м;
46
ck – коэффициент заполнения пакета сталью (
ck = 0,95 для лако- вой изоляции);
'
l – длина пакета стали, м,
kkbnll
'
;
l– полная длина сердечника машины, м;
kkbn ,
– соответственно число вентиляционных каналов и ширина канала, м.
Ток намагничивания, необходимый для выбора площади сече- ния провода намагничивающей обмотки
,
0
HDI
(3) где
H – напряженность стали, соответствующая заданному значению
В (при
В = 1 Тл,
H = 215-280 А/м);
0
D – диаметр, соответствующий середине спинки статора, м:
,
0
hDDн
где
нD – наружный диаметр стали статора, м.
Измерение потерь в стали без учета полного падения напряжения в намагничивающей обмотке дает неверный результат. Чтобы устра- нить ошибку, обмотку напряжения ваттметра нужно присоединить к зажимам контрольной обмотки (рис. 3), число витков которой равно числу витков намагничивающей обмотки.
2. Схема испытания активной стали машины собирается соот- ветственно рисунку 3.
3. Обмотку статора, если она имеется, на период испытания за- землять.
4. Включить схему и через 10–20 минут, не отключая напряже- ние, проверить на
ощупь нагрев зубцов и спинки статора, а затем ус- тановить термопары и термометры в наиболее холодные и нагретые точки статора.
5. Испытание проводить в течение 90 минут. Каждые 10 минут записывать показания всех приборов и значение температуры в таб- лицу 2.
Перегрев стали не должен превышать 45 °С в начале и к концу испытаний.
47
Таблица 2 – Результаты электрических испытаний
Номер отсчета
Время измерения
В
U ,
A
I ,
,
l
P
Вт
,
уд
P
Вт/кг
Температура в точках, °С лперап
ура в т эчках,
'С t
1 t
2 t
3
t
4
t
5
Разность между температурами отдельных элементов стали не должна превышать 30 °С.
Значение удельных потерь (Вт/кг) в стали определяем по формуле
,
/
1
G
P
P
уд
(4) где
G
– масса активной стали, определяемая по размерам сердечника
(плотность стали у = 7,6 г/см ), кг.
Для изготовления магнитопроводов силовых трансформаторов применяют сталь марок 1511–1514, удельные потери которых не долж- ны превышать 1,5 Вт/кг, а для стали марок 3411–3415 – 2,5 Вт/кг.
Для изготовления магнитопроводов асинхронных электродвигате- лей мощностью до 100 кВт используют электротехническую сталь ма- рок 2011–2013, удельные потери которых не должны превышать 4 Вт/кг.
Содержание отчета
1. Схемы электрических соединений.
2. Значения пробивного напряжения изоляции листа активной стали.
3. Оценка качества изоляции по сопротивлению изоляции паке- та листов испытуемой стали.
4. Значения перегрева стали и перепада температуры по сердеч- нику и сравнение полученных значений удельных потерь в стали с допустимыми.
Контрольные вопросы
1. Назовите виды изоляции листов активной стали.
2. Нужно ли изолировать сердечник статора электрической ма- шины от корпуса?
3. Как обнаружить место нарушения изоляции между листами пакета?
4. Почему сопротивление изоляции пакета листов стали опреде- ляется при постоянном напряжении?
5. Как зависят удельные потери в стали от ее марки?
6. Как зависит плотность стали от ее марки?
48
МОДУЛЬ 2
РЕМОНТ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Цель модуля. Изучить возможные неисправности силовых трансформаторов и методы их обнаружения.
Задачи модуля. Ознакомиться с конструктивными элементами трансформатора. Провести наружный осмотр. Измерить сопротив- ление изоляции обмоток и стяжных шпилек. Измерить коэффициент трансформации обмоток трансформатора. Измерить сопротивление обмоток постоянному току.
Трансформаторные подстанции предназначены для преобразо- вания и распределения электрической энергии. По конструктивному исполнению они разделяются на мачтовые (столбовые) (рис. 2.1, 2.2), комплектные (КТП) (рис. 2.3) и закрытого типа (рис. 2.4).
Рис. 2.1. Общий вид подстанции на П-образной опоре:
1 – распределительное устройство на 0,38 кВ; 2 – трубы для проводов 0,38 кВ;
3 – силовой трансформатор; 4 – разрядник на 6–10 кВ; 5 – воздушная линия
на 6–10 кВ; 6 – предохранитель на 6–10 кВ
49
Рис. 2.2. Общий вид подстанции на АП-образной опоре:
1 – силовой трансформатор; 2 – разрядник на 6–10 кВ; 3 – разъединитель
с приводом; 4 и 6 – трубы для проводов 380/220 В; 5 – предохранитель
на 6–10 кВ; 7 – распределительные шкафчики 380/220 В
Рис. 2.3. Общий вид (а) и установка (б) комплектной подстанции КТП-160:
1 – распределительное устройство на 380/220 В; 2 – вводное устройство
напряжением 6–10 кВ; 3 – разрядник; 4 – силовой трансформатор;
5 – разъединитель с приводом
50
Рис. 2.4. Трансформаторная подстанция закрытого типа с воздушным вводом
20 кВ и двумя трансформаторами до 400 кВ·А каждый: 1 – силовой
трансформатор; 2 – разрядник; 3 – выводы линий 0,38 кВ; 4 – вводы 20 кВ;
5 – заземляющие ножи; 6 – разъединитель; 7 – предохранители;
8 – распределительное устройство на 0,38 кВ
Ремонт распределительных трансформаторов целесообразно выполнять на предприятиях энергоремонта энергетических систем, в ведении которых находится подавляющее число работающих на селе трансформаторов.
Поэтому целью изучения модуля 2 является освоение методики проведения дефектовочных операций при ремонте трансформатора и методики испытаний силовых трансформаторов после капитального ремонта.
2.1 Технические условия на прием трансформаторов в ремонт
Основные повреждения трансформатора можно получить:
- при неудовлетворительной эксплуатации;
- ремонте;
- монтаже.
В основном повреждаются обмотка и ее соединения. Наиболее серьезное повреждение «пожар железа» – замыкание листов сердеч- ника между собой или со стяжными шпильками.
51
Признаки повреждения трансформаторов:
- ухудшение характеристик масла;
-
снижение температуры вспышки;
- повышение
xxP
и
xxIПричины повреждения:
- посторонние металлические или токопроводящие частицы на магнитопроводе;
- выпадение на ярмо осадков коррозии расширителя;
- наличие влаги в трансформаторном масле;
- разрушение изоляции листов электротехнической стали сер- дечника и стяжных шпилек в результате перегрева;
- вибрации активной части из-за плохой сборки.
Обрыв заземления активной части и корпусов трансформаторов характеризуется появлением потрескивания внутри трансформатора при повышенном
U, а увеличение воздушного зазора между пласти- нами приводит к возрастанию
xxI,
xxP
Повреждение обмотки может быть не только из-за естественно- го старения изоляции, но и из-за динамических усилий при коротком замыкании и атмосферных перенапряжений. Повреждения выводов – в основном из-за запыленности и других случаев и определяется ос- мотром.
2.1.1 Осмотры и ремонты трансформаторов В процессе эксплуатации трансформаторов их подвергают на- ружным осмотрам без отключения напряжения в следующие сроки:
- в установках с постоянным дежурным персоналом или с де- журством на дому один раз в сутки;
- без постоянного дежурства – один раз в месяц;
- на ТП – один раз за полугодие (не реже);
- инженерно-технический персонал проводит контрольный ос- мотр не реже одного раза в год.
При появлении сигнала от газового реле и после каждого ава- рийного отключения производят внеочередной осмотр.
При наружном осмотре проверяют:
1) уровень и температуру масла;
2) чистоту и целость изоляторов;
3) состояние кабелей и ошиновки;
4) чистоту поверхности кожуха (подтеки);
5) вентиляцию в трансформаторном помещении;
52 6) целость дверей, окон, помещений;
7) предохранители, разъединители, привод и заземление.
На мачтовых подстанциях осмотр проводят при отключенной подстанции, но без отключения линий. Кроме наружных осмотров проводят текущие ремонты с отключением трансформатора без вы- емки сердечника. (Один раз в три года, а трансформаторы 35/6–10 кВ
ЦП один раз в год.)
Кроме осмотров и текущих ремонтов проводят профилактиче- ские испытания:
- электрической прочности масла –
один раз в год;
- химический анализ – один раз в три года.
Измерение сопротивления изоляции обмоток и степени их ув- лажнения входит в объем текущих ремонтов.
Первый капитальный ремонт делают (для трансформаторов
V=35 и
6 кВ) с выемкой сердечника через 6 лет после ввода в экс- плуатацию, а в дальнейшем по мере необходимости (
изR). Однако сроки могут меняться в зависимости от местных условий.
Определены следующие интервалы между капитальным ремон- том трансформаторов I и II габаритов:
1) для новых трансформаторов – 6–8 лет;
2) для трансформаторов с частичной герметизацией – 4–5 лет;
3) для трансформаторов с восстановленным капитальным ре- монтом – 2–3 года;
4) для трансформаторов III габарита сроки капитального ремон- та зависят от ущерба потребителей
У < (0,25 ÷ 0,5) р/кВт∙ч – ремонт через 20 лет.
Объем текущего и капитального ремонта зависит от местных усло- вий и вида повреждений (пояснить). Но текущий ремонт можно прово- дить на месте, капитальный ремонт – на специальных предприятиях.
2.1.2 Транспортировка трансформаторов.Прием трансформатора в ремонт Погрузка трансформаторов на автомобили должна быть механи- зирована и вестись строго с соблюдением правил безопасности. При- меняемые при этом механизмы, приспособления и инструменты должны быть исправны, проверены и соответствовать рабочей на- грузке.
При перемещении трансформатора по наклонному настилу при- меняют листовую или иного сечения сталь. Угол наклона трансфор-
53 матора при погрузке не должен превышать 15°, тросы крепят за его верхнюю часть, чтобы избежать его опрокидывания. С обратной сто- роны трансформатора применяют оттяжку.
При подъеме и спуске трансформатора стропы подъемных ме- ханизмов крепят за скобы (рымы), приваренные к стенке бака. Нельзя поднимать трансформатор в сборе за кольца выемной (активной) час- ти. При транспортировке на автомобилях трансформатор нужно кре- пить в кузове при помощи растяжек и деревянных клиньев. Наклон трансформатора при перевозке должен быть не более 15°. Схема тех- нологического ремонта сложна и составляет приблизительно 46 опе- раций. При приемке трансформатора в ремонт его тщательно осмат- ривают и определяют особенности работы в конкретных условиях
(характер нагрузки, ее значение, характер среды и др.), учитывают наличие предыдущего ремонта. При этом изучают техническую и эксплуатационную документацию. Перед ремонтом оформляют приемо-сдаточный акт или ведомость осмотра и дефектовки (форма различная). Затем открывают заказ и карту ремонта (формуляр).
Трансформатор разбирают только тогда, когда его температура
< на 5° температуры помещения. Во избежание увлажненности дер- жать открытым при 50–60 % влажности не более 8–12 часов.
2.2 Дефектация и ремонт трансформаторов 2.2.1 Разборка, дефектация трансформаторов Принципиально схема технологического процесса ремонта трансформаторов отличается от аналогичной схемы ремонта электри- ческих машин только наличием масляного хозяйства. Слив масла при разборке трансформатора, его испытание и химический анализ, при необходимости сушка его и регенерация дополняют процесс ремонта.
Однако наличие масляного хозяйства повышает пожарную опасность и взрывоопасность ремонтного производства и требует усиленного внимания к вопросам техники безопасности.
Дефектация трансформатора при разборке (выемной части). Последовательность выполнения операций разборки в каждом случае зависит от конструкции трансформатора, подлежащего ремонту.
В ремонт поступают
современные трансформаторы отечественного производства, отличающиеся по мощности и конструктивному ис- полнению, и трансформаторы выпуска прежних лет, а также выпус- кавшиеся в прошлом и поставляемые в настоящее время зарубежны- ми фирмами, поэтому рекомендовать какую-либо единую технологи-
54 ческую последовательность выполнения операций разборки и ремон- та всех поступающих трансформаторов невозможно. Однако, чтобы освободить крышку трансформаторов, необходимо начинать с демон- тажа газового реле, термометра, расширителя, предохранительной трубы и других устройств и деталей, расположенных на крышке. За- кончив первый этап разборки, переходят ко второму, наиболее слож- ному и трудоемкому – демонтажу обмоток.
Обмотки. Освобожденную от болтов крышку стропят за подъ- емные рымы, навернутые на выступающие из крышки резьбовые концы подъемных шпилек, закрепленных на ярмовых балках верхне- го ярма магнитопровода. При подъеме активной части трансформато- ров с вводами, расположенными на стенках баков, вначале отсоеди- няют отводы и демонтируют вводы, а затем поднимают активную часть трансформатора. При осмотре обмоток трансформатора обра- щают внимание на следующее: состояние витковой изоляции (визу- ально); отсутствие деформации и смещения обмоток в рациональном и осевом направлениях относительно магнитопровода и относительно одна другой, что может быть
следствием сдвигов и ослаблений про- кладок, планок, распорок; состояние паек на обмотках и соединений на анцапфном переключателе; состояние охлаждающих каналов меж- ду обмотками, а также между обмоткой НН и магнитопроводом. Изо- ляционные и дистанционные детали: цилиндры, перегородки, про- кладки – изготавливают преимущественно из электрокартона, а план- ки и рейки – из твердых пород дерева, обычно бука. При осмотре этих деталей необходимо проверить прочность их крепления, нет ли усушки, пробоев изоляции, которые сопровождаются появлением прожогов, трещин, обугливанием и растрескиванием.
Для определения состояния изоляции, например электрокартона, из нескольких мест (из изоляции ярма, изоляции между слоями, вит- ками и т.д.) вырезают образец в виде полоски, которую сгибают под прямым углом и затем свободно складывают вдвое без сдавливания места сгиба.
Если при полном сгибе вдвое электрокартон не ломается, изоля- ция хорошая (свежая); если при полном сгибе образуются трещины, изоляция удовлетворительная; когда при полном сгибе изоляция ло- мается, она ограниченно годная; изоляция, которая
ломается при сги- бе до прямого угла, негодная.
Изоляцию по ее состоянию можно подразделить на четыре класса:
I класс – изоляция хорошая (при нажатии рукой она мягкая и не дает трещин);
55
II класс – изоляция удовлетворительная (при нажатии рукой она сухая, твердая, но трещин не образует);
III класс – изоляция ненадежная (при надавливании рукой на ней появляются мелкие трещины или она расслаивается);
IV класс – изоляция плохая и к дальнейшей эксплуатации она не пригодна (при нажатии рукой она осыпается).
Если при ремонте требуется изготовление новых обмоток, а за- водская техническая документация отсутствует, необходимо во избе- жание ошибок в определении размеров обмоток составить подробный эскиз установки обмоток на магнитопроводе с указанием размеров окна и магнитопровода и всех размеров катушек, изоляции и каналов в радиальном и осевом направлениях.
Магнитопровод. При дефектации магнитопровода обращают внимание на следующее:
- отсутствие оплавлений листов активной стали;
- отсутствие цветов побежалости и ржавчины на стали, что сви- детельствует об удовлетворительном состоянии межлистовой изоля- ции и магнитопровода (отсутствие перегрева);
- качество шихтовки (отсутствие перекоса стержней, увеличен- ных зазоров в местах стыков);
- состояние изоляции стяжных шпилек и ярмовых балок, качест- во прессовки активного железа.
Состояние изоляции стяжных шпилек и ярмовых балок оцени- вают по значению сопротивления их изоляции относительно магни- топровода. Сопротивление изоляции измеряется мегомметром на
1000–2500 В. Значение сопротивления изоляции не нормировано. Ис- ходя из опыта ремонта и эксплуатации трансформаторов, считают, что сопротивление изоляции этих частей относительно магнитопро- вода должно быть не ниже 10 МОм. Качество прессовки магнитопро- вода проверяют остро заточенным ножом, кончик его лезвия при среднем усилии нажатия не должен входить между листами стали на глубину более 3 мм.
2.2.2 Ремонт обмотки
Ремонт трансформаторов ведут в строгом соответствии с техно- логическими картами, в которых указана последовательность опера- ции, их объем, а также приборы, инструмент и приспособления.
Обмотки НН трансформатора выполнены одно-двухслойными цилиндрическими, ВН – многослойными. Провод НН обычно прямо-
56 угольный (с кабельной бумагой (ПБ) или с кабельной бумагой и с хлопчатобумажной отметкой, марка провода ПББО). Провод ВН име- ет круглое сечение и может иметь бумажную изоляцию, эмалевую или комбинированную (ПЭЛБО).
Ремонт обмотки обычно состоит в новой намотке катушки (из нового провода) или в восстановлении старой. Размеры катушки должны строго соответствовать старым размерам. При восстановле- нии катушки используются универсальные шаблоны.
Скачать 1.8 Mb.