3. Прийом трансформатора в ремонт, розібрання і дефектація трансформатора
При прийомці трансформатора в ремонт його ретельно оглядають і визначають особливості його роботи в конкретних умовах (характер навантаження, його значення, характеристику середовища і т. п.), а також враховують наявність попередніх ремонтів та їх причини, фіксують спеціальні вимоги замовника. При цьому вивчається технічна і експлуатаційна документація: паспорт трансформатора, аварійні акти, журнал ревізій і ремонтів, протоколів випробувань, протоколів аналізів і випробувань масла і т. п.
Дефектацією називається комплекс робіт по виявленню характеру і ступеню пошкод - жень окремих частин трансформатора з метою визначення обсягу, технологічної послідов- ності і собівартості ремонту.
Перед початком ремонту оформляють приймально-здавальний акт або відомість огляду і дефектації, форми яких є в наявності на кожному ремонтному підприємстві. Потім відкривають заказ і карту (формуляр) ремонту, куди записують номер заказу, ремонтний номер і паспортні дані трансформатора, вимоги замовника, несправності, виявлені при огляді і в процесі розібрання. Ці дані служать для визначення обсягу ремонту. Ремонт трансформаторів ведуть у відповідності з технологічними картами, в яких вказуються послідовність і обсяг всіх ремонтних операцій, а також вказані прилади, інструмент і пристосування, необхідні для ремонту.
Розбирають трансформатор тільки в том випадку, якщо температура його активної частини не більше ніж на 5° нижче температури приміщення, тому що волога, яки знаходиться в теплому повітрі приміщення, торкаючись холодного магнітопроводу трансформатора, буде конденсуватися на його поверхні і зволожувати ізоляцію трансформатора, що потребує її сушки. Тому трансформатори потужністю до 1000 кВА достатньо витримати в приміщенні до розібрання протягом доби або виконують підігрівання активної частини методом короткого замикання. При цьому виводи обмотки НН замикають накоротко, а на обмотки ВН підводять напругу 127, 220 або 380 В.
Для запобігання зволоження ізоляції активну частину трансформатора небажано залишати відкритою в приміщенні при відносній вологості повітря 50 – 60 % більше 8 – 12 годин.
Перед розібранням трансформатор очищають від пилу і бруду. Підйом активної частини виконують справними підйомними механізмами з перевіреними тросами. При підйомі активної частини її притримують з двох сторін стропами, щоб не допустити ударів об стінки баку і уникнути пошкодження обмоток. Активну частину оглядають і промивають струменем трансформаторного масла, нагрітого до температури 35 – 40 °С, для звільнення обмоток і сердечника від бруду та шламу.
Послідовність розібрання трансформатора. Після виймання активної частини від’єдну -ють кришку баку, відкручують підйомні штанги, розпаюють виводи обмоток, знімають кріпильні шпильки верхнього ярма, розшихтовують ярмо, стержні магнітопроводу через отвори для шпильок зв’язують кіперною стрічкою. Розібрання магнітопроводу повинно бути мінімальним, щоб уникнути лишнього обсягу робіт і не пошкодити справні елементи трансформатора. При цьому виконують ескізи схем з’єднання, вузлів і т. п., щоб спростити збирання після ремонту. Всі деталі трансформатора зберігають на стелажах окремо. Листи ярма укладають в пакетах, щоб уникнути корозії. Деякі деталі з метою запобігання зволоження занурюють в масляні ванни. На демонтовані деталі вішають бирки з виказанням номеру замовлення.
Дефектація ізоляції трансформатора – найбільш трудомісткий процес при ремонті. Нова ізоляція може мати низький опір внаслідок зволоження, а стара ізоляція – більший опір, але бути механічно неміцною.
Про стан ізоляції судять і по опору, і по механічній міцності. Наприклад, смужку електрокартону, що вирізається з головної ізоляції ярма, згинають пальцями під прямим кутом, а потім вільно складають вдвоє без здавлювання місця згинання. Якщо при повному згинанні вдвоє електрокартон не ламається, ізоляція добра (свіжа); якщо при повному згинанні створюються тріщини, ізоляція задовільна; якщо електрокартон при цьому ламається, ізоляція обмежено придатна; якщо при згинанні до прямого кута електрокартон ламається, ізоляція непридатна для повторного використання.
Після розібрання трансформатора проводять повторну його дефектацію з оглядом кожної деталі, заповнюють відомість і визначають обсяг наступного ремонту. Виявлені дефекти фіксують в дефектаційній карті стандартного зразку. При дефектації трансформа торів старих конструкцій з пошкодженими обмотками, дані по яким можуть бути відсутні в типових альбомах, знімають ескізи обмоток і виводів.
При дефектації обмоток іноді трудно встановити наявність і місце виткових замикань. З цією метою використовують спеціальні прилади, в тому числі прості по конструкції і зручні у використанні прилади Порозова (шукач, живитель і індикатор).
Шукач являє собою котушку, надіту на П-подібний сердечник – секційний шукач (рис. 3.3.2, а) або на С-подібний сердечник, кінці якого розділені вузькою щілиною, – щілинний шукач (рис.3.3.2, б).
Живитель виконаний в двох варіантах: з П-подібним сердечником, аналогічно секцій -ному шукачу, але з більш потужною котушкою і кнопкою в торці для короткочасного включення (рис.3.3.2, в), або у вигляді стержневої конструкції, яка являє собою довгий стержень з суцільною намоткою витків по всій довжині.
Індикатор (рис.3.3.2, г) складається з мікроамперметра, змонтованого в одному корпусі з випрямлячем, підсилювачем і регулятором чутливості.
Замикання в секційних однопроводових обмотках виявляють наступним чином. Включають стержневий живитель 2 (рис.3.3.3, а) в мережу напругою 36, 127 або 220 В і вставляють його в обмотку, як показано на рисунку, потім зі сторони, протилежній живителю, вставляють почергово в кожну секцію шукач 3. При витковому замиканні стрілка приладу різко відхиляється. Щоб точно визначити місце замикання в радіальному напрямку (рис.3.3.3, б), повільно вставляють шукач в сусідню з пошкодженою секцію,
слідкуючі за показами приладу. По мірі просування кінців шукача в глибину обмотки покази приладу збільшуються і досягають найбільшого значення, коли кінці шукача опиняються над замкнутими витками. Знаючі глибину занурення шукача і ширину витків (радіальний крок) обмотки, визначають, який за рахунком виток являється замкнутим. Прилад дозволяє визначити місце замикання витків в обмотках будь-якого діаметра.
Рис. 3.3.2. Прилади для визначення місць виткового замикання:
а – секційний шукач; б – щілинний шукач; в – секційний шукач; г – індикатор.
При перевірці циліндричної одношарової обмотки по їй пропускають змінний струм 5 –10 А від джерела живлення, яке дозволяє регулювати напругу, а потім переміщують щілинний шукач по горизонталі обмотки вздовж витків від її початку по направленню до кінців, що приєднані до джерела живлення (рис.3.3.3, е).
Рис.3.3.3. Визначення місця замикання витків в обмотках силового трансформатора.
а – по вертикалі обмотки; б – в радіальному напрямку; в – по горизонталі обмотки; г – положення оператора. 1 – секційний живитель; 2 – стержневий живитель; 3 – шукач; 4 – індикатор.
Перший найбільший показ приладу покаже «межу» струму. Після цього пересувають шукач далі по ходу витків до тих пір, поки покази приладу не почнуть падати. Місце короткого замикання витків знаходиться в тому ж вертикальному напрямку, що і точка спаду показів, але на один провід вище. Цей метод придатний для обмоток з будь яким числом паралелей.
Двошарові обмотки перевіряють в той же послідовності, що і секційні. Якщо стрілка приладу відхиляється, коли шукач знаходиться в самому низу верхнього шару, то замикання або у внутрішньому шарі, або в місці переходу з шару в шар. Для перевірки багатошарової обмотки користуються стержневим живителем, включеним в мережу змінного струму і поміщеним всередину обмотки симетрично довжині котушки. Місце виткового замикання (рис.3.3.3, г) шукають, пересуваючи по зовнішній поверхні обмотки щілинний шукач, зберігаючи паралельність щілини приладу і лінії витків і визначаючи межі «струмової зони», тобто частини обмотки, яку обтікає струм замикання. В центрі струмової зони покази приладу максимальні. Симетрично зменшуючись, вони зникають на межі струмової зони.
Прилади конструкції Порозова дозволяють швидко і безпомилково визначати місце виткових замикань обмоток, що суттєво полегшує дефектацію трансформаторів і сприяє
скороченню термінів перебування їх в ремонті. Тому ці прилади широко використовують в ремонтній практиці.
Обмотки трансформаторів виконують циліндричними одно- і двошаровими на стороні низької напруги (НН) і циліндричними багатошаровими на стороні високої напруги (ВН).
Провід обмотки НН звичайно має прямокутний переріз, його ізолюють кабельним папером (провід марки ПБ) або кабельним папером з бавовняним обплетенням (ПББО).
Провід обмотки ВН має круглий переріз і може мати ізоляцію з кабельного паперу, емалеву або комбіновану (наприклад, провід марки ПЭЛБО).
Види циліндричних обмоток показано на рис. 3.3.4.
Ремонт обмотки практично складається з її намотки. З нового або відновленого проводу намотують нову котушку, розміри якої повинні повністю відповідати розмірам старої.
При ремонті обмоток мідний провід можна використовувати повторно. Для цього котушку обпалюють в печі при температурі 450 – 500 °С і промивають гарячій провід у воді. Далі провід рихтують шляхом протягування його між стисненими дерев’яними плашками і ізолюють на спеціальному верстаті. Відновлюють провід тільки з волоконною або паперовою ізоляцією. Для намотки котушок використовують спеціальні або універсальні розсувні шаблони (рис.3.3.5).
Рис.3.3.4. Циліндричні обмотки силових трансформаторів:
а – одношарова; б – двошарова; в – багатошарова; г – безперервна; д – гвинтова; 1 – витки з прямокутного проводу, 2 – електрокартонна коробочка для підсилення ізоляції крайніх витків обмотки, 3 – розрізне вирівнювальне кільце, 4 – паперово-бакелітовий циліндр, 5 – кінець першого шару обмотки, 6 – вертикальні рейки, 7 – внутрішні відгалуження обмотки, 8 – опорне ізоляційне кільце, 9 – транспозиція витків обмотки.
Рис. 3.3.5. Шаблони
для намотування котушок:
а – універсальний шаблон:
1– циліндр; 2 – фланець; 3 – дистан-
ційна рейка; 4 – стяжний болт.
б – індивідуальний шаблон: 1 – розріз для знімання обмоток; 2 – отвір для валу; 3 – проріз для ведучої планшайби; 4 – кріплення диску; 5 – упорний диск; 6 – отвір для кріплення відводу обмотки; 7 – шаблон.
Діаметр шаблону відповідає внутрішньому діаметру котушки. Котушки намотують на спеціальних намотувальних або на звичайних токарних верстатах.
У відповідності з технологічними картами котушку НН намотують наступним чином. На шаблон накладають шар просоченого трансформаторним маслом кабельного паперу, а потім два шари електрокартону товщиною 0,5 мм, шириною, рівній висоті котушки.
Вивідний кінець котушки закріплюють на щоці шаблону. Для придання котушці необхідної жорсткості необхідно забезпечити перпендикулярність її торцевої частини до осьової лінії. Для цього на першому витку за допомогою кіперної стрічки закріплюють вирівнювальний поясок з електрокартону. Товщина пояска повинна бути рівною товщині ізольованого проводу, ширина на початку його складає 2 – 3 мм, а на кінці – висоті ізольованого проводу, довжина пояска дорівнює довжині витка котушки.
Для надання жорсткості котушці перші витки кріплять один до одного кіперною стрічкою. Відповідний натяг і укладку витка до витку здійснюють вручну. Дерев’яним молотком витки підбивають один до одного. Вирівнювальний поясок кріплять також на останньому витку котушки. Бандажують котушку кіперною стрічкою.
Котушки ВН намотують також на верстатах, причому їх можна намотувати на ізоляційний циліндр (гільзу) або на обмотку НН. При цьому на обмотку НН накладають проміжкові (дистанційні) рейки, надівають циліндр, а потім на циліндр намотують котушку ВН.
Виготовлені котушки ВН і НН перевіряють перед просочуванням на відповідність фактичних розмірив (площі поперечного перерізу і кількості витків) розрахунковим або каталожним даним. Число витків перевіряють шляхом визначення , коефіцієнту трансформації на технологічному магнітопроводі з розсувним ярмом і еталонними котушками.
Просочування і сушка обмоток. Перед просочуванням котушки сушать в сушильних камерах або шафах при температурі понад 105 °С. Практична тривалість сушки складає 10 – 20 годин. Після сушки котушку стягують (пресують) за допомогою стяжних плит і шпильок.
Просочування волокнистих матеріалів ізоляційними лаками збільшує їх електричну і механічну міцність, підвищує вологостійкість, хімічну стійкість, теплостійкість і т. п.
Технологія просочування обмоток. Після охолодження котушок до температури 50 – 60 °С їх опускають в ванни з просочувальним лаком. Для просочування котушок масляних трансформаторів використовують маслостійкі бакелітовий і гліфталевий лаки. Гліфталевий лак більш якісний ніж бакелітовий. Просочування закінчується після того, як припиниться виділення пузирчиків з лаку, звичайно для просочування достатньо 15 – 20 хвилин. Після просочування котушки виймають з лаку, ставлять на решітки, щоб дати можливість стекти залишкам лаку. Просочені котушки запікають при температурі 100 °С протягом 8 – 12 годин. На виготовлені котушки навішують бирки і відправляють на зборку трансформатора або на зберігання. Зберігаються котушки в сухому приміщенні при температурі 20 ±5 °С.