Ремонт трансформаторов и низковольтных аппаратов - Ремонт трансформаторов

РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ И СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ ТРАНСФОРМАТОРОВ

В обеспечении длительной безаварийной работы трансформатора большую роль играет его изоляция. Различают изоляцию маслонаполненного трансформатора внешнюю и внутреннюю. К внешней относят воздушную изоляцию, находящуюся вне бака, например изоляционное расстояние по воздуху между вводами трансформатора. Внутренней является изоляция, расположенная внутри бака. Она делится на главную и продольную. К главной изоляции относят детали, изолирующие обмотки друг от друга и от заземленных частей, например электрокартонные (мягкие) и бумажно-бакелитовые (жесткие) цилиндры, масляные каналы и др. Главная изоляция обмотки класса напряжения 35 кВ показана на рис. 57, я, обмотки 110 кВ  на рис. 57,6.
В продольную изоляцию входит изоляция витков обмотки, между ее катушками или дисками, между слоями и элементами емкостной защиты обмотки. В процессе работы трансформатора все элементы его главной и продольной изоляции подвергаются различным воздействиям, снижающим их электрическую прочность и сроки службы.
Наиболее сильное отрицательное воздействие на электрическую прочность изоляции оказывают химические процессы, происходящие в трансформаторе из-за наличия в изоляции посторонних примесей в виде: влаги, оставшейся в изоляции при недостаточной сушке обмоток после ремонта или скопившейся вследствие увлажнения охлаждающего масла трансформатора; остатка растворителя пропиточного лака, не удаленного при запекании пропитанных обмоток; воздушных или газовых включений в изоляцию, оставшихся при заполнении бака трансформаторным маслом; посторонних механических примесей и твердых частиц, попавших в бак при его заполнении маслом.
При работе трансформатора, сопровождающейся повышенным нагревом его внутренних частей, химические процессы становятся более интенсивными и их отрицательное воздействие на изоляцию резко возрастает.
При увеличении в твердой и мягкой изоляции содержания влаги, недостаточном удалении из нее растворителей, воздуха и газовых включений электрическая прочность изоляции снижается, а срок службы изоляционных покрытий в результате химических реакций резко сокращается. Присутствие в масле различных механических примесей (волокон и др.) снижает его пробивное напряжение.

Рис. 57. Расположение главной изоляции обмоток классов напряжений:
а - 35 кВ, 6-110 кВ; 1 - уравнительная изоляция, 2 - ярмовая изоляция, 3 — стержень магнитопровода, 4 — изоляционный цилиндр обмотки НН. 5 — изоляционный цилиндр обмотки ВН, 6 — обмотки НН и ВН, 7 — прессующее кольцо, 8 и 12 — верхнее и нижнее ярма, 9 — угловые шайбы, 10 — междуфазные перегородки, 11 — емкостное кольцо
Отдельные изоляционные детали, например бумажно-бакелитовые цилиндры, испытывают, помимо всего, дополнительно и механические воздействия, вызываемые электродинамическими усилиями, которые возникают в обмотках при сквозных коротких замыканиях.
Качество изоляции — основной показатель, определяющий надежность трансформатора в эксплуатации, поэтому при ремонте трансформаторов качеству и соблюдению технологии изоляционных работ необходимо уделять особое внимание. Изоляция отремонтированного трансформатора должна без повреждений и ухудшений диэлектрических свойств выдержать весь комплекс послеремонтных испытаний, а также электрические, тепловые, химические и другие воздействия на нее, возможные в процессе работы трансформатора.
Наиболее уязвимой и часто повреждающейся частью трансформатора являются его обмотки ВН и реже НН. Повреждения чаще всего возникают вследствие снижения электрической прочности изоляции на каком-либо участке обмотки, в результате чего происходит электрический пробой изоляции между витками и их замыкание на этом участке, приводящее к выходу трансформаторов из строя. Нередки случаи перехода напряжения с обмотки ВН на обмотку НН из-за ухудшения состояния изоляции между ними.
В трансформаторах могут повреждаться также вводы, переключатели, крышка и другие детали. Примерное соотношение (в процентах) повреждений отдельных частей трансформатора следующее: обмотки и токопроводящие части — 53, вводы — 18, переключатели — 12, все остальные части, взятые вместе, — 17. Исследования причин аварийных выходов трансформаторов из строя показали, что обычно аварии происходят из-за неудовлетворительного обслуживания и низкого качества ремонта.
Трансформатор с поврежденными обмотками или другими его частями подлежит немедленному выводу из работы и ремонту. Наиболее распространенная в электроремонтных цехах большинства предприятий функциональная схема ремонта трехфазных трансформаторов с масляным охлаждением показана на рис. 58.
В соответствии с этой схемой поврежденный трансформатор, находящийся на складе неисправных трансформаторов в ожидании ремонта, поступает в дефектационно-подготовительное отделение, состоящее из трех участков: разборки и мойки, дефектировки обмоток и механической части трансформатора.
На разборочном участке очищают трансформатор, сливают масло из его расширителя, бака и маслонаполненных вводов, а затем, убедившись из записей в сопроводительных документах и путём предварительных испытаний в, неисправности трансформатора, переходят к его разборке и дефектировке.
Разборку трехфазного масляного двухобмоточного трансформатора и дефектировку ряда его частей производят одновременно или с небольшим смещением во времени.
Дефектировкой трансформатора называют комплекс работ по выявлению характера и степени повреждения его отдельных частей. Работа по дефектировке — наиболее ответственный этап ремонта, поскольку при этом определяются действительный характер и размеры повреждений, а также объем предстоящего ремонта и потребность в ремонтных материалах и оснастке. Поэтому производящий дефектировку должен хорошо знать не только признаки и причины неисправности, но и способы их безошибочного выявления и устранения. Характерные неисправности силовых трансформаторов и возможные причины их возникновения приведены в табл. 1.
Повреждения внешних деталей трансформатора (расширителя, бака, арматуры, наружной части вводов, пробивного предохранителя) можно выявить тщательными осмотрами, а внутренних деталей — различными испытаниями.

Рис. 58. Схема ремонта трехфазных трансформаторов с масляным охлаждением
Однако результаты испытаний не всегда позволяют точно установить действительный характер повреждений, поскольку любое отклонение от нормы, выявленное в результате испытаний (например, повышенный ток холостого хода), может быть вызвано различными причинами, в том числе витковым замыканием в обмотке, наличием замкнутого контура тока через стяжные болты и прессующие детали, неправильным включением параллельных обмоток и др. Таблица 1. Неисправности трансформаторов и причины их возникновения

Поэтому в процессе дефектировки, как правило, разбирают трансформатор и при необходимости поднимают активную часть, что позволяет не только точно установить причины, характер и масштабы повреждений, но и определить требуемые для ремонта трансформатора материалы, инструменты и приспособления, а также время.