Модернизация трансформаторов

Наибольшие трудности возникают при необходимости повышения мощности трансформатора. Такие требования наиболее часто предъявляются к трансформаторам специального назначения, например, предназначенным для питания мощных электропечей (если мощность трансформатора стала недостаточна по отношению к возросшим производственным возможностям питаемых ими электропечей). Повышение мощности при существующих габаритах возможно за счет лучшего использования магнитной системы (повышения индукции), лучшего использования окна магнитной системы, более эффективного охлаждения и совместного использования этих факторов.

Увеличение мощности за счет повышения магнитной индукции практически исключено, так как на заводах-изготовителях, как правило, выбирают предельное значение индукции.

Наиболее распространено при модернизации увеличение мощности за счет размещения, в тех же размерах большей массы металла обмоток и (или) более эффективной системы охлаждения. Использование первого из этих факторов (при необходимости сохранения магнитной индукции и электрической прочности) требует нахождения решения, принципиально отличающегося от заводского. Примером может служить замена в электропечных трансформаторах чередующихся обмоток на концентрические и выполнения обмотки НН наружной, что в ряде случаев позволяет повысить мощность более чем в 1,5 раза. Один из возможных способов увеличения мощности (в старых габаритах) состоит в переходе на меньшие испытательные напряжения промышленной частоты и облегчении вследствие этого конструкции главной и продольной изоляции. Это возможно также при использовании магнитной системы трансформатора старых выпусков. Снижение испытательного напряжения возможно при использовании более эффективной защитной аппаратуры. Увеличение мощности приводит, однако, и к увеличению электрических потерь, что может, в свою очередь, вызвать необходимость замены системы охлаждения на более эффективную (например, естественной масляной на циркуляционную с водяным или воздушным охлаждением). Применение более эффективной системы охлаждения позволяет решить задачу некоторого повышения мощности трансформатора без каких-либо других переделок, если обеспечена термическая стойкость трансформатора (т. е. допустимые температуры обмоток и масла). В ряде случаев эффективность охлаждения повышается при использовании специальных конструктивных решений, обеспечивающих направленное движение масла (непосредственно в обмотки).

Контрольные вопросы

1. Чем определяются содержание и объем расчетов при ремонте трансформаторов?

2. Какие основные размеры магнитной системы необходимо определить для составления ее эскиза и последующих расчетов?

3. Какие значения индукции в стержне магнитной системы рекомендуются для холоднокатаной стали?

4. Какими принимают предельные значения плотности теплового потока на поверхности обмотки при поверочном расчете?

5. Каким образом можно определить приближенное значение мощности ремонтируемого трансформатора по известным геометрическим размерам?

6. За счет каких мероприятий возможно повышение мощности при ремонте трансформатора?

3.2.3. Капитальный ремонт трансформатора без разборки активной части

Технология выполнения ремонтных работ рассмотрена применительно к специализированным ремонтным предприятиям. Любой ремонт трансформа­тора, связанный с вскрытием бака, является капитальным. В данной главе рассмотрены последовательность и объем ремонта без разборки активной части трансформатора, в том числе ремонт обмоток, переключающих уст­ройств, магнитной системы, а также подготовка трансформаторного масла и порядок его заливки в бак [25].

 

Подготовка к капитальному ремонту трансформатора

Предварительно проводят ряд организационно-технических мероприятий, которые обеспечивают четкое выполнение ремонтных работ в кратчайшие сроки и включают составление документации, подготовку помещения, грузоподъемных механизмов, оборудования и материалов, проведение необходимых испытаний и т. д. Кроме того, составляют ведомость объема работ, содержащую перечень и объем ремонтных работ и являющуюся исходным документом для определения трудозатрат, срока ремонта, необходимых материалов и т. д [25].

Помещение, в котором будет производиться ремонт, должно быть защищено от пыли и атмосферных осадков и оборудовано подъемными механизмами, электрощитом с подводкой электроэнергии, вентиляцией и отвечать противопожарным и санитарным требованиям. В этом помещении должны размещаться бак трансформатора, его активная часть, стеллажи для демонтированных частей и деталей, слесарный верстак, маслоочистительная аппаратура, материалы, приспособления, леса, лестницы и др.

В ряде случаев приходится выполнять ремонт во временно сооружаемых помещениях, а в исключительных ситуациях — даже вне помещений под порталом, с применением автокранов, электрических лебедок и других грузоподъемных устройств.

Для обеспечения безопасности работ подъемные механизмы к началу ремонта должны быть смонтированы и проверены. Грузоподъемность подъемных механизмов, стропов, тросов выбирают соответственно массе трансформатора, указанной на его щитке и в техническом паспорте.

При выемке из бака 1 активной части 2 трансформатора подъемные механизмы подвешивают на такую высоту, при которой расстояние Г от крюка до основания трансформатора (рис. 3.15, а) не меньше суммы расстояний А + Д + Б + В. Размеры А и Б определяют по каталогу или чертежу трансформа­тора, размер Д принимают равным 100—150 мм; размер В соответствует выбранной расчетом длине стропов 3. Аналогичный эскиз составляют при поднятии съемной части 4 бака (рис.3.15, б).

Значительный объем подготовительных работ занимает подготовка масла. Масло и маслоочистительную аппаратуру до­ставляют ближе к ремонтной площадке, прокладывают маслопроводы, подготавливают емкости для слива старого масла, устанавливают и подключают маслоочистительную аппаратуру.Должны быть проверены и приведены в порядок пути для перекатки трансформа­тора в помещение, где будет производиться ремонт. После установки трансформато­ра для ремонта (до вскрытия бака) измеряют изоляционные характеристики (для решения вопроса о сушке) и испытывают масло из бака на электрическую прочность.

Рис. 3.15. Эскизы трансформатора с поднятыми магнитопроводом и обмоткой (а) и съемной частью бака (б)

Проводится тщательный внешний осмотр, составляется опись внешних дефектов, подлежащих устранению при ремонте (течи арматуры, неплотности фланцев, течи в сварных швах, нарушение армировки изоляторов, сколы и трещины на фарфоровых вводах и т. д.); проверяется исправность маслоуказателя и термометра, после чего демонтируют термометр, термометрический сигнализатор, пробивной предохранитель, цепи сигнализации и защиты.

Очищают наружную поверхность трансформатора, пользуясь при сильном загрязнении металлическими скребками, щетками и салфетками, смоченными в растворителе. Иногда до разборки очищают только крышку, а остальную поверхность очищают параллельно с ремонтом активной части.

При обнаружении утечек масла в сварных швах, фланцах или других соединениях для более полного определения дефекта создают избыточное давление масла. Затем полностью или частично сливают масло.

Если в день демонтажа наружных устройств активную часть из бака не вынимают, масло сливают до уровня верхнего ярма, чтобы изоляция и обмотки оставались в масле. Если ремонт намечено закончить за один прием или выявлена необходимость сушки активной части, то масло сливают полностью через нижний кран бака с помощью насоса.У трансформаторов I и II габаритов масло сливают самотеком.

Если масло можно использовать для дальнейшей эксплуатации, его сливают в чистый бак с герметически закрывающимся люком. Бракованное масло сливают в емкость для грязного масла.

Для вскрытия трансформатор устанавливают таким образом, чтобы ось крюка подъемного механизма проходила через центр тяжести трансформатора. В этом случае при подъеме и опускании активная часть не задевает за стенки бака.

У трансформаторов, на крышке которых смонтированы расширитель, предохранительная труба и другая арматура, разборку производят в следующем порядке: сначала демонтируют газовое реле, затем предохранительную трубу и расширитель. Отверстия реле закрывают временными глухими фланцами, закрепляя их освободившимися болтами. Реле укладывают на стеллаж или сразу отправляют в электролабораторию для про­верки и испытаний. При демонтаже расширителя закрывают стекло маслоуказателя временным щитком из фанеры.

Для предотвращения попадания влаги в бак трансформатора и расширитель все отверстия на крышке и расширителя закрывают глухими фланцами, используя для уплотнения старые резиновые прокладки. Работы по демонтажу крышки производят осторожно, чтобы не повредить фарфоровые вводы, стекла маслоуказателя и газового реле. Далее отвинчивают болты, крепящие крышку, после извлечения болтов из отверстий их укомплектовывают шайбами и гайками, укладывают в ведра или ящики и смачивают керосином.

Дальнейшая последовательность разборки определяется кон­структивным исполнением трансформатора. Если активная часть механически связана с крышкой вертикальными шпильками, то отсоединяют разъем крышки от бака и вынимают активную часть из бака вместе с крышкой. Если крышка с активной частью не связана, то демонтируют все элементы, установленные на крышке (съемные вводы и привод переклю­чателя ответвлений). Снятые фарфоровые изоляторы осматривают, обращая особое внимание на места сопряжения глазурованной поверхности с кулачками, прижимающими изолятор к крышке, проверяют наличие трещин или сколов. Все детали вводов и привода переключателя укладывают на предназначенные для них места. Грузоподъемным механизмом или вручную поднимают крышку, чтобы токоведущие шпильки вводов и вал переключателя вышли из отверстий в ней. Затем отводят крышку от бака, чтобы грязь с нее не попала внутрь транс­форматора.Наиболее ответственной является строповка и выемка актив­ной части из бака. Для строповки на активной части имеются подъемные кольца (рымы). У трансформаторов мощностью до 400 кВ∙А их два, у трансформаторов большей мощностью — четыре. На подъемные кольца и крюк подъемного механизма надевают петли стропов и в отверстия колец вставляют сталь­ные стержни. При строповке активной части, связанной с крышкой, применяют стропы необходимой длины, чтобы шпильки не сгибались (рис. 11.2). При каждом использовании подъемного механизма

а) б)

Рис. 3.16. Устройства для подъема активной части за кольца на крышке (а) и за планки (б)

проверяют работу его тормоза и надежность стро­повки груза. Активную часть приподнимают над опорной по­верхностью на 100—200 мм, несколько минут держат на весу, затем опускают на дно бака и уже затем поднимают до уров­ня, удобного для промывки активной части над баком.

Перед промывкой активную часть осматривают, обращая внимание на места отложения шлама и загрязнений в обмот­ках, в охлаждающих каналах и на активной стали. Большие скопления шлама свидетельствуют о наличии перегревов в этих местах. Результаты осмотра записывают в ведомость дефектов.

Активную часть промывают струей теплого чистого масла из шланга, проведенного от емкости, поднятой на высоту около 3 м над полом. Емкость на 30—40 л наполняется теплым маслом насосом непосредственно перед промывкой. Стараются тщательно промывать масляные каналы обмоток и магнитной системы, а также другие доступные для промывки части трансформатора. После окончания промывки и стока масла активную часть полностью вынимают. Если подъемное устройство имеет возможность горизонтального перемещения, то активную частьтранспортируют на заранее подготовленную площадку и опускают на деревянные бруски, размещенные в противне. Если такой возможности нет, то отодвигают в сторону бак и на его место ставят противень, в который устанавливают активную часть.