РАЗБОРКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РЕМОНТА ТРАНСФОРМАТОРА
Наиболее уязвимая и часто повреждающаяся часть трансформатора — его обмотки ВН и реже НН. Повреждения чаще всего возникают вследствие снижения электрической прочности изоляции на каком-либо участке обмотки.
В трансформаторах могут повреждаться также вводы, переключатели, крышка и другие детали. Примерное соотношение 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. На предприятии составляют приемосдаточный акт с приложением ведомости дефектов и оформляют заказ. В документах записывают номер заказа, паспортные данные, требования заказчика, результаты внешнего осмотра, проверочных испытаний и измерений. Все дефекты, обнаруженные в дальнейшем процессе разборки трансформатора, также заносят в ведомость дефектов. По этим данным определяют объем ремонтных работ.
Наиболее распространенная в электроремонтных цехах большинства предприятий технологическая схема ремонта трехфазных трансформаторов с масляным охлаждением показана на рисунке 16.1.
В соответствии с этой схемой поврежденный трансформатор, находящийся на складе неисправных трансформаторов, поступает в дефектационно-подготовительное отделение, состоящее из трех участков — разборки и мойки, диагностики обмоток и механической части трансформатора. На разборочном участке трансформатор очищают, сливают масло из его расширителя, бака и маслонаполненных вводов, а затем, убедившись из записей в сопроводительных документах и из предварительных испытаний в неисправности трансформатора, переходят к его разборке.
Повреждения внешних деталей трансформатора (расширителя, бака, арматуры, наружной части вводов, пробивного предохранителя) можно выявить тщательными осмотрами, а внутренних деталей — различными испытаниями. 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. Поэтому в процессе диагностики, 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.
РАЗБОРКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
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 исполнению, и трансформаторы выпуска прежних лет, а также выпускавшиеся в прошлом и поставляемые в настоящее время зарубежными фирмами, поэтому рекомендовать какую-либо единую технологическую последовательность выполнения операций разборки и ремонта всех поступающих трансформаторов невозможно.
Перед разборкой проверяют комплектность поступившего в ремонт трансформатора (должны быть в наличии все сборочные единицы и детали, полагающиеся для данной конструкции), а также соединение его наружных частей, целостность сварочных швов и соединений, отсутствие течи масла из фланцевых соединений арматуры с баком.
Первый этап разборки. Разборку начинают с демонтажа газового реле, термометра, расширителя, предохранительной трубы и других устройств и деталей, расположенных на крышке трансформатора.
Удалив реле, предохранительную трубу и расширитель, продолжают разборку, переходя к демонтажу крышки трансформатора, который проводят с соблюдением мер предосторожности, исключающих повреждение фарфоровых деталей вводов обмоток ВН и НН. Болты, снятые со всего периметра крышки, вместе с надетыми на них шайбами и навернутыми на их резьбу гайками промывают, покрывают антикоррозионной смазкой и, уложив в ящики, хранят для повторного использования при сборке трансформатора.
Освобожденную от болтов крышку стропят за подъемные рымы, навернутые на выступающие из крышки резьбовые концы подъемных шпилек, закрепленных на ярмовых балках верхнего ярма магнитопровода. Трансформаторы мощностью до 4UU кВ • А имеют обычно два подъемных рыма, большей мощности — четыре. Для подъема активной части применяют специальные приспособления и стропы, рассчитанные на массу поднимаемого груза и прошедшие необходимые испытания. При демонтаже радиаторов и других крупных деталей трансформатора наружной установки в качестве подъемного механизма применяют автокран.
При подъеме активной части трансформаторов с вводами, расположенными на стенках баков, вначале отсоединяют отводы и демонтируют вводы, а затем поднимают активную часть трансформатора. Активную часть, поднятую из бака, устанавливают на прочном помосте из оструганных досок или на деревянных брусьях так, чтобы обеспечить ее устойчивое вертикальное положение и возможность осмотра, проверку и ремонт.
Продолжая разборку, отсоединяют отводы от вводов и переключателя и проверяют состояние их изоляции, армировочных швов вводов и контактной системы переключателя (все замеченные неисправности фиксируют). Далее отвертывают рымы с вертикальных шпилек, снимают крышку, относят ее в сторону и укладывают так, чтобы выступающие под крышкой засти не были повреждены, вводы защищают от механических повреждений, закрыв их жесткими цилиндрами из картона или обернув чистой мешковиной.
Второй этап разборки, наиболее сложный и трудоемкий, — демонтаж обмоток, основные операции которого выполняют в такой последовательности: удаляют вертикальные шпильки, отвертывают гайки стяжных болтов и снимают ярмовые балки магнитопровода, расшихтовывают верхнее ярмо магнитопровода, связывая и располагая пакеты пластин в порядке, при котором их будет удобнее укладывать при шихтовке верхнего ярма. Далее разбирают соединения обмоток, удаляют отводы, извлекают деревянные и картонные детали расклиновки обмоток ВН и НН и снимают обмотки со стержней вручную обмотки трансформатора мощностью до 63 кВ • А) или с помощью подъемного механизма (обмотки трансформаторов мощностью 100 кВ • А и выше) — вначале ВН, а затем НН.
После разборки трансформатора осматривают его внешнюю часть. При этом проверяют чистоту обмоток, обращая особое внимание на каналы между обмотками и магнитопроводом. Выявляют на ощупь места ослабления витков. В этих местах, как правило, поврежденной оказывается изоляция обмотки, обуглившаяся в результате межвитковых замыканий, невидимых с внешней стороны. Проверяют внешним осмотром состояние изоляции, отсутствие деформаций и смещения обмоток или ее витков, наличие изоляционных прокладок, клиньев, распорок.
РЕМОНТ ОБМОТОК
Переизолировка обмоточного провода. Обмотку, поступившую в ремонт, осматривают для уточнения масштабов повреждения, а также определения способа ремонта и необходимых для этого материалов и оборудования. Выясняют возможность повторного использования обмоточного провода и изоляционных деталей поврежденной обмотки. Поскольку в электроустановках имеются современные устройства релейной защиты и автоматики, полное разрушение обмоток происходит очень редко, так как трансформатор, как правило, отключается защитой на стадии возникновения повреждения, когда из-за электрического пробоя оказывается поврежденной только изоляция витков обмоточного провода, а не сам провод.
Снятый с обмотки провод после восстановления его изоляции переизолировкой можно использовать повторно и при поступлении в ремонт обмоток с признаками сильного износа (старения) их изоляции вследствие продолжительной работы в условиях частых и длительных перегревов. При правильном выполнении операции переизолировки старый обмоточный провод по своим качествам будет равноценен новому.
Трансформаторы поступают в ремонт с различными повреждениями. В одних трансформаторах оказывается поврежденной только изоляция обмоток, в других бывают повреждены (оплавлены) и обмоточные провода. При аварии, вызвавшей даже частичное выгорание проводов обмотки, резко ухудшается изоляция и у неповрежденной ее части. Обмотки с небольшим участком выгоревших проводов и изоляции ремонтируют в ряде случаев только частичной перемоткой. Однако такой ремонт связан с трудностью удаления поврежденной части обмотки и намотки новых секций (при этом нарушается целостность изоляции неповрежденной части ремонтируемой обмотки).
Эксплуатация трансформаторов с частично перемотанными обмотками показала, что продолжительность их работы в 2...3 раза короче, чем у трансформаторов с полностью перемотанными обмотками. Поэтому при необходимости ремонта частично поврежденных обмоток в каждом случае целесообразно решать вопрос о возможности замены их вновь намотанными обмотками.
Намотка новой обмотки. Намотку (изготовление) новой обмотки выполняют по образцу поврежденной или же пользуясь расчетной запиской и чертежами обмотки. Новую обмотку наматывают на намоточных станках, выбор которых зависит от размеров и конструкции обмотки.
Перед началом намотки обмоток, используя чертежи, дефектовочную, маршрутную и технологическую карты, следует заготовить необходимые изоляционные и проводниковые материалы и инвентарные приспособления, а также рабочие и материальные инструменты, подготовить шаблон, соответствующий размерам будущей обмотки, а также проверить исправность намоточного станка. Провода обмотки обычно наматывают на бумажно-бакелитовый цилиндр; кабельную и телефонную бумагу чаще всего используют в качестве межслоевой изоляции, картон — в виде прокладок и штампованных или клееных изоляционных деталей, а изоляционные конструкции — как уравнительную и ярмовую изоляцию.
Сушка и прессовка обмотки. Вновь изготовленную обмотку сушат, для чего предварительно стягивают (запрессовывают) в специальных плитах, иначе она может рассыпаться при транспортировании к месту выполнения очередных технологических операций — 1 сушки и подпрессовки. Обмотки стягивают с помощью круглых I стальных плит с отверстиями и стяжных шпилек. Для выполнения стяжки устанавливают плиты на торцах обмотки, продевают в отверстая плит стяжные шпильки и, равномерно навертывая гайки, стягивают на шпильках обмотку настолько сильно, чтобы она не рассыпалась при перемещении к месту выполнения следующей операции — сушки.
Сушка — важная операция, повышающая качество обмоток и продлевающая продолжительность их работы. Она необходима для удаления влаги, наличие которой в бумажной изоляции резко снижает электрическую прочность и срок ее службы. Обмотки на напряжение до 35 кВ сушат при температуре, не превышающей 105 °С, в обычных сушильных камерах, оборудованных вытяжной вентиляцией и электрическим или паровым подогревом. Сушку обмоток напряжением 35 кВ и выше проводят в вакуум-сушильных камерах. Преимущество этого вида сушки состоит в том, что после прогрева обмотки создается (благодаря вакууму в камере) разность давлений между внутренними наружными слоями изоляции, способствующая интенсивному выходу влаги на поверхность и ее быстрому испарению.
После сушки и прессовки обмотку отделывают: проверяют ее размеры, устраняют (с помощью клиньев) наклон катушек, обрезают выступающие части реек и клиньев, изолируют поврежденные участки изоляции, подбивают выступающие переходы проводов, направляют смещенные полосы изоляции под переходами, выявляют и устраняют другие дефекты обмотки, появившиеся в процессе намотки, сушки или прессовки.
По окончании намотки, сушки и прессовки готовую обмотку подвергают различным проверкам и испытаниям с целью контроля качества и определения правильности выполнения операций по ее изготовлению. Готовую обмотку отправляют в отделение сборки или устанавливают в специальной раме, предотвращающей ее деформацию, и отправляют на хранение в сухое и отапливаемое помещение.
РЕМОНТ МАГНИТОПРОВОДА
Магнитопроводы, поступающие в ремонт, нуждаются преимущественно в частичном ремонте, реже — в ремонте с полной разборкой и перешихтовкой активной стали. При частичном ремонте магнитопровода не требуется его полная разборка.
Частичный ремонт выполняют при незначительных повреждениях активной стали или отдельных деталей магнитопровода, например при местных замыканиях и небольших оплавлениях листов активной стали, повреждениях изоляционных деталей, ослаблении крепления ярмовых балок, забоинах и т. д.
При прогаре и оплавлении активной стали очаги расчищают, снимая образовавшиеся наплывы металла. После этого частично распрессовывают пластины магнитопровода на этом участке, отделяют сварившиеся кромками пластины друг от друга, снимают заусеницы с кромки пластин и, очистив участок от остатков старой изоляции и металлических опилок, изолируют пластины, прокладывая между ними листы телефонной или кабельной бумаги.
При забоинах в стержнях активной стали магнитопровода пластины такого стержня распрессовывают (ослабляют прессовку стержня, отворачивая на несколько оборотов гайку прессующей шпильки), а затем с помощью деревянных клиньев разводят пластины и после выпрямления плоскогубцами загнутых кромок пластин прокладывают между ними листы изоляции из кабельной или телефонной бумаги и с помощью прессующей шпильки вновь I спрессовывают стержень.
Нередко в ремонтируемых магнитопроводах полностью повреждены бумажно-бакелитовые трубки, изолирующие стяжные шпильки от активной стали. Если нет бумажно-бакелитовых трубок требуемых размеров, что часто случается при ремонте трансформаторов старых конструкций, изготавливают новые трубки из кабельной бумаги или электрокартона.
Ремонт с полной разборкой и перешихтовкой выполняют при таком тяжелом повреждении, как «пожар стали», при котором может выйти из строя значительная часть пластин активной стали магнитопровода и изоляционных деталей. Ремонт магнитопровода с поврежденными пластинами активной стали состоит из следующих основных работ: подготовки к ремонту, разборки магнитопровода, очистки и изоляции пластин и др.
Подготовка к ремонту. В объем работ по подготовке к ремонту входят: подготовка рабочей площадки (освещение рабочего места, расстановка необходимого инвентаря и вспомогательного оборудования, удобная для работы раскладка инструмента и материалов, обеспечение средствами безопасности труда и оказание первой медицинской помощи и др.); подбор инструментов и приспособлений, заготовка основных и вспомогательных материалов; проверка обеспечения работ оборудованием и необходимой оснасткой.
Снятые с магнитопровода пластины сортируют: исправные связывают пакетами и укладывают на одни переносные лотки, а повреждённые, требующие восстановления изоляции, — на другие лотки. Непригодные пластины (оплавление с изломами и прожогами) отбраковывают. Пластины с поврежденной межлистовой
изоляцией, снятые с магнитопровода, ремонтируют, очищая от старой изоляции и покрывая новой.
Очистка и изоляция пластин. Листы стали (пластин) магнитопровода очищают от старой изоляции механическим и химическим способами, а также отжигом и отпариванием в горячей воде. Способ очистки зависит от вида поврежденной изоляции.
Механический способ используют для очистки пластин горячекатаной стали обычно на станках с вращающимися стальными кардолентными щетками. При этом пластины устанавливают по отношению к щеткам под углом 45°.
Удаление изоляции механическим путем стальными щетками на станке — наиболее распространенный и простой способ, обеспечивающий быструю очистку стали. Однако в результате ударов стальных проволок по листу при вращении кардолентных щеток происходит нагартовка стали, а кроме того, шлифовка поверхности пластин, из-за чего дополнительно увеличиваются потери в стали. Поэтому ряд ремонтных предприятий использует химический способ очистки пластин от изоляции.
Химический способ очистки позволяет легко удалять с пластин лаковую и бумажную изоляцию. При удалении лаковой изоляции пластины погружают в специальную ванну с 20%-ным раствором едкого натра (каустической соды) или 25%-ным раствором тринатрийфосфата и выдерживают в растворе в течение 15...20 мин, затем вынимают, промывают проточной горячей (90...95 °С) водой и, разложив на деревянных решетках или стеллажах, сушат. Для химической очистки листов стали применяют следующее оборудование и несложные приспособления: подъемное устройство, необходимое для выгрузки из нее пластин стали; две ванны с крышками; решетки или стеллажи для сушки очищенных и промытых пластин.
Способ отжига в специальных термических печах при 350...500°С также используют для очистки пластин. Этим способом можно очищать пластины, покрытые тонкими листами бумаги, применявшейся в магнитопроводах трансформаторов старых конструкций в качестве межлистовой изоляции, а также с лаковой изоляцией. Однако в настоящее время такой способ редко применяют из-за резкого снижения магнитной проницаемости и увеличения потерь в стали вследствие образования окалины на поверхности пластин и изменения структуры стали. Другой причиной отказа от очистки пластин способом отжига является борьба за чистоту окружающей среды, желание не загрязнять атмосферу продуктами сгорания бумаги и лака.
Наиболее простой способ удаления бумажной изоляции с пластин—отпаривание в воде, нагретой до 9О...1ОО°С. Для ускорения процесса отслоения оклеечной бумаги от металла добавляют в воду слабый раствор едкого натра, процентное содержание которого (обычно 4...6 %) определяют опытным путем.
При добавлении в воду дополнительного раствора едкого натра пластины, вынутые из ванны, следует промыть в теплой проточной воде.
После очистки пластин любым из перечисленных способов необходимо тщательно проверить, не осталась ли на пластинах старая изоляция. Пластины, не имеющие дефектов, изолируют, покрывая с обеих сторон однократно или двукратно пленкой лака и запекая ее. Для этого используют лакировальные станки. На электроремонтных предприятиях применяют около десяти типов ручных и электрифицированных лакировальных станков с одинаковым принципом действия, но отличающихся только конструктивным исполнением отдельных сборочных единиц и деталей. Во всех лакировальных станках, используемых в настоящее время, лак наносится при прохождении листа или пластин стали между двумя встречно вращающимися валиками с маслобензостойким резиновым покрытием, непрерывно смачиваемым изоляционным лаком.
Проверенные и испытанные изолированные пластины на лотках или тележках доставляют к месту сборки магнитопровода. Погрузку, транспортировку и выгрузку пластин необходимо осуществлять с предосторожностью во избежание повреждения самих пластин и их изоляции.
|