Капитальный ремонт трансформаторов - Разборка и ремонт остова и его магнитной системы

1. Капитальный ремонт трансформаторов
2. Разборка и ремонт остова и его магнитной системы
3. Ремонт обмоток и главной изоляции
4. Установка обмоток на стержни остова. Шихтовка. Прессовка обмоток и ярма
5. Пайка, сварка, изолировка и крепление отводов
6. Безвакуумная сушка активных частей и сборка трансформаторов после сушки
7. Термовакуумная обработка активных частей трансформаторов
8. Отделка активной части после термовакуумной обработки и установка ее в бак
9. Установка маслонаполненных вводов класса напряжения 110 кВ
10. Сборка системы охлаждения типа Д
11. Прогрев и подсушка трансформаторов
12. Восстановление трансформаторного масла
13. Особенности ремонта сухих воздушных трансформаторов

Если капитальный ремонт трансформатора вызван повреждением обмоток и предварительными испытаниями и осмотром при расшихтовке верхнего ярма установлено, что остов и его магнитная система исправны, то после съема обмоток и изоляции его очищают от загрязнений салфетками, смоченными в растворителе, проверяют качество и механическую прочность изоляции пластин магнитной системы, изоляцию между ярмовыми балками и пластинами магнитной системы. Пластины с лаковым покрытием не должны слипаться, а пленка не должна отделяться от них при механическом воздействии неострым предметом. Мегаомметром измеряют сопротивление изоляции стяжных шпилек нижнего ярма и стержней; часть из них на выборку вынимают и осматривают. Если на шпильках и пластинах нет признаков перегрева и спекания, изоляция пластин и шпилек механически прочна, отверстия в стержнях и ярмах чистые, магнитную систему считают пригодной для дальнейшей работы и сборки. В случае обнаружения небольших дефектов в изоляции пластин их устраняют, не производя полной разборки. Если в результате осмотра и измерений выявились неисправности магнитной системы, верхнее ярмо зашихтовывают, запрессовывают до нормального состояния ярмовыми балками и подвергают остов электрическим и тепловым испытаниям. При положительных результатах испытаний считают, что остов готов к сборке активной части, в противном случае его .полностью разбирают и ремонтируют.

Ремонт магнитной системы в основном заключается в частичной или полной переизолировке ее пластин. Лаковая изоляция пластин работает достаточно долго и надежно. Исключение составляют случаи низкого качества лаковой пленки, износ бумажной изоляции пластин трансформаторов старых выпусков, повреждение пластин электрической дугой или проходящими через них токами, вызванными аварийным повреждением трансформатора.

Рис. 5. Образование контуров в активной стали: а — при нарушении изоляции стяжной шпильки, б — при повреждении кромок

пластин

При этом пластины оплавляются дугой и в отдельных точках прожигаются.

Пластины подвергают переизолировке и ремонту при их выгорании и сваривании в результате образования контура в магнитной системе и стальных деталях остова.

Примером образования контура может служить повреждение изоляции стяжной шпильки 1 (рис. 5, а) в местах ее прохождения через ярмовую балку 2. При этом образуется короткозамкнутый виток (шпилька — ярмовая балка — подъемная шпилька 3 — крышка 4 — вторая подъемная шпилька — вторая ярмовая балка — шпилька). Указанный контур сцеплен с магнитным потоком верхней половины ярма 5.

В результате протекания по контуру значительного тока в местах повреждения изоляции возникают очаги нагрева, приводящие к выгоранию изоляции и стали. Контуры могут образовываться также по поверхности ярма и отверстий (рис. 5, б), если пластины имеют заусенцы, завалы кромок, изломы и изгибы краев. Иногда сталь повреждается электрической дугой при коротких замыканиях в обмотках.

В большинстве случаев ограничиваются переизолировкой только пластин верхнего ярма. Следует иметь в виду, что каждая перештихтовка приводит к увеличению потерь в стали на 5—10%, поэтому стараются устранять повреждение, перешихтовывая магнитную систему по возможности частично.

Если требуется переизолировка пластин всей магнитной системы, производят следующие основные работы: разбирают весь остов и его магнитную систему, очищают пластины от старой изоляции, изолируют пластины и запекают лаковую пленку, собирают магнитную систему и остов.

В заводских условиях для выполнения этих работ имеются стационарное оборудование и необходимая технологическая оснастка, но при единичных ремонтах на месте установки трансформатора (в условиях эксплуатации) прежде чем приступать к ним, выполняют большой объем подготовительных работ: изготовляют приспособления для разборки и сборки остова и магнитной системы, удаления старой изоляции, лакирования пластин, запекания лаковой пленки и др.

Остовы и их магнитные системы разбирают и собирают в горизонтальном положении. Для этого предварительно зашихтовывают верхнее ярмо и временно стягивают его ярмовыми балками. Остовы трансформаторов III габарита и выше укладывают в горизонтальное положение с помощью специального металлического стенда-кантователя санеобразной формы. Остов устанавливают и закрепляют на стенде и вместе с ним перемещают из вертикального положения в горизонтальное двумя крюками мостового крана. На стенде разбирают остов и его магнитную систему и собирают после устранения повреждения и переизолировки пластин. Остовы трансформаторов меньших габаритов укладывать в горизонтальное положение допускается без помощи кантователя. Для этого к большому крюку стропят верхние ярмовые балки остова, к малому — нижние. Вначале поднимают остов большим крюком до момента, когда он окажется навесу, а затем малым до момента принятия остовом горизонтального положения. После этого его укладывают на разборочно-сборочный стол.

До разборки магнитной системы снимают эскиз, на котором указывают высоту окна, расстояние между осями стержней, толщину пакетов, места расположения заземляющих шинок, каналов, изоляционных деталей. Затем при шпилечной стяжке равномерно ослабляют, а потом полностью отвинчивают гайки стяжных шпилек ярм и стержней. Снимают верхнюю и нижнюю ярмовые балки и их изоляцию. Распрессовку стержней ведут от середины в обе стороны. Извлекают из отверстий шпильки, отбраковывают их и укладывают в отведенное на стеллаже место.

В бесшпилечной конструкции для снятия бандажей стержни предварительно сжимают струбцинами, затем осторожно разрезают бандажи и снимают их. Далее по всему контуру магнитной системы в порядке шихтовки разбирают пластины и, сортируя их по ширине и пакетам, укладывают на переносные стеллажи. Для правильной укладки пластин при последующей сборке перед расшихтовкой снимают эскиз расположения двух последних позиций — схему шихтовки.

В процессе разборки пластины, имеющие изломы, выгорания и спекания, откладывают в сторону. После полной разборки с ярмовых балок со стороны, оказавшейся внизу, удаляют изоляционные прокладки и приступают к ремонту поврежденных пластин и подготовке их к переизолировке.

Если количество поврежденных пластин незначительно, их ремонтируют, если больше, заменяют новыми. Поврежденные пластины очищают стальной щеткой от продуктов разложения масла, обгоревшие края аккуратно обрезают ножницами, тщательно снимают заусенцы и опиливают острые кромки напильником. Если общее состояние изоляции пластин хорошее, поврежденную изоляцию восстанавливают только в местах выгорания лаковой пленки, нанося жесткой кистью или пульверизатором тонкий слой маслостойкой эмали. Если требуется переизолировка всех пластин, удаляют с них старую изоляцию химическим способом, обжигом или отпариванием в горячей воде, в зависимости от вида изоляции и условий ремонта.

Обжиг применяют чаще всего для удаления бумажной изоляции. Его выполняют на конвейере с электрическим нагревом или в специальной термической печи при 300—450°С. Химическим способом в основном удаляют лаковую и стеклянную изоляцию. Для этого пластины погружают в специальную ванну, заполненную 18—20%-ным раствором едкого натра или 25%-ным раствором тринатрийфосфата. Для ускорения процесса удаления изоляции раствор подогревают до 90—95°С и перемешивают. После 15—20-минутного пребывания пластин в растворе их вынимают, тщательно промывают горячей водой и сразу же сушат во избежание появления ржавчины.

Рис. 6. Приспособление для покрытия пластин лаком:

1 — желобок для стекания излишков лака, 2, 4 — обрезиненные валки, 3 — пластина, 5 — ванночка с лаком, 6 — лак

После удаления старой изоляции пластины покрывают лаковой пленкой и запекают. В заводских условиях изолирование пластин механизировано. Лакирование небольшой партии пластин при единичном ремонте выполняют на приспособлении, состоящем из пары вулканизированных (обрезиненных) валков с приводом от электродвигателя с редуктором (рис. 6). Запекают лаковую пленку в сушильной печи: пластины подвешивают на крючках к металлической стойке и помещают в печь с вытяжной вентиляцией. Пластины после запекания пленки должны иметь гладкую поверхность, без подтеков и отлипаний, цвет от коричневого до темнокоричневого, толщину пленки — в пределах заданной. В процессе запекания пленки периодически проверяют ее толщину и электрическое сопротивление изоляции пластин на специальном приспособлении.

Рис. 7. Стенд для сборки плоской магнитной системы

После восстановления изоляции остов и его магнитную систему собирают на том же приспособлении, на котором разбирали. Магнитные системы трансформаторов мощностью до 100 кВ-А собирают на металлических столах несложной конструкции с уложенными на них плитами, упорами и другими приспособлениями, фиксирующими пластины в требуемом положении; мощностью 100—630 кв-А — на сварных металлических столах, представляющих собой козлы с уложенными на них балками из стального проката, служащими основанием для размещения ярмовых балок и опорами стержней, предотвращающими их от провисания; мощностью 1000—10 000 кВ-А — на стендах (рис. 7). На площадке 1 такого стенда, сваренной из стального проката, уложены закрепляемые болтами 12 балки 2 — по одной на каждый стержень остова; на них установлены и закрепляются башмаками 13 передвижные балки 9, несущие на себе опоры 8 в виде гребенки, предотвращающие провисание стержней. Перед шихтовкой магнитной системы стенд настраивают: передвижные балки 9 устанавливают и закрепляют в таком положении, чтобы при стяжке стержней бандажами между опорами 8 можно было производить предварительную стяжку стержней технологическими (временными) бандажами (цепными или ленточными), а в случае стяжки сквозными шпильками, чтобы между опорами находились отверстия в пластинах, позволяя тем самим свободно вставлять в стержни шпильки и затягивать их гайками. Устанавливают специальные винтовые домкраты 3 и укладывают на них ярмовые балки 4 обычно со стороны НН, а сверху их — электрокартонную изоляцию балок — «мосты» 6. Затем на опорах 8 по осям стержней размещают буковые планки 11, а на них — стальные подъемные пластины 5 (в случае бесшпилечной стяжки) и затем их полосы 10 из электрокартона. Далее домкратами устанавливают ярмовые балки на высоте, при которой горизонтальные плоскости изоляции балок и электрокартонных полос 10 окажутся в одной плоскости, а сами балки займут строго горизонтальное положение и своими отверстиями соединятся в «замок» с шипами подъемных пластин. Обеспечив устойчивое положение ярмовых балок и уложенных деталей, приступают к укладке пластин 7 активной стали.

Магнитные системы более мощных трансформаторов собирают на механизированных стендах-кантователях ганеобразной формы, позволяющих производить сборку и разборку остовов и магнитных систем, их прессовку и стяжку, а также кантовку с помощью мостовых кранов из горизонтального положения в вертикальное и наоборот.

К столу стенда сборки доставляют все изоляционные детали, стяжные шпильки с комплектом изоляции, гаек и шайб, заземляющие шинки и изолированные пластины. Пакеты пластин располагают по обе стороны стола на стеллажах так, чтобы при шихтовке каждый сборщик мог свободно доставать пластину любого размера, не сходя с места и не делая непроизводительных движений.

Остовы трансформаторов мощностью до 400 кВ-А включительно собирает один рабочий, более мощные трансформаторы шихтуют два человека и более. Шихтовку начинают с укладки крайних пластин, предназначенных для перекрытия первых стыков. Затем согласно эскизу, составленному при разборке, набирают первый пакет.

Магнитные системы трансформаторов средней мощности обычно шихтуют в две (иногда в три) пластины. Количество пластин может отличаться и уточняется при разборке. Пластины следует укладывать ровно, без перекосов, выступов и лабегания одной на другую. Неровности подбивают в процессе шихтовки подбойками из фибры и киянкой. Для контроля правильности укладки пластин периодически измеряют рулеткой расстояние по диагонали магнитной системы, а штангенциркулем — толщину пакетов. При укладке второго пакета в пластины ярм закладывают заземляющие шинки.

При шихтовке шпилечных магнитных систем для контроля соосности в отверстия пластин устанавливают металлические оправки, которые в процессе сборки по мере увеличения толщины пакетов периодически вращают. Перекосы и вертикальность оправок проверяют угольником, приставляя его одной стороной к плоскости пластин, а второй к оправке. Сборку магнитной системы заканчивают укладкой крайних угловых пластин, перекрывающих стыки предпоследнего слоя. На магнитную систему стороны ВН укладывают симметрично такие же детали, что и на стороне НН: электрокартонную изоляцию на стержни и ярмовые балки, подъемные пластины, буковые планки и ярмовые балки. При шпилечной стяжке поочередно вынимают оправки и на их место вставляют стяжные шпильки.

До прессовки шпильками или стеклобандажами пластины неплотно прилегают друг к другу. Поэтому магнитную систему предварительно прессуют, устанавливая груз, пресс-балками или стягивая более длинными временными шпильками. После прессовки проверяют толщину стержней и ярм, на стяжные шпильки надевают бумажно-бакелитовые трубки, электрокартонные и стальные шайбы, навинчивают гайки и слегка стягивают магнитную систему. Затем подбивкой устраняют все неровности и, равномерно завинчивая гайки, прессуют пластины до размера, указанного на чертеже. После этого к нижним ярмовым балкам крепят опорные планки.

Собранный остов стропят, ставят в вертикальное положение и устанавливают вертикальные прессующие шпильки так, как они были установлены до разборки. Окончательно подтягивают все стяжные шпильки и мегаомметром измеряют сопротивление изоляции ярмовых балок и шпилек по отношению к магнитной системе.

При отсутствии дефектов остов передают на испытание, при котором проводят опыт холостого хода. Если результаты испытаний удовлетворительные, верхнее ярмо расшихтовевают и приступают к насадке обмоток. Следует указать, что при сборке магнитных систем бесшпилечной конструкции требуется особенно большое внимание и аккуратность, так как пластины не фиксируются оправками и качество их укладки зависит от тщательности выполнения работ. Каждый пакет пластин толщиной 15—20 мм выравнивают киянкой и проверяют шаблоном правильность сборки. После укладки всех пластин в уступы пакетов стержней закладывают изготовленные из бука планки и рейки в том же порядке, в котором они находились до разборки, и временно закрепляют их на стержнях киперной лентой. Затем магнитную систему стягивают временными, обычно цепными или ленточными бандажами: вначале стержни, потом ярма. После стяжки до размеров, указанных на чертеже, и до удельного давления в среднем пакете 0,5—0,6 МПа поочередно снимают временные бандажи и бандажируют стержни стекло-лентой, затягивая ее с усилием 15—18 кН. Под бандажи предварительно подкладывают электрокартонные полосы. Ярма вначале прессуют временными шпильками, пропуская их через отверстия на концах ярмовых балок, затем устанавливают полубандажи, затягивая их гайками, и удаляют временные шпильки. Окончательно собранный и опрессованный остов проверяют: измеряют сопротивление изоляции полубандажей и ярмовых балок относительно активной стали, омическое сопротивление каждого пакета и магнитной системы в целом.

Имеющееся в эксплуатации небольшое количество остовов с металлическими бандажами не обеспечивает надежность стяжки, а также имеет ряд других недостатков, поэтому при ремонте остовов стальные бандажи и сквозные шпильки следует заменять стеклобандажами.