КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ТРАНСФОРМАТОРОВ
С РАЗБОРКОЙ АКТИВНОЙ ЧАСТИ
При капитальном ремонте с разборкой активной части документацию ведут по особо ответственным операциям. Например, для трансформаторов I —IV габаритов такой операцией является сушка активной части, в процессе которой ведут протокол (журнал) сушки. После капитального ремонта выполняют полный комплекс приемо-сдаточных испытаний, по которым составляют протокол испытаний, являющийся основным документом отремонтированного трансформатора.
Диагностика состояния и дефектация
Трансформатора
Опыт многолетней эксплуатации трансформаторов позволяет в определенной мере классифицировать типичные виды повреждений, их признаки, возможные причины и способы выявления. Для примера рассмотрим некоторые из повреждений.
Магнитопровод. При наличии дефекта в межлистовой изоляции возможны перегревы, вызываемые вихревыми токами или токами в короткозамкнутых контурах, образованных в результате нарушения изоляции массивных деталей остова от активной стали.В ряде случаев возможна конденсация влаги на поверхности масла. Попадая на верхнее ярмо, влага проникает между пластинами активной стали в виде водомасляной эмульсии, разрушает межлистовую изоляцию, вызывая коррозию стали.
Под воздействием указанных причин ухудшается состояние масла (понижается температура вспышки, повышается кислотность), увеличиваются потери холостого хода. Для выявления повреждений такого вида рекомендуется произвести внешний осмотр при вынутой активной части трансформатора, провести анализ масла, проверить измерениями изоляцию стальных деталей остова от активной стали и т.д.
Обмотки. Наиболее характерным видом повреждений в обмотках является витковое замыкание. Причиной его может быть разрушение изоляции из-за старения вследствие естественного износа или длительных перегрузок при недостаточном охлаждении. Нарушение изоляции витков может произойти, например, вследствие механических повреждений при коротких замыканиях.
Признаками повреждения являются работа газовой защиты, ненормальный нагрев, разные сопротивления фаз постоянному току и т. д. Выявление места повреждения также возможно при внешнем осмотре активной части, с помощью измерения сопротивления обмоток постоянному току, а также специальных измерений.
На трансформаторах мощностью от 1000 кВ-А устанавливается газовое реле, являющееся элементом защиты трансформатора, устанавливаемым непосредственно на трансформаторе. При повреждениях внутри трансформатора происходит выделение газов, в результате которого происходит срабатывание реле. О причинах действия газовой защиты и характере повреждения можно судить на основании анализа скопившегося в реле газа, определяя его количество, горючесть, цвет и химический состав. Контроль за работой газовой защиты, анализ ее позволяют выявить повреждения на ранней стадии их возникновения и в ряде случаев оперативно устранить определенные неполадки в работе трансформатора.
В связи с разработкой и установкой трансформаторов высокого класса напряжения и больших мощностей предъявляются повышенные требования к их эксплуатационной надежности, качеству и методам профилактического контроля состояния изоляции трансформаторов в процессе эксплуатации.
Описанные методы контроля состояния изоляции трансформаторов не позволяют обнаруживать частичные повреждения изоляции в начальной стадии их развития и не указывают на предполагаемый характер и степень имеющегося повреждения. Поэтому одним из наиболее перспективных направлений в исследовании повреждений работающих трансформаторов является периодический анализ содержания растворенных в масле газов, определяемых хроматографическим методом.
Прием трансформаторов в ремонт. Не все вышедшие из строя трансформаторы подвергаются ремонту. Не ремонтируют трансформаторы с магнитной системой из горячекатаной стали, оклеенной бумагой (из-за повышенных потерь холостого хода), с практически полностью вышедшей из строя магнитной системой (оплавление пластин, «пожар в стали»), а также со значительным повреждением баков, так как для большого по объему ремонта баков необходимо специальное оборудование, которым нецелесообразно оснащать электроремонтное предприятие.
При сдаче трансформатора в ремонт заказчик составляет наряд-заказ, в котором указывает область применения трансформатора; условия, в которых он эксплуатировался (характер нагрузок, наличие толчков и перегрузок, загрязненность воздуха и т.п.); специальные требования; дефекты и неисправности, имевшие место при эксплуатации (течь масла; повышенные температура масла, потери и т.д.); виды и сроки ремонтов, которым подвергался трансформатор, с указанием выполнявшей ремонт организации.
Представители ремонтного предприятия знакомятся с технической и эксплуатационной документацией трансформатора (паспортом, актами об авариях, журналом ремонтов, протоколами испытаний и т. п.), осматривают, проводят дефектацию трансформатора и все сведения заносят в соответствующие разделы «Ведомости осмотра и дефектации», после чего окончательно определяют требуемый объем ремонта. При ремонте с заменой обмоток оформляется заказ на новые обмотки на предприятии-изготовителе, если ремонтное предприятие новые обмотки не изготовляет.
При осмотре активной части трансформатора, ее отдельных элементов и деталей измеряют магнитную систему, обмотки, изоляционные расстояния и т. д. и составляют карту обмеров, в которой фиксируются также результаты промежуточных испытаний в процессе ремонта отдельных узлов трансформатора.
При сдаче отремонтированного трансформатора заказчику составляют приемо-сдаточный акт, в котором перечисляются все выполненные работы и даются рекомендации по использованию трансформатора в части специальных требований (параллельной работы, несимметричных режимов и др.).
Дефектация в собранном виде. В объем капитального ремонта входят полная или частичная замена обмоток и главной изоляции, ремонт магнитной системы с полной или частичной переизолировкой пластин, реконструкция или замена отдельных устройств, системы охлаждения, устройств переключения ответвлений и т. п. При капитальном ремонте приходится разбирать активную часть трансформатора. До ее разборки трансформатор демонтируют в последовательности, описанной в гл. 11.
После расшихтовки верхнего ярма снимают обмотки и изоляцию. При необходимости переизолировки пластин магнитную систему разбирают. Полностью разобрав трансформатор, производят дефектацию его частей, ремонтируют узлы и детали или заменяют их новыми и затем производят сборку. При ремонтах с расшихтовкой верхнего ярма обязательными являются сушка активной части и очистка трансформаторного масла.
Каждый трансформатор, принятый в ремонт, имеет ремонтный номер; при разборке маркируют все части, вновь устанавливаемые на трансформатор после ремонта. До разборки устанавливается комплектность трансформатора; на все недостающие части составляют отдельный список, который прикладывают к ведомости осмотра и дефектации.
Для выявления течей масла осматривают бак, отмечая места протечек мелом. Определяют состояние вводов. К дефектации в собранном виде относятся и предварительные электрические испытания, необходимые для определения наличия повреждений и их характера: отбор пробы масла для испытания его электрической прочности и сокращенного химического анализа; измерение характеристик изоляции.
При разборке трансформатора каждый узел или деталь, демонтированные с него, дефектируют и сразу определяют объем ремонтных работ, который необходимо выполнить для их последующей установки на трансформатор.
Последовательность работ и технологические операции с момента выемки активной части из бака (для трансформаторов II —Ш габаритов). При осмотре активной части определяют состояние изоляции обмоток и отводов, качество прессовки обмоток, отсутствие деформаций и других повреждений обмоток. Бумажную изоляцию проверяют на отсутствие повреждений и определяют ее механическую прочность, условно разделяя на эластичную (1-й класс прочности, при сгибе вдвое не ломается), твердую (2-й класс прочности, при сгибе вдвое образуются трещины), хрупкую (3-й класс прочности, при сгибе вдвое изоляция ломается) и ветхую (4-й класс прочности, при сгибе до прямого угла изоляция ломается). Определяют также состояние главной изоляции, отсутствие деформаций обмоток и смещения витков. В зависимости от конструкции и причин возникновения дефектов может ставиться вопрос о полном изменении конструкции обмоток и главной изоляции.
Осматривают и фиксируют в ведомости дефектов состояние отводов, переключателя ответвлений, контактов и паек, стяжных шпилек и их изоляции, исправность заземления магнитопровода, отсутствие короткозамкнутого контура в магнитной системе и выполнение условий, исключающих его образование. Если активная часть подлежит разборке, то перед демонтажем отводов выполняют эскиз их размещения и крепления планками.
По результатам дефектации активной части окончательно устанавливают объем ремонта трансформатора. При хорошем состоянии обмоток и магнитопровода активную часть ремонтируют в объеме, рассмотренном в гл. 11; при необходимости (по состоянию изоляции) активная часть может подвергаться сушке.
Рис. 12.1. Эскиз активной части трансформатора
При осмотре активной части определяют основные размеры магнитной системы, измеряя длину ярма и ширину средней ступени стержня, высоту окна (как расстояние между внутренними плоскостями верхнего и нижнего ярем в свету), а также ширину и толщину пакетов и охлаждающих каналов между ними. Во избежание ошибок при измерениях все замеры необходимо сопоставлять с общими размерами магнитной системы. По результатам замеров расстояния между стержнями С, высоты окна Н, диаметра стержня d и высоты ярма составляют эскиз магнитной системы.
Если объем ремонта требует полной дефектации, определяют размеры обмоток l, a1, a2 и их частей, отдельные изоляционные расстояния а01, а12, l0, размеры изоляционных цилиндров, число витков в отдельных катушках, конструкцию и состояние внутренних обмоток, а также конструкцию и состояние всей внутренней изоляции (от обмотки до стержня и между обмотками) (рис. 12.1).
Весьма ответственными данными при дефектировке являются размеры провода, а также число витков в обмотках. При отсутствии технического паспорта на трансформатор число витков в обмотке фазы можно определить при помощи контрольной обмотки, намотанной на изоляционный цилиндр из мягкого электрокартона поверх комплекта обмоток трансформатора. Для исключения ошибок при дефектации производятся расчетная проверка и сопоставление полученных данных.