Силові трансформатори. Будова, монтаж, обслуговування (стр. 2 из 4)

Рис.6. Обмотки трансформаторів а) концентричні; б) дискові

За взаємним розміщенням на стержні обмотки трансформаторів можуть бути концентричними та дисковими. У першому випадку обмотки низької напруги НН і високої напруги ВН виконують у вигляді циліндрів і розташовуються на стержні концентрично одна відносно іншої (рис.6, а). Така конструкція прийнята в більшості силових трансформаторів. У другому випадку обмотки ВН и НН виконуються у вигляді невисоких циліндрів з однаковими діаметрами і розташовують на стержні одна над іншою (рис.6, б).

Рис.7. Конструкція концентричних обмоток: а - циліндричні одношарові та двошарові обмотки; б - гвинтові обмотки; в - неперервні обмотки

Для того, щоб всі паралельні проводи мали однакове струмове навантаження, виконують транспозицію (перекладку) цих проводів.

У трансформаторах з масляним охолодженням магнітопровід з обмотками розміщується у баку з трансформаторним маслом (рис.7).

Трансформаторне масло відбирає тепло від обмоток і магнітопровода, які нагрілись внаслідок проходження по них струму. Трансформаторне масло, володіючи більш високою теплопровідністю ніж повітря, через стінки бака 4 і труби радіатора 5 віддає тепло в навколишнє середовище. Наявність трансформаторного масла забезпечує більш надійну роботу високовольтних трансформаторів, оскільки електрична міцність масла набагато більша від повітря. Масляне охолодження інтенсивніше від повітряного, тому габарити та вага масляних трансформаторів менші, ніж сухих трансформаторів такої ж потужності.

Рис.8. Конструкція трансформатора з масляним охолодженням:

1 - магнітопровід; 2\3 - обмотки; 4 - бак; 5 - труби радіатора; 6 - рукоятка перемикача напруги; 7 і 8 - вводи для під'єднання обмоток трансформатора до зовнішнього кола; 9 - розширювальний бачок

У трансформаторах потужністю до 20-30 кВ/А використовують баки з гладкими стінками. Щоб збільшити поверхню потужніших трансформаторів, яка охолоджується, стінки бака виготовляють ребристими або використовують трубчасті баки. Масло нагрівається, піднімається догори, а охолоджуючись, опускається вниз. При цьому масло циркулює в трубах, що сприяє більш швидкому його охолодженню.

Для компенсації об'єму масла при зміні температури, а також для захисту масла від окислення і зволоження при контакті з повітрям в трансформаторах використовують розширювальний бачок 9, що є циліндричною посудиною, яка розміщується над кришкою бака і сполучається з ним трубами. Коливання рівня масла із зміною його температури відбувається не в баку, який завжди заповнений маслом, а в розширювальному бачку, який сполучений через вивід з атмосферою.

Трансформатор має дві або три обмотки, які розміщені на спільному манітопроводі (осерді), що виготовлений з феромагнітного матеріалу (рис.8). Одна з обмоток (первинна w1приєднується до генератора змінного струму, який потрібно перетворити. Струм первинної обмотки створює в магнітопроводі змінний магнітний потік Ф.

Магнітопровід трансформатора виготовляють завжди замкнутим, щоб магнітний потік проходив по осерді і не розсіювався в повітрі. Змінний магнітний потік індукує у вторинній обмотці змінну ЕРС, яка залежить від кількості витків цієї обмотки та швидкості зміни магнітного потоку згідно з законом електромагнітної індукції.

Широко використовуються броньові трансформатори, які мають розгалужений магнітний потік (рис.9 б). У них магнітопровід з середнім більш широким стержнем і двома боковими стержнями меншої ширини нагадують букву Ш, що замикається додатковою пластинкою. Обмотки розміщують на котушці, що натягується на середній стержень. Найчастіше використовують циліндричні обмотки.

Рис.9. Принцип роботи трансформатора

Основні конструкційні вузли трансформаторів зображені на рис.10.

Pиc. 10. Трансформатор трифазний триобмотковий ТДТН - 16000/110 - 80 У1: 1 - бак; 2 - шафа автоматичного керування видуванням; 3 - термосифонний фільтр; 4 - ввід ВН; 5 - ввід НН; 6 - ввід СН; 7 - установка трансформаторів струму 110кВ; 8 - установка трансформаторів струму 35кВ; 9 - ввід 0 ВН; 10 - ввід 0 СН; 11 - розширювач; 12 - маслопокажчик стрілочний; 13 - клапан запобіжників; 14 - привод регулятора напруги; 75 - електродвигун системи охолодження; 16 - радіатор; 17 - каретка з катками.

трансформатор обмотка дефектація ремонт

II. Ремонт трансформаторів

1. Дефектація та розбирання трансформаторів

Дефектацією трансформатора називають комплекс робіт з виявлення характеру і ступеню пошкоджень його окремих частин. Найбільш характерні неполадки трансформаторів і причини їх виникнення наведені у табл.1.

Таблиця 1. Найбільш характерні неполадки силових трансформаторів

Елементитрансформатора		Неполадки	Причини неполадок
Обмотки		Виткове замикання	Природне старіння та знос ізоляції,
систематичне перевантаження трансформаторів,
динамічні зусилля при наскрізних коротких
замиканнях
Перемикачі		Замикання на корпус	Старіння ізоляції або зволоження масла
напруги		(пробій), міжфазне
замикання
Вводи		Обрив кола	Обгоряння виводів, руйнування з'єднань
внаслідок низької якості паяння або зварювання
виводів
Магнітопро-		Відсутність контакту	Порушення регулювання перемикаючого
вод		пристрою
Оплавлення контактної	Термічний вплив на контакт при коротких
поверхні	замиканнях
Бак і		Пробій на корпус	Тріщини в ізоляторах, зниження рівня масла в
арматура		Перекриття між вводами	трансформаторі при одночасному забрудненні
окремих фаз	внутрішньої поверхні ізолятора
Пошкодження ізоляції виводів, що приєднані до
вводів або перемикача
Збільшення струму	Послаблення шихтованого пакета
холостого ходу	магнітопровода
"Пожежа" сталі	Порушення ізоляції між окремими пластинами
сталі або ізоляції стяжних болтів; слабке
пресування пластин, утворення
короткозамкненого контура при пошкодженні
ізоляційних прокладок між ярмом і
магнітопроводом
Витікання масла із	Порушення зварювального шва від
зварювальних швів, кранів	механічних або температурних впливів, погана
і фланцевих з'єднань	пртирка пробки крана, пошкодження
Трансформатор			Трансформатор перевантажений
перегрівається			Ослабла пресовка шихтованого
магнітопровода;
2. Порушене пресування стиків у стиковому
магнітопроводі
Ненормальне гудіння в			1.
трансформаторі			бій між обмоткою або виводами
Потріскування всередині			навантаження внаслідок перегрівання;
трансформатора			2.
Пробій обмоток на корпус,			Виникли перенапруги. Різко погіршилась
між обмотками високої та			якість масла. Знизився рівень масла.
низької напруги або між			Погіршилась якість ізоляції внаслідок її

Послідовність розбирання трансформатора залежить від його конструкції. Під час повного розбирання трансформатора з розширювачем зливають масло до рівня нижчого від ущільнення прокладки кришки трансформатора і знімають розширювач, попередньо від'єднавши його від кришки. Якщо на патрубку, що виходить від розширювача до кришки, встановлено газове реле, розбирання починають з демонтажу реле. Розбирати трансформатор слід обережно.

Кришку з виймальною частиною знімають стропильними захватами та піднімальними механізмами. Припіднявши кришку на 10-15 мм, оглядають положення ущільнювальної прокладки та її зберігають для повторного використання. Тривалість перебування виймальної частини трансформатора поза межами масла не повинна перевищувати 12год при вологій погоді та 16 год при сухій. Починають відлік часу з початку зливання масла з бака трансформатора. Виявлені дефекти фіксують у дефектаційній карті стандартного зразка. При дефектації трансформаторів старих конструкцій з пошкодженими обмотками, відомостей про які може не виявитися, знімають ескізи обмоток і виводів. Для цього використовують різні пристрої, в тому числі дуже прості за конструкцією і зручні у використанні пристрої (шукач, прилад живлення, індикатор).

Рис.11. Прилади для визначення місць виткового замикання в обмотках трансформаторів: а - секційний шукач; б - щільовий шукач; в - секційний прилад живлення; г – індикатор

Прилад живлення виконують у двох варіантах: з П-подібним осердям, аналогічно секційному шукачу, але з більш сильною котушкою і кнопкою у торці для короткочасного вмикання (рис 11, в), або у вигляді стержневої конструкції, довгий стержень з суцільною обмоткою витків по всій довжині.