Контрольная работа: Ремонт трансформаторов с разборкой активной части

В фильтр-пресс масло нагнетается насосом под давлением (4...6)·10⁵ Па. Повышение давления масла в процессе работы показывает, что фильтровальная бумага засорилась. Для грубой очистки масла служит сетчатый фильтр, размещенный на входном патрубке. Для отбора проб масла на выходном патрубке имеется кран.

Рис. 15

Сушка масла в цеолитовых установках. Для сушки масла применяют цеолитовые установки. Сушка осуществляется путем однократного фильтрования масла через слой молекулярных сит -- искусственных цеолитов типа NaA. Установка (Рис. 16, где / -- вентиль; 2 -- насос; 3 -- электронагреватель масла; 4 -- манометры; 5 -- фильтры; 6 -- адсорберы; 7 -- верхний коллектор; 8 -- кран для спуска воздуха; 9 -- объемный счетчик; 10 -- кран для отбора проб и слива масла; 11 -- нижний коллектор) состоит из трех-четырех параллельно работающих адсорберов 6, содержащих по 50 кг цеолитов каждый. Адсорбер представляет собой полый металлический цилиндр, полностью заполненный цеолитами. Для большей поверхности контакта цеолитов с маслом размер адсорбера подбирают так, чтобы отношение высоты засыпки гранулированных цеолитов к его диаметру было не менее 4:1. В нижней части имеется донышко из металлической сетки, которое служит опорой для молекулярных сит. Верхняя горловина адсорбера закрыта съемной металлической сеткой. Масло через него перекачивается насосом.

Масло подогревается электронагревателем 3 со штуцерами для маслопроводов, манометром 4, термосигнализатором и электронагревательными элементами (типа ТЭН-12). Фильтр 5 установлен на входе в адсорбер и служит для очистки масла от механических примесей. На выходе из адсорбера фильтр служит для задержки гранул и крошек цеолитов, если происходит повреждение металлической сетки в верхней горловине адсорбера.

Рис. 16

Для сушки масла требуется 0,1...0,15% синтетических цеолитов от массы обрабатываемого масла. За цикл фильтрования пробивное напряжение масла повышается с 10...12 кВ до 58...60 кВ. Сушку масла производят при 20...З0°С и скорости фильтрации 1,1...1,3 т/ч. На сушку 50 т масла через установку со 100 кг цеолитов требуется 48 ч. Кислотное число и натровая проба масла после фильтрования остаются без изменений.

Цеолиты жадно поглощают влагу из воздуха, поэтому после окончания работы адсорберы должны оставаться заполненными маслом. Хранят цеолиты во влагонепроницаемой таре. Адсорбционные свойства цеолитов многократно восстанавливаются продувкой адсорбера горячим воздухом (300...400°С, длительность продувки 4...5 ч). Чтобы предохранить цеолиты от увлажнения, после прокаливания их заливают сухим трансформаторным маслом и плотно закрывают крышкой.

Регенерация кислых масел. Основным способом регенерации масел является кислотощелочноземельный. Обработка серной кислотой уплотняет и связывает все нестойкие соединения масла в кислый гудрон. Гудрон удаляют путем отстоя, а остатки серной кислоты и органических кислот нейтрализуют обработкой масла щелочью. Затем масло промывают дистиллированной водой, сушат и для полной нейтрализации обрабатывают отбеливающей землей. После окончательного фильтрования получают восстановленное масло.

Для неглубокой регенерации масла применяют силикагель. Достоинством силикагеля является возможность его многократного использования. Для восстановления свойств его прокаливают при 300...500°С. В нестационарных условиях силикагелем регенерируют слабоокисленные масла, не требующие глубокой химической очистки. Для этого масло многократно прогоняют через адсорбер -- бачок, наполненный просушенным силикагелем. Циркуляцию масла осуществляют при помощи насоса центрифуги или фильтр-пресса, который включают на выходной части адсорбера. Масло при регенерации подогревают.

Дегазация трансформаторного масла. Присутствие в масле кислорода вызывает его окисление и ухудшает диэлектрические свойства, связанные с возникновением электрических разрядов и ионизации под действием электрического поля. При атмосферном давлении масло содержит 10% воздуха (по объему), причем растворимость воздуха растет с повышением температуры масла. В атмосферном воздухе содержится 78% азота и 21% кислорода, а в воздухе, растворенном в масле, -- 69,8% азота и 30,2% кислорода. Содержание воздуха определяется в лаборатории при помощи специального прибора. Перед дегазацией масло осушают до влагосодержания не более 0,001% (10 г воды на 1 м³ масла).

Для дегазации и вакуумирования масла имеются дегазационные установки. Дегазатор состоит из двух металлических баков, заполненных кольцами Рашига, которые служат для увеличения поверхности растекания масла. На крышках баков имеются распылители. Масло, проходя через распылители, равномерно распределяется по всему объему баков. Вакуум в баках создается вакуумным насосом типа ВН-6. Стекая тонкими слоями по поверхности колец, масло дегазируется до содержания газа 0,04% (по объему). Из дегазатора масло поступает в бак трансформатора, находящийся под таким же вакуумом, как и дегазатор.

Трансформатор заполняется маслом до высоты 150...200 мм от крышки. Свободное пространство заполняется сухим азотом. Подпитку азотом производят по мере его растворения в масле до полного насыщения масла.

6. Нормы и испытания трансформаторов после капитального ремонта

Объем и нормы испытаний. Целью испытания трансформатора является проверка качества ремонтных работ, отсутствия дефектов, характеристик трансформатора на соответствие требованиям стандартов. В программу приемо-сдаточных испытаний входят:

-- проверка коэффициента трансформации и группы соединения обмоток;

-- испытание пробы масла или жидкого негорючего диэлектрика из бака трансформатора (для определения пробивного напряжения и тангенса угла диэлектрических потерь);

-- испытание изоляции напряжением промышленной частоты, приложенным от внешнего источника;

-- испытание изоляции напряжением повышенной частоты, индуцированным в самом трансформаторе;

-- проверка потерь и тока холостого хода;

-- проверка потерь и напряжения короткого замыкания;

-- испытания прочности бака;

-- испытания на трансформаторе устройства переключения от ветвлений.

Измерения сопротивления изоляции обмоток. Определение коэффициента абсорбции, измерение tgд изоляции и емкостных характеристик проводят после замены обмоток. Проверка коэффициента трансформации на всех ступенях переключения напряжения и группы соединения обмоток. Испытание главной изоляции (вместе с вводами) обязательно после замены обмоток.

После замены обмоток измеряют потери и ток холостого хода, а также напряжение и потери короткого замыкания при номинальном токе. Допускается превышение заводских значений тока холостого хода на 30%; потерь -- на 15%. Допустимые отклонения параметров короткого замыкания -- не более 10%.

Проверка работы переключающего устройства и испытания пробы масла из бака для измерения электрической прочности являются обязательными после любого ремонта.

Проверка индикаторного силикагеля воздухоосушителя производится после текущего ремонта, а испытание трансформатора включением толчком на номинальное напряжение (3...5-кратное включение) -- после капитального ремонта.

Испытание трансформаторного масла.

Масло подвергают испытанию на электрическую прочность (на пробой), на диэлектрические потери и химический анализ.

Испытание масла на пробой производят в специальном аппарате (Рис. 17, где а -- стандартный разрядник; б -- внешний вид; 1 -- фарфоровый сосуд; 2 -- плоский электрод; 3 -- токоведущий стержень; 4 -- рукоятка регулировочного трансформатора; 5 -- киловольтметр; 6 -- отверстие с крышкой для разрядника; 7 -- сигнальная лампа; 8 -- кабель для включения в сеть; 9 -- рукоятка автомата включения; 10 -- клемма заземления). В стеклянную посуду вместимостью 0,5 л отбирают пробу масла из нижнего крана в баке трансформатора. Затем масло заливают в разрядник маслопробойного аппарата (фарфоровый сосуд 1), в который вмонтированы два плоских электрода 2 и латунные токоведущие стержни 3. К ним подводится высокое напряжение от повышающего регулировочного трансформатора.

Чтобы удалить из масла воздушные включения, перед пробоем ему дают отстояться в разряднике 20 мин. Затем при помощи кабеля 8 с вилкой и рукоятки 9 маслопробойный аппарат включают в сеть переменного тока. Движением рукоятки 4 повышают напряжение на электродах до пробоя, наблюдают за стрелкой киловольтметра 5, показывающего напряжение пробоя.

Рис. 17

Делают шесть пробоев с интервалами 10 мин. Первый пробой не учитывают. Среднее арифметическое принимают за пробивное напряжение масла. Пробивное напряжение должно соответствовать нормам (табл. 1), которые зависят от номинального напряжения трансформатора и вида масла.

Таблица 1

Отбирать пробы масла из трансформаторов нужно летом в сухую погоду, зимой -- в морозную. Не следует вскрывать посуду, пока масло не нагреется до комнатной температуры, иначе в посуде произойдет конденсация паров, что снизит электрическую прочность масла. Пробу отбирают очень тщательно, сливают 2...3 л масла и несколько раз ополаскивают ее. Заполненную посуду плотно закрывают притертой пробкой.

Испытание трансформаторного масла на диэлектрические потери заключается в определении tgд. Для эксплуатационного масла tgд должен быть не более 1% при 20°С и не более 7% при 70°С, для свежего сухого масла при 20°С -- 0,2...0,4%, при 70°С -- 1,5...2,5%.

Химический анализ масла. Изменение той или иной характеристики масла свидетельствует о техническом состоянии трансформатора. Например, повышение кислотного числа, окисление или снижение температуры вспышки паров масла свидетельствует о его разложении в результате местного перегрева внутри трансформатора.

Химический анализ бывает полный и сокращенный. При ремонтах делают сокращенный анализ масла, в который входят: определение кислотного числа, температуры вспышки паров, реакции водной вытяжки, содержания взвешенного угля и механических примесей; проверка прозрачности масла. Стандартом не допускается присутствие в масле механических примесей, водорастворимых кислот и щелочей.

Кислотное число показывает, какое количество миллиграммов едкого калия необходимо для нейтрализации кислот, содержащихся в 1 г масла при его подкислении. Для свежего сухого масла кислотное число составляет ?0,05, для эксплуатационного -- ?0,25. Температура вспышки паров масла ?135°С. Допускается ее снижение не более чем на 5°С от первоначальной. При полном химическом анализе масла производят, кроме того, проверку вязкости, стабильности, плотности, температуры застывания и др. Масло трансформаторов с азотной или пленочной защитой проверяют на влагосодержание и газосодержание. Влагосодержание по объему должно быть не более 0,001%, газосодержание -- 0,1%.

Испытание электрической прочности изоляции состоит из:

· определения пробивного напряжения масла или другого жидкого диэлектрика, которым заполнен трансформатор;

· измерения сопротивления изоляции обмоток;

· испытания внутренней изоляции напряжением промышленной частоты, приложенным от внешнего источника (в течение одной минуты);

· испытания повышенным напряжением, индуктированным в самом трансформаторе.

Испытательные напряжения превышают номинальные и зависят от условий эксплуатации. Трансформаторы, предназначенные для эксплуатации в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений при обычных мерах грозозащиты, испытываются по нормам для нормальной изоляции, а трансформаторы, предназначенные для эксплуатации в электроустановках, не подверженных воздействию грозовых перенапряжений, или при специальных мерах грозозащиты -- по нормам для облегченной изоляции.

При испытании изоляции напряжением промышленной частоты проверяется электрическая прочность главной изоляции (каждой обмотки по отношению к другим обмоткам, включая отводы, а также по отношению к баку).

Испытывают поочередно изоляцию каждой обмотки. Испытания проводят по схеме Рис. 18 (где 1 -- регулировочный трансформатор; 2 -- вольтметр; 3 -- амперметр; 4 -- испытательный трансформатор). При этом испытательное напряжение прикладывается между испытываемой обмоткой, замкнутой накоротко, и заземленным баком. Все остальные вводы других обмоток соединяют между собой и заземляют вместе с баком и магнитной системой. Напряжение к первичной обмотке повышающего трансформатора подводят от генератора переменного тока с регулируемым возбуждением или от регулировочного автотрансформатора. Испытательное напряжение поднимают плавно и выдерживают в течение 1 мин.