Причины и виды ремонта

В обеспечении безаварийной длительной работы трансформатора большую роль играет его изоляция. Различают изоляцию маслонаполненного трансформатора внешнюю и внутреннюю.

К внешней относят воздушную изоляцию, находящуюся вне бака, например изоляционное расстояние по воздуху между вводами трансформатора.

Внутренней является изоляция, расположенная внутри бака. Она делится на главную и продольную. К главной изоляции относят детали, изолирующие обмотки друг от друга и от заземленных частей, например электрокартонные (мягкие) и бумажно — бакелитовые (жесткие) цилиндры, масляные каналы и др. Главная изоляция обмотки класса напряжения 35 кВ показана на рис. 2 а, и обмотки 110 кВ на рис. 3 б.

В продольную изоляцию входит изоляция витков обмотки, между ее катушками или дисками, между слоями и элементами емкостной защиты обмотки. В процессе работы трансформатора все элементы его главной и продольной изоляции подвергаются различным воздействиям, снижающим их электрическую прочность и сроки службы.

Наиболее сильное отрицательное воздействие на электрическую прочность изоляции оказывают химические процессы, происходящие в трансформаторе из-за наличия в изоляции посторонних примесей в виде: влаги, оставшейся в изоляции при недостаточной сушке обмоток после ремонта или скопившейся вследствие увлажнения охлаждающего масла трансформатора; остатка растворителя пропиточного лака, не удаленного при запекании пропитанных обмоток; воздушных или газовых включений в изоляцию, оставшихся при заполнении бака трансформаторным маслом; посторонних механических примесей и твердых частиц, попавших в бак при его заполнении маслом.

При работе трансформатора, сопровождающейся повышенным нагревом его внутренних частей, химические процессы становятся более интенсивными и их отрицательное воздействие на изоляцию резко возрастает.

При увеличении в твердой и мягкой изоляции содержания влаги, недостаточном удалении из нее растворителей, воздуха и газовых включений электрическая прочность изоляции снижается, а срок службы изоляционных покрытий в результате химических реакций резко сокращается. Присутствиев масле различных механических примесей (волокон и др.) снижает его пробивное напряжение. Рис. 3 (Графическя часть А1).

Отдельные изоляционные детали, например бумажно-бакелитовые цилиндры, испытывают и механические воздействия, вызываемые электродинамическими усилиями, которые возникают в обмотках при сквозных коротких замыканиях.

Качество изоляции основной показатель, определяющий надежность трансформатора в эксплуатации, поэтому при ремонте трансформаторов качеству и соблюдению технологии изоляционных работ необходимо уделять особое внимание. Изоляция отремонтированного трансформатора должна без повреждений и ухудшений диэлектрических свойств выдержать весь комплекс послеремонтных испытаний, а также электрические, тепловые, химические и другие воздействия нанее, возможные в процессе работы трансформатора.

Наиболее уязвимой и часто повреждающейся частью трансформатора являются его обмотки ВН и реже НН. Повреждения чаще всего возникают вследствие снижения электрической прочности изоляции на каком-либо участке обмотки, в результате чего происходит электрический пробой изоляции между витками и их замыкание на этом участке, приводящее к выходу трансформаторов из строя. Нередки случаи перехода напряжения с обмотки ВН на обмотку НН из-за ухудшения состояния изоляции между ними.

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. Наиболее распространенная в электроремонтных цехах большинства предприятий структурная схема ремонта трехфазных трансформаторов с масляным охлаждением показана на рис. 3(Графическя часть А1).

В соответствии с этой схемой поврежденный трансформатор, находящийся на складе неисправных трансформаторов в ожидании ремонта, поступает в дефектационно — подготовительное отделение, состоящее из трех участков: разборки и мойки, дефектировки обмоток и механической части трансформатора.

На разборочном участке очищают трансформатор, сливают масло из его расширителя, бака и маслонаполненных вводов, а затем, убедившись из записей в сопроводительных документах и из предварительныхиспытаний в неисправности трансформатора, переходят к его разборке и дефектировке.

Разборку трехфазного масляного двухобмоточного трансформатора и ряда его частей производят одновременно или с небольшим смещением во времени.

Дефектировкой трансформатора называют комплекс работ по выявлению характера и степениповреждения его отдельных частей. Работа по дефектировке наиболее ответственный этап ремонта, поскольку при этом определяются действительный характер и размеры повреждений, а также объем предстоящего ремонта и потребность в ремонтных материалах и оснастке.

Поэтому производящий дефектировку должен хорошо знать не только признаки и причины неисправности, но и способы их безошибочного выявления и устранения. Характерные неисправности силовых трансформаторов и возможные причины их возникновения приведены в табл. 1.

Рис. 3. Функциональная схема ремонта силовых трансформаторов с масляным охлаждением

Таблица 1. Неисправности трансформаторов и возможные причины их возникновения.

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 дефектировки, какправило, 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.

Новейшие силовые трансформаторы отечественного производства при правильной эксплуатации могут работать без ремонта в течение 25 лет и более. Однако для определения технического состояния и предупреждения аварий «Правила технической эксплуатации» предусматривают планово-предупредительные ремонты (ППР) трансформаторов.

Согласно этим правилам главные трансформаторы электрических станций и подстанций (через которые передается основная часть электрической энергии) и трансформаторы собственных нужд (обеспечивающие питание потребителей, от которых зависит работа самой станции, подстанции) нужно по мере необходимости вскрывать для осмотра и ремонта. Вскрывать и осматривать следует также трансформаторы после длительной транспортировки к месту установки.

Планово-предупредительные ремонты заранее предусматривают и включают в план ремонтов. Ремонты трансформаторов подразделяют на текущие, средние и капитальные. Текущий ремонт является часто профилактическим ремонтом без вскрытия трансформатора. В него входят: наружный осмотр; выявление и устранение мелких дефектов в арматуре, системе охлаждения, навесных устройствах; подтяжка креплений; устранение течей масла и доливка масла; протирка наружных поверхностей от загрязнений; измерение сопротивления изоляции обмоток и другие мелкие работы. Текущий ремонт выполняет эксплуатационный персонал, обслуживающий электроустановку.

Средний ремонт включает вскрытие трансформатора с подъемом активной части (или съемной части бака, если бак имеет нижний разъем); мелкий ремонт и осмотр отдельных устройств, активной части (без ее разборки); замену вводов, отводов, переключающих устройств, охладителей, тёрмосифонного фильтра, маслозапорной арматуры, масляных насосов, вентиляторов и т. д. Его выполняют с отключением трансформатора на сравнительно непродолжительное время в зависимости от объема заботы (от нескольких дней до нескольких недель).

Капитальный ремонт включает в себя объем среднего ремонта и активной части с ее разборкой и восстановлением или заменой обмоток и главной изоляции, иногда ремонт магнитной системы с переизолировкой пластин. При капитальном ремонте обязательна сушка активной части. Капитальные ремонты вызвана в отдельных случаях повреждением обмоток и изоляции в результате аварий, износом изоляции. Кроме того, в энергетическом хозяйстве имеется еще сравнительно много отечественных и зарубежных трансформаторов устаревших конструкций, требующих повышения их надежности и приведения параметров в соответствие с новыми стандартами.