Ремонт измерительных трансформаторов

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОУ ВПО Тверской государственный технический университет

 

 

 

Кафедра электроснабжения и электротехники

 

 

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине " Учебная практика"

Тема: Ремонт измерительных трансформаторов

 

Специальность " Электроснабжение "

 

 

 

 

 

Выполнил

студент группы ЭС-1007

Бурдинский Д.Ю.

Проверил

доцент кафедры ЭС и Э

Зайцев В. А.

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

 

1. Оглавление         2    стр.

2. Введение          3    стр.

3. Основная часть         7    стр.

4. Техника безопасности        13 стр. 

5. Список литературы        15  стр.      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерительный трансформатор

 

Измерительный трансформатор, электрический  трансформатор, на первичную обмотку  которого воздействует измеряемый ток  или напряжение, а вторичная, понижающая, включена на измерительные приборы и реле защиты. И. т. применяют главным образом в распределительных устройствах и в цепях переменного тока высокого напряжения для безопасных измерений силы тока, напряжения, мощности, энергии. На случай повреждения изоляции со стороны высокого напряжения один из зажимов вторичной обмотки заземляют. С помощью И. т. можно измерять различные значения электрических величин электроизмерительными приборами (вольтметром, амперметром, ваттметром), имеющими пределы до 100 в и 5 а. Различают И. т. напряжения (для включения вольтметров, частотомеров, параллельных цепей ваттметров, счётчиков, фазометров и реле напряжения) и И. т. тока (для включения амперметров, последовательных цепей ваттметров, счётчиков, фазометров и реле тока). Схемы включения И. т. в электрическую цепь показаны на рис. 1 и 2.

Рис.1 (И. т. напряжения)    Рис.2  (И. т. тока)

  

 

 

К зажимам первичной обмотки  И. т. напряжения (рис. 1) подводится измеряемое напряжение U1; обмотка W1включается параллельно  нагрузке. Вторичное напряжение U2 с обмотки W2подаётся на вольтметр или цепи напряжения измерительных приборов и реле защиты. Точность измерения характеризуется погрешностью в %, которая определяет точность передачи амплитуды измеряемого напряжения, и угловой погрешностью в градусах, равной углу между вектором первичного и повёрнутым на 180° вектором вторичного напряжения и определяющей точность передачи фазы. Большинство высоковольтных И. т. напряжения изготовляют секционированными с масляным наполнителем.

Первичная обмотка И. т. тока W1 (рис. 2) включается последовательно в контролируемую электрическую цепь переменного тока I1, а вторичная обмотка W2 — в последовательную цепь амперметра или других измерительных приборов. Точность И. т. тока характеризуется выраженным в % отношением разности значений приведённого вторичного тока и действительного первичного тока к действительному значению первичного тока.

По назначению измерительные трансформаторы подразделяются на измерительные трансформаторы для измерений и измерительные трансформаторы для защиты. Последние могут предназначаться для работы только в установившихся (статических) режимах либо в установившихся и переходных (динамических) режимах.

В зависимости от вида преобразования измерительные трансформаторы делятся на преобразователи тока в ток, тока в напряжение (например, трансреакторы, магнитные трансформаторы тока), тока в неэлектрическую величину (например, в световой поток). При этом по способу представления выходной информации измерительные трансформаторы подразделяются на аналоговые и дискретные.

 

Целесообразно разделять измерительные  трансформаторы в зависимости от уровня напряжения, определяющего конструкцию, а иногда и принцип действия измерительного трансформатора.

Все измерительные трансформаторы и для измерений, и для защиты — можно классифицировать по следующим основным признакам.

По роду установки:

- измерительные трансформаторы  для работы на открытом воздухе;

- измерительные трансформаторы  для работы в закрытых помещениях;

- измерительные трансформаторы для встраивания в полости электрооборудования;

- измерительные трансформаторы  для специальных установок (в  шахтах, на судах, электровозах  и т, д,).

 

По способу установки:

- проходные измерительные трансформаторы, предназначенные для использования  в качестве ввода и устанавливаемые в проемах стен, потолков или в металлических конструкциях;

- опорные, предназначенные для  установки на опорной плоскости;

- встраиваемые измерительные трансформаторы, т, е. предназначенные для установки  в полости электрооборудования.

 

Проходной измерительный трансформатор Опорный измерительный трансформатор

 

Встраиваемый измерительный трансформатор

 

По числу коэффициентов  трансформации:

-с одним коэффициентом трансформации;

-с несколькими коэффициентами  трансформации, получаемыми изменением числа витков первичной или вторичной обмотки, или обеих обмоток, или применением нескольких вторичных обмоток с различным числом витков, соответствующим различному номинальному вторичному току.

 

 

По числу ступеней трансформации:

- одноступенчатые;

- каскадные (многоступенчатые), т.  е с несколькими ступенями  трансформации.

 

Измерительные трансформаторы тока по выполнению первичной обмотки:

- одновитковые;

- многовитковые.

 

По роду изоляции между  первичной и вторичной обмотками  измерительного трансформатора изготовляются:

- с твердой (фарфор, литая изоляция, прессованная изоляция и т.  д.);

- с вязкой (заливочные компаунды);

- с комбинированной (бумажно-масляная, конденсаторного типа) или газообразной (воздух, элегаз) изоляцией.

 

По принципу преобразования тока измерительные трансформаторы тока делятся на:

- электромагнитные

- оптико-электронные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ревизия и ремонт измерительных трансформаторов

 

Трансформаторы принято считать  самыми надежными элементами в энергетических системах. Действительно, по сравнению с другими видами энергетического оборудования (котлами, турбинами, генераторами) трансформатор отличается высокой надежностью в эксплуатации. Однако эта надежность достигается только при соблюдении всех правил обращения с трансформатором. В случаях каких-либо отклонений или нарушений правил эксплуатации, а также технологической дисциплины производства трансформаторов или нарушений действующих правил монтажа и транспортировки трансформаторов возникает сначала ненормальная их работа, а затем, если меры по выявлению и устранению причин не принимаются, трансформаторы выходят из строя и восстановить их можно только посредством ремонта. Это технологическая причина необходимости ремонта трансформаторов.

Трансформаторы напряжения по своему устройству и принципу работы напоминают обычные силовые трансформаторы, но отличаются от них малой мощностью (максимальная мощность трансформатора напряжения НОМ-10 составляет 720 В*А) и изготовляются со стороной высшего напряжения на все напряжения по ГОСТу от 0,38 до 500 кВ.

 В распределительных  устройствах подстанции на 10 кВ  применяют преимущественно трансформаторы  напряжения НОМ-10, НТМК-10 или НТМИ-10.

 Перед монтажом трансформаторы  напряжения подвергают осмотру  и ревизии, когда поднимают  активную часть и сушат обмотки.

 При ревизии трансформатора  с выемкой активной части проверяют  состояние магнитопровода и обмоток  в тех же объемах, что и  у силовых трансформаторов.

 Обнаруженные при  ревизии неисправности устраняют,  а снижение сопротивления изоляции  вследствие ее увлажнения восстанавливают путем сушки активной части трансформатора напряжения.

 Трансформаторы напряжения  при монтаже устанавливают на  металлической раме высотой 20 - 25 см, прикрепленной к полу камеры. Иногда трансформатор монтируют  на угольниках, приваренных к закладным частям камеры или каркасу ячейки КРУ или КПТ. Для удобства ревизии или замены трансформатора передний опорный угольник конструкции должен быть обращен полкой вниз.

 Поднимают и опускают (при монтаже и демонтаже) трансформатор за скобы, которые располагаются на его корпусе или крышке. Пробку для спуска масла и указатель уровня масла в трансформаторе следует обращать в сторону обслуживания.

 При монтаже трансформатора  к выводу с маркировкой "А"  подсоединяют желтую шину, к "В" - зеленую и к "С" - красную. При однофазных трансформаторах вывод "А" можно подсоединять к любой фазе. Если устанавливают три однофазных трансформатора, то все выводы с маркировкой "X" соединяют общей шиной в нулевую точку и заземляют. Корпус каждого трансформатора напряжения подсоединяют к заземляющей магистрали отдельной стальной шиной сечением не менее 48 мм2.

 После монтажа трансформатора  напряжения проверяют изоляцию  вторичных обмоток приложением  в течение 1 мин напряжения 1 кВ  частотой 50 Гц и ток холостого хода при номинальном напряжении во вторичной обмотке. Холостой ход не нормируется, но он не должен отличаться от заводских данных более чем на 10%.

 Перед включением  в сеть маслонаполненного трансформатора  напряжения из-под верхней (маслосливной) трубки вынимают герметизирующую шайбу для обеспечения свободного входа и выхода воздуха (работы "дыхательного устройства").

 Технология ремонта  трансформатора напряжения, правила  разборки магнитопровода, снятие  и ремонт катушек, выполнение  намоточных работ при изготовлении катушек, ремонт пластин магнитопровода и т. п. очень сходны с подобными работами силового трансформатора. На все время ремонта или монтажа первичные и вторичные обмотки трансформаторов напряжения в целях безопасности должны быть закорочены, так как случайные соприкосновения с временными проводками, предназначенными для освещения, сварки и измерений, могут вызвать обратную трансформацию и напряжение, опасное для людей.

 Трансформаторы тока  перед монтажом тщательно осматривают,  проверяют состояние изоляции и контактных частей, целость и исправность литого корпуса у трансформаторов ТКЛ и ТПЛ и металлического корпуса у ТПОФ и ТПФМ и сохранность фарфоровых изоляторов.

 Трансформаторы тока, у которых повреждены изоляторы,  имеются глубокие вмятины на кожухе, зафиксирован пробой изоляции на металлический корпус, обнаружены внутренние обрывы проводов вторичной цепи, подлежат ремонту до начала монтажа.

 После окончания ремонта  трансформаторов тока их подвергают  испытаниям, определяя сопротивление  изоляции первичной обмотки по отношению к корпусу трансформатора тока и сопротивление изоляции вторичных обмоток.

 При прохождении тока по  первичной обмотке трансформатора  в его разомкнутой вторичной  обмотке будет индуктироваться опасное напряжение, сопровождающееся недопустимым нагревом магнитопровода, что может привести к пробою изоляции или к несчастному случаю.

 При замене трансформатора  тока новым выводы первичной  обмотки присоединяют к шинам  распределительного устройства  и провода вторичных цепей - к зажимам вторичной обмотки, металлический корпус или основание трансформатора тока заземляют. При этом опорные трансформаторы тока устанавливают, как правило, на горизонтальной плоскости, а проходные - в горизонтальном или вертикальном положении на жестких сварных конструкциях из угловой стали размером не менее 50x50x5 мм.

 

 

 

рис. 37. Способы установки  проходных трансформаторов тока:

а - вертикально на сварной раме, б - горизонтально в проеме железобетонной перегородки.

 

При установке нового трансформатора тока напряжением 10 кВ необходимо, чтобы расстояния между токоведущими частями разных фаз, а также от этих частей до ближайших заземленных и строительных конструкций составляли не менее 125 мм.

 Более плотное прилегание  фланцев трансформаторов тока к поверхности опорной конструкции достигается применением стальных прокладок.

 Присоединение выводов первичной  обмотки к шинам распределительных  устройств выполняется особенно  тщательно, чтобы при длительном  протекании тока участок соединения не нагревался более температуры целого участка шин. Это достигается необходимой обработкой контактных поверхностей шин и выводов трансформаторов тока, применением пружинящих шайб или шайб увеличенных размеров, которые подкладывают под гайки и головки крепежных болтов, а также затяжкой болтов контактного соединения с требуемым усилием.

 Заземление трансформатора  осуществляется с помощью провода  или шины заземления, присоединяемых  одним концом к специальному  заземлителю или к заземляющей  магистрали РУ, а другим - к трансформатору тока под болт заземления, обозначенный меткой "3". Перед присоединением провода или шины заземления к трансформатору поверхности контактов тщательно зачищают и смазывают вазелином. Таким же образом подготавливают контактную площадку под провод или шину заземления на фланце трансформатора тока.

 Демонтаж трансформатора тока  для его ремонта в мастерских  или при его замене заключается  в отсоединении проводов цепей  вторичной коммутации (предварительно  следует закоротить вторичную обмотку трансформатора), снятии болтового крепления с контактного соединения первичной обмотки с шинами РУ и отсоединении проводов или шин заземления корпуса или основания трансформатора тока. Затем отвинчивают гайки болтовых соединений, крепящие корпус трансформатора тока к опорной конструкции, осторожно вынимают и убирают стальные прокладки из-под фланцев, после чего трансформатор тока вынимают из гнезда.

 

 

Рис. 38. Схема сушки  изоляции трансформаторов тока:

а - первичным током, б - вторичным  током, 1 - первичная обмотка, 2 - вторичная обмотка, 3 - электросварочный трансформатор 220/65 В, 4 - регулировочное устройство (реостат), 5 - трансформатор 220/12 В

Ремонт трансформаторов тока заключается  в проверке целости фарфоровых изоляторов покрышек и их армировки. В случае выявления сколов фарфоровых изоляторов с небольшой площадью поверхности и нарушенным армировочным швом их ремонтируют тем же способом, что и изоляторы силовых трансформаторов.

 При ремонте проверяется  прочность крепления стержня,  проходящего через изолятор. Для определения состояния изоляции между первичной и вторичной обмотками и выяснения наличия или отсутствия обрыва в цепи вторичной обмотки трансформатора тока пользуются мегаомметром напряжением 1000 В. Сопротивление изоляции между обмотками, а также между ними и корпусом должно быть не менее 100 МОм.

 При ремонте проходных трансформаторов  тока ТПФМ и ТПОФ проверяют  также наличие контакта между  корпусом и покрытой проводящим  слоем (металла или графита)  поверхностью изолятора. Если  контакт не нарушен, стрелка мегаомметра остановится на нулевой отметке. При отсутствии контакта поверхность изолятора зачищают и покрывают графитной краской.

 Изоляцию трансформаторов тока  сушат первичным током при  короткозамкнутой вторичной обмотке  или вторичным током при короткозамкнутой первичной обмотке (рис. 38). В трансформатоpax тока напряжением 6 - 10 кВ при нагреве первичным током и замкнутой вторичной обмотке ток в обмотках допускается не более 1,3 - 1,4 номинального тока во вторичной обмотке. При сушке вторичным током и короткозамкнутой первичной обмотке ток должен быть не более 1,1 - 1,2 номинального тока в первичной обмотке.

 При сушке трансформатора  тока температура его частей  не должна превышать 75 - 80 °С, а  продолжительность сушки - 15 - 18 ч.  Показатель окончания сушки трансформатора тока - не изменяющееся в течение 3 - 4 ч сопротивление изоляции.

 

Ремонт трансформаторов осуществляется любой сложности, от текущего до капитального ремонта 1-й и 2-ой категории сложности:

- текущий (ревизионный) ремонт трансформаторов проводят на месте их установки с обязательным отключением от источников питания (под текущим ремонтом подразумевается техническое обслуживание трансформатора без выемки активной части).

- капитальный ремонт 1-й категории  сложности производится с выемкой активной части, но без ее разборки, включает в себя ремонт вводов, переключателя ответвлений, сушку активной части и т.п.

- капитальный ремонт 2-й категории  сложности производится с выемкой  активной части с последующей  разборкой для проведения ремонта обмоток и/или магнитопровода.

 Реконструкция производится  в случае необходимости проведения  работ по изменению конструкций  каких-либо частей трансформатора, но без изменения его рабочих  параметров.

Модернизация производится в случае необходимости проведения работ по изменению рабочих характеристик трансформатора (номинальных мощности и напряжения, схемы и группы соединения обмоток).

Основные неисправности трансформаторов  приведены в таблице 4 ниже.

Элемент трансформатора	Возможные неисправности	Причины возникновения неисправностей
Обмотки	Витковое замыкание	Старение изоляции, постоянные перегрузки, динамические усилия при коротких замыканиях
	Замыкание на корпус (пробой), междуфазное  короткое замыкание	Старение изоляции, увлажнение масла  или снижение его уровня, внутренние и внешние перенапряжения, деформация обмоток вследствие прохождения больших токов короткого замыкания
	Обрыв	Отгорание выводных концов обмоток  из-за низкого качества соединения или электродинамических усилий при коротком замыкании
Переключатель регулирования напряжения	Отсутствие контакта	Нарушение регулировки переключателя
	Оплавление контактной поверхности	Термическое воздействие на контакты токов короткого замыкания
	Неплотное прилегание подвижного контакта к неподвижному	Ослабление контактных соединений переключателя
Вводы	Электрический пробой на корпус	Трещины в изоляторах вводов, понижение  уровня масла в трансформаторе
Магнитопровод	«Пожар стали»	Нарушение изоляции между листами  или стяжными болтами
Бак и арматура	Протекание масла из сварных  швов, фланцев и крана	Нарушение целости сварных швов, плотности фланцевых соединений, повреждение прокладки крана  в месте соединения с фланцем

 

 

 

Техника безопасности

Работы в электроустановках  связаны с повышенной опасностью для монтажного персонала и должны выполняться при условии строгого соблюдения правил техники безопасности.

 При проведении пусконаладочных  работ следует иметь в виду, что наладчикам приходится проверять  и испытывать новое оборудование, не только подводя к нему рабочее напряжение, но и испытательное напряжение, значительно превышающее рабочее. Кроме того, надо учитывать, что испытание часто проводят в монтажной зоне, где могут находиться монтажники и строители, не обученные работам в действующих электроустановках. Наконец, электромонтажник-наладчик в ряде случаев может находиться один в действующей электроустановке, например, при про- звонке вторичных цепей, а не в составе бригады.

 Поэтому электромонтажник-наладчик  должен твердо знать общие  и специальные правила техники безопасности.

При проведении ремонта силовых  трансформаторов необходимо прежде всего соблюдать правила пожарной безопасности, так как трансформаторное масло  -  это пожаро- и взрывоопасный  материал. Горючими и легковоспламеняющимися являются и большинство изоляционных материалов: лаки, лакоткани, бумага, дерево и т. п

Полностью собранный трансформатор  можно поднимать только за специальные  подъемные скобы или рым-болты, приваренные к стенке бака. Нельзя поднимать собранный трансформатор  за кольца выемной (активной) части. Перемещать трансформаторы надо осторожно, чтобы не повредить кожух, изоляторы и т. п.

Механизмы, приспособления и инструменты, употребляемые при погрузочно-разгрузочных работах, должны быть исправны и соответствовать  рабочей нагрузке.

Ремонт или даже частичные работы на поднятом и неопущенном на рабочее  место трансформаторе недопустимы.

В период ремонта и после него трансформаторы подвергают межоперационному контролю и послеремонтным испытаниям. Места контроля должны быть специально огорожены и иметь на входных дверях блокировку, которая отключает питание испытательных установок при открытии дверей.

При испытаниях трансформаторов используют установки высокого напряжения, имеющие  повышенную опасность, поэтому на них  должны работать электромонтеры с квалификационной группой по технике безопасности не менее III или IV.

При работе в действующих цепях  вторичных обмоток трансформаторов  тока нельзя допускать их разрыва, а  в цепях трансформаторов напряжения — их закорачивания между собой  или на землю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. http://forca.ru - Техника безопасности при проведении наладочных работ - Пусконаладочные работы при монтаже электроустановок
2. www.asp-electronics.ru - техника безопасности при выполнении ремонтных работ и испытании силовых трансформаторов
3. http://forca.ru - Ревизия и ремонт измерительных трансформаторов