Андрей Смирнов
Время чтения: ~21 мин.
Просмотров: 1

Устройство и принцип работы трансформатора

1.2 Область применения силовых масляных трансформаторов

Силовые масляные трансформаторов предназначены для изменения энергии переменного тока в электросетях энергосистем, в сетях освещения или питания электрооборудования.

Применяются для создания комплектных трансформаторных подстанций. Для режима их работы характерна частота переменного тока 50 Гц и очень малые отклонения первичного и вторичного напряжений от номинальных значений.

Также трансформаторы могут использоваться для гальванической развязки цепей.

К трансформаторам специального назначения относятся силовые специальные (печные, выпрямительные, сварочные, радио трансформаторы), измерительные и испытательные трансформаторы, трансформаторы для преобразования числа фаз, формы кривой ЭДС, частоты и т.д.

2.1 Устройство силового масляного трансформатора

Электрическое оборудование трансформатора размещается внутри металлического корпуса, изготовленного в форме герметичного бака с крышкой. Он заполнен специальным сортом трансформаторного масла, которое обладает высокими диэлектрическими свойствами и, одновременно, используется для отвода тепла от деталей, подвергаемых большим токовым нагрузкам.

Трансформаторы имеют две или несколько обмоток, индуктивно связанных друг с другом. Обмотки, потребляющие энергию из сети, называются первичными. Обмотки, отдающие электрическую энергию потребителю, называются вторичными. Общий вид одного из многочисленных типов силовых трансформаторов, работающего с системами напряжений 110/10 кВ и обладающего величиной полной мощности 10 МВА, показан на фотографии ниже.

Все силовые трансформаторы имеют принципиально одинаковое устройство и различаются по конструкции отдельных деталей и сборочных единиц, габаритным размерам, наличию или отсутствию отдельных устройств и приборов (расширителей, радиаторов, газовых реле и т. д.).

Рис. 1 Силовой трехфазный масляный трансформатор

1 — корпус бака, 2 — циркуляционные трубы, 3 — крышка, 4 — термометр, 5 — подъемное кольцо, 6 — переключатель регулирования напряжения, 7 — ввод обмоток НН, 8 — ввод обмоток ВН, 9 — пробка отверстия для заливки масла, 10 — маслоуказатель, 11 — пробка расширителя, 12 — расширитель, 13 — патрубок, соединяющий расширитель с баком, 14 — горизонтальная прессующая шпилька, 15 — вертикальная подъемная шпилька, 16 — магнитопровод, 17 — обмотка НН, 18 — обмотка ВН, 19 — маслоспускная пробка, 20 — ярмовая балка, 21 — вертикальная стяжная шпилька, 22 — катки

Магнитопровод

Магнитопровод служит для снижения потерь магнитному потоку, проходящему через обмотки. Его изготавливают из сортов электротехнической стали шихтованным способом.

Магнитопровод представляет собой прямоугольную конструкцию, состоящую из трех вертикальных стержней, собранных из пластин специальной электротехнической стали, связанных верхним и нижним ярмами.

Магнитопроводы выполняют двух типов: стержневого и броневого.

а — стержневая; б — броневая; 1 — стержень; 2 — обмотки; 3 — ярмо.

Все силовые трансформаторы отечественного производства имеют стержневую конструкцию.

Обмотки.

По обмоткам фаз трансформатора протекает ток нагрузки.

Материалами для их изготовления выбирают металлы: медь или алюминий с круглым либо прямоугольным сечением. Для изоляции витков используют специальные сорта кабельной бумаги или хлопчатобумажную пряжу. Для повышения электрической и механической прочности изоляции обмоток их поверхность пропитывают специальным сортом глифталевого лака.

Трансформаторы имеют две или несколько обмоток, индуктивно связанных друг с другом. Обмотки, потребляющие энергию из сети, называются первичными. Обмотки, отдающие электрическую энергию потребителю, называются вторичными.

В масляных трансформаторах магнитопровод с обмотками находится в баке, заполненном трансформаторным маслом, которое является хорошим изолятором и охлаждающим агентом.

Бак.

Металлический бакслужит резервуаром для охлаждающего масла, предохраняет находящиеся внутри него детали от повреждений, а также образует поверхность охлаждения, необходимую для лучшего отвода тепла от трансформатора.

Баки трансформаторов отличаются многообразием конструкций, которые определяются главным образом мощностью и условиями работы трансформатора.

Баки силовых трансформаторов: а — гладкий, б — ребристый, в — трубчатый, г — радиаторный

Крышка бака.

Крышка служит для герметизации бака, а также установки на ней расширителя, предохранительной трубы, вводов, привода переключателя и гильзы для термометра, а также патрубка, соединяющего бак с расширителем, и другого оборудования. В рассечку патрубка устанавливают газовое реле. Для установки оборудования имеются специальные отверстия в крышке.

Крышку бака изготовляют из листовой стали, толщина которой на 2 — 4 мм больше толщины стенки бака.

Российский рынок силовых трансформаторов 1 — 3 габарита

На сегодняшний день в России и странах СНГ и Таможенного Союза работает 25 завода по производству силовых трансформаторов I – III габарита, которые производят масляные и сухие трансформаторы различных типов, а именно:

ЗаводМестоположение
ХК «Электрозавод»г. Москва
«Тольяттинский трансформатор»г. Тольятти
ГК «Самара-Электрощит ТМ»г. Самара
ООО «НТТ-ИК»г.Санкт-Петербург
«Электрощит»г. Чехов, МО
ГК «СВЭЛ»г. Екатеринбург
«Уралэлектротяжмаш-Гидромаш»г. Екатеринбург
«Алттранс»г. Барнаул
«БирЗСТ»г. Биробиджан, ЕАО
«Подольский трансформаторный завод»г. Подольск, МО
«Электрофизика»г. Санкт–Петербург
МЭТЗ им. В.И. Козловаг. Минск РБ
«ЗТЗ»г. Запорожье, Украина
«Укрэлектроаппарат»г. Хмельницкий, Украина
«Завод МГТ»г. Запорожье, Украина
АО «КТЗ»г. Кентау РК
«Завод НВА»г. Рассказово
«Люберецкий завод «Монтажавтоматика»г. Люберцы, МО
«Трансформатор Реж»г. Реж
«Энергозапчасть»г. Чебоксары
«ТМС Электро»г. Чехов, МО
«Славэнерго»

г. Ярославль

«КПМ»г. Санкт-Петербург;
«Инвертор»г. Оренбург
«Производственная компания «Русский трансформатор»г. Лыткарино, МО
«Группа «Русэлт», АО «Электромаш»г. Тула
Всего26

Рынок силовых трансформаторов России объединяет совершенно разных по объемам и характеру производства предприятий – потребителей.
Поскольку силовые трансформаторы относятся к товарам производственно-технического назначения (ПТН), то сегментирование рынка силовых трансформаторов целесообразно провести по производственно-экономическим признакам.
В этом случае отчетливо выделяются следующие шесть групп потребителей:

  1. Предприятия генерации (ГЭС, ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС, ГАЭС, АЭС). Объекты Федеральной Сетевой Компании (подстанции магистральных электросетей).
  2. Региональные распределительные электросетевые компании.
  3. Промышленные предприятия разных отраслей (заводы, фабрики, комбинаты, др. предприятия, в т. ч., горнодобывающие, газодобывающие). Сельскохозяйственные предприятия и садоводческие товарищества. Объекты Министерства обороны РФ.
  4. Нефтедобывающие компании.
  5. Объекты жилищно-коммунального хозяйства, транспортной и социальной инфраструктуры (жилые микрорайоны, школы, торговые центры, больницы, аэропорты, автомагистрали, автовокзалы, речные и морские порты, речные вокзалы, водонасосные станции, станции очистки и т.п.). Муниципальные распределительные электросетевые компании.
  6. Объекты железнодорожного транспорта (тяговые подстанции, станции, вокзалы).

Инструкция

Действие инструкции распространяется на случаи применения выше указанных масел на местах монтажа трансформаторов у потребителей, а так же при доливке масел в трансформаторы при ревизиях и осмотрах.

Не бывшими в эксплуатации следует считать масла, поступающие потребителям непосредственно от предприятий-изготовителей или баз хранения масла, а также масла, залитые в трансформаторы на предприятиях-изготовителях, но не бывшие в работе.

Заливку масла в трансформаторы проводят:

  • для трансформаторов типа ТМ через верхнюю пробку расширителя. б) для трансформаторов типа ТМЗ через выхлопную трубу расположенную на крышке трансформатора на стороне НН. Доливку трансформатора маслом произвести в такой последовательности:
  • через верхнюю пробку расширителя долить в трансформатор масло до уровня, соответствующего температуре масла во время заливки по шкале маслоуказателя. Для доливки можно использовать масло, подвергнутое полному химическому анализу. Перед доливкой масло должно быть проверено пробой;
  • ослабить пробку термосифонного фильтра и гайки вводов для выхода воздуха; в) после появления масла в отверстиях пробок последние завернуть до уплотнения. Настоящая инструкция распространяется на случаи смешивания товарных трансформаторных масел, не бывших в эксплуатации, показатели которых соответствуют требованиям по ГОСТ 10121 или равноценное. Пробивное напряжение заливаемого в трансформатор масла должно быть не менее 35 кВ при его определении по ГОСТ 6581.

Сравнение ТМ и ТМГ

Ниже приведено сравнение двух типов трансформаторов и указано в чём заключаются основные отличия конструкций ТМ и ТМГ. Для наглядности и удобства отличия сведены в единую таблицу.

Таблица 1 — Конструктивные и качественные отличия маслонаполненных трансформаторов ТМГ и ТМ.

Трансформатор ТМГ

Трансформатор ТМ

Толщина стенки бака из стали толщиной 1 – 1,5 мм – гофробак.

Толщина стальной стенки бака 2,5 – 4 мм.

Температурные изменения (нагрев) компенсируется упругой деформацией гофр бака.

Охлаждение масла производится в радиаторах пластинчатого или коробчатого типа.

Масло не контактирует с воздухом за счет герметичного корпуса. За счет этого масло не окисляется, не увлажняется, отсутствует шламообразование.

Требуется следить за уровнем масла, периодически его доливать, во время заливки происходит контакт внутреннего объема трансформатора с воздухом, масло изменяет свое качество.

Не нужно отбирать регулярные пробы масла, для ежегодного контрольного испытания и проверок

Ежегодные испытания масла на диэлектрическую прочность.

Диэлектрические свойства масла сохраняются в первоначальном виде

Диэлектрические свойства масла постоянно изменяются.

Отсутствует расширительный бачок

Маслорасширитель находится на крышке трансформаторного бака

Маслоуказатель поплавковый, установлен на крышке бака

Маслоуказатель находится с торца маслорасширительного бака

Трансформатор не нуждается в капитальном ремонте в течение всего периода службы. Не нуждается в проведении дополнительных эксплуатационных испытаний.

Обязательное техническое обслуживание, периодические высоковольтные испытания, проверки сорбента на степень увлажнения

Избыточное давление в гофрированном баке ТМГ во время работы не превышает 0,23кгс/см3. Гарантией безаварийной работы является предохранительный клапан, который ограничивает давление.

Проблема избыточного давления решается с помощью расширительного бака и предохранительного мембранного клапана.

Низкая стойкость к случайным механическим воздействиям при транспортировке или во время установки на объекте. Нельзя превышать угол наклона при транспортировке.

Очень высокая прочность и стойкость по отношению к случайным механическим воздействиям, например, во время транспортировки

Срок службы не менее 25 – 30 лет

Срок службы 40 – 50 лет

Почему трансформатор называют силовым

Как мы уже сказали, силовые трансформаторы используют для понижения высоковольного тока до приемлемых для города параметров, то есть 220/360 В – в зависимости от местности и прочих условий. Но нужно отметить, что напряжение высоковольтных линий ненамного больше 1000 к В, а это больше миллиона вольт. Именно за трансформацию столь сильного напряжения, устройство и назвали таким красивым именем.

Установленный силовой трансформатор

Именно силовые трансформаторы используются для преобразования электричества городских и квартальных сетей. Получается многоступенчатая система снабжения страны электроэнергией:

  1. Сначала повышающие трансформаторы увеличивают напряжение до огромных значений
  2. По проводам ток течет в города и села
  3. Понижающие трансформаторы понижают напряжение сначала до общегородских, а потом и до квартальных значений.

Отдельно нужно сказать, что иногда приходится понижать значение напряжения до 360 В в городе, потому что высоковольтные линии проводить в городской черте запрещено.

3.2 Техническое обслуживание силовых масляных трансформаторов

При осмотре силовых трансформаторов проверяют показания термометров и мановакууметров; состояние кожухов трансформаторов; отсутствие течи масла; наличие масла в маслонаполненных вводах; соответствие уровня масла в расширителе температурной отметке; состояние изоляторов, маслоохлаждающих и маслосборных устройств, ошиновки и кабелей; отсутствие нагрева контактных соединений; исправности пробивных предохранителей и сигнализации; состояние сети заземления трансформаторного помещения.

Осмотры без отключения трансформаторов производят

1 раз в сутки — в установках с постоянным дежурным персоналом.

Не реже 1 раза в месяц — в установках без постоянного дежурного персонала.

Не реже 1 раза в 6 мес.— на трансформаторных пунктах.

Внеочередные осмотры производят при резком изменении температуры наружного воздуха и при каждом отключении трансформатора от действия токовой или дифференциальной защиты.

В процессе осмотров обращать внимание на:

характер гула трансформатора и отсутствие в нём посторонних звуков (потрескивание, щелчки, дребезг). При их появлении, в первую очередь, проверяют закрепление внешних деталей при отключённом трансформаторе;

целостность масломерного стекла;

наличие масла, его уровень и цвет (при длительно высокой температуре трансформаторное масло темнеет);

температуру масла (при наличии термометра);

отсутствие течи масла (особое внимание обратить на возможность течи масла под крышкой радиатора и арматурой). При обнаружении дефектов уплотнительных прокладок и втулок (РТИ), утечки трансформаторного масла — применяют КОМПЛЕКТ для РЕМОНТА трансформатора;. состояние селикагеля (сухой селикагель имеет голубой цвет

При увлажнении, он приобретает розовую окраску. В том случае, когда большая часть селикагеля имеет розовую окраску, — его необходимо заменить);

состояние селикагеля (сухой селикагель имеет голубой цвет. При увлажнении, он приобретает розовую окраску. В том случае, когда большая часть селикагеля имеет розовую окраску, — его необходимо заменить);

состояние проходных изоляторов ИПТ (наличие трещин и сколов фарфора; степень загрязнения; наличие посторонних предметов, сокращающих изоляционные промежутки, особенно, — на вводах);

состояние сети заземления и контактных соединений (повышенный нагрев контактных соединений определяют по внешнему виду контакта).

Результаты осмотра фиксируются в оперативном журнале, и в паспорте на трансформатор. ГОСТ 11920-85 Трансформаторы силовые масленые общего назначения до 35 кВ включительно.

Трансформатор выводят из работы при обнаружении

1. потрескивания внутри трансформатора и сильно неравномерного шума;

2. ненормального и постоянно возрастающего нагрева трансформаторов при нормальных нагрузке и охлаждении;

3. выброса масла из расширителя или разрыва диафрагмы выхлопной трубы;

4. течи масла с понижением уровня его ниже уровня масломерного стекла;

5. при необходимости немедленной замены масла по результатам лабораторных анализов.

Находящееся в эксплуатации изоляционное масло подвергают лабораторным испытаниям в следующие сроки:

1. не реже 1 раза в 3 года для трансформаторов, работающих с термосифонными фильтрами;

2. после капитальных ремонтов трансформаторов и аппаратов;

3. 1 раз в год для трансформаторов, работающих без термосифонных фильтров.

Внеочередную пробу масла для определения температуры вспышки отбирают из трансформатора при обнаружении горючего газа в газовом реле трансформатора.

Для залива/слива масла используются специальные задвижки и вкручивающаяся пробка, а запорный вентиль, расположенный внизу бака, предназначен для отбора проб масла и последующего проведения его химического анализа.

Измерительные трансформаторы

В этом классе работают два вида устройств, обеспечивающих в целях измерения параметров сети преобразования:

Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики периодически подвергают поверке на правильность измерения как величин, так и углов отклонения векторов тока и напряжения.

Трансформаторы тока

Главная особенность их устройства заключается в том, что они постоянно эксплуатируются в режиме короткого замыкания. У них вторичная обмотка полностью закорочена на маленькое сопротивление, а остальная конструкция приспособлена для такой работы.

Чтобы исключить аварийный режим входная мощность ограничивается специальным устройством первичной обмотки: в ней создается всего один виток, который не может создать при протекании по нему тока большого падения напряжения на обмотке и, соответственно, передать в магнитопровод высокую мощность.

Этот виток врезается непосредственно в силовую цепь, обеспечивая его последовательное подключение. У отдельных конструкций просто создается сквозное отверстие в сердечнике, через которое пропускают провод с первичным током.

Нагрузку вторичных цепей трансформатора тока, находящегося под напряжением, нельзя разрывать. Все провода и соединительные клеммы по этой причине изготавливаются с повышенной механической прочностью. В противном случае на разорванных концах сразу возникает высоковольтное напряжение, способное повредить вторичные цепи.

Благодаря работе трансформаторов тока создается возможность обеспечения постоянного контроля и анализа нагрузок, протекающих в электрической системе. Особенно это актуально на высоковольтном оборудовании.

   Измерительные трансформаторы тока 110 кВ

Номинальные значения вторичных токов измерительных трансформаторов энергетики принимают в 5 ампер для оборудования до 110 кВ включительно и 1 А — выше.

Широкое применение трансформаторы тока нашли в измерительных приборах. За счет использования конструкции раздвижного магнитопровода удается быстро выполнять различные замеры без разрыва электрической цепи, что необходимо делать при использовании обычных амперметров.

Токовые клещи с раздвижным магнитопроводом трансформатора тока позволяют обхватить любой проводник с напряжением и замерить величину и угол вектора тока.

Трансформаторы напряжения

Отличительная особенность этих конструкций заключается в том, что они работают в режиме, близком к состоянию холостого хода, когда величина их выходной нагрузки невысокая. Они подключается к той системе напряжений, величина которой будет измеряться.

   Измерительный трансформатор напряжения 110 кВ

Измерительные трансформаторы напряжения обеспечивают гальваническую развязку оборудования первичных и вторичных цепей, работают в каждой фазе высоковольтного оборудования.

Из них создают целые комплексы систем измерения, позволяющие фильтровать и выделять различные составляющие векторов напряжения, учет которых необходим для точной работы защит, блокировок, систем сигнализации.

За счет работы трансформаторов тока и напряжения снимают вектора вторичных величин, пропорциональные первичным в реальном масштабе времени. Это позволяет не только создавать цепи измерения и защит по току и напряжению, но и за счет математических преобразований векторов анализировать состояние мощностей и сопротивлений в действующей электрической системе.

Изготовление понижающего трансформатора с 220 на 12 Вольт своими руками

В настоящее время в продаже можно найти любой понижающий трансформатор, отвечающий всем требованиям, предъявляемым к данному виду технических устройств. Тем не менее, людям, имеющим творческую жилку и желающим изготавливать всё своими руками, вполне доступно собрать понижающий трансформатор своими руками. Все работы по самостоятельному изготовлению подобного изделия можно разбить на несколько этапов: подготовительный, выполнение работ и проверка работоспособности.

Выбор конструкции и собираемой схемы зависит от умения и возможностей исполнителя

Подготовительный этап

На этом этапе следует:

  • определиться с типом собираемого аппарата – электромагнитный или электронный;
  • определить технические параметры, необходимые для дальнейшего использования, – мощность и место установки, допустимые габаритные размеры и вес;
  • рассчитать параметры первичной и вторичной обмотки, в случае изготовления электромагнитной модели;
  • приобрести необходимые материалы и комплектующие.

При изготовлении электронного устройства необходимы навыки работы с паяльником и начальные знания в области электроники. В этом случае изначально выбирается схема устройства, и, соответственно, под неё готовятся электронные компоненты (транзисторы, конденсаторы и прочие). В случае изготовления электромагнитной модели сначала потребуется рассчитать обмотки собираемого прибора, после чего выполнять все остальные операции.

Конструкция простейшего электромагнитного трансформатора

Для определения числа витков Nв первичной обмотке необходимо воспользоваться формулой:

N1 = (40 – 60) / S, где

  • S – сечение магнитопровода (сердечника) трансформатора, измеряется в см2;
  • 40–60 – это показатель (константа), определяющий тип и качество сердечника.

Сечение сердечника определяется исходя из геометрических размеров используемых заготовок: окно, ширина и толщина щёк сердечника. Сечение провода в первичной обмотке должно соответствовать току, который будет протекать в ней при эксплуатации, что определяется величиной подключаемой нагрузки, в числовом выражении это определяется как:

I1 = P / U, где

  • I1 – ток, протекающий в первичной обмотке;
  • P – мощность подключаемой нагрузки;
  • U – напряжение на первичной обмотке.

Соответственно, зная величину протекающего по проводам тока, можно выбрать их допустимое сечение, в соответствии с требованиями, регламентированными Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Аналогичным образом определяется и сечение провода для вторичной обмотки.

При самостоятельном изготовлении сердечник может быть выбран различной формы и конструкции

Количество витков в каждой из обмоток определяется по формуле:

W = U × (V / 10), где

  • W – количество витков в обмотке;
  • U – напряжение в обмотке трансформатора;
  • V – частота электрического тока – 50 Гц.

Определившись с количеством витков, а значит, и с размерами сердечника, а также необходимой длиной и сечением провода в обеих обмотках, можно готовить необходимые материалы для выполнения работ:

  • провод для обеих обмоток;
  • сердечник – можно приобрести новый или использовать от бывшей в употреблении техники (телевизор, радиоприёмник и т.д.);
  • изоляционные материалы (лента, бумага и прочие).

Кроме этого, можно изготовить намоточный станок, облегчающий изготовление обмоток, в случае варианта, когда обмотки выполняются в виде катушек, размещаемых на сердечнике.

Выполнение работ

Когда все подготовительные мероприятия выполнены, можно приступать к изготовлению и сборке трансформатора, в этом случае работы выполняются следующим образом:

ИллюстрацияОписание действия
Из электротехнического картона или иного материала изготавливаются каркасы катушек.
При помощи намоточного станка или вручную на катушки наматывается провод, количество витков на каждой катушке должно соответствовать значениям, определённым расчётным путём для каждой из обмоток.
Катушки помещаются на подготовленный сердечник, их концы фиксируются и обозначаются соответствующим образом.

Проверка работоспособности

Когда трансформатор собран, а все его узлы надёжно закреплены и заизолированы, необходимо проверить его работоспособность. Для этого на первичную обмотку подаётся напряжение 220 Вольт, а к вторичной подключается нагрузка, рассчитанная на работу на напряжении 12 Вольт.

В случае успешного испытания, собранное изделие помещается в подготовленный корпус или устанавливается в предназначенном для размещения место.

Ремонт и защита силового трансформатора тока

Отремонтировать силовой трансформатор достаточно сложно. Этот процесс отнимает не только много времени, но и денег. Выполнять этот процесс должен только специалист со стажем. Если в его конструкции будут неправильные соединения, то это может поставить вашу жизнь под угрозу. Существует немного заводов, которые могут выполнить его ремонт. Вот основные компании, которые могут взяться за эту работу:

  • Siemens.
  • СВЭЛ.
  • ABB.

Дифференциальная защита должна обеспечиваться в силовом трансформаторе. Она считается более эффективной, чем релейная защита. Для того чтобы надежно защитить современные силовые трансформаторы можно использовать специальную программу Transformer Designer.

Дифференциальное реле должно сравнивать между собою мощность первичного и вторичного тока. Если в вашем трансформаторе образуется дисбаланс, то реле активизируется, и будет защищать реакторы. Вторичная обмотка должна быть подключена к текущей катушке реле. Защита трансформатора должна быть пропорциональна смещению и или отклонению коэффициента разности токов.

Обмотку трансформатора можно провести самостоятельно. В обмотке должен находиться четный слой обмотки. Провод должен быть выведен обратно через выходное отверстие. Между слоями обмотки необходимо устанавливать хлопковые полосы, которые будут использованы от перегревания. Следить за повышением температуры можно также с помощью специальной жидкости, которая будет пропитывать слой изоляции. Собирать силовой трансформатор можно только опытным электрикам. Многие изготовители трансформаторов заботятся о том, чтобы вы самостоятельно смогли определить причину поломки. Определить поломку можно с помощью релейной защиты.

Разборка трансформаторов

Разборку трансформатора при капитальном ремонте производят в следующем порядке. Из расширителя сливают масло, снимают газовое реле, предохранительную трубу и расширитель; ставят заглушки на отверстия в крышке бака. С помощью грузоподъемных механизмов стропами за подъемные кольца поднимают крышку с активной частью трансформатора. Приподняв ее на 10 — 15 см, осматривают состояние и положение уплотняющей прокладки, отделяют ножом ее от рамы бака и по возможности сохраняют для повторного применения. После этого извлекают из бака активную часть участками, удобными для работ по удалению масляных шламов, промывки обмоток и сердечника струей нагретого масла и дефектации. Затем активную часть устанавливают на заранее подготовленную площадку с поддоном. Подняв активную часть трансформатора на 20 см выше уровня бака, отодвигают бак в сторону, а активную часть для удобства осмотра и ремонта устанавливают на прочный помост. Обмотки очищают от грязи и промывают струей нагретого до 35 — 40 °С трансформаторного масла.

Если у трансформатора вводы расположены на стенках бака, то вначале снимают крышку, сливают масло из бака на 10 см ниже изоляторов ввода и, отсоединив вводы, снимают изоляторы, а затем вынимают активную часть из бака.

Разборку, осмотр и ремонт трансформатора проводят в сухом закрытом и приспособленном для производства этих работ помещении.

После выемки активной части проверяют состояние магнитопровода — плотность сборки и качество шихтовки, прочность креплений ярмовых балок, состояние изоляционных гильз, шайб и прокладок, степень затяжки гаек, шпилек, стяжных болтов, состояние заземления

Обращают особое внимание на состояние обмоток — расклиновку на стержнях магнитопрово-да и прочность посадки обмоток, отсутствие следов повреждений, состояние изоляционных деталей, прочность соединений выводов, демпферов

В период капитального ремонта трансформатора помимо перечисленных работ при необходимости расшихтовывают ярмо магнитопровода с распрессовкой железа и снятием катушек обмоток.

Ремонт бака трансформатора

Внутреннюю поверхность бака очищают металлическим скребком и промывают отработавшим трансформаторным маслом. Вмятины нагревают пламенем газовой горелки и выправляют ударами молотка. Трещины на ребре и стенке корпуса заваривают газовой сваркой, а в трубе — электросваркой. Для проверки качества сварки наружную сторону шва зачищают и покрывают мелом, а изнутри смачивают керосином (при наличии трещин мел смачивается керосином и темнеет). Герметичность корпуса проверяют заливкой бака отработавшим маслом на 1 ч при температуре не ниже 10°С.

Перед заваркой трещины на ее концах просверливают сквозные отверстия диаметром в несколько миллиметров. Снимают фаски кромок трещины и заваривают ее электросваркой. Плотность шва контролируют с помощью керосина. Неплотные швы вырубают и заваривают вновь.

Трехфазный стержневой трансформатор

Однофазный бронепой трансформатор с четырьмя симметричными ярмами и концентрическими обмотками.

Трехфазный стержневой трансформатор имеет принципиальную форму сцепления обмоточных и магнитных звеньев, показанную на рис. 12 — 2, е, представляющую собой дальнейшее развитие трехзвенного сцепления двух магнитных звеньев и одного обмоточного по рис. 12 — 2, в. В этом случае одно обмоточное звено расщепляется на три отдельные обмоточные звена для всех трех фаз, что дает пятизвенное сцепление трех звеньев обмоток и двух магнитных звеньев.

Для трехфазного стержневого трансформатора, имею-щего схему соединения звезда — звезда с нулем ( рис. 16 — 1 а), для подготовки схемы нулевой последовательности необходимо замкнуть накоротко три фазных вывода обмотки ВН или НН и подать напряжение между замкнутыми накоротко выводами и нулевым; вторая обмотка остается открытой.

В трехфазном стержневом трансформаторе, в котором нет нулевого магнитопровода в виде боковых стержней, третьи гармонические потоков фаз ( рис. 4 — 13, б) замыкаются через стенки бака, встречая на своем пути большие сопротивления немагнитных промежутков. Поэтому магнитное сопротивление для третьих гармонических потоков получается в десятки раз большим, чем для первых гармонических, которые замыкаются в пределах магнитопровода.

В трехфазном стержневом трансформаторе, в котором нет нулевого магнитопроводг в: зиде боковых стержней, третьи гармонические потоков фаз ( рис. 4 — 13, б) замыкаются через стенки бака, встречая на своем пути большие сопротивления немагнитных промежутков. Поэтому магнитное сопротивление для третьих гармонических потоков получается в десятки раз большим, чем для первых гармонических, которые замыкаются в пределах магнитопровода.

В трехфазном стержневом трансформаторе, в котором нет нулевого магнитопровода в виде боковых стержней, третьи гармонические потоков фаз ( рис. 4 — 13, б) замыкаются через стенки бака, встречая на своем пути большие сопротивления немагнитных промежутков. Поэтому магнитное сопротивление для третьих гармонических потоков получается в десятки раз большим, чем для первых гармонических, которые замыкаются в пределах магнитопровода.

Трехфазный трансформатор с бронестержневой магнитной системой.| Укладка листов в слоях шихтованных магнитопроводов.

В трехфазном стержневом трансформаторе обмотки каждой из фаз размещаются на своем стержне ( см. рис. 1 — 2); стержни вместе с ярмами образуют замкнутую магнитную систему.

Как устроен трехфазный стержневой трансформатор.

Образование магнитопровода трехфазного стержневого трансформатора показано на рис. 13, а. Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены так, что их первичные и вторичные обмотки размещены на одном стержне магнитопровода, а другой стержень магнитопровода каждого трансформатора не имеет обмотки. Если эти три трансформатора расположить так, чтобы стержни, не имеющие обмоток, находились рядом, то три стержня можно объединить в один.

Нужно отметить, что первые системы трехфазных стержневых трансформаторов, предложенные и разработанные их изобретателем М. О. Доливо-Добровольским, имели стержни, расположенные равномерно в трех плоскостях по окружности ярма.

Схема соединения обмоток трансформатора для нагрева током нулевой последовательности при соединении обмоток НН. а — в звезду. а — в треугольник.

Нагрев трансформаторов током нулевой последовательности применим для трехфазных стержневых трансформаторов. Для однофазных трансформаторов применение этого метода нагрева требует пересоединения обмоток на стержнях, а для броневых трансформаторов — наложения специальной обмотки на магнитопровод.

Наиболее распространенными конструкциями трехфазных магнитных систем являются трехфазный групповой трансформатор, образованный из трех однофазных трансформаторов, каждая фаза которого имеет самостоятельную магнитную систему и трехфазный стержневой трансформатор, отличающийся от группового тем, что магнитные цепи всех трех стержней связаны ярмами в единую магнитную систему.

Схемы измерения потерь холостого хода при малом подводимом напряжении. а — питание обмотки ВН, соединенной звездой. б — питание обмотки НН, соединенной треугольником.

Назначение и применение

Трансформатор — это статический электромагнитный преобразователь с двумя или больше неподвижными обмотками, который предназначен для преобразования с помощью электромагнитной индукции параметров электрических величин. Трансформаторы применяются в энергетических системах при передаче электроэнергии от электрической станции к потребителю и в разнообразных электроустановках для получения напряжений нужной величины.

В данной статье приведен пример простого трансформатора небольшой мощности, который часто применяется в устройствах автоматики, измерительно—вычислительной технике, различных приборах.

Особенности применения

В зависимости от химического состава и эксплуатационных характеристик различные марки масел применяются для различных целей. В новое электрооборудование следует заливать только свежие жидкости, которые до этого нигде не применялись. Каждая партия используемого масла должна иметь сертификат завода-изготовителя.

Перед заливкой масла в оборудование его нужно предварительно подвергнуть глубокой термовакуумной обработке. Данную процедуру определяет руководящий документ РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования.» Согласно ему максимальное содержание воды в масле, применяемом для трансформаторов с пленочной или азотной защитой, измерительных трансформаторов и герметичных вводов, должно составлять 0,001 % массы, а концентрация воздуха не должна превышать 0,5 % массы.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации