Порядок и последовательность монтажа силового трансформатора.

Фронтальная беседа

Из каких основных элементов состоит силовой 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).

Рис. 1. Силовой трехфазный масляный трансформатор.

2). Для чего служат основные элементы силового трансформатора?

Бак служит резервуаром для охлаждающего масла, предохраняет находящиеся внутри него детали от повреждений, а также образует поверхность охлаждения, необходимую для лучшего отвода тепла от трансформатора. Переключатели представляют собой контактные устройства, при помощи которых осуществляют переключение ответвлений обмоток и изменение, таким образом, коэффициента трансформации посредством изменения числа витков обмотки ВН. Термометр и термометрический сигнализатор служат для наблюдения за температурой верхних слоев масла, находящегося в баке трансформатора. Пробивной предохранитель служит для защиты персонала и низковольтных аппаратов от высокого напряжения при переходе потенциала с обмоток ВН на обмотки НН вследствие пробоя изоляции между обмотками или отводами. Вводы силовых трансформаторов служат для изоляции выводимых из бака концов обмотки и присоединения их к различным элементам электроустановки. Расширитель служит для обеспечения постоянного заполнения бака трансформатора маслом, а также для уменьшения поверхности соприкосновения масла с воздухом и защиты таким образом масла от увлажнения и окисления. Кроме того, расширитель компенсирует изменяющийся объем масла в баке при колебаниях температуры. Газовое реле служит для сигнализации и отключения силового трансформатора при возникновении в нем внутренних повреждений, вызывающих местные нагревы, а вследствие этого разложение масла, дерева или изоляции и образование газов.

Порядок и последовательность монтажа силового трансформатора.

Перед началом работ по монтажу производят оценку состояния изоляции трансформатора на увлажненность. При увлажнении изоляции трансформатора в период транспортировки и хранения перед началом монтажа производят сушку трансформатора.

Для установки основных комплектующих узлов (вводов, приводов переключателей, выхлопной трубы и др.) требуется вскрытие заглушек и люков. Ввиду того, что окружающий воздух в это время проникает в бак трансформатора, возникают неблагоприятные условия для сохранности изоляции, поэтому эти работы надо организовать так, чтобы сократить до минимума время нахождения трансформатора со вскрытыми заглушками и люками. Общее суммарное время не должно превышать 20 ч. Более длительное нахождение трансформатора со вскрытыми заглушками и люками приводит к повышенному увлажнению масла и расположенных в надмасляном пространстве изоляционных деталей, что может вызвать необходимость их дополнительной сушки. Вскрывать заглушки необходимо в сухую и устойчивую погоду при относительной влажности не более 85%. Необходимо следить, чтобы после вскрытия заглушки в трансформатор не попали пыль, грязь и посторонние предметы, которые перед началом работ необходимо тщательно удалить с бака и комплектующих узлов, а монтажную площадку очистить от источников пылеобразования.

Следует установить учет и контроль за инструментом и приспособлениями, применяемыми при установке комплектующих узлов.

Для предотвращения увлажнения при вскрытии трансформатора можно продувать надмасляное пространство предварительно осушенным воздухом.

Установку вводов 35—110 кВ, монтаж расширителя, приборов, арматуры, систем охлаждения производят без осмотра активной части и слива масла из бака.

Если в период транспортировки, разгрузки и хранения были допущены такие нарушения, которые могли вызвать внутренние повреждения трансформатора, перед началом монтажа производят ревизию его активной части.

При выполнении ревизии вскрывают заглушки и масло полностью сливают из бака. При этом вся масса изоляции соприкасается с влажным окружающим воздухом.

Правильность монтажа контролируют путем измерений и оценки параметров изоляции и пуско-наладочных испытаний.

После установки комплектующих узлов доливают в трансформатор масло, проверяют герметичность, устанавливают трансформатор на фундамент и производят другие окончательные работы.

После оформления монтажно-наладочной документации и проверки защит трансформатор может быть испытан постановкой под номинальное напряжение и затем введен в эксплуатацию.

Монтаж вводов

Для вывода отводов от обмоток напряжением 3 — 35 кВ применяют, как правило, разборные вводы, конструкция которых позволяет легко производить их монтаж и демонтаж, а также замену фарфорового изолятора при сливе незначительного количества масла из трансформатора.

Установку вводов на трансформатор производят следующим образом:

Демонтируя на баке трансформатора заглушки для установки вводов, подсоединяют токоведущую шпильку к гибким связям отводов от обмотки при помощи гаек и контргаек. Затем устанавливают детали уплотнения и закрепления фарфорового изолятора. Выступ на токоведущей шпильке должен пройти в соответствующий паз в верхней части изолятора. Во избежание повреждения фарфоровых изоляторов затяжку гаек следует производить осторожно, без рывков, и равномерно по периметру уплотнения.

В практике нередко применяют несколько иной порядок монтажа вводов, когда вначале закрепляют и уплотняют фарфоровый изолятор с установленной токоведущей шпилькой, а затем через боковые люки подсоединяют гибкие связи отводов к шпильке.

При монтаже вводов необходимо следить, чтобы внутрь трансформатора не попали грязь, влага, посторонние предметы, и уделять особое внимание созданию надежного электрического контакта, герметичности уплотнения изолятора и шпильки, а также правильному расположению гибких соединений внутри трансформатора.

Изоляционные расстояния между гибкими соединениями вводов, между фазами и другими заземленными и токоведущими частями трансформатора должны быть, как правило, не менее 50 мм. Токоведущие шпильки вводов 3—35кВ на токи до 630А припаивают к гибкому отводу обмотки при изготовлении трансформатора. Закрепление и уплотнение таких вводов производят аналогичным образом.

Для вывода отводов обмоток высшего напряжения в трансформаторах применяют высоковольтные маслоналолненные вводы герметичного и негерметичного исполнения, а также высоковольтные вводы с твердой изоляцией.

Высоковольтные вводы, как правило, закрепляют на фланце переходного патрубка, внутри которого могут располагаться встроенные трансформаторы тока, предназначенные для питания электрических цепей защит и измерения.

Если переходные патрубки транспортируются отдельно от трансформатора, их необходимо установить перед началом монтажа вводов.

Распаковку и подъем ввода из упаковочного ящика следует производить с большей осторожностью. При распаковке ввода 110 кВ необходимо снять доски с надписью «верх», вынуть верхние половины распорок, удерживающих ввод в ящике; боковые стенки ящика не снимать, так как нижние распорки, на которых размещен ввод, закреплены на этих стенках.

К рымам на опорном фланце соединительной втулки ввода следует прикрепить канаты, подвешенные на крюк подъемного устройства. В середине верхней фарфоровой покрышки необходимо установить скобу 2 (рис. 2) с резиновой прокладкой 4, прикрепленную к полиспасту. Затем поднять ввод одновременно крюками подъемного устройства и полиспастом.

Рис. 2. Подъем маслонаполненного ввода напряжением 110 кВ из упаковки: 1 - ввод; 2 - разъемная скоба; 3 - полиспаст; 4 - резиновая прокладка.

При распаковке маслонаполненного ввода герметичной конструкции напряжением 110 кВ (рис. 3) необходимо снять верхние половины распорок, удерживающие вводы в ящике, установить разъемную скобу 4 с резиновой прокладкой (рис.3, а), поднять ввод из упаковки, так же как ввод негерметичной конструкции, установить временные деревянные подставки 6 (рис. 3, б), на которые осторожно уложить ввод в горизонтальное положение, после чего очистить и осмотреть ввод.

Рис. 3. Распаковка маслонаполненного герметичного ввода напряжением 110 кВ: а - размещение ввода в ящике; б - установка ввода на временных подставках; в - установка ввода на стойке; 1 - экран; 2 - соединительная втулка; 3 - манометр; 4 - разъемная скоба с резиновой прокладкой; 5 - корпус компенсатора давления; 6 - временные деревянные подставки; 7 - кольцевой трос; 8 - грузовые косынки.

Перед монтажом вводы должны быть выставлены в вертикальном положении в стойках (рис.4) возле трансформатора на расстоянии, позволяющем осуществить их подъем и установку предусмотренным для этой цели крановым механизмом, и проверены.

Рис. 4. Стойка для хранения ввода напряжением 110 кВ.

Перед подъемом вводов, установленных в стойках, в нижней части их закрепляют экран, тщательно протирают нижний фарфоровый изолятор, а через центральную трубу ввода пропускают гибкий канатик или веревку, механическая прочность которой должна быть достаточной для подъема гибкого кабеля отвода.

Для установки на трансформатор вводы поднимают при помощи крановых механизмов и стропов соответствующей грузоподъемности за имеющиеся подъемные кольца на опорном фланце (рис. 5).

Верхняя часть фарфорового изолятора ввода крепится веревкой к подъемным стропам во избежание опрокидывания и для создания необходимого для установки угла наклона.

Уклон ввода создается таким образом, чтобы пробка для выпуска воздуха и патрубок для подсоединения к общему газопроводу трансформатора были расположены в наивысшем месте фланца ввода. Неправильное расположение пробки и патрубка может привести к образованию воздушного мешка после заливки трансформатора маслом.

Рис. 5. Монтаж вводов 110 кВ 1 — протягивающий канатик; 2 — веревка; 3 — трос; 4 — ввод; 5 — деревянные планки для крепления бакелитового цилиндра; 6 — бакелитовый цилиндр; 7 — отвод; 8 — наконечник отвода; 9 — гайка; 10 — уплотняющий фланец; 11 — резиновая прокладка; 12 — экран

После вывода из стойки на нижний фарфоровый изолятор надевают изоляционный бакелитовый цилиндр и закрепляют его при помощи деревянных планок и шурупов на нижнем фланце переходной втулки. В таком состоянии ввод располагают возможно точнее в центре отверстия люка переходного патрубка, а конец канатика, пропущенного через центральную трубу ввода, прикрепляют к кабельному наконечнику гибкого отвода обмотки. После этого кабель с наконечником осторожно протягивают при помощи канатика через токоведущую трубу ввода. Во время протягивания необходимо следить за расправлением и натяжением кабеля. Когда свободная часть кабеля будет вся протянута в трубу, приступают к медленному опусканию ввода в бак трансформатора, умеренно подтягивая канатик. Ввод опускают до установки его фланца на уплотняющую прокладку.

После установки ввода на место закрепляют и уплотняют фланец ввода, затем кабельный наконечник. При этом выемка в наконечнике должна совпадать с соответствующим выступом на фланце ввода. Нижняя часть наконечника должна плотно прилегать к фланцу ввода.

Выполнять уплотнение наконечника ввода необходимо очень тщательно, так как некачественное уплотнение может стать причиной попадания влаги в трансформатор. Для уплотнения кабельного наконечника применяют только новые исправные уплотнения соответствующей толщины.

Высоковольтные вводы с твердой изоляцией в отличие от бумажно-масляных не имеют экрана в нижней части, а их изоляционный бакелитовый цилиндр крепят на переходном патрубке. Перед установкой таких вводов предварительно удаляют транспортный кожух, установленный на нижней части ввода. Монтаж вводов с твердой изоляцией аналогичен монтажу маслонаполненных вводов.

Монтаж фланцевых соединений

Сочленение комплектующих узлов и деталей с баком трансформатора и между собой производят при помощи различных фланцевых соединений. В зависимости от конструкции сочленения соединяемых фланцев различают:

1) фланцевые соединения глухого крепления, когда сочленение производят путем ввинчивания болтов в тело одного из фланцев (рис. 9, а). Такие соединения применяют для крепления заглушек, монтажных люков и других узлов и деталей к баку трансформатора;

2) фланцевые соединения сквозного крепления, когда сочленение производят при помощи болтов, проходящих через тело соединяемых фланцев (рис. 9, б). Такие соединения используют для сочленения верхней (колокол) и нижней (дно) частей бака, высоковольтных вводов к установкам трансформаторов тока, патрубков и запорной арматуры на баке трансформатора и др.;

3) фланцевые соединения сухарного крепления (рис. 9, в). Применяются в основном для сочленения установок трансформаторов тока и бака трансформатора.

Рис. 9. Монтаж фланцевых соединений: а - глухое соединение; б - сквозное соединение; в - сухарное соединение. 1 - болт; 2, 4 - фланцы; 3 - уплотняющая прокладка; 5 - сухарь; 6 – бобышка.

Фланцевые соединения в зависимости от их герметической формы могут быть круглыми, овальными и прямоугольными. Их устанавливают в горизонтальной, вертикальной и наклонной плоскостях.

При монтаже кроме надежности крепления особое внимание обращают на обеспечение маслоплотности фланцевых разъемов.

Для этого между фланцами помещают резиновые прокладки из маслостойкой резины, отвечающей требованиям ГОСТ 12855-77. Такая резина способна работать в среде трансформаторного масла в пределах изменения температуры от —45 до +100°С. Резиновые прокладки изготовляют с отверстиями под проходящие болты и без отверстий, они повторяют форму соединительных фланцев.

Перед сочленением необходимо проверить состояние фланцевых соединений, при этом следует обратить внимание на:

1) параллельность сочленяемых фланцев, которые не должны иметь вогнутых участков и других повреждений;

2) на расположение проволочных ограничителей, которые должны быть плотно расположены на поверхности фланца и не иметь выступов и извилин, препятствующих уплотнению резиновой прокладки;

3) на выбор размеров болтов и глубины резьбового участка отверстия в теле одного из фланцев, которые должны выбираться с учетом обеспечения сжимания уплотняющей прокладки на 1/3 ее высоты.

Уплотняющие прокладки отправляют на место монтажа установленными на заглушках комплектующих узлов или в отдельных упаковках. Кроме того, их поставляют как запчасти для некоторых фланцевых соединений, монтируемых при установке трансформаторов.

Перед установкой прокладок на фланец необходимо проверить их механическую целостность, качество стыковых соединений, обезжирить, если они пропитаны в масле, и высушить. Прокладки не должны иметь трещин, разрывов и остаточных деформаций. Стыковые соединения концов составных участков прокладок должны быть тщательно срезаны под углом, склеены резиновым клеем или клеем № 88 и расположены в местах, в которых можно надежно их уплотнить путем затяжки фланцев. Длина среза стыка должна в 2—3 раза превышать толщину прокладки.

При демонтаже прокладок, установленных на комплектующих узлах, следует соблюдать осторожность с тем, чтобы на поверхность прокладки не попало масло, так как это может привести к затруднениям при ее уплотнении. Если имеются даже незначительные повреждения, уплотняющие прокладки необходимо заменить новыми.

После установки прокладки путем затяжки болтов равномерно сжимают ее до уменьшения ее толщины не более чем на 1/3. При этом затяжку необходимо производить равномерно по всему периметру фланца во избежание местного передавливания прокладки. Последнее очень важно для прокладок, имеющих отверстия под болты.

Прокладки приклеивают к разъему при помощи резинового клея или клея № 88. Приклеивание к разъему прокладок, имеющих отверстия под болты, как правило, не производят.

В трансформаторах предусматривают задвижки с условным проходом от 80 до 250 мм, вентили с условным проходом 25 и 50 мм, плоские краны с условным проходом от 50 до 250 мм, пробковые краны, а также пробки для герметизации воздухоспускных отверстий. Задвижки применяют для аварийного слива масла из трансформатора и перекрытия системы охлаждения. По механическим свойствам задвижки должны соответствовать ГОСТ 8437-75.

Для обеспечения возможности их работы в среде трансформаторного масла на трансформаторных заводах внутренние поверхности их очищают от песка, пригара и других загрязнений и окрашивают маслостойким лаком, а уплотняющие прокладки заменяют прокладками из маслостойкой резины.

При испытании на герметичность затвора давлением 150 кПа и сальникового уплотнения давлением 400 кПа в течение 2 мин конструкция их обеспечивает полную маслоплотность (отсутствие течи) сальникового уплотнения и допускает незначительный проход масла через затвор: для задвижек типа ДУ 80—100 мм — 2см³/мин, ДУ 125—250 мм — 3 см³/мин.

При появлении неплотности задвижек их нужно разобрать, проверить состояние уплотняющих прокладок, чистоту внутренней поверхности и качество притирки шпинделя и восстановить необходимую плотность.

Вентили применяют для подсоединения вакуумного и маслоочистительного оборудования, для перекрытия маслопроводов небольшого диаметра. Для обеспечения их работы в трансформаторном масле уплотнение золотника заменяют фторопластовым, а сальниковую набивку — уплотнительным кольцом из маслостойкой резины. Вентили практически обеспечивают полную маслоплотность сальникового уплотнения, затвора и прокладочных соединений.

Широкое применение в трансформаторах находят плоские краны, имеющие большой диапазон проходного сечения и небольшую массу и габариты, а также пробковые краны. Плоские краны допускают проход масла через уплотняющую заслонку, что необходимо учитывать в технологии монтажа трансформаторов. При давлении столба масла высотой 10 м допускается течь масла через плоский кран диаметром 50 мм — в количестве не более 0, 1 л/с; 75 мм — 0, 2 л/с; 125— 250 мм — 0, 3 л/с.

При установке воздухоспускных пробок необходимо обращать внимание на состояние резьбы в теле пробки и штуцера.