Силовой трансформатор является неотъемлемой частью любого производственного объекта, служит источником питания разного рода потребителей, будь то электрифицированные устройства железной дороги или дачный кооператив.
Электроэнергию от мест ее выработки приходится транспортировать на большие расстояния, в связи с этим, с целью снижения потерь, приходится увеличивать напряжение и уменьшать силу тока.
Для увеличения напряжения в начале линии используют повышающий трансформатор, а в конце – понижающий, уменьшающий напряжение до необходимого уровня.
В данной статье будут рассмотрены трансформаторы уровня напряжения 6, 10 / 0,4 кВ.
Трансформатор состоит из: 1-опорный ролик, 2-болт заземления, 3-охладитель в виде гофрированного бака (ТМГ) и радиаторов в виде труб или иных конструкций (ТМ), 4-бак с магнитопроводом и обмотками, 5-шильдик с описанием параметров трансформатора, 6-крюки для подъема трансформатора, 7-воздухоосушитель, 8-масломерное стекло, 9-расширительный бак, 10- ввода для присоединения внешних электросетей высокого напряжения, 11-ввода для присоединения внешних электросетей низкого напряжения, 12-термометр, 13-термосифонный фильтр, 14-пробка для отбора масла, 15-сливная пробка, 16-пробка для доливки масла, 17- устройство регулирования напряжения на стороне высшего напряжения (анцапфа), 18-пробивной предохранитель
В процессе эксплуатации трансформатор постепенно теряет свои первоначальные свойства. Это происходит вследствие перегрузок трансформатора и постоянных электродинамических усилий, увеличения кислотных характеристик трансформаторного масла, а также насыщения его влагой, разрушения изоляции ввиду ее старения, отсутствие своевременного контроля обтяжки болтовых соединений.
Для стабильной и безаварийной работы трансформатора, а также бесперебойного питания электроприемников необходимы периодически выполнять следующие действия:
- Визуальный осмотр с выявлением дефектов
- Чистка изоляции и бака
- Обтяжка болтовых соединений
- Проверка сливных кранов и пробок
- Доливка трансформаторного масла
- Проведение измерений и испытаний
Если в результате осмотра и измерений наблюдаются треск, повышенный или нехарактерный шум, течь или выброс масла, местный нагрев, появление запаха гари, заниженные показатели сопротивления изоляции обмоток, коэффициента абсорбции — трансформатор должен быть выведен в ремонт.
Подробнее о проведении испытаний силового трансформатора можно посмотреть в типовой методике.
Многие владельцы электроустановок пренебрегают вышеописанными действиями, руководствуясь принципом: «30 лет работал и еще поработает». В результате вместо затрат на ремонт трансформатора, приходится порой нести в десятки раз большие затраты на покупку нового.
После вывода в ремонт трансформатора питание электроприемников осуществляется посредством переключения на резервный источник или установкой на его место другого трансформатора (в случае однотрансформаторных подстанций или КТП).
Ремонт трансформатора производится по технологическим картам, с подробным описанием процесса. Ремонт бывает текущий и капитальный. В отличие от текущего ремонта, при капитальном ремонте в обязательном порядке производится вскрытие крышки трансформатора с выемкой активной части и ревизией всех элементов.
Перед началом ремонта необходимо ознакомиться с документацией и рекомендациями завода-изготовителя, зачастую такая документация отсутствует.
В процессе ремонта трансформатора производят забор пробы масла с последующим его испытанием, с методикой можно ознакомиться здесь.
Наиболее частые виды неисправностей трансформаторов:
Выход из строя переключающего устройства (анцапфы) в результате отсутствия затяжки контактного соединения выводов обмотки.
А это переключатель другого типа с подобной проблемой, в таких случаях предусмотрена частичная или полная замена переключающего устройства.
Яркий пример того, что необходимо вовремя производить обтяжку крепления нулевой шины. Все мы знаем, чем чревато отгорание нуля, в лучшем случае это отсутствие напряжения в розетке, а в худшем горы горелых телевизоров, компьютеров и прочего оборудования в результате «перекоса» фаз.
В подобном случае необходима замена нулевой шпильки.
Это результат превышения нагрузки однофазного трансформатора и отсутствие должной защиты.
Подобным образом выглядит трансформатор с торцевым расположением вводов после междуфазного короткого замыкания и неправильных уставок релейной защиты.
После замены изоляторов и высоковольтных шпилек, а также покраски, он продолжил служить на благо производства.
Классический вид трансформатора, у которого никогда не мерили коэффициент абсорбции (увлажнение обмоток), ввиду чего он пополнил пункт приема металлолома.
Если бы своевременно было выявлено наличие влаги, трансформатор мог быть подвергнут сушке в специальной сушильной камере, а масло — дегидратации (обезвоживание) при помощи маслоочистительной установки.
После ремонта трансформатор продолжил бы свое существование. К сожалению этого не произошло, из-за виткового замыкания он вышел из строя.
Когда межвитковое замыкание затронуло только верхние слои обмотки, то этот дефект можно устранить заменой при помощи пайки участка обмотки и восстановлением изоляции. По статистике большинство повреждений происходят между обмотками высокого и низкого напряжения, а также между обмоткой высокого напряжения и магнитопроводом.
Зачастую, повреждения обмоток снаружи невозможно увидеть, но они легко выявляются в процессе испытаний. Если произвести ремонт поврежденного участок нельзя, единственным способом восстановить работоспособность трансформатора является замена обмоток. Такой способ является эффективным, но зачастую экономически невыгодным. Порой дешевле в несколько раз будет купить б/у трансформатор той же мощности с приемлемыми показателями замеров.
На данном фото повреждений вроде бы нет, но они скрыты внутри.
Опять же слабая затяжка фазной шины вывела трансформатор из строя.
Обычная халатность при монтаже стала причиной того, что на полу оказалось несколько сотен литров масла, отверстие было заварено при помощи инвертора.
Вот еще одна болезнь трансформаторов ТМ — образование трещин на масломерном стекле расширительного бака, устраняется посредством слива масла с бака и заменой стекла. Также частая проблема — течь масла из-под изоляторов. Ее причина состоит в том, что со временем уплотнительные резиновые прокладки затвердевают (особенно там, где греются шпильки вводов), трескаются и масло вытекает наружу. Такого рода проблему можно решить заменой прокладки при слитом из бака масле.
После ремонта и сушки (по необходимости) трансформатора производят контрольную протяжку болтовых соединений всех элементов. Активная часть монтируется в бак и заливается чистым сухим трансформаторным маслом, после чего закрывается крышкой. Запрещено нахождение активной части на улице, а также в сырых помещениях длительное время, так как обмотки довольно быстро напитывают влагу из воздуха, что сказывается на изоляционных характеристиках. После окончания сборки трансформатор подвергают испытаниям.
Вот так выглядит трансформатор после окончания ремонта.
Своевременный комплекс испытаний, а также ремонт — залог долгой и безотказной работы электрооборудования.