Ремонт системы охлаждения (ДЦ) трансформатора

Демонтаж и ремонт системы охлаждения ДЦ включает следующие основные операции: демонтаж и разборку трубопроводов, промывку охладителей горячим маслом (температура 60–70° С), замену прокладок, замену сорбента в адсорбционном фильтре, ревизию насосов и вентиляторов обдува, устранение течей масла, опрессовку системы охлаждения. Все эти работы производят на месте установки трансформатора только при наличии соответствующих условий и благоприятной погоды. Попадание пыли или влаги в систему охлаждения может привести к аварии трансформатора.

Статьи по теме
Искать по теме

Система охлаждения трансформатора

Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители (ДЦ) применяется для трансформаторов мощностью 630000 кВА и выше. Охладители состоят из тонких ребристых трубок, обдуваемых снаружи вентилятором. Электронасосы, встроенные в маслопроводы, создают непрерывную принудительную циркуляцию масла через охладители. Благодаря высокой скорости циркуляции масла, большой поверхности охлаждения и интенсивному дутью охладители обладают большой теплоотдачей и компактностью. Такая система охлаждения позволяет значительно уменьшить габаритные размеры трансформаторов. Охладители могут устанавливаться вместе с трансформатором на одном фундаменте или на отдельных фундаментах рядом с баком трансформатора.

Схема масляного охлаждения

Схема масляного охлаждения с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители: 1 – бак трансформатора; 2 – масляный электронасос; 3 – адсорбционный фильтр; 4 – охладитель; 5 – вентилятор обдува

Система охлаждения ДЦ (ее называют масло-воздушной) состоит из нескольких параллельно работающих охлаждающих устройств. Одно из них может быть резервным и включаться автоматически в случае отключения одного из работающих устройств. Но могут работать одновременно все охлаждающие устройства независимо друг от друга. Каждое охлаждающее устройство имеет масляный электронасос, который через всасывающий маслопровод забирает горячее масло из верхней части бака трансформатора и прогоняет его через охладитель напорный маслопровод в нижнюю часть бака. На каждом охладителе установлено по два дутьевых вентилятора. Мощность электродвигателей вентиляторов и профиль крыльчаток выбраны с таким расчетом, чтобы обеспечивался необходимый теплообмен. Вентиляторы устанавливают на раме охладителя на вибропоглощающих резиновых подкладках. Масло в охладителе циркулирует по трубкам диаметром 16– 22 мм, с толщиной стенок 1,5–2 мм. Трубки в зависимости от типа охладителя применяют стальные с оцинкованной поверхностью или алюминиевые. Поверхность трубок – оребренная. Исполнение оребрения может быть различным: в виде тонких стальных пластинок, обвитой стальной ленты, проволочной стальной спирали или цельнокатаных ребер на алюминиевых трубках. Более высокой теплоотдачей обладают трубки с намотанной стальной спиралью и алюминиевые трубки с цельнокатаными ребрами.

схема выносного охлаждающего устройства

Общий вид выносного охлаждающего устройства ДЦ:

1 – охладитель, 2 – вентилятор ЦАГИ типа МЦ-8, 3 – бессальниковый масляный электронасос ЭЦТ-63/10, 4 – трехжильный кабель КРПТ, 5 – опорная стойка

Параллельно с каждым охладителем включен адсорбный фильтр (на рисунке не показан). Масляные электронасосы – центробежные бессальниковые мощностью 2,6– 2,9 кВт – применяются двух типов: угловые (всасывающий и нагнетательный патрубки расположены -под углам 90°) и прямоточные (оба патрубка расположены по одной оси). Электронасосы встраивают непосредственно в верхнюю или нижнюю часть охладителя (электродвигатели погружены в масло). Контроль за циркуляцией масла в охладителе осуществляется с помощью струйного реле.

Основные элементы реле – заслонка со стрелкой, поворачивающаяся по направлению струи масла, и ртутный контакт, который при внезапном прекращении циркуляции масла замыкается, подавая сигнал на щит управления станции. Осмотр и наладку струйного реле производят в лаборатории.

Система охлаждения ДЦ по конструктивному исполнению может быть навесная, когда охлаждающие устройства укреплены на баке трансформатора и выносная. В последнем случае охлаждающие устройства укреплены на опорных стойках 5 на отдельных фундаментах на расстоянии 4–6 м от бака трансформатора и соединяются с ним маслопроводами с условном проходом 100–125 мм. Обе системы работают одинаково, однако более эффективной по теплообмену является выносная система охлаждения.

Ранее Запорожский трансформаторный завод собирал охладители ДЦ из калориферов типа КФБО-11 со спирально-ленточным оребрением стальных труб. Батарея, скомпонованная из четырех калориферов, соединенных последовательно (по маслу), имеет один общий насос 6к-12а с электродвигателем мощностью 10 кВт. На четыре калорифера установлено два вентилятора, каждый из которых продувает воздух через два сближенных между собой калорифера. Опыт работы и экспериментальная проверка показали, что такая система недостаточно эффективна. Поэтому в настоящее время (по предложению ЦКБЭНЕРГО) в трансформаторах, оборудованных батареями калориферов КФБО-11, спаренные охладители разделяются на отдельные секции и каждый калорифер обдувается отдельным вентилятором. Это позволило повысить тепловую нагрузку одного охлаждающего устройства до 245 кВт (вместо 160 кВт до модернизации), а при установке калориферов на отдельном фундаменте (вне бака трансформатора) – до 270 кВт.

Система охлаждения ДЦ управляется автоматически. Аппаратура управления смонтирована в специальных шкафах автоматического управления охлаждением трансформатора типа ШАОТ-ДЦ (в обозначении типа шкафа: ДЦ – масляное охлаждение с дутьем и ненаправленной циркуляцией масла). ШАОТ состоит из кожуха с плотно закрывающейся дверцей и деталей (аппаратуры), находящихся внутри кожуха. Для доступа к аппаратуре корпус ШАОТ имеет дверь, закрывающуюся на замок с помощью съемного ключа, первоначально находящегося в упаковке. На крышке ШАОТ предусмотрены рым-болты для строповки шкафа. На дне кожуха ШАОТ находятся сальники, предназначенные для ввода силовых и контрольных кабелей. На дне ШАОТ предусмотрены отверстия для крепления к фундаменту.

Схема автоматического управления обеспечивает включение основной группы охладителей при включении трансформаторов в сеть, увеличение интенсивности охлаждения включением дополнительного охладителя при достижении номинальной нагрузки или заданной температуры масла в трансформаторе, включение резервного охладителя при аварийном отключении любого работающего, отключение вентиляторов обдува без остановки циркуляционных насосов. Шкафы управления охлаждением оборудованы постоянно включенной сигнализацией о прекращении циркуляции масла, остановке вентиляторов дутья, включении резервного охладителя, переключении питания двигателей системы охлаждения от резервного источника при исчезновении напряжения или его понижении в основной сети. В шкафах имеются нагревательные элементы.


Ремонт системы охлаждения трансформатора

В процессе демонтажа охладителей и трубопроводов на них навешивают соответствующие бирки, чтобы после окончания ремонта трансформатора охладители и трубопроводы можно было быстро вновь скомпоновать в прежнем положении. Все фланцы охладителей и трубопроводов после их демонтажа немедленно плотно закрывают заранее подготовленными заглушками или промасленными деревянными пробками.

При ремонте охладителей учитывают их невысокую механическую прочность. При необходимости их кантовки соблюдают осторожность, так как строповка охладителей с перекосами может вызвать деформацию трубок и нарушение сварных швов. По тем же соображениям перед укладкой охладителей на подготовленный настил тщательно выравнивают горизонтальную плоскость деревянного настила. трубки сжатым воздухом и промывают их горячим маслом. Качество промывки определяют по электрической прочности промывочного масла в стандартном маслопробойнике. При установке новых трубопроводов их внутреннюю поверхность очищают с помощью ерша, изготовленного из пучка стального троса или стальной сетки, свернутой в виде рулона.

После очистки трубы продувают сжатым воздухом, дополнительно очищают тряпками, смоченными в бензине, и протирают насухо. Внутреннюю полость труб окрашивают эмалью 624с или 1201; если нет эмали, покрывают двумя слоями бакелитового лака. При сборке системы охлаждения так же, как и при разборке, принимают меры по предотвращению попадания во внутренние полости трубопроводов и охладителей пыли и влаги.

Собранную систему охлаждения заполняют маслом из отдельного специально подготовленного бака или непосредственно из бака трансформатора в соответствии с заводскими инструкциями. Для заполнения системы охлаждения слегка отвертывают задвижки, чтобы проток масла был небольшим. Воздух удаляют полностью из системы путем открывания специальных пробок в охладителях. После заполнения системы в течение часа проверяют герметичность охладителей маслом, нагретым до 50–60° С. Калориферы со стальными трубками испытывают избыточным давлением 3 ат, с алюминиевыми – 2 ат. Испытание давлением (рис. 3) производят при закрытых задвижках на баке с помощью специального, вспомогательного небольшого бака 4 с чистым горячим маслом и отдельного масляного насоса 1 (обычно ручного типа БКФ-4). Результаты гидравлического испытания считают удовлетворительными, если в течение часа давление снизится не более чем на 10%. Чтобы масло, оставшееся на стенках трубок, не воспламенилось, трещины в стальных трубках калориферов заваривают под вакуумом или в среде углекислого газа. Наиболее удобно трещины заделывать холодным способом специальной пластмассой или эпоксидной замазкой.

Особое внимание обращают на качество очистки системы охлаждения. Даже небольшое количество загрязнений или воздуха, оставшихся в системе охлаждения и проникших в бак трансформатора, могут вызвать электрический пробой между токоведущими частями. В некоторых конструкциях трансформаторов патрубки нагнетательных труб в баке расположены напротив токоотводов, иногда выполненных голыми шинами, поэтому попадание на голые шины занесенных вместе с напорной струей масла различных посторонних включений вызывает пробой изоляционного промежутка между шинами.

Чтобы воздух и другие посторонние включения не попали на части, находящиеся под напряжением, проверяют систему охлаждения заранее, до подключения трансформатора под напряжение. При этом включают на 3–6 ч все охлаждающие устройства. Одновременно проверяют, нет ли в адсорбных фильтрах воздуха, вращаются ли крыльчатки вентиляторов против часовой стрелки (если смотреть на электродвигатели со стороны крыльчатки), и нет ли вибрации охладителей. Если вибрация более 110 мм, крыльчатки вентиляторов балансируют. Чтобы устранить передачу вибрации от вентиляторов на трубки охладителя, целесообразно электродвигатели с крыльчатками устанавливать на отдельном каркасе.

Схема промывки и опрессовки охладителей

Схема промывки и опрессовки охладителей на фундаменте:

1 – масляный насос, 2 – манометр, 3 – охладитель, 4 – бак с горячим маслом, 5 – задвижка, 6 – временный маслопровод, 7 – подставка

При установке новых охладителей с встроенными бессальниковыми насосами применяют для промывки системы посторонний насос. Дело в том, что в бессальниковых насосах масло проходит непосредственно через статор электродвигателя, поэтому при попадании ржавчины или других случайных металлических включений в обмотку электронасос может легко повредиться. Промывка системы с использованием собственных насосов допустима только в том случае, когда предварительно пропускают масло через фильтр- пресс или центрифугу. После испытания гидравлическим давлением и промывки всей системы вспомогательный бак отсоединяют от охлаждающего устройства, а систему охлаждающих устройств и трубопроводов подсоединяют к баку трансформатора.

Карта дефиктации и ремонта трансформатора

Обозначение

Возможный дефект

Метод установления дефекта

Средство измерения

Заключение и рекомендуемые методы ремонта

Требования после ремонта

Течи в сварных швах трубок с трубной пластиной

ВК

Заварить аргонодуговой сваркой с присадкой алюминиевой проволоки 3 мм.

Сплав АД-1-М

Отсутствие дефектов

Течи в трубах

ВК

Дефектные трубки заглушить или заменить радиатор

Допускается глушение дефектных трубок, но не более двух трубок на каждый ход трубной пластины

Грязь на внутренней поверхности трубок

ВК

Прочистить трубки

Отсутствие дефектов

Течи в охладителе после испытаний

ВК

Заваритьё места течи

Во время испытаний избыточное давление до 0,2МП (2 кг/см2)

Время испытаний 30 мин

Дефект подшипников электронасоса

Изменение вибрационных характеристик электронасоса

Виброметр

Ремонт превышении граничных значений виброскорости. Подшипник заменить

По ISO 2372 граничные значения виброскорости:

Хорошо-≤0,71мм/c

Удовл-но- ≤1,8мм/c

Предел ≤2,8мм/с

Недопустимо > 2.8мм/с

Биение вала электронасоса

ИК

Плита поверочная

 Вал заменить

 Отсутствие дефектов

Отключение значений рабочих токов электронасосов  от номинальных

Измерение рабочих токов электронасосов (пофазному) при средней температуре масла в баке

Токоизмерительные клещи

Ремонт электронасосов по результатам измерений

См. Паспорт на АТ

Обозначение

Возможный дефект

Метод установления дефекта

Средство измерения

Заключение и рекомендуемые методы ремонта

Требования после ремонта

Снижение изоляции статорных обмоток насоса

ИК

Мегомметр

Просушить изоляцию

На напряжение 500В сопротивление изоляции не менее 0,5МОм

Изменение зазора между крыльчатками вентиляторов и диффузорами

ИК

Линейка измерительная

Подогнуть крыльчатки

Зазор равномерный не более 1,5% диаметра колеса

Увеличение вибрационных характеристик вентиляторов

Измерение вибрационных характеристик вентиляторов

Виброметр

Ремонт при превышении граничных значений виброскорости. Балансировка и подтяжка креплений

По ISO 2372 граничные значения виброскорости:

Хорошо-≤2,8мм/c

Удовл-но ≤4,5мм/с

Предел ≤7,1 мм/с

Недопустимо> 7.1мм/c

Подгары и оплавления контактов ШАОТ

ВК

Зачистит шлифовальной шкуркой

Отсутствие дефектов

Обозначение

Возможный дефект

Метод установления дефекта

Средство измерения

Заключение и рекомендуемые методы ремонта

Требования после ремонта

Уменьшение изоляции цепей ШАОТ

ИК

Мегомметр

Восстановить изоляцию

Сопротивление изоляции напряжение 1000В не менее 0,5МОм

Нарушение лакокрасочного покрытия поверхности ШАОТ/вспучивание и отслаивание/

ВК

Обезжирить поверхности ветошью, смоченной уайт-спиритом. Окрасить

Лакокрасочное покрытие должно быть равномерным, без потеков и отслоений

Течи масла через сетчатый фильтр

ВК

Течи устранить

Испытание давлением 4 атм.один час.

Засорение сетчатых фильтров

ИК

Манометр системы охлаждения

Очистить сетку от загрязнений, промыть чистым трансформаторным маслом

Давление масла с системе охлаждения не более 1,25х105 Па