Министерство профессионального образования, подготовки и расстановки кадров Государственное бюджетное образовательное учреждение РС(Я) «Олекминский техникум механизации и электрификации сельского хозяйства» По дисциплине: «Электрические машины и аппараты» ОТКРЫТЫЙ УРОК «Сборка и разборка силового трехфазного трансформатора» Разработал преподаватель ОПД по специальности: «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» Косыгина Елена Николаевна Олекминск, 2014

Принцип действия и устройство трансформатора. Элементы конструкции трансформаторов.

Масляный бак трансформатора представляет собой резервуар, внутри которого устанавливается активная часть. Баки трансформаторов средней и малой мощности закрываются сверху крышками, на которых устанавливаются ввода, расширитель, выхлопная труба, контрольно- сигнальные и другие устройства. Расширитель служит для заполнения трансформатора маслом при изменениях объема масла вследствие колебания температуры. Выхлопная (предохранительная) труба защищает бак трансформатора от разрыва при интенсивном выделении газа во время крупных повреждений внутри бака трансформатора. Расширитель снабжается маслоуказателем, а трансформаторы мощностью 10 мВА и более, кроме того реле низкого уровня масла. Маслоуказатель служит для контроля уровня масла в трансформаторе. На шкалу маслоуказателя наносятся три контрольные метки, соответствующие уровням масла в неработающем трансформаторе при температурах – 45, +15 и С. Применяются плоские, трубчатые стеклянные и стрелочные магнитные маслоуказатели.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Если первичную обмотку трансформатора включить в сеть источника переменного тока, то по ней будет проходить переменный ток, который возбудит в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток. Магнитный поток, пронизывая витки вторичной обмотки трансформатора, индуктирует в этой обмотке эдс. Под действием этой э.д.с по вторичной обмотке и через приемник энергии будет протекать ток. Для уменьшения потерь от вихревых токов магнитопроводы трансформаторов собирают из тонких пластин (толщиной 0,5 и 0,35 мм) трансформаторной стали, покрытых изоляцией (жаростойким лаком). Материалом магнитопровода является трансформаторная сталь Э-42, Э-43, Э-43А, Э-320, Э-330, Э-ЗЗОА и др. Холоднокатаная сталь имеет высокую магнитную проницаемость (больше чем горячекатаная) в направлении, совпадающем с направлением проката, тогда как перпендикулярно прокату магнитная проницаемость относительно низкая.

Магнитопроводы однофазных трансформаторов: а - пластинчатый стержневой б - пластинчатый броневой в - ленточный стержневой г - ленточный броневой

ленточный тороидальный кольцевой

По взаимному расположению на стержне обмотки разделяют на цилиндрические и концентрические.

Основные признаки неисправностиНаиболее вероятная причина неисправностиСпособы устранения неисправности 1. Сильный и неравномерный шум в трансформаторе, сопровождающийся потрескиванием разрядов 1. Ослабление прессовки стальных листов магнитопровода 2. Перекрытие с обмотки или отводов на корпус 3. Обрыв заземления 1. Подтянуть стяжные болты, прессующие магнитопровод 2. Улучшить изоляцию отводов 3. Восстановить заземление 2. Повышенный нагрев, небольшое увеличение тока на стороне питания, разница омических сопротивлений постоянному току отдельных фаз обмоток трансформатора Витковое замыкание, явившееся следствием естественного старения изоляции, систематических перегрузок или динамических усилий при коротких замыканиях 1. Устранить витковое замыкание 2. Частично или полностью заменить обмотку поврежденной фазы 3. Выброс масла с разрушением стеклянной мембраны выхлопной трубы Междуфазное короткое замыкание, вызванное: а) старением изоляции; б) понижением уровня масла и его увлажнением; в) внутренними или внешними перенапряжениями; г) протеканием сверхтоков при сквозных коротких замыканиях Трансформатор подвергнуть ревизии, а при выявившейся необходимости - капитальному ремонту с заменой или без замены масла 4. Появление трещин на изоляторах, скользящих разрядов или следов перекрытия изоляторов Не обнаруженные ранее трещины заводского происхождения или появившиеся при монтаже и эксплуатации. Набросы посторонних предметов. Перекрытие между вводами различных фаз Заменить поврежденный изолятор. Устранить наброс. Увеличить изоляционное расстояние между фазами 5. Появление течи масла из кранов или швов бака из под прокладок Плохо притертые пробки кранов. Недоброкачественный сварной шов. Недостаточное уплотнение в месте установки прокладки. Низкое качество или отсутствие прокладки Притереть пробку крана. Вырубить шов в месте течи и сварить вновь. Улучшить уплотнение путем затяжки болтов Заменить прокладку, а в случае ее отсутствия - установить прокладку Приложение 1. Выявление неисправности трансформатора. Признаки, причины и способы устранения неисправностей силовых трансформаторов, находящихся в эксплуатации.

6. Срабатывание реле газовой защиты трансформатора на сигнал Начавшийся процесс разложения масла вследствие: а) виткового замыкания в обмотке; б) замыкания на корпус (пробой); в) обрыва цепи в обмотке; г) выгорания контактной поверхности переключателя а) устранить замыкание в обмотке; б) устранить замыкание на корпусе; в) восстановить электрическую цепь обмотки; г) заменить выгоревший контакт переключателя 7. Срабатывание реле газовой защиты трансформатора на отключение Развившийся бурный процесс разложения масла в трансформаторе вследствие: а) "пожара стали", возникшего в результате циркуляции больших токов, вызванных образовавшимся замкнутым контуром; б) междуфазного короткого замыкания; в) внутренних или внешних перенапряжений Трансформатор подвергнуть испытанию, а в случае необходимости - ревизии и капитальному ремонту с выемкой сердечника

Приложение 2. Выявление неисправности силовых трансформаторов путем испытаний Вид испытанияПризнаки неисправностиПричина неисправностиНекоторые способы выявления неисправности 1. Измерение сопротивления изоляции мегомметром Значительная разница в сопротивлениях изоляции одной и другой обмотки, а также между обмотками Повреждение изолятора выводаОтсоединить концы обмоток от выводов и измерить раздельно сопротивление изоляции обмоток в каждого вывода относительно корпуса трансформатора. В трех зажимных выводах в. н. опробовать каждую шпильку вывода Значительная разница в сопротивлении изоляции обмоток при измерении их в холодном и горячем состоянии Влажность изоляции обмотокПроизвести специальный прогрев или сушку обмоток с испытанием электрической прочности масла на пробой 2.. Измерение омического сопротивления обмоток на всех ответвлениях Значительный разброс показаний приборов на разных ступенях переключателя Плохой контакт в переключателе вследствие загрязнения или оплавления поверхности контакта Очистить поверхности контактов от грязи, нагара и частиц оплавленного металла и отрегулировать переключатель Значительная разница в величинах сопротивления по фазам Неправильное присоединение отвотов к зажимам переключателя. Пересоединить концы отводов к зажимам переключателя Плохой контакт на присоединениях выводов. Зачистить и подтянуть контакты Плохой контакт в пайкахПроизвести пофазное измерение сопротивления с присоединенными и отсоединенными выводами 3. Измерение группы соединения обмоток Получаемые результаты не соответствуют ни одной группе соединений Одна из обмоток одной фазы "вывернута" (перепутано направление намотки или начало и конец обмотки) Проверить линейный коэффициент трансформации Произвести пофазное измерение группы

4. Опыт х. х. (холостого хода) Значительно завышенный ток и потери х.х. Витковое замыкание в обмоткеВынуть сердечник из бака и произвести испытание до обнаружения местного нагрева или появления дыма Наличие замкнутого контура через стяжные болты и прессующие плиты. Проверить изоляцию стяжных болтов Неправильное включение параллельных обмоток Проверить правильность распределения тока между параллельно включаемыми секциями при нагрузке (проверяется по двум амперметрам при опыте короткого замыкания), а также равенство напряжений на секциях, соединяемых параллельно (проверяется по равенству показаний двух вольтметров) Значительное увеличение тока х. х. Недоброкачественная шихтовка магнитопровода, неполное сечение верхнего ярма за счет недоукладки числа листов Осмотреть и произвести замер сечения ярма. Определить соответствие имеющегося сечения требуемому путем сопоставления Значительное увеличение потерь х. х. Плохая изоляция между листами стали магнитопровода Снять обмотки и на временных обмотках повторить испытание с проверкой, местных нагревов магнитопровода Начавшийся процесс "пожара стали" Обратить особое внимание на качество шихтовки стыков и наличие изоляционных прокладок 5. Опыт к.з. (короткого замыкания) Значительно повышенное напряжение и потери к. з. или значительное повышение напряжения к. з. Плохой контакт на перемычке, закорачивающей выводы обмоток Проверить соответствие сечения и качество контактов на перемычке по признакам нагрева Плохой контакт на выводах или переключателе Вынуть и детально обследовать сердечник, предварительно измерив точно омическое сопротивление Плохой контакт в схеме обмоток или в переключателе со стороны Измерить омическое сопротивление