Устройство силовых трансформаторов

Преподаватель М.Д.Вичковская

Тема: «УСТРОЙСТВО СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА»

ТИП И ФОРМА УРОКА: Урок-презентация «Устройство силового трансформатора» ТИП УРОКА: Урок обобщения и систематизации знаний с элементами проблемного обучения ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ УРОКА: 60 минут ЦЕЛИ УРОКА: Образовательные: выявить и систематизировать имеющиеся знания, формировать новые знания, обосновать значение изучаемой темы; Развивающие: развивать логическое мышление, умение сравнивать и анализировать новый материал; Воспитательные: поддерживать у студентов интерес к избранной профессии, направленно формировать такие профессиональные значимые качества личности как потребность в образовании, уважительное отношение к тому, что было создано в данной профессиональной деятельности;

Последовательное изучение нового материала

1.Этапы эволюции трансформаторостроения. 2.Технические характеристики. 3. Основные элементы конструкции и их назначение. 3.1. Активная часть трансформатора. 3.2. Магнитная система, конструкция магнитопровода 3.3. Обмотки и виды катушек. 3.4. Переключающее устройство. 3.5. Вводы. 3.6. Расширитель, маслоуказатель. 3.7. Предохранительная труба. 3.8. Газовое реле. 3.9. Воздухоосушитель. 3.10.Термосифонный фильтр. 3.11. Вспомогательные элементы конструкции.

«Днем рождения» трансформаторов считают 30 ноября 1876 года, когда

выдающийся русский электротехник и изобретатель Павел Николаевич Яблочков получил французский патент, в котором был описан принцип действия и способ применения трансформатора. Это открытие базировалось на достижениях и открытиях других русских ученых-электротехников: В. Петрова (1761-1834 гг.), Э. Ленца (18041865 гг.), Якоби Б.С. (1801-1874 гг). В развитие и совершенствование конструкции трансформатора, предложенного П. Яблочковым, внесли вклад: русский инженер И. Усагин (1882 г.), англичане Горяр и Гиббс (1885 г.), венгерские инженеры Циперновский, Дери и Блати (1885 г. Русский электротехник, создатель техники трехфазного тока М. Доливо- Добровольский в 1890 г. предлагает конструкцию трехфазного трансформатора, который в трехфазной сети позволит заменить три однофазных агрегата. Впоследствии значительную роль в совершенствовании и развитии конструкции трехфазных трансформаторов сыграли англичанин Ферранти, американец Дж. Вестингауз, серб Н. Тесла. Именно благодаря открытиям и достижениям отечественных ученых в России на рубеже XIX и XX веков была выбрана правильная парадигма — ориентировать дальнейшее развитие электроэнергетики на применение переменного тока высокого напряжения в противовес зарубежным концепциям в пользу постоянного тока и техники низких напряжений.

Трансформатор - это электростатическое устройства, предназначенное,

для преобразование переменного тока, одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. В зависимости от назначения трансформаторы разделяются: силовые общего применения специализированные. Силовые трансформаторы общего применения используются в системах передачи и распределения электроэнергий в качестве повышающих или понижающих. К специализированным трансформаторам относятся: силовые специального назначения (печные, выпрямительные, сварочные, радио трансформаторы),автотрансформаторы, измерительные и испытательные трансформаторы для преобразования частоты и т.д.

Виды трансформаторов

Трансформаторы бывают: Силовые Автотрансформаторы Трансформатор тока Трансформатор напряжения Импульсные Разделительные Согласующие

Масляные, у которых обмотки вместе с магнитной системой погружены в

бак с трансформаторным маслом для улучшения изоляции токоведущих частей и условий охлаждения трансформатора

Трансформаторы масляные и сухие

В зависимости от способа охлаждения трансформаторы разделяются:

Трансформаторы сухие

Силовые трансформаторы для которых охлаждающей средой служат воздух, газ и твердый диэлектрик.

Трансформаторы различаются по типу магнитопровода - броневой -

стержневой - тороидальный

Устройство трансформатора

1-термометр 2- выводы обмотки ВН 3-выводы обмотки НН 4,6-пробки для заливки масла 5-указатель уровня масла 7-расширитель 8-магнитопровод 9-обмотка НН 10-обмотка ВН 11-пробка для спуска масла 12-бак для масла 13-трубы для охлаждения масла

Трансформаторы различаются по количеству фаз: Однофазные трехфазные

Активная часть

Состоит из магнитопровода, обмоток, переключающего устройства

Магнитная система

В отечественном трансформатостроении в основном применяют шихтованную систему, собранную из пластин электротехнической стали. Пластины изолированы жаростойкой пленкой или лаком, либо их сочетанием.

Магнитопровод

Магнитопровод

Для трехфазных трансформаторов однофазных трансформаторов

Конструкция магнитопровода Конструкция, включающая в собранном виде

магнитную систему со всеми деталями, служащими для ее крепления и соединения обмоток, называется ОСТОВОМ трансформатора. Магнитная система состоит из: стержней, на которых расположены обмотки ярм, замыкающих магнитную цепь

Обмотки трансформатора

Обмотки выполняют из медного или алюминиевого провода круглого или прямоугольного сечения. В качестве изоляции проводов используют телефонную или кабельную бумагу и хлопчатобумажную пряжу.

Две катушки с разными числами витков одеты в стальной сердечник

Катушка, подключенная к источнику – первичная катушка. Катушка, подключенная к потребителю – вторичная катушка. N-число витков. U-напряжение. I-сила тока.

Обмотки трансформатора

Двухслойная цилиндрическая обмотка

Многослойная цилиндрическая обмотка

Винтовая обмотка

Непрерывная спиральная катушечная обмотка

Вводы трансформатора

Служат для вывода концов обмоток наружу и подключения к сети. Выполнены в виде Фарфоровых изоляторов, через внутреннюю полость которых проходит токо- ведущий стержень,соединенный с отводами от обмотки.

Виды трансформаторных баков

Трансформаторный бак предназначен для размещения магнитопровода с обмотками и для отвода тепла своей поверхностью. Конструкция бака зависит от мощности трансформатора. Выделяют следующие типы трансформаторных баков: с гладкой поверхностью; гофрированный (ребристый); трубчатый; радиаторный;

Рассширитель

Предназначен для свободного расширения масла при его нагревании и предохранении масла от увлажнения и окисления. Расширитель устанавливается на всех трансформаторах мощностью более 75 кВА

Сбоку расширителя устанавливается маслоуказатель, на котором нанесены три контрольные цифры, соответствующие температуре окружающего воздуха.

-45

+40

+15

Воздухоосушитель

Предназначен для отделения влаги из воздуха, поступающего в расширитель или бак трансформатора.

А также

..

Катки тележки и подъемный рым – для транспортировки; Болт заземления – для присоединения заземляющего проводника Крышка бака с маслоупорной прокладкой – для герметизации бака Сливной кран – для отбора и спуска масла Пробка расширителя – для заливки масла Привод переключающих устройств и регулировочные отводы – для изменения коэффициента трансформации Термометр – для измерения температуры

Выявление степени понимания студентами изучаемого материала с

одновременной проверкой и оценкой качества усвоенных знаний.

А- привод переключающего устройства Б – каток тележки В – пробка маслоуказателя Г – переключатель Д – расширитель Е – ярмовые балки остова Ж– маслоуказатель З – радиатор И – сливной кран К – отвод НН Л – остов М – обмотка ВН (внутри НН) Н – выхлопная труба О – бак П – ввод ВН Р – газовое реле С – магнитопровод Т – болт заземления У – ввод НН Х – регулировочные ответвления обмоток ВН Ц – термосифонный фильтр Ф –подъемный рым

Эталон ответов:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

Б

И

Т

Ц

З

Г

Д

Ж

В

Н

Р

П

А

У

Ф

К

С

Л

Е

Х

М

О

Ремонт трансформатора

Текущий ремонт. Капитальный ремонт. Ремонт трансформатора с разборкой активной части. Прием трансформаторов в ремонт. Демонтаж крышки и отводов. Расшихтовка верхнего ярма, демонтаж обмоток и изоляции. Ремонт обмоток трансформатора. Установка изоляции и обмоток. Подпресовка обмоток.

Текущий ремонт

При текущем ремонте трансформаторов производят: наружный осмотр трансформатора и всей арматуры спуск грязи из расширителя доливку масла (в случае необходимости) проверку маслоуказательных устройств проверку спускного крана и уплотнений, проверку пробивных предохранителей проверку рабочего и защитного заземления проверку сопротивление изоляции обмоток испытание трансформаторного масла, проверку газовой защиты

Капитальный ремонт

При капитальном ремонте трансформаторов производят: вскрытие трансформатора подъем сердечника и осмотр его ремонт выемной части (стали, обмотки, переключателей, отводов) ремонт очистительных устройств чистку и окраску кожуха проверку контрольно-измерительных приборов, сигнальных и защитных устройств очистку и замену масла сушку изоляции сборку трансформатора проведение установленных измерений и испытаний

Прием трансформаторов в ремонт

При сдаче трансформатора в ремонт заказчик составляет наряд-заказ, в котором указывает: область применения трансформатора условия, в которых он эксплуатировался (характер нагрузок, наличие толчков и перегрузок, загрязненность воздуха и т.п.) специальные требования дефекты и неисправности, имевшие место при эксплуатации (течь масла повышенные температура масла, потери и т.д.) виды и сроки ремонтов, которым подвергался трансформатор, с указанием выполнявшей ремонт организации.

Ремонт вводов бака

Вводы демонтируют с крышки, осматривают и проверяют состояние изоляторов, прокладок, исправность резьбы на стержне и гайках. Поврежденные изоляторы заменяют, токопроводящие части и крепеж восстанавливают. После чистки и промывки вводы собирают, уплотнения заменяют новыми. Вводы, переключающие устройства, краны и другие части крепят шпильками. Вводы должны стоять без перекосов и иметь равномерную затяжку.

Ремонт расширителя

При ремонте расширителя осматривают его внутреннюю поверхность. При коррозии удаляют ржавчину стальными щетками и покрывают внутреннюю поверхность расширителя эмалью. Все пробки, отстойник и масло указатель чистят и промывают керосином, а резиновые прокладки заменяют новыми. Ремонт кранов выполняют в следующей последовательности: 1 Вывинчивают болты крепления вентиля к баку, 2 Разбираю вентиль, 3 Чистят, и промывают его детали керосином, Заменяют сальниковую набивку.

Расшихтовка верхнего ярма, демонтаж обмоток и изоляции

Разборку активной части начинают с распрессовки обмоток и верхнего ярма. В процессе расшихтовки верхнего ярма по первым вынутым пластинам устанавливают качество изоляции пластин и необходимость ее восстановления. Приступая к демонтажу обмоток и изоляции, уже можно оценить состояние обмоток и изоляции и решить вопрос об их использовании после устранения неисправностей. Если обмотки не заменяют, а только ремонтируют или снимают для устранения неисправностей в магнитной системе (стержне или нижнем ярме), то детали главной изоляции снимают, осматривают, устраняют небольшие дефекты и используют в дальнейшем.

Ремонт обмоток трансформатора

Если при сильном нажатии пальцем изоляция разрушается, должен быть решен вопрос о замене обмоток. В ряде случаев при аварийных повреждениях обмоток, связанных с выгоранием проводов и изоляции в зоне виткового замыкания, производят частичную перемотку обмоток. При ремонте с обмоточного провода удаляется старая изоляция, после чего он отжигается, рихтуется и переизолируется.

Концы провода соединяют внахлест электропайкой серебряным припоем

Места паек опиливают, зачищают наждачной шкуркой, после чего провод изолируют на специальных бумагооплеточных станках. После намотки винтовые и непрерывные обмотки имеют увеличенный по сравнению с расчетным осевой размер, поэтому их стягивают стальными плитами и шпильками, сушат и прессуют до получения высоты, указанной в расчетной записке. Чтобы придать обмоткам монолитность и достаточную механическую прочность, обмотки после сушки и окончательной стяжки пропитывают погружением в лак и запекают. После отделки и окончательной прессовки обмотки стягивают стальными рамами, в которых их транспортируют и хранят до установки.

Ремонт изоляции

В ряде случаев при аварийных повреждениях обмоток, связанных с выгоранием проводов и изоляции в зоне виткового замыкания, производят частичную перемотку обмоток. При ремонте с обмоточного провода удаляется старая изоляция, после чего он отжигается, рихтуется и переизолируется. При ремонте применяют способ механического удаления старой изоляции путем протягивания провода через устройство, в котором изоляция разрезается в продольном направлении, очищается скребками и рихтуется. Провод рихтуют протягиванием через систему стальных роликов, перематывают на барабаны.

Установка изоляции и обмоток

Подпресовка обмоток.

После расшихтовки магнитопровод готовят к укладке ярмовой изоляции и насадке обмоток. Прежде всего стягивают свободные верхние листы стержней брезентовыми ремнями, лентой или другими приспособлениями . Это необходимо сделать потому, что распушенная верхняя часть стержней не позволит правильно сориентировать при насадке оси обмоток и стержней. Кроме того, возникает опасность повреждения изоляции обмотки острыми краями пластин стержня. Такое повреждение опасно, так как обнаружить его после насадки на стержень практически невозможно.

Шихтовка ярма

В процессе расшихтовки верхнего ярма по первым вынутым пластинам устанавливают качество изоляции пластин и необходимость ее восстановления. Весь демонтированный комплект пластин верхнего ярма укладывают в контейнер, который отправляют к лакировальной установке. В процессе лакирования периодически проверяют толщину пленки, электрическое сопротивление изоляции пластин и состав лака. Пластины укладывают ровно, без перекосов, выступов и набегания одной пластины на другую. Неровности и большие зазоры в стыках подбивают в процессе шихтовки подбойками из фибры. Для контроля правильности укладки пластин периодически измеряют расстояние по диагонали между отверстиями.

Домашнее задание:

Заполнить таблицу: «Конструкционные и изоляционные материалы для изготовления основных элементов силовых трансформаторов»

Элемент конструкции

Используемый материал

Спасибо за внимание