Почему возникает пробой трансформатора как исправить состояние пробоя

1. «Старение» межлистовой изоляции магнитопровода, отдельные местные повреждения ее, замыкание отдельных листов. Признаки повреждения — увеличение тока и потерь холостого хода, быстрое ухудшение состояния масла, понижение его температуры вспышки, повышение кислотности масла и понижение пробивного напряжения.

2. «Пожар» стали, повреждение изоляции стяжных болтов, замыкание листов магнитопровода, касание в двух местах магнитопровода каких-нибудь металлических частей, в результате чего образуются замкнутые контуры для вихревых потоков. Признаки повреждения — повышение температуры трансформатора, появление газа черного или бурого цвета в газовом реле, воспламеняющегося при поджоге, Масло меняет цвет, становится темным и имеет резкий специфический запах вследствие разложения (крекинг-процесс).

3. Ослабление прессовки магнитопровода, свободное колебание крепящих деталей, колебание крайних листов магнитопровода. Признаки повреждения — ненормальное гудение, дребезжание, жужжание. Эти же признаки могут быть и следствием повышения против нормального первичного напряжения.

4. «Старение» и износ изоляции. Износ изоляции может произойти из-за длительной эксплуатации трансформатора, однако наблюдается и преждевременный износ, который является результатом частых перегрузок или недостаточно интенсивного охлаждения при номинальной нагрузке. Ухудшение условий охлаждения может произойти из-за осадков шлама на обмотки, загрязнения междуобмоточных промежутков и при “старении” масла.

В практике принято следующее разделение изоляции по классам годности:

1-й класс — изоляция эластичная, мягкая, не дает трещин и деформаций; такая изоляция считается хорошей;
2-й класс — изоляция твердая, прочная, без трещин, не дает трещин и деформаций при нажатии рукой и с трудом отделяется с помощью ножа; такое состояние изоляции считается удовлетворительным;
3-й класс — изоляция хрупкая, при нажатии или постукивании расслаивается или появляются мелкие трещины и деформации;
4-й класс — изоляция имеет трещины, при нажатии рукой осыпается, замечаются оголенные участки; изоляция считается плохой, и требуется смена обмоток.

для определения прочности изоляционных прокладок в ремонтной практике проверка состояния электрокартона производится на образцах, вырезанных из изоляции различных частей трансформаторов. Вырезанную полоску электрокартона сгибают пальцами под прямым углом или складывают вдвое без сдавливания листа сгиба. Если при полном сгибе вдвое электрокартон не ломается, изоляция считается хорошей, если при полном сгибе ломается, то удовлетворительной, т. е. ограниченно годной, а если картон ломается еще при сгибе до прямого угла, то негодной.

5. Витковое замыкание в обмотках. Такое замыкание возникает при разрушении изоляции обмотки вследствие ее износа, деформация обмоток при КЗ, толчка нагрузки, различного рода перенапряжениях в аварийных режимах, снижениях уровня масла до обнажения обмоток и в других случаях. Признаки повреждения — работа газовой защиты на отключение трансформатора с выделением горючего газа бело-серого или синеватого цвета; не- нормальный нагрев трансформатора с характерным бульканьем, неодинаковое сопротивление обмоток фаз при измерении их постоянным током. При значительных витковых замыканиях приводится в действие максимальная защита.

б. Обрыв обмотки, возникающий при сгорании выходных концов вследствие термического действия и электромеханических усилий токов короткого замыкания, плохой пайки проводников, выгорании части витков при витковых замыканиях. Признаки повреждения — работа газовой защиты вследствие образования дуги в месте обрыва.

7. Пробой и перекрытие внутренней и внешней изоляции трансформатора. Причинами перекрытия могут являться значительный износ изоляции, появление в ней трещин, в которые попадает грязь и сырость, а также атмосферные и коммутационные перенапряжения.
Рассмотрим более подробно возможные неисправности силовых трансформаторов.

Трансформаторы отечественного производства просты по конструкции, надежны и удобны в эксплуатации. Случаи повреждения трансформаторов вызваны: нарушением действующих правил эксплуатации, аварийными и ненормированными режимами работы, старением изоляции обмоток, некачественной сборкой на заводе или при монтаже и ремонте. Опыт монтажа и ремонта трансформаторов показывает, что две трети повреждений возникает в результате неудовлетворительного ремонта, монтажа и эксплуатации и одна треть — вследствие заводских дефектов. Основные повреждения приходятся на обмотки, отводы, выводы и переключатели (около 84 %).

Наиболее серьезная неисправность трансформаторов возникает при повреждении магнитопроводов (“пожар стали”), вследствие нарушения изоляции между отдельными листами стали и стягивающими их болтами. В стыковых магнитопроводах причиной аварий бывает нарушение изоляции в стыках между ярмом и стержнями. Местные нагревы стали магнитопровода возникают в результате разрушения или износа изоляции стяжных болтов, повреждения междулистовой изоляции и плохого контакта электрических соединений.
Междувитковые замыкания в обмотках и секционные пробои и замыкания возникают при толчкообразных нагрузках или коротких замыканиях и в результате деформации секций от механических усилий при токах короткого замыкания и при повреждении изоляции трансформации от атмосферных перенапряжений. Обрывы заземления магнитопрода также приводят к повреждению трансформатора, поэтому все металлические части магнитопровода, кроме стяжных шпилек, соединяют с баком трансформатора, который надежно заземлен полоской луженой жести или латуни толщиной 0,5 мм и шириной 25—30 мм. Способы заземления магнитопровода зависят от его конструкции. Это соединение может быть выполнено перемычкой между вертикальным прессующим болтом и болтом, крепящим крышку к баку трансформатора. При ремонте транс форматора следят за исправностью описанного заземления.
Обмотки — наиболее уязвимая часть транс форматоров, часто выходящая из строя. Наиболее распространенные повреждения обмотки — замыкания межу нитками и на корпус, междусекционные пробои, электродинамические разрушения, обрыв цепи. Перечисленные повреждения происходят в результате естественного износа изоляции, нарушения ее механической прочности при сроке работы выше 15 лет. Изоляция разрушается также при длительных перегрузках трансформатора, сопровождаемых перегревом обмоток (около 105 °С).

При сквозных токах КЗ вследствие динамических усилий наблюдается деформация обмоток, сдвиг их в осевом направлении и, как правило, механическое разрушение изоляции. Отгорание выводных концов, электродинамические усилия, небрежное соединение концов вызывают обрыв цепи обмоток, замыкание их на корпус или пробои с выходом трансформатора из строя.

При эксплуатации могут наблюдаться потрескивания внутри трансформатора, свидетельствующие о том, что между обмотками или их ответвлениями и корпусом происходят разряды (обмотки и металлические части магнитопроводов в трансформаторах представляют собой обкладки конденсатора). Это явление возникает в результате замыканий обмоток или ответвлений на корпус трансформатора при перенапрежениях или обрыве сети заземления. В этом случае трансформатор должен быть немедленно отключен, после чего газ необходимо проверить на горю- честь и отобрать пробу газа для проведения химического анализа.
Основные неисправности выводов транс форматоров: трещины, сколы и разрушения изоляторов в результате атмосферных перенапряжений, наброса металлических предметов или попадания животных на трансформатор, что приводит к междуфазному короткому замыканию на выводах, загрязнения изоляторов, некачественная армировка и уплотнение, срыв резьбы стержня при неправильном навинчивании и затягивании гайки. Наиболее характерные повреждения выводов — течь масла между фланцем вывода и крышкой, в армировке или в месте выхода стержня. Фланец представляет собой чугунную обойму и предназначен для крепления фарфорового вывода (изолятора) на крышке трансформатора, фарфоровый изолятор армирован во фланце армировочной замазкой, фланец закрепляется на крышке трансформатора болтами. Между фланцем и крышкой плотно уложена резиновая прокладка, на которую следует обратить внимание при ремонте.

Наиболее частые повреждения переключателей — оплавление или полное выгорание контактных поверхностей, вызываемое термическим действием токов короткого замыкания при недостаточном давлении (нажатии) подвижных контактов на неподвижные или при неполном их соприкосновении между собой.

Нарушение прочности сварных швов и недостаточная плотность прокладки между баком и крышкой вызывает течь масла из бака. Устраняют течь масла сваркой, а небольшие волосяные трещины ликвидируют чеканкой. Материалом для покрышечного уплотнения служит маслоупорная резина (марок С-90 и М-14) и пробковая прокладка; в отдельных случаях применяют картон неэлектрический, хлопчатобумажную или пеньковую веревку, асбестовый шнур. Прокладка из листового материала (клингерита, резины и пробкового листа) состоит из отдельных частей, которые соединены клеем или лаком.

Неисправности трансформаторов и способы их устранения

Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
Повышенное гудение в трансформаторе Потрескивание внутри трансформатора Выходные напряжения фаз неодинаковы при одинаковых первичных напряжениях Течь масла	Ослабление прессовки магнитопровода Появление замыкания между нитками Ослабление болтов, крепящих крышку (кожух) трансформатора Обрыв заземления магнитопровода Недостаточен контакт в соединении одного из вводов. Обрыв в обмотках трансформатора Нарушение плотности: сварных швов бака между крышкой и баком во фланцевых соединениях	Подтянуть прессующие шпильки (у масляного трансформатора выполняют при вынутом сердечнике) Отправить трансформатор для капитального ремонта Проверить затяжку всех болтов Восстановить заземление (у масляного трансформатора выполняют при вынутом сердечнике) Отправить трансформатор для капитального ремонта То же Подтянуть болты, гайки. Если не поможет, установить новое уплотнение

Аварии, связанные с пожаром трансформаторов. При грозовом разряде и перекрытии ввода трансформатора может возникнуть пожар трансформатора. Масло, вытекающее под давлением, загорается.

При возникновении пожара трансформатора необходимо снять с него напряжение (если он не отключился от действия защиты), вызвать пожарную команду, известить руководство предприятия и приступить к тушению пожара. При тушении пожара следует принять меры для предотвращения распространения огня, исходя из создавшихся условий. При фонтанировании масла из вводов и поврежденных уплотнений необходимо для уменьшения давления масла спустить часть масла в дренажные устройства. При невозможности ликвидировать пожар основное внимание должно уделяться защите от огня расположенных рядом трансформаторов и другого неповрежденного оборудования.

Если признаков повреждения (потрескивания, щелчки внутри бака, выброс масла) не выявлено, а сигнал газовой защиты появился, то отбирать пробы газа на анализ можно без отключения трансформатора. При обнаружении горючего газа или газа, содержащего продукты разложения, трансформатор должен быть немедленно отключен, после чего на нем должны быть проведены измерения и испытания.

Если проверкой установлено, что выделяется негорючий газ и в нем отсутствуют продукты разложения, то устанавливают наблюдение за работой трансформатора и последующим выделением газа. При учащении появления газа в реле и работы защиты на сигнал трансформатор следует отключить.

Совместное срабатывание газовой и дифференциальной защит трансформатора говорит о серьезных повреждениях внутри трансформатора.

Газовая защита. В случаях ложного срабатывания газовой защиты допускается одно повторение включения трансформатора при отсутствии видимых внешних признаков его повреждения. Если отключение трансформатора произошло в результате действия защит, которые не связаны с его повреждением, можно включать трансформатор в сеть без его проверки.

 Характерные повреждения силовых трансформаторов

Элементы трансформатора	Повреждение	Возможные причины
Обмотки Переключатели напряжения Магнитопровод Бак и арматура	Междувитковое замыкание Замыкание на корпус (пробой); междуфазное замыкание Обрыв цепи Отсутствие контакта Оплавление контактной поверхности Перекрытие на корпус Перекрытие между вводами отдельных фаз Увеличение тока холостого хода “Пожар стали” Течь масла из сварных швов, кранов и фланцевых соединений	Естественное старение и износ изоляции; систематические перегрузки трансформатора; динамические усилия при сквозных коротких замыканиях Старение изоляции, увлажнение масла и понижение его уровня; внутренние внешние перенапряжения; деформация обмоток вследствие динамических нагрузок при сквозных коротких замыканиях Отгорание отводов обмоток в результате низкого качества соединения или электродинамических нагрузок при коротких замыканиях Нарушение регулировки переключающего устройства Термическое воздействие сверхтоков на контакт при коротких замыканиях Трещины в изоляторах; понижение уровня масла в трансформаторе при одновременном загрязнении внутренней поверхности изолятора Повреждение изоляции отводов к вводам или переключателю Ослабление шихтованного пакета магнитопровода Нарушение изоляции между отдельными пластинами стали или изоляции стяжных болтов; слабая прессовка пластин; образование короткозамкнутого контура при повреждении изоляционных прокладок между ярмом и магнитопроводом; образование короткозамкнутого контура при выполнении заземления магнитопровода со стороны вводов обмоток ВН и НН Нарушение сварного шва от механических или температурных воздействий; плохо притерта пробка крана; повреждена прокладка под фланцем

Газовая защита может срабатывать ложно по следующим причинам:

• сотрясения трансформатора в результате воздействия больших токов перегрузки, проходящих по его обмоткам, а также сквозных токов короткого замыкания за трансформатором; ненормальная вибрация при пуске и остановке вентиляторов и циркуляционных насосов у трансформаторов с принудительными системами охлаждения от возникающих перетоков и толчков масла в трубопроводах;
• в результате несвоевременной доливки масла и снижения его уровня;
• неправильная установка трансформатора, при которой возможен значительный выброс воздуха через газовое реле, то же может быть и при доливке масла в трансформатор.
При очистке и регенерации масла и всех работах в масляной системе, проверке газовой защиты или ее неисправности отключающий элемент газовой защиты должен быть переведен на сигнал.

Ввод газовой защиты на отключение после вывода ее из работы производится через сутки, если не было скопления воздуха в газовом реле, в противном случае включение производят через сутки после прекращения выделения воздуха. Если уровень масла в масломерном стекле повысился очень высоко и быстро, нельзя до выяснения причины открывать пробки, прочищать дыхательную трубку без размыкания цепи отключения реле.

Если газовая защита сработала с действием на сигнал в результате накопившегося в реле воздуха, необходимо выпустить воздух из реле и перевести цепь отключения защиты на сигнал. При отключении трансформатора от газовой защиты и обнаружении при проверке в реле горючего газа — повторное включение трансформатора запрещается.

О характере повреждения внутри трансформатора можно предварительно судить по цвету выделяющегося в реле газа. Желтый цвет газов свидетельствует о повреждении дерева, беловатосерый — бумаги, а черный — масла.

Для проверки горючести газов зажигают спичку и подносят ее к чуть приоткрытому верхнему крану реле. Горючесть газов свидетельствует о внутреннем повреждении трансформатора.

Вид испытания Признаки неисправности Причина неисправности Некоторые способы выявления неисправности 1. Измерение сопротивления изоляции мегомметром Значительная разница в сопротивлениях изоляции одной и другой обмотки, а также между обмотками Повреждение изолятора вывода Отсоединить 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 обмоток Произвести 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 пайках Произвести 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 обмотке Вынуть 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 питания Измерить омическое сопротивление Значительное повышение потерь к. з. Неправильное токораспределение на параллельных ветвях Вынуть и обследовать сердечник

Основные виды повреждений трансформатора

Капитальный ремонт «со сменой обмоток» это сложный ремонт связанный с выемкой активной части трансформатора, расшихтовкой магнитопровода и снятием катушек высокого( ВН) и низкого (НН) напряжения.

Необходимость капитального ремонта со сменой обмоток может быть вызвана повреждением обмоток и(или) магнитной системы вследствие межвитковых и короткого замыканий трансформатора или износом изоляции обмоток. Износ изоляции провода обмоток обычно вызван долговременным перегревом трансформатора и (или) его долговременная эксплуатация с «плохим» трансформаторным маслом. Степень износа изоляции обмоток оценивается визуально и на излом 90 градусов. Если она эластична, не ломается при изгибе под углом 90 градусов, имеет светлый цвет, то изоляция считается хорошей. Если она хрупкая, ломается и имеет темный цвет, то изоляция считается неудовлетворительной. В этом случае необходим капитальный ремонт трансформатора со сменой обмоток и переизоляцией проводов обмоток (снятие и наложение новой изоляции) с дальнейшей намоткой катушек. При правильной эксплуатации — трансформаторы 50-х годов выпуска имеют хорошее состояние изоляции обмоточного провода.

Основные виды повреждений, их признаки, возможные причины и способы выявления

Основные виды повреждений

Возможные причины повреждений

Способы выявления повреждений

Дефектность межлистовой изоляции

Ухудшение состояния масла (понижение температуры вспышки, повышение кислотности, понижение пробивного напряжения); увеличение потерь холостого хода

Старение межлистовой бумажной изоляции, отдельные местные дефекты

Внешний осмотр при вынутой активной части. Специальные испытания

Появление газа в газовом реле и работа газовой защиты на сигнал; понижение температуры вспышки масла; специфический резкий запах и темный цвет масла вследствие его разложения

Повреждение изоляции стяжных шпилек, дающее короткозамкнутый контур. Касание какой-либо металлической частью стержня в двух точках. Местное повреждение межлистовой изоляции, дающее замыкание листов стали. Неправильное заземление, создающее короткозамкнутый контур. У стыкового магнитопровода – разрушение или отсутствие изолирующих прокладок в стыках

Внешний осмотр активной части. Испытания.

Местное замыкание листов стали. Это повреждение отличается от пожара встали лишь размерами дефекта

Появление горючего черного газа в газовом реле в результате местного перегрева и разложения масла

Наличие каких-либо посторонних металлических или токопроводящих частей, замыкающих в данном месте листы стали

Внешний осмотр при вынутой активной части

Ненормальное гудение, дребезжание, жужжание и т.п. у шихтованного магнитопровода

Ослабление прессовки магнитопровода. Разболчивание и свободное колебание крепящих деталей. Колебание отстающих крайних листов стали в стержнях или ярмах. Повышенное против номинального первичное напряжение

Внешний осмотр при вынутой активной части и проверка состояния прессующих и крепящих магнитопровод деталей, а также наличия отставания крайних листов в стержнях или ярмах. Проверка величины первичного напряжения, подаваемого на трансформатор

Недопустимое гудение у стыкового магнитопровода

Ослабление прессовки стыков. Пробой или разрушение изолирующих прокладок в стыках

Внешний осмотр при вынутой активной части и проверка состояния стыков, а также изолирующих прокладок в стыках

Недопустимо большие потери холостого хода у броневого трехфазного трансформатора

Не вывернута обмотка на средней фазе. Этого дефекта у работающего трансформатора не может быть, но он наблюдается при испытаниях после ремонта

Проверка правильности запайки схемы с учетом направления намотки обмоток отдельных фаз

Потрескивание внутри трансформатора при повышенном напряжении

Внешний осмотр при вынутой активной части и проверка состояния заземления

Основные виды повреждений

Возможные причины повреждений

Способы выявления повреждений

Работа газовой защиты на отключение: газ-горючий бело-серого или синеватого цвета. Ненормальный нагрев, иногда с характерным бульканьем масла. Небольшое увеличение первичного тока. Разные сопротивления постоянному току отдельных фаз. При значительных разрушениях- работа дифференциальной, а также максимальной защиты, если последняя установлена на стороне питания

Разрушение витковой изоляции вследствие старения в результате естественного износа или длительных перегрузок, или недостаточности охлаждения. Нарушение изоляции витков вследствие механических повреждений в результате толчков или деформации обмоток при коротких замыканиях и других аварийных режимах. Обнажение обмоток вследствие понижения уровня масла. Дефектность провода (заусенцы, внутренние раковины, плохая пайка и т.п.), не замеченная при изготовлении обмоток. Неправильная укладка витков и неправильное выполнение переходов. Неправильная опрессовка обмоток

Внешний осмотр активной части. Испытания: замер сопротивления постоянному току; три специальных испытания при пониженном напряжении с поочередным замыканием одной из фаз; прожиг обмотки для обнаружения места виткового замыкания путем провода к обмотке (при открытой активной части) пониженного напряжения (10-20%). В месте повреждения появится дым. При прожиге обмотки необходимо применять меры противопожарной безопасности. Ознакомление с охлаждающим устройством, его состоянием и работой.

Работа газовой защиты вследствие дуги, которая возникает вместе обрыва и разлагает масло

Отгорание выводных концов вследствие электродинамических усилий при коротких замыканиях или вследствие плохих соединений. Плохая внутренняя пайка провода. Выгорание части витков вследствие виткового замыкания в обмотке

Проверка по показаниям амперметров, включенных в отдельные фазы. Проверка мегомметром при соединении обмоток звездой. Замеры сопротивлений постоянному току обмоток между линейными вводами при соединении в треугольник: при полном обрыве внутри треугольника результаты двух замеров равны, причем каждый равен сопротивлению фазы; третий замер фазы, где произошел обрыв, даст двойную величину сопротивления; при неполном обрыве третий замер даст несколько большее значение, чем два первых; внешний осмотр при вынутой активной части

Работа газовой защиты, а у трансформаторов с заземленной нейтралью- также максимальной и дифференциальной защит

Дефектность главной изоляции вследствие старения или наличия трещин, отверстий, изломов и т.д. Увлажнение масла. Понижение уровня масла. Попадание сырости и грязи. Перенапряжения. Деформация обмоток при коротких замыканиях

Проверка мегомметром изоляции между обмотками и корпусом; испытание масла на анализ и на пробой; внешний осмотр при вынутой активной части

Междуфазное короткое замыкание обмоток

Работа газовой, дифференциальной и максимальной защит. Выброс масла через выхлопную трубу

Причины те же, что и при пробое на корпус. Замыкание на отводах. Замыкание на вводах

Внешний осмотр при вынутой активной части. Проверка мегомметром

Основные виды повреждений

Возможные причины повреждений

Способы выявления повреждений

Оплавление или выгорание контактных поверхностей

Работа газовой защиты, а иногда и дифференциальной и максимальной

Дефекты конструкции или сборка (недостаточное нажатие контактов и недостаточная упругость нажимных пружин). Перегревы от сверхтоков, возникающих при близких коротких замыканиях

Внешний осмотр при вынутой активной части. Проверка мегомметром (при наличии обрыва). Замер сопротивлений постоянному току на всех ответвлениях

Перекрытия между фазами или между отдельными ответвлениями. Дефект аналогичен междуфазному короткому замыканию обмоток

Работа газовой, дифференциальной и максимальной защит. Выброс масла через выхлопную трубу

Перенапряжения. Попадание сырости и влаги внутрь трансформатора. Дефекты в изолирующих частях (трещины, изломы и т.д.)

Внешний осмотр при вынутой активной части. Проверка мегомметром

Основные виды повреждений

Возможные причины повреждений

Способы выявления повреждений

Работа максимальной и дифференциальной защит

Наличие трещин в изоляторе. Понижение уровня масла при загрязненной внутренней поверхности изолятора

Внешний осмотр. Отсоединение ввода и проверка его изоляции мегомметром

Работа максимальной и дифференциальной защит

Набросы посторонних предметов на вводы

Течь масла в местах уплотнений

Ослабла затяжка болтов; плохая уплотняющая прокладка

Течь масла в армировке ввода

Дефекты в армировке (трещины и т.д.). Дефекты в пайке колпачка со шпилькой

Основные виды повреждений

Возможные причины повреждений

Способы выявления повреждений

БАК, РАДИАТОРЫ, РАСШИРИТЕЛЬ

Течь масла в местах уплотнений

Ослабла затяжка болтов. Дефектность уплотняющих прокладок

Основные виды повреждений

Возможные причины повреждений

Способы выявления повреждений

Ненормальное повышение температуры масла и ненормальный нагрев

Неисправности в системе охлаждения (например, закрытые радиаторные краны, выход из строя дутьевых вентиляторов и т.д.). Перегрузка. Внутренние повреждения в трансформаторе

Проверка работы системы охлаждения. Проверка нагрузки, а также соответствия (по записям в журнале) температуры масла данной нагрузке. Обследование активной части.

Внутренние повреждения, сопровождаемые крекинг-процессом, когда газообразные продукты разложения масла растворяются в остальном масле; такой процесс дает понижение температуры вспышки масла. Внутренние повреждения, сопровождаемые разложением масла другой. Выделяемые при этом газы негорючи и содержат водород и метан

Анализ масла. Анализ выделяемых маслом газов.

Основные виды повреждений

Возможные причины повреждений

Способы выявления повреждений

Попадание воздуха в реле. Медленное понижение уровня масла. Внутренние повреждения, сопровождаемые крекинг-процессом. Короткое замыкание, сопровождаемое толчком масла через газовое реле

Анализ газов на: количество, цвет, запах, горючесть. Если газ без цвета, запаха и не горит, то работа реле на сигнал происходит из-за попадания воздуха. Если газ горит, то имеет место внутреннее повреждение в трансформаторе. Количество газа говорит о размере повреждения. Цвет газа показывает характер повреждения, а именно: бело-серый – бумага и электрокартон, желтый – дерево, черный – масло. Анализ масла. Внешний осмотр и выяснение причины снижения уровня масла

А) Резкое понижение уровня масла;

Б) Внутренние повреждения, сопровождаемые сильным выделением горючих газов

Анализ газов. Анализ масла. Внешний осмотр и выявление причины резкого снижения уровня масла

Все указанные виды повреждений, их признаки, причины и способы выявления не являются исчерпывающими. Приведены лишь основные, наиболее характерные неисправности и дефекты трансформаторов, с которыми приходится встречаться ремонтным работникам.

Источник

Неисправности трансформаторов — Пробой обмоток и обрыв в них

Содержание материала

4. ПРОБОЙ ОБМОТОК И ОБРЫВ В НИХ

4-1. Пробой обмоток на корпус, между обмотками высшего и низшего напряжения или между фазами.
A. Возникли перенапряжения, связанные с грозовыми явлениями, аварийными или коммутационными процессами.
Б. Резко ухудшилось качество масла (увлажнение, загрязнение и пр.).
B. Понизился уровень масла.
Г. Изоляция подверглась естественному износу (старению).
Д. При внешних коротких замыканиях, а также при замыканиях внутри трансформатора возникли электродинамические усилия.
Следует указать, что при перенапряжениях могут происходить не пробои изоляции, а только перекрытия между обмотками, фазами или между обмоткой и корпусом. В результате перекрытия обычно происходит лишь оплавление поверхности нескольких витков и появляется копоть на соседних витках, полное же соединение между витками, фазами или же между обмоткой и корпусом отсутствует.
Пробой изоляции обмотки можно обнаружить мегомметром. Однако в некоторых случаях, когда в результате перенапряжений получаются оголенные места на обмотке в виде точек (точечный разряд), выявить дефект можно только, испытав трансформатор напряжением (приложенным или индуктированным).
Отремонтировать обмотку, а в случае надобности заменить масло.
4-2. Обрывы в обмотках (см. также § 6). В результате обрыва или плохого контакта происходит оплавление или выгорание части проводника. Дефект обнаруживается по выделению горючего газа в газовом реле и работе последнего на сигнал или отключение (см. $ 5).
A. Плохо выполнена пайка обмотки.
Б. Имеются повреждения в проводах (отводах), соединяющих концы обмоток с выводами.
B, При коротких замыканиях как внутри, так и вне трансформатора развиваются электродинамические усилия.
На включенном трансформаторе обрыв можно обнаружить по показаниям амперметров.
На отключенном трансформаторе для обнаружения обрыва используют метод замера сопротивлений обмоток по фазам мостом постоянного тока или метод амперметра — вольтметра.

Рис. 1. Присоединение отводов: а — круглым проводом; б—медными лентами

Обрыв чаще всего происходит в местах изгиба кольца под болт (рис. 1, а).
Отремонтировать обмотку. Чтобы предотвратить повторение обрыва в отводах обмотки, следует отвод, выполненный круглым проводом, заменить гибким соединением — демпфером, состоящим из набора тонких медных лент сечением, равным сечению провода (рис. 1,6).

Источник

Трансформаторы. Характерные неисправности трансформаторов и способы их устранения.

1. «Старение» межлистовой изоляции магнитопровода, отдельные местные повреждения ее, замыкание отдельных листов. Признаки повреждения — увеличение тока и потерь холостого хода, быстрое ухудшение состояния масла, понижение его температуры вспышки, повышение кислотности масла и понижение пробивного напряжения.

2. «Пожар» стали, повреждение изоляции стяжных болтов, замыкание листов магнитопровода, касание в двух местах магнитопровода каких-нибудь металлических частей, в результате чего образуются замкнутые контуры для вихревых потоков. Признаки повреждения — повышение температуры трансформатора, появление газа черного или бурого цвета в газовом реле, воспламеняющегося при поджоге, Масло меняет цвет, становится темным и имеет резкий специфический запах вследствие разложения (крекинг-процесс).

3. Ослабление прессовки магнитопровода, свободное колебание крепящих деталей, колебание крайних листов магнитопровода. Признаки повреждения — ненормальное гудение, дребезжание, жужжание. Эти же признаки могут быть и следствием повышения против нормального первичного напряжения.

4. «Старение» и износ изоляции. Износ изоляции может произойти из-за длительной эксплуатации трансформатора, однако наблюдается и преждевременный износ, который является результатом частых перегрузок или недостаточно интенсивного охлаждения при номинальной нагрузке. Ухудшение условий охлаждения может произойти из-за осадков шлама на обмотки, загрязнения междуобмоточных промежутков и при “старении” масла.

В практике принято следующее разделение изоляции по классам годности:

1-й класс — изоляция эластичная, мягкая, не дает трещин и деформаций; такая изоляция считается хорошей;
2-й класс — изоляция твердая, прочная, без трещин, не дает трещин и деформаций при нажатии рукой и с трудом отделяется с помощью ножа; такое состояние изоляции считается удовлетворительным;
3-й класс — изоляция хрупкая, при нажатии или постукивании расслаивается или появляются мелкие трещины и деформации;
4-й класс — изоляция имеет трещины, при нажатии рукой осыпается, замечаются оголенные участки; изоляция считается плохой, и требуется смена обмоток.

для определения прочности изоляционных прокладок в ремонтной практике проверка состояния электрокартона производится на образцах, вырезанных из изоляции различных частей трансформаторов. Вырезанную полоску электрокартона сгибают пальцами под прямым углом или складывают вдвое без сдавливания листа сгиба. Если при полном сгибе вдвое электрокартон не ломается, изоляция считается хорошей, если при полном сгибе ломается, то удовлетворительной, т. е. ограниченно годной, а если картон ломается еще при сгибе до прямого угла, то негодной.

5. Витковое замыкание в обмотках. Такое замыкание возникает при разрушении изоляции обмотки вследствие ее износа, деформация обмоток при КЗ, толчка нагрузки, различного рода перенапряжениях в аварийных режимах, снижениях уровня масла до обнажения обмоток и в других случаях. Признаки повреждения — работа газовой защиты на отключение трансформатора с выделением горючего газа бело-серого или синеватого цвета; не- нормальный нагрев трансформатора с характерным бульканьем, неодинаковое сопротивление обмоток фаз при измерении их постоянным током. При значительных витковых замыканиях приводится в действие максимальная защита.

б. Обрыв обмотки, возникающий при сгорании выходных концов вследствие термического действия и электромеханических усилий токов короткого замыкания, плохой пайки проводников, выгорании части витков при витковых замыканиях. Признаки повреждения — работа газовой защиты вследствие образования дуги в месте обрыва.

7. Пробой и перекрытие внутренней и внешней изоляции трансформатора. Причинами перекрытия могут являться значительный износ изоляции, появление в ней трещин, в которые попадает грязь и сырость, а также атмосферные и коммутационные перенапряжения.
Рассмотрим более подробно возможные неисправности силовых трансформаторов.

Трансформаторы отечественного производства просты по конструкции, надежны и удобны в эксплуатации. Случаи повреждения трансформаторов вызваны: нарушением действующих правил эксплуатации, аварийными и ненормированными режимами работы, старением изоляции обмоток, некачественной сборкой на заводе или при монтаже и ремонте. Опыт монтажа и ремонта трансформаторов показывает, что две трети повреждений возникает в результате неудовлетворительного ремонта, монтажа и эксплуатации и одна треть — вследствие заводских дефектов. Основные повреждения приходятся на обмотки, отводы, выводы и переключатели (около 84 %).

Наиболее серьезная неисправность трансформаторов возникает при повреждении магнитопроводов (“пожар стали”), вследствие нарушения изоляции между отдельными листами стали и стягивающими их болтами. В стыковых магнитопроводах причиной аварий бывает нарушение изоляции в стыках между ярмом и стержнями. Местные нагревы стали магнитопровода возникают в результате разрушения или износа изоляции стяжных болтов, повреждения междулистовой изоляции и плохого контакта электрических соединений.
Междувитковые замыкания в обмотках и секционные пробои и замыкания возникают при толчкообразных нагрузках или коротких замыканиях и в результате деформации секций от механических усилий при токах короткого замыкания и при повреждении изоляции трансформации от атмосферных перенапряжений. Обрывы заземления магнитопрода также приводят к повреждению трансформатора, поэтому все металлические части магнитопровода, кроме стяжных шпилек, соединяют с баком трансформатора, который надежно заземлен полоской луженой жести или латуни толщиной 0,5 мм и шириной 25—30 мм. Способы заземления магнитопровода зависят от его конструкции. Это соединение может быть выполнено перемычкой между вертикальным прессующим болтом и болтом, крепящим крышку к баку трансформатора. При ремонте транс форматора следят за исправностью описанного заземления.

Обмотки — наиболее уязвимая часть транс форматоров, часто выходящая из строя. Наиболее распространенные повреждения обмотки — замыкания межу нитками и на корпус, междусекционные пробои, электродинамические разрушения, обрыв цепи. Перечисленные повреждения происходят в результате естественного износа изоляции, нарушения ее механической прочности при сроке работы выше 15 лет. Изоляция разрушается также при длительных перегрузках трансформатора, сопровождаемых перегревом обмоток (около 105 °С).
При сквозных токах КЗ вследствие динамических усилий наблюдается деформация обмоток, сдвиг их в осевом направлении и, как правило, механическое разрушение изоляции. Отгорание выводных концов, электродинамические усилия, небрежное соединение концов вызывают обрыв цепи обмоток, замыкание их на корпус или пробои с выходом трансформатора из строя.

При эксплуатации могут наблюдаться потрескивания внутри трансформатора, свидетельствующие о том, что между обмотками или их ответвлениями и корпусом происходят разряды (обмотки и металлические части магнитопроводов в трансформаторах представляют собой обкладки конденсатора). Это явление возникает в результате замыканий обмоток или ответвлений на корпус трансформатора при перенапрежениях или обрыве сети заземления. В этом случае трансформатор должен быть немедленно отключен, после чего газ необходимо проверить на горю- честь и отобрать пробу газа для проведения химического анализа.
Основные неисправности выводов транс форматоров: трещины, сколы и разрушения изоляторов в результате атмосферных перенапряжений, наброса металлических предметов или попадания животных на трансформатор, что приводит к междуфазному короткому замыканию на выводах, загрязнения изоляторов, некачественная армировка и уплотнение, срыв резьбы стержня при неправильном навинчивании и затягивании гайки. Наиболее характерные повреждения выводов — течь масла между фланцем вывода и крышкой, в армировке или в месте выхода стержня. Фланец представляет собой чугунную обойму и предназначен для крепления фарфорового вывода (изолятора) на крышке трансформатора, фарфоровый изолятор армирован во фланце армировочной замазкой, фланец закрепляется на крышке трансформатора болтами. Между фланцем и крышкой плотно уложена резиновая прокладка, на которую следует обратить внимание при ремонте.

Наиболее частые повреждения переключателей — оплавление или полное выгорание контактных поверхностей, вызываемое термическим действием токов короткого замыкания при недостаточном давлении (нажатии) подвижных контактов на неподвижные или при неполном их соприкосновении между собой.

Нарушение прочности сварных швов и недостаточная плотность прокладки между баком и крышкой вызывает течь масла из бака. Устраняют течь масла сваркой, а небольшие волосяные трещины ликвидируют чеканкой. Материалом для покрышечного уплотнения служит маслоупорная резина (марок С-90 и М-14) и пробковая прокладка; в отдельных случаях применяют картон неэлектрический, хлопчатобумажную или пеньковую веревку, асбестовый шнур. Прокладка из листового материала (клингерита, резины и пробкового листа) состоит из отдельных частей, которые соединены клеем или лаком.

Неисправности трансформаторов и способы их устранения

Источник

Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации

29 февраля 2012 в 10:00

Перегрев трансформатора

Перегрузка трансформатора.

Необходимо проверить нагрузку трансформатора. У трансформаторов с постоянной нагрузкой перегрузку можно установить по амперметрам, у трансформаторов с неравномерным графиком нагрузки – путем снятия суточного графика по току.

Следует также иметь в виду, что трансформаторы допускают нормальные перегрузки, зависящие от графика нагрузки, температуры окружающей среды и недогрузки в летнее время. Кроме того, допускаются аварийные перегрузки трансформаторов независимо от предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды.

Допустимые превышения температуры отдельных частей трансформатора и масла над температурой охлаждающей среды, воздуха или воды не должны превышать нормативных значений. Если указанные мероприятия не дают должного эффекта, необходимо разгрузить трансформатор, включив на параллельную работу еще один трансформатор или отключив менее ответственных потребителей.

Высокая температура трансформаторного помещения. Необходимо измерить температуру воздуха в трансформаторном помещении на расстоянии 1,5–2 м от бака трансформатора на середине его высоты. Если эта температура более чем на 8–10 °С превышает температуру наружного воздуха, необходимо улучшить вентиляцию трансформаторного помещения.

Низкий уровень масла в трансформаторе. В данном случае обнаженная часть обмотки и активной стали сильно перегревается; убедившись в отсутствии течи масла из бака, необходимо долить масло до нормального уровня.

Внутренние повреждения трансформатора: замыкания между витками, фазами; образование короткозамкнутых контуров из-за повреждения изоляции болтов (шпилек), стягивающих активную сталь трансформатора; замыкания между листами активной стали трансформатора.

Все эти недостатки при незначительных короткозамкнутых контурах, несмотря на высокую местную температуру, обычно не всегда дают заметное повышение общей температуры масла, и развитие этих повреждений ведет к быстрому росту температуры масла.

Ненормальное гудение в трансформаторе

Ослабла прессовка шихтованного магнитопровода трансформатора. Необходимо подтянуть прессующие болты.

Нарушена прессовка стыков в стыковом магнитопроводе трансформатора. Под влиянием вибрации магнитопровода ослабла затяжка вертикальных болтов, стягивающих стержни с ярмами, это изменило зазоры в стыках, что и вызвало усиленное гудение. Необходимо перепрессовать магнитопровод, заменив прокладки в верхних и нижних стыках листов магнитопровода.

Вибрируют крайние листы магнитопровода трансформатора. Необходимо расклинить листы электрокартоном.

Ослабли болты, крепящие крышку трансформатора, и прочие детали. Необходимо проверить затяжку всех болтов.

Трансформатор перегружен или нагрузка фаз отличается значительной несимметричностью. Необходимо устранить пере-грузку трансформатора или уменьшить несимметрию нагрузки потребителей.

Возникают замыкания между фазами и витками. Необходимо отремонтировать обмотку.

Трансформатор работает при повышенном напряжении. Необходимо установить переключатель напряжения (при его нали-чии) в положение, соответствующее повышенному напряжению.

Потрескивание внутри трансформатора

Перекрытие (но не пробой) между обмоткой или отводами на корпус вследствие перенапряжений. Необходимо осмотреть и отремонтировать обмотку.

Обрыв заземления. Как известно, активная сталь и все прочие детали магнитопровода в трансформаторе заземляются для отвода в землю статических зарядов, появляющихся на этих частях, так как обмотка и металлические части магнитопровода – это, по существу, – обкладки конденсатора.

При обрыве заземления могут происходить разряды обмотки или ее отводов на корпус, что воспринимается как треск внутри трансформатора.

Необходимо восстановить заземление до того уровня, на котором оно было выполнено заводом-изготовителем: присоединить заземление в тех же точках и с той же стороны трансформатора, т. е. со стороны выводов обмотки низшего напряжения. Однако при неправильном восстановлении заземления в трансформаторе могут возникнуть короткозамкнутые контуры, в которых могут появиться циркулирующие токи.

Пробой обмоток трансформатора и обрыв в них

Пробой обмоток на корпус между обмотками высшего и низшего напряжения или между фазами.

Причины пробоя обмоток трансформатора:

• возникли перенапряжения, связанные с грозовыми явлениями, аварийными или коммутационными процессами;
• резко ухудшилось качество масла (увлажнение, загрязнение и пр.);
• понизился уровень масла;
• изоляция подверглась естественному износу (старению);
• при внешних коротких замыканий, а также при замыканиях внутри трансформатора возникли электродинамические усилия.

Необходимо подчеркнуть, что при перенапряжениях могут происходить не пробои изоляции, а только перекрытия между обмотками, фазами или между обмоткой и корпусом трансформатора. В результате перекрытия обычно происходит лишь оплавление поверхности нескольких витков и появляется копоть на соседних витках, полное же соединение между витками, фазами или же между обмоткой и корпусом трансформатора отсутствует.

Пробой изоляции обмотки трансформатора можно обнаружить мегомметром. Однако в некоторых случаях, когда в результате перенапряжений на обмотке возникают оголенные места в виде точек (точечный разряд), выявить дефект можно, только испытав трансформатор приложенным или индуктированным напряжением. Необходимо отремонтировать обмотку, а в случае необходимости заменить трансформаторное масло.

Обрывы в обмотках трансформатора. В результате обрыва или плохого контакта происходит оплавление или выгорание части проводника. Дефект обнаруживается по выделению горючего газа в газовом реле и работе реле на сигнал или отключение.

Причины обрывы в обмотках трансформатора:

• плохо выполнена пайка обмотки;
• возникли повреждения проводов, соединяющих концы обмоток с выводами;
• при коротких замыканиях внутри и вне трансформатора развиваются электродина-мические усилия. Обрыв можно обнаружить по показаниям амперметров или с помощью мегомметра.

При соединении обмоток трансформатора треугольником нахождение фазы, имеющей обрыв, производится путем разъединения обмотки в одной точке и испытания каждой фазы трансформатора в отдельности. Обрыв чаще всего происходит в местах изгиба кольца под болт.

Необходимо отремонтировать обмотку.

Чтобы предотвратить повторение обрыва в отводах обмотки трансформатора, следует отвод, выполненный круглым проводом, заменить гибким соединением – демпфером, состоящим из набора тонких медных лент сечением, равным сечению провода.

Работа газовой защиты трансформатора

Газовая защита от внутренних повреждений или ненормального режима работы трансформатора в зависимости от интенсивности газообразования срабатывает или на сигнал, или на отключение, или одновременно на то и другое.

Газовая защита сработала на сигнал.

Причины срабатывания газовой защиты трансформатора:

• произошли небольшие внутренние повреждения трансформатора, что привело к слабому газообразованию;
• при заливке или очистке масла в трансформатор попал воздух;
• медленно понижается уровень масла из-за снижения температуры окружающей среды или вследствие течи масла из бака.

Газовая защита трансформатора сработала на сигнал и на отключение или только на отключение. Это вызывается внутренними повреждениями трансформатора и другими причинами, сопровождаемыми сильным газообразованием:

• произошло замыкание между витками первичной или вторичной обмоток трансформатора. Данное повреждение может быть вызвано недостаточной изоляцией переходных соединений, продавливанием изоляции витков при опрессовке или из-за заусенцев на меди витка, механическими повреждениями изоляции, естественным износом, перенапряжениями, электродинамическими усилиями при коротких замыканиях, обнажением обмотки вследствие снижения уровня масла.
  По замкнутым накоротко виткам проходит ток большой силы, причем ток в фазе может лишь незначительно возрасти; изоляция витков быстро сгорает, могут выгорать сами витки, причем возможно разрушение и соседних витков. При развитии авария может перейти в междуфазное короткое замыкание.
  Если число замкнутых витков значительно, то в короткий промежуток времени масло сильно нагревается и может закипеть. При отсутствии газового реле может произойти выброс масла и дыма через предохранительную пробку расширителя.
  Замыкание между витками сопровождается не только ненормальным нагревом масла и некоторым увеличением тока со стороны питания, но и уменьшением сопротивления фазы, где возникло замы-кание;
• произошло междуфазное короткое замыкание, вызванное теми же причинами, что и пробой изоляции, и протекающее бурно. При этом может произойти выброс масла из расширителя или через диафрагму предохранительной трубы, которая устанавливается в трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше;
• образовался короткозамкнутый контур из-за повреждения изоляции болтов, стягивающих активную сталь трансформатора. Короткозамкнутый контур сильно нагревается и вызывает перегрев масла. Болт и близлежащие листы активной стали могут быть разрушены. В трансформаторах со стыковыми магнитопроводами короткозамкнутый контур может получиться при соприкосновении с ярмами накладок, прессующих стержни;
• произошло замыкание между листами активной стали вследствие повреждения междулистовой изоляции в результате естественного износа (старения) изоляции. Вызванные таким повреждением изоляции значительные вихревые токи способствуют большим местным перегревам активной стали, что с течением времени может привести к местному выгоранию стали (пожару в железе). В стыковых магнитопроводах может произойти сильное нагревание стыков вихревыми токами из-за повреждения прокладок в них;
• значительно снизился уровень масла в трансформаторе или из масла интенсивно выделяется воздух вследствие резкого похолодания или же после ремонта (заливка свежего масла, его очистка центрифугой и пр.).

Необходимо подчеркнуть, что в практике отмечены также случаи ложной работы газовой защиты из-за неисправности цепей вторичной коммутации защиты. Например, работа газовой защиты трансформатора может быть вызвана различными причинами. Поэтому перед тем как приступить к устранению неисправности, необходимо точно установить причину, вызвавшую срабатывание газовой защиты. Для этого необходимо выяснить, какая из защит (релейных) сработала, произвести исследование газов, скопившихся в газовом реле, и определить их горючесть, цвет, количество и химический состав.

Горючесть газа свидетельствует о наличии внутреннего повреждения. Если газы бесцветны и не горят, то причиной действия реле является выделившийся из масла воздух. Цвет выделившегося газа позволяет судить о характере повреждения; бело-серый цвет свидетельствует о повреждении бумаги или картона, желтый – дерева, черный – масла. Но так как окраска газа может через некоторое время исчезнуть, то его цвет следует определить тут же при его появлении. Снижение температуры вспышки масла также свидетельствует о наличии внутреннего повреждения. Если причиной действия газовой защиты было выделение воздуха, то его необходимо выпустить из реле. При снижении уровня масло следует долить, отключить газовую защиту от действия на отключение.

При повреждении обмотки необходимо найти место повреждения и произвести соответствующий ремонт. Для этого необходимо вскрыть трансформатор и извлечь сердечник. Замкнутые накоротко витки обмотки можно найти при включении трансформатора со стороны низшего напряжения на пониженное напряжение. Короткозамкнутый контур будет сильно разогрет, и из обмотки появится дым. Этим способом могут быть найдены и другие короткозамкнутые контуры.

Поврежденные места в активной стали могут быть найдены при холостом ходе трансформатора (при вынутом сердечнике). Эти места будут сильно нагреты. При этом испытании напряжение подводят к обмотке низшего напряжения и поднимают с нуля; обмотка высшего напряжения должна быть предварительно разъединена в нескольких местах во избежание пробоя обмотки (из-за отсутствия масла).

Замыкание между листами активной стали трансформатора и ее оплавление следует устранить перешихтовкой поврежденной части магнитопровода с заменой междулистовой изоляции. Поврежденную изоляцию в стыках магнитопровода заменяют новой, состоящей из листов асбеста толщиной 0,8–1 мм, пропитанных глифталевым лаком. Сверху и снизу прокладывают кабельную бумагу толщиной 0,07–0,1 мм.

Ненормальное вторичное напряжение трансформатора

Первичные напряжения трансформатора одинаковы, а вторичные напряжения одинаковы при холостом ходе, но сильно разнятся при нагрузке.

Причины:

• плохой контакт в соединении одного зажима или внутри обмотки одной фазы;
• обрыв первичной обмотки трансформатора стержневого типа, соединенного по схеме треугольник – звезда или треугольник – треугольник.

Первичные напряжения трансформатора одинаковы, а вторичные напряжения неодинаковы при холостом ходе и при нагрузке.

Причины:

• перепутаны начала и конец обмотки одной фазы вторичной обмотки при соединении звездой;
• обрыв в первичной обмотке трансформатора, соединенного по схеме звезда – звезда. В этом случае три линейных вторичных напряжения не равны нулю;
• обрыв во вторичной обмотке трансформатора при соединении его по схеме звезда – звезда или треугольник – звезда. В этом случае только одно линейное напряжение не равно нулю, а два других линейных напряжения равны нулю.

При схеме соединения треугольник–треугольник обрыв его вторичной цепи можно установить измерением сопротивлений или по нагреву обмоток: обмотка фазы, имеющей обрыв, будет холодной из-за отсутствия в ней тока. В последнем случае возможна временная эксплуатация трансформатора при токовой нагрузке вторичной обмотки, составляющей 58 % номинальной. Для устранения неисправностей, вызывающих нарушения симметрии вторичного напряжения трансформатора, необходим ремонт обмоток.

Страница 27 из 30

НЕИСПРАВНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Неисправности магнитопровода

В процессе эксплуатации трансформатора межлистовая изоляция магнитопровода стареет, что может вызвать замыкание между листами магнитопровода. При межлистовых замыканиях увеличиваются потери холостого хода трансформатора, ухудшается качество масла: понижается пробивное напряжение, резко понижается температура вспышки, увеличивается кислотность.
Особенно тяжелая авария магнитопровода — пожар, который может произойти от возникновения замкнутых контуров в стали магнитопровода при замыкании стяжных шпилек активной стали каким-либо металлическим предметом, гаечным ключом например. При пожаре в стали магнитопровода резко увеличиваются потери холостого хода трансформатора, масло становится темного цвета с резким неприятным запахом, сильно ухудшаются диэлектрические свойства масла. При пожаре в стали магнитопровода обыкновенно срабатывает газовая защита трансформатора. Место повреждения можно определить после вскрытия трансформатора и проведения соответствующего опыта. В отдельных случаях трансформатор сильно гудит из-за ослабления прессовки магнитопровода.
Ремонт магнитопровода сводится в основном к ликвидации межлистовых замыканий путем разборки магнитопровода с последующей чисткой, покраской и сушкой листов.

Витковое замыкание в обмотках

Витковое замыкание может возникнуть от естественного старения изоляции при длительной эксплуатации трансформатора, перегрузок, но чаще всего витковое замыкание — следствие динамических нагрузок, воспринимаемых обмоткой при коротких замыканиях со вторичной стороны трансформатора. При витковом замыкании замкнутые накоротко витки чрезмерно перегреваются, из трансформатора выделяется горючий газ сероватого цвета, слышится бульканье масла. Токи в фазах трансформатора отличаются один от другого при симметричной нагрузке. Если трансформатор не будет отключен действием газовой или другой защиты, то он может полностью выйти из строя. Если витковое замыкание произошло в доступном месте — близко к выводным концам, то иногда можно смотать часть обмотки, имеющей витковые замыкания. Обязательно удаляют такое же количество витков и из двух других фаз. Вместо удаленной части обмотки ставится соответствующая изоляция. Исключенные витки иногда целесообразно пополнить путем перестановки анцапфного переключателя на плюсовое положение.

Междуфазное замыкание

Междуфазное замыкание может произойти при ослабленной расклиновке в момент короткого замыкания со вторичной стороны трансформатора. При задержке работы защит трансформатора (в момент междуфазного замыкания должны работать газовая, максимальная и дифференциальная защиты), его обмотки выходят из строя вследствие сильного нагрева и динамических усилий от токов короткого замыкания. Неисправность устраняют путем замены вышедшей из строя обмотки — новой или путем перемотки обмотки. Обычно после междуфазного замыкания масло в трансформаторе меняют.

Обрыв в обмотке трансформатора

Наиболее вероятен обрыв в обмотке высокого напряжения. Если обрыв произошел во время работы трансформатора, то образуется электрическая дуга, что может привести к междуфазному замыканию.

Пробой обмотки на корпус

Пробой происходит вследствие неудовлетворительного состояния главной изоляции трансформатора — изоляции обмотки высокого напряжения от магнитопровода и обмотки низкого напряжения. При пробое на корпус б сельскохозяйственных трансформаторах с изолированной нейтралью на стороне высокого напряжения либо будет срабатывать газовая защита, либо пробой можно обнаружить по приборам контроля изоляции. В результате пробоя на корпус все токоприемники, подключенные к сети обмотки высокого напряжения, соединенной с корпусом— землей, попадают под высокое напряжение по отношению к земле.

Старение трансформаторного масла

При длительных перегрузках трансформатора масло стареет сравнительно быстро, происходит крекинг масла — разложение его на фракции. Масло темнеет, приобретает характерный резкий запах, падает температура вспышки масла, ухудшаются его диэлектрические свойства. Кроме того, в масле появляется вода из атмосферы, всасываемая через консерватор  — расширитель. Совершенно необходимо систематически и своевременно контролировать качество масла, так как ухудшение качества масла может привести к тяжелой аварии трансформатора.

Обрыв заземления магнитопровода

Обрыв заземления магнитопровода обыкновенно происходит при транспортировках трансформатора. Эта неисправность представляет опасность для изоляции обмоток при перенапряжениях. Неисправность проявляется так: при повышенных напряжениях внутри трансформатора происходят разряды — слышны потрескивания.

Неисправности переключателей анцапф

В обыкновенных силовых трансформаторах переключатель можно ставить в новое положение только после отключения трансформатора от питающей сети. Несоблюдение этого условия приводит к выходу анцапфного переключателя из строя. В некоторых случаях вместе с переключателем повреждается часть обмотки трансформатора.
При нормальном пользовании анцапфным переключателем основная его неисправность — ослабление его контактной системы, что может повлечь обрыв в цепи обмотки в месте слабого контакта переключателя. Во время ремонта трансформатора без вскрытия его активной части (магнитопровода с обмотками) качество контактной системы переключателя должно быть проверено соответствующими измерениями, а при вскрытии активной части необходимо тщательно осмотреть переключатель. Ремонт переключателя сводится к чистке или замене контактов и замене пружин.

Отсутствие герметичности трансформатора

Исправный трансформатор не должен иметь подтеков масла. При повреждении отдельных уплотнений в трансформаторе появляются подтеки. Причины: повреждены пробковые или резиновые (резина маслоупорная) прокладки между баком и крышкой трансформатора; между крышкой и изоляторами; течь масло может и через изоляторы с плохой армировкой или плохой заделкой головок, через трещины в баке и радиаторах.
Устранение неисправности. Бак, крышка, радиаторы, изоляторы должны быть тщательно очищены от грязи. Затем из трансформатора сливают часть масла, чтобы расширитель остался сухим. Расширитель демонтируют и на его место завинчивают трубу с воронкой, диаметр трубы I», а ее длина с воронкой около м. Перед заливкой масла в трубу необходимо закрыть все отверстия, сообщающиеся с атмосферой. Заполнив трубу на 230—240 см маслом, наблюдают за всеми уплотнениями трансформатора, его арматурой и сварными соединениями бака. Испытание трансформатора на герметичность проводится в течение часа. Если обнаружат течь бака, его нужно тщательно промыть маслом и насухо протереть. После этого могут быть заварены или зачеканены места подтеков масла. Перед заваркой или чеканкой место подтека должно быть тщательно зачищено до металла. При заварке необходимо соблюдать правила техники безопасности. Большинство уплотнений трансформатора— прокладки из маслоупорной резины или пробки. Вышедшие из строя прокладки заменяют новыми. Если сливной кран течет, его ремонтируют или заменяют новым. Расширитель промывают маслом, сушат, а при наличии подтеков заваривают. Если металл расширителя имеет глубокую ржавчину, то делают новый расширитель.

Неисправности изоляторов

Если изоляторы имеют трещины, загрязнены с внешней или внутренней стороны, имеют плохой контакт между выводом от обмотки и проходной шпилькой или плохой контакт между питающей шиной и шпилькой, то все эти неисправности приводят к междуфазным коротким замыканиям на выводах и к пробоям на корпус. Изоляторы с трещинами и сколами заменяют исправными. Если изолятор течет через армировку, его можно переармировать. Для этого паяльной лампой нагревают фланец изолятора и обстукивают его молотком. Температура нагрева порядка 130-г-140°С. Некоторые замазки можно отделить при помощи электролита свинцовых аккумуляторов. После очистки от старой замазки изолятор и фланец должны быть тщательно промыты, высушены и зачищены стальными щетками. Для армировки изоляторов применяют следующие замазки. Глёто-глицериновая — 3 весовые части свинцового глёта и 1 часть химически чистого глицерина. Хорошо замешанную замазку делают за 10 мин до армирования, твердеет она через 40—45 мин после приготовления. Время полного отвердевания 204-25 ч. Портландцементная — 1 часть цемента марки 400 или 500; 1,5 части кварцевого песка и 0,5 части воды. Замазку делают за 1 ч до использования, затвердеет через двое суток, а полностью через 10-М 5 суток.