Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Апреля 2015 в 18:21, дипломная работа
производства до места потребления требует в современных сетях трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах. Так, при напряжении на шинах электростанции 15,75 кВ в современной сети часто принимается следующая последовательность трансформаций напряжения с учетом падения напряжения на линиях передачи: 15,75 на 525 кВ; 500 на 242 кВ; 230 на 121 кВ; 115 на 38,5 кВ; 35 на 11 кВ; 10 на 0,4 или 0,69 кВ.
Необходимость распределения энергии между многими мелкими потребителями приводит к значительному увеличению числа отдельных трансформаторов по сравнению с числом генераторов. При этом суммарная мощность трансформаторов в сети на каждой последующей ступени с более низким напряжением в целях более свободного маневрирования энергией выбирается обычно большой, чем мощность предыдущей ступени более высокого напряжения. Вследствие этого общая мощность всех трансформаторов, установленных в сети, в настоящее время превышает общую генераторную мощность в 8-12 раз.
Трансформаторы используются не только при передаче и распределения электрической энергии в энергетических установках, а также и для разнообразных преобразований переменного тока в промышленных установках, в устройствах связи, радио, автоматики и т.п. В соответствии с этим номинальные мощности и напряжения трансформаторов, изготавливаемых на заводах электротехнической промышленности, колеблются в очень широких пределах.
Передача электрической энергии на большом расстоянии от места ее производства до места потребления требует в современных сетях трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах. Так, при напряжении на шинах электростанции 15,75 кВ в современной сети часто принимается следующая последовательность трансформаций напряжения с учетом падения напряжения на линиях передачи: 15,75 на 525 кВ; 500 на 242 кВ; 230 на 121 кВ; 115 на 38,5 кВ; 35 на 11 кВ; 10 на 0,4 или 0,69 кВ.
Необходимость распределения энергии между многими мелкими потребителями приводит к значительному увеличению числа отдельных трансформаторов по сравнению с числом генераторов. При этом суммарная мощность трансформаторов в сети на каждой последующей ступени с более низким напряжением в целях более свободного маневрирования энергией выбирается обычно большой, чем мощность предыдущей ступени более высокого напряжения. Вследствие этого общая мощность всех трансформаторов, установленных в сети, в настоящее время превышает общую генераторную мощность в 8-12 раз.
Трансформаторы используются не только при передаче и распределения электрической энергии в энергетических установках, а также и для разнообразных преобразований переменного тока в промышленных установках, в устройствах связи, радио, автоматики и т.п. В соответствии с этим номинальные мощности и напряжения трансформаторов, изготавливаемых на заводах электротехнической промышленности, колеблются в очень широких пределах.
В зависимости от мощности, напряжения и назначения меняется также конструкция трансформаторов.
В настоящее время в электрических сетях находят применение трансформаторов серии ТРДНС.
Длительная нагрузка этой серии, ее широкое использование в народном хозяйстве, делает вопросы ремонта и технического обслуживания этих трансформаторов актуальной задачей.
Дипломный проект предусматривает капитальный ремонт магнитопровода трансформатора ТРДНС 25000/35.
Обеспечение надежности электрических сетей осуществляется бесперебойной работой силовых трансформаторов. Выход из строя силовых трансформаторов приводит к высоким техническим и экономическим издержкам в процессе эксплуатации электропитающих систем.
Актуальность темы «Капитальный ремонт магнитопровода трансформатора, типа: ТРДНС-25000/35 У1» определяется тем, что одним из важнейших факторов, влияющих на надёжность функционирования силовых трансформаторов, является их эффективное охлаждение.
Цель дипломного проекта –Капитальный ремонт магнитопровода трансформатора ТРДНС-25000/35У1.
Объект исследования - силовой трансформатор ТРДНС-25000/35У1.
Дипломный проект состоит из введения, технологического раздела, расчетно-конструкторского раздела, специального раздела, экономического раздела, мероприятий по технике безопасности и охране труда, заключения, списка литературы. Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы ее цель и задачи.
В расчетно-конструкторском разделе, произведены расчёты магнитопровода трансформатора ТРДНС 25000/35 У1 и определен КПД трансформатора. В специальном разделе изучена технология обслуживания трансформаторов средней мощности. В экономическом разделе составлена смета затрат на капитальный ремонт трансформатора, в технологическом разделе изучена технология капитального ремонта магнитопровода, сведения о послеремонтных испытаниях.
Магнитной системой или магнитопроводом трансформатора называют комплект пластин электротехнической стали, предназначенных для локализации в магнитопроводе основного магнитного поля трансформатора. Магнитная система, собранная с ярмовыми балками и другими крепежными деталями, называется остовом трансформатора, для крупных, трансформаторов отечественного производства изготавливают шихтованные магнитопроводы стержневой и броневой конструкции изображены на рисунке 1.
в магнитопроводе стержневого типа вертикальные стержни имеют ступенчатое сечение, вписывающиеся в круг. на них расположены две обмотки цилиндрической формы. части магнитопровода, не имеющие обмоток и служащие замкнутой цепи, называют ярмами.
в магнитопроводе броневого типа стержни расположены горизонтально и имеют прямоугольное поперечное сечение, соответственно этому и обмотки такого магнитопровода имеют прямоугольную форму.
По способу соединения стержней с ярмами различают стыковую и шихтованную конструкцию стержневого магнитопровода. при стыковой конструкции стержни и ярма собирают раздельно, насаживают обмотки на стержни, а затем сверху приставляют верхнее ярмо, чтобы избежать замыкания пластин, между стыкующимися частями магнитопровода помещают прокладки из электрокартона. После установки верхневого ярма всю конструкцию прессуют и стягивают вертикальными шпильками.
При шихтованной конструкции стержни и ярма собирают в переплет, т.е разбивают по толщине на слои (обычно по два или три листа), составленные из отдельных пластин так, чтобы в каждом слое часть пластин стержня заходила в ярмо. При этом пластины одного слоя перекрывают стыки пластин смежного слоя. Преимуществом шихтованной конструкции, перед стыковой являются меньшая масса и большая механическая прочность, небольшие зазоры в местах стыков и ток холостого хода трансформаторов.
Однако при шихтованной конструкции усложняется сборка трансформатора: для насадки на стержни обмоток приходится сначало расшихтовать верхнее ярмо по отдельным слоям, а затем после насадки обмоток вновь зашихтовать. Эта работа трудоемка и очень ответственна, так как при недостаточно хорошем ее выполнение, могут ухудшиться характеристики трансформатора.
Если после зашихтовки окажутся увеличенными зазоры между пластинами ярма и стержня, это ухудшит условия для прохождения магнитного потока и увеличит ток холостого хода трансформатора. Если по каким либо причинам в ярмо будет уложено меньше пластин, чем это необходимо, уменьшится его поперечное сечение, следовательно, возрастет плотность магнитных силовых линий (магнитная индукция), увеличатся потери и ток холостого хода.
В последнее время в конструкции стержневых магнитопроводов внесены значительные изменения. Изменилась форма пластин, из которых собирается магнитопровод: вместо прямоугольных пластин часто применяют пластины, одна или две узкие стороны которых срезаны под углом 45с.
Косой стык конструкции магнитопроводов позволяет заметно уменьшить потери холостого хода за счет некоторого усложнения в изготовление.
Обмотки стержневого магнитопровода имеют в горизонтальном сечении форму окружности. Для лучшего использования площади круга поперечное сечение стержней магнитопровода также стремятся приблизить к кругу, однако круглое сечение стержней потребовало бы большого числа различных по ширине пластин стали, что значительно усложнила бы технологию изготовления. Поэтому сечение стержней делают многоступенчатыми.
Ярма магнитопровода трансформаторов с первого по третью габаритов, выпускающихся отечественными заводами еще совсем недавно, имели прямоугольную или Т-образную форму со ступенькой, обращенной в сторону «окна» магнитопровода. В новых конструкциях форма сечения ярма (для лучшего распределения магнитного потока) повторяет форму сечения стержня, да и сами стержни стали «полнее»: количество ступней увеличилось, следовательно, увеличилось и сечение активной стали в площади круга.
В последнее время получили широкое распространение конструкция бесшпилечных магнитопроводов, существует довольно много конструкций бесшпилечных магнитопроводов отличающихся способом опрессовки стержней и ярем. Так у трансформаторов мощностью 250-630 кВ-А стержни затягивают временными струбцинами еще в горизонтальном положении сразу после сборки. При насадке обмоток (как правило, намотанных на бумажно-бакелитовом цилиндре) струбцины снимают, а между цилиндром и магнитопроводом устанавливают деревянные планки и клинья, жестко прессующие пластины стержня.
У трансформаторов большой мощности стержни прессуют стальными бандажами или бандажами из стеклоленты, чтобы избежать образования замкнутого витка, стальные бандажи выполняют с изолирующей пряжкой.
Бандажи из стеклоленты наматывают с помощью специального устройства, позволяющего равномерно укладывать ленту с необходимым для запрессовки стержня натягом.
Для прессовки ярем используют вынесенные за крайние стержни шпильки, стягивающие ярмовые балки или стальные полубандажи, охватывающие верхние и нижние ярма. В некоторых конструкциях ставят вместо полубандажей стальные шпильки, требующие, однако некоторого увелечения окна магнитопровода.
Полубандаж представляет собой стальную ленту шириной 40-60 мм и толщиной 4-6 мм. Для многих трансформаторов применяют прессовку обмоток нажимными кольцами, дело в том, что в процессе работы происходит постепенная усушка электрокартонных деталей обмоток, особенно если обмотки и активная часть трансформатора были недостаточно просушены при изготовлении.
Во время работы трансформатора между его обмотками и заземленными частями (например, баком) существует электрическое поле. Все маталлические части трансформатора находящимся в этом поле, заряжаются, т.е приобретают некоторый потенциал. Между заряженными деталями и заземленным баком возникают разности потенциалов. Несмотря на малую величину, они могут оказаться достаточными для пробоя небольших изоляционных промежутков, разделяющих металлические части.
Пробои нежелательны, так как они ведут к разложению и порче масла и всегда сопровождаются характерным треском, что вызывает сомнения в исправности изоляции трансформатора.
Поэтому магнитопровод заземляют, т.е придают им всем одинаковый потенциал бака. Заземляют ярмовые балки, все металлические крепления и детали, за исключением горизонтальных стяжных шпилек, потенциал которых всегда близок к потенциалу стали магнитопровода.
Заземление осуществляют с помощью медных лент, вставляемых между пластинами стали магнитопровода и закрепляемых другими концами на ярмовой балке. Верхнюю и нижнюю балки связывают связывают вертикально стяжными шпильками, а с заземленным баком трансформатора. Возможны различные схемы заземления металлических деталей: они зависят от конструкции магнитопровода, крепления активной части в баке, связи между отдельными деталями. В любом случае выполнении указаний о заземлении отдельных элементов конструкции трансформатора является обязательным.
Трансформаторы трехфазные силовые масляные двухобмоточные с расщепленной обмоткой НН серии ТРДНС предназначены для собственных нужд электростанции, в том числе АЭС. Классификация:
Трансформаторы классифицируются по номинальной мощности и классу напряжения и обмотки ВН. Остов трансформаторов стрежневой конструкции, изготовлен из холоднокатаной электротехнической стали с жаростойким покрытием. Конструкция остова шихтованная без отверстий в активной стали.
Стяжка стрежней выполняется стелобандажами, ярем, и полубандажами. Расположение обмоток НН-ВН-РО концентрическое. Изоляция между обмотками маслобарьерного типа.
Обмотка НН - винтовая. Части обмотки НН расположены по высоте стрежня остова и имеют изоляцию, соответствующую их классу напряжения.
Обмотка ВН непрерывная. Обмотка РО - спиральная, выполнена отдельным концентром. Обмотки выполнены из медного прямоугольного провода с бумажной изоляцией.
Отводы НН выполнены прямоугольными медными шинами, отводы ВН - изолированным гибким кабелем. Бак трансформаторов колокольного типа. Конструкция бака обеспечивает создание вакуума с остаточным давление 50 кПа и рассчитаны на избыточное давление 50 кПа.
Трансформаторы, транспортируются частично в демонтированном виде, в собственном баке с маслом, на железнодорожном транспортере.
Исходные данные: Номинальная мощность, - 25000 кВ-А, Напряжение кВт – НН – 6,3; ВН – 36,75; схема и группа соединения - Ун/Д-Д-11-11; Потери короткого замыкания – 115 кВт; Потери холостого хода – 16 кВт; Ток холостого хода – 0,35 %;напряжение короткого замыкания – 10 %.
Условия эксплуатации: Высота над уровнем моря, не более 1000 м, температура окружающего воздуха, °С от -45° до +40°С. Требования техники безопасности ГОСТ 11677- 85. В таблице 1 указаны габаритно – весовые качества трансформатора.
Таблица 1. Габаритно-весовые качества трансформатора.
Масса масла |
Масса полная |
Длина |
Ширина |
Высота полная |
12550 |
46000 |
5650 |
3350 |
5100 |
Наиболее распространенная неисправность у трансформаторов, возникает при повреждении магнитопровода (пожар стали), вследствии нарушения изоляции между отдельными листами стали и стягивающимся их болтами.
Повышенная вибрация магнитопровода:
Ненормальное гудение; дребезжание; жужжание, у шихтованного магнитопровода, недопустимое гудение у стыкового магнитопровода. Местное повреждение изоляции пластин стали, вызывающее замыкание пластин стали, а также неправильное заземление, создающее короткозамкнутый контур. 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 коротких замыканий и при повреждении изоляции трансформатора от атмосферных перенапряжений. Обрывы заземления магнитопровода также приводят к повреждению трансформатора, поэтому все металлические части магнитопровода, кроме стяжных шпилек, соединяют с баком трансформатора, который надежно заземляется.
Информация о работе Капитальный ремонт магнитопровода трансформатора ТРДНС 25000/35