Трансформатор має дві або три обмотки, які розміщені на спільному манітопроводі (осерді), що виготовлений з феромагнітного матеріалу (рис.8). Одна з обмоток (первинна w1приєднується до генератора змінного струму, який потрібно перетворити. Струм первинної обмотки створює в магнітопроводі змінний магнітний потік Ф.

Магнітопровід трансформатора виготовляють завжди замкнутим, щоб магнітний потік проходив по осерді і не розсіювався в повітрі. Змінний магнітний потік індукує у вторинній обмотці змінну ЕРС, яка залежить від кількості витків цієї обмотки та швидкості зміни магнітного потоку згідно з законом електромагнітної індукції.

Широко використовуються броньові трансформатори, які мають розгалужений магнітний потік (рис.9 б). У них магнітопровід з середнім більш широким стержнем і двома боковими стержнями меншої ширини нагадують букву Ш, що замикається додатковою пластинкою. Обмотки розміщують на котушці, що натягується на середній стержень. Найчастіше використовують циліндричні обмотки.

Рис.9. Принцип роботи трансформатора

Основні конструкційні вузли трансформаторів зображені на рис.10.

P и c. 1 0. Трансформатор трифазний триобмотковий ТДТН - 16000/110 - 80 У1: 1 - бак; 2 - шафа автоматичного керування видуванням; 3 - термосифонний фільтр; 4 - ввід ВН; 5 - ввід НН; 6 - ввід СН; 7 - установка трансформаторів струму 110кВ; 8 - установка трансформаторів струму 35кВ; 9 - ввід 0 ВН; 10 - ввід 0 СН; 11 - розширювач; 12 - маслопокажчик стрілочний; 13 - клапан запобіжників; 14 - привод регулятора напруги; 75 - електродвигун системи охолодження; 16 - радіатор; 17 - каретка з катками.

трансформатор обмотка дефектація ремонт

II. Ремонт трансформаторів

1. Дефектація та розбирання трансформаторів

Дефектацією трансформатора називають комплекс робіт з виявлення характеру і ступеню пошкоджень його окремих частин. Найбільш характерні неполадки трансформаторів і причини їх виникнення наведені у табл.1.

Таблиця 1. Найбільш характерні неполадки силових трансформаторів

Елементи трансформатора		Неполадки	Причини неполадок
Обмотки		Виткове замикання	Природне старіння та знос ізоляції,
систематичне перевантаження трансформаторів,
динамічні зусилля при наскрізних коротких
замиканнях
Перемикачі		Замикання на корпус	Старіння ізоляції або зволоження масла
напруги		(пробій), міжфазне
замикання
Вводи		Обрив кола	Обгоряння виводів, руйнування з'єднань
внаслідок низької якості паяння або зварювання
виводів
Магнітопро-		Відсутність контакту	Порушення регулювання перемикаючого
вод		пристрою
Оплавлення контактної	Термічний вплив на контакт при коротких
поверхні	замиканнях
Бак і		Пробій на корпус	Тріщини в ізоляторах, зниження рівня масла в
арматура		Перекриття між вводами	трансформаторі при одночасному забрудненні
окремих фаз	внутрішньої поверхні ізолятора
Пошкодження ізоляції виводів, що приєднані до
вводів або перемикача
Збільшення струму	Послаблення шихтованого пакета
холостого ходу	магнітопровода
"Пожежа" сталі	Порушення ізоляції між окремими пластинами
сталі або ізоляції стяжних болтів; слабке
пресування пластин, утворення
короткозамкненого контура при пошкодженні
ізоляційних прокладок між ярмом і
магнітопроводом
Витікання масла із	Порушення зварювального шва від
зварювальних швів, кранів	механічних або температурних впливів, погана
і фланцевих з'єднань	пртирка пробки крана, пошкодження
Трансформатор			Трансформатор перевантажений
перегрівається			Ослабла пресовка шихтованого
магнітопровода;
2. Порушене пресування стиків у стиковому
магнітопроводі
Ненормальне гудіння в			1.
трансформаторі			бій між обмоткою або виводами
Потріскування всередині			навантаження внаслідок перегрівання;
трансформатора			2.
Пробій обмоток на корпус,			Виникли перенапруги. Різко погіршилась
між обмотками високої та			якість масла. Знизився рівень масла.
низької напруги або між			Погіршилась якість ізоляції внаслідок її

Послідовність розбирання трансформатора залежить від його конструкції. Під час повного розбирання трансформатора з розширювачем зливають масло до рівня нижчого від ущільнення прокладки кришки трансформатора і знімають розширювач, попередньо від'єднавши його від кришки. Якщо на патрубку, що виходить від розширювача до кришки, встановлено газове реле, розбирання починають з демонтажу реле. Розбирати трансформатор слід обережно.

Кришку з виймальною частиною знімають стропильними захватами та піднімальними механізмами. Припіднявши кришку на 10-15 мм, оглядають положення ущільнювальної прокладки та її зберігають для повторного використання. Тривалість перебування виймальної частини трансформатора поза межами масла не повинна перевищувати 12год при вологій погоді та 16 год при сухій. Починають відлік часу з початку зливання масла з бака трансформатора. Виявлені дефекти фіксують у дефектаційній карті стандартного зразка. При дефектації трансформаторів старих конструкцій з пошкодженими обмотками, відомостей про які може не виявитися, знімають ескізи обмоток і виводів. Для цього використовують різні пристрої, в тому числі дуже прості за конструкцією і зручні у використанні пристрої (шукач, прилад живлення, індикатор).

Рис.11. Прилади для визначення місць виткового замикання в обмотках трансформаторів: а - секційний шукач; б - щільовий шукач; в - секційний прилад живлення; г – індикатор

Прилад живлення виконують у двох варіантах: з П-подібним осердям, аналогічно секційному шукачу, але з більш сильною котушкою і кнопкою у торці для короткочасного вмикання (рис 11, в), або у вигляді стержневої конструкції, довгий стержень з суцільною обмоткою витків по всій довжині.

Індикатор (рис.11, г) складається з мікроамперметра, вмонтованого в одному корпусі з випрямлячем, підсилювачем та регулятором чутливості.

Замикання в секційних однопроводових обмотках виявляють наступним чином. Включають стержневий прилад живлення 2 ( рис.12, а) в мережу напругою 36, 127 або 2205 і вставляють його в обмотку, яку перевіряють, як вказано на рис.18, потім з протилежної приладу живлення сторони вставляють почергово в кожну секцію шукач 3. Прилад дає змогу визначити місце замикання витків в обмотках будь-якого діаметра.

Рис.12. Визначення місця замкнення витків в обмотках силових трансформаторів: a - по вертикалі обмотки; 6-у радіальному напрямі; в - по горизонталі обмотки; г - положення оператора; 1 - секційне джерело живлення; 2 - стержневе джерело живлення; 3 - шукач; 4 – індикатор

III. Ремонт обмоток трансформаторів

Найчастіше пошкоджуються обмотки силових трансформаторів. Використовувані в трансформаторах обмотки (рис.13) розрізняються за конструкцією, способом намотування, наявністю паралельних проводів у витку та схемах з'єднань окремих елементів обмотки. У сучасних трансформаторах використовують одно-, дво - і багатошарові циліндричні обмотки, а також неперервні та гвинтові обмотки, виконані круглими або прямокутними проводами.

Рис.13. Циліндричні обмотки силових трансформаторів: а - одношарова; б - двошарова; в - багатошарова; г - безперервна; д - гвинтова; 1 - витки з прямокутного провода; 2 - електрокартонна коробка для підсилення ізоляції крайніх витків обмотки; 3 - резервні вирівнюючі кільця; 4 - паперово-бакелітовий циліндр; 5 - кінець першого шару обмотки; б - вертикальні рейки; 7 - внутрішні відгалуження обмотки; 8 - опорне ізоляційне кільце; 9 - транспозиція витків обмотки

Одношарову циліндричну обмотку (рис.13, а) намотують в один шар одним або декількома прямокутними проводами. Початок і кінець обмотки розміщують на її протилежних торцях.

Двошарову циліндричну обмотку (рис.13, б) намотують прямокутними проводами так, як одношарову, але проводи розміщують в два шари, а кінці обмотки виводять до одного із її торців. Одно - та двошарові обмотки використовують здебільшого як обмотки низької наруги НН в силових трансформаторах потужністю до 630 кВА.

Багатошарову циліндричну обмотку (рис.13, в) намотують на паперово-бакелітовий циліндр проводом круглого перерізу, щільно укладаючи витки та переходячи із шару на шар. Між першим і кожним наступним шаром вставляють декілька листів кабельного паперу. При великій кількості шарів для кращого відведення тепла від обмотки утворюють вертикальні канали, прокладаючи між шарами обмотки планки з сухого бука або склеєних смужок електрокартону. Багатошарова обмотка конструктивно проста і виготовлення її нескладне, але вона не має достатньої механічної міцності при дії на обмотку осьових зусиль. Щоб підвищити механічну міцність обмотки, її бандажують тафтяною стрічкою по всій висоті у напрямі витків, а потім просочують гліфталевим лаком і запікають при 90-100°С. Багатошарові обмотки використовують як обмотки ВН масляних трансформаторів потужності до 400кВА на напругу 6; 10 і 35кВт.

У сучасних трансформаторах часто застосовують неперервні обмотки (рис.18, г), які складаються з окремих котушок, які намотані прямокутним проводом. Намотування такої обмотки проводять без розриву, з переходом із однієї котушки в іншу неперервно, без паяння. Тому їх прийнято називати непереривними обмотками. Неперервні обмотки характеризуються високою механічною міцністю і надійністю, тому їх широко використовують в якості обмоток ВН і НН у силових трансформаторах різних потужностей і напруг. Гвинтова обмотка (рис.13, д) складається з ряду спірально намотаних витків, розміщених так, що між ними утворюються канали, які поліпшують охолодження обмотки. Гвинтові обмотки намотують на паперово-бакелітовий циліндр або розривні шаблони з використанням рейок і прокладок із електрокартона, утворюючи вертикальні канали вздовж внутрішньої поверхні обмотки і між її витками.

IV. Ремонт деталей трансформатора