Тяговый трансформатор вл80с ремонт

Технология ремонта тягового трансформатора электровоза ЧС-4

Условия работы тягового трансформатора электровоза ВЛ-80С. Основные неисправности и их причины. Требования к объему работ по тяговому трансформатору согласно правилам ремонта. Разработка маршрутной карты, карты эскизов, технологической инструкции.

Рубрика	Транспорт
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	20.03.2014

Технология ремонта электровозов

Технология ремонта тягового трансформатора электровоза ЧС-4

Электрический тяговый подвижной состав является одним из главных транспортных средств в осуществлении пассажиро — и грузоперевозок. Для эффективной и бесперебойной работы электровозов необходимо качественные их обслуживание и ремонт. Обслуживание и ремонт должны быть своевременными.

Безаварийную работу обеспечивает цикл планово-предупредительных работ, которые согласуются с существующей системой содержания тяговых агрегатов. Так как конструктивные различия трансформаторов, установленных на различных типах тяговых агрегатов, незначительны, объем и порядок проведения планово-предупредительных работ аналогичны.

Система содержания тяговых трансформаторов предусматривает: периодическое наблюдение за работой в эксплуатации; наружный осмотр; осмотр с замером сопротивления изоляции; ревизию активной части с выемкой из бака; ремонт магнитной системы с разборкой и промывкой системы охлаждения масла; ремонт с полной разборкой, заменой обмотки и деталей сердечника.

В данном курсовом проекте мы должны: определить условия работы, неисправности и их причины, объем работ тягового трансформатора при виде ремонта — ТР3; разработать маршрутную карту, карту эскизов, технологическую инструкцию; найти и рассчитать специальное технологическое оборудование и его себестоимость.

1 . Условия работы тягового трансформатораэлектровоза ВЛ-80С

тяговый трансформатор электровоз

Трансформатор SL 68/3848/51 (рис. 1) предназначен для преобразования напряжения контактной сети в напряжения цепей тяговых двигателей, включенных через полупроводниковые преобразователи, и собственных нужд электровоза.

Таблица 1 — Технические данные

Номинальная мощность, кВ·А

Номинальное входное напряжение, кВ

Максимальное входное напряжение, кВ

Мощность при напряжении 12 кВ, кВА

Номинальная мощность, кВА

Номинальное напряжение, кВ

Делительный ток, А

Обмотка собственных нужд:

Номинальная мощность, кВА

Номинальное напряжение, кВ

Делительный ток, А

Обмотка реастатного тормоза:

Номинальная мощность, кВА

Номинальное напряжение, кВ

Обмотка отопления поезда:

Номинальная мощность, кВА

Номинальное напряжение, кВ

Делительный ток, А

Потери холостого хода, кВА

Габаритные размеры, мм

Конструкция тягового трансформатора типа SL 68/3848/51 (рис. 1) выполнена так, что его активная часть (магнитопровод с обмотками), включая все межобмоточные соединения, расположена над съемным баком и укреплена непосредственно на нижней плите. Бак сварен из стальных листов толщиной 5—6 мм. Все сварные швы маслонепрони-цаемы. Внутри бак окрашен полиэфирной краской. Съемный бак 3 соединен с нижней рамой / трансформатора посредством фланцев 17, между которыми проложена уплотнительная резиновая прокладка. Для подъема и транспортировки трансформатора на съемном баке имеются четыре цапфы 6. Трансформатор укреплен на полу электровоза через опорную плиту нижней рамы. На боковой стенке съемного бака, как и па трансформаторе типа LTS 7,85/25, укреплен переключатель ступеней 16.

На верхней части съемного бака расположен шкаф 15, на котором укреплен расширитель 14 с воздухоосушителем 13 и газовое реле 20. Там же находятся проходные изоляторы с вводами первичной обмотки 22, 23. Выводы вторичных обмоток 4, выполненные медными шинами, расположены на боковых стенках бака.

Рис. 1 Тяговый тоансФооматоо 68/3848/51

Выводы 18 обмотки отопления поезда и выводы 19 обмотки собственных нужд находятся рядом с расширителем. Выводная коробка 21 переключателя напряжения 25/12 кВ расположена в верхней части бака. Термометр 25, предназначенный для контроля температуры масла, имеет контакты для сигнализации нормальной температуры +60° С и максимальной +90° С. Защита и сигнализация при перегреве масла осуществляется так же, как и на электровозе ЧС4. Рядом с термометром установлен термостат 24, контакты которого включены в цепь пуска мотор-вентиляторов тягового трансформатора.

Магнитопровод набран из отдельных листов холоднокатаной трансформаторной стали толщиной 0,35 мм, покрытых карли-том. Магнитные потери не превышают 0,6 Вт/кгс при индукции 10 000 Гс. Магнитопровод с обмотками закреплен болтами на нижней раме с применением металлических каркасов.

Регулировочная обмотка расположена на двух сердечниках магнитопро-вода и состоит из десяти двухслойных катушек. Выводы от катушек через штепсельные разъемы, расположенные на изоляционной плите, соединены с избирателем переключателя ступеней. Для катушек использован провод прямоугольного сечения, изолированный шестью слоями кабельной бумаги. Между двойными катушками регулировочной обмотки установлены изоляционные клинья толщиной 5 мм, предназначенные для создания зазора между катушками и предохранения их от перемещения,

Рядом с регулировочной обмоткой расположены обмотка отопления поезда от электровоза и обмотка собственных нужд, намотанные из прямоугольного медного провода. Обмотки высокого напряжения изолированы от обмоток низкого напряжения специальными манжетами.

Первичная обмотка состоит из восьми двухслойных катушек, расположенных на двух сердечниках магнитопровода. Катушки первичной обмотки двухрядные, выполнены из медного провода прямоугольного сечения, изолированного четырьмя слоями кабельной бумаги. ‘Рядом с первичной находятся вторичные обмотки, состоящие из восьми двухрядных катушек.

Охладительная система трансформатора расположена не-посре дственно на съемном бакеи включает в себя масляный насос 5, два мотор-вентилятора, установленных в отдельных блоках 12, шкаф с маслоохладителем 8, фильтр 10, охладительную камеру и трубопроводы. Маслоохладитель типа 60Е состоит из латунных трубок с ребрами 2 для охлаждения. В отличие от маслоохладителя тягового трансформатора электровоза ЧС4 здесь трубки впаяны в корпус охладительных элементов, которые с обеих сторон закрыты камерами 3, соединенными посредством фланцев с трубами охладительной системы.

Рис. 105. Принципиальная схема охлаждения трансформатора 68/3848/51

Поверхность охлаждения маслоохладителя 60Е больше, чем у маслоохладителя электровоза ЧС4, и составляет 39 м2. Каждый из двух маслоохладителей обдувается воздухом, засасываемым отдельным вентилятором; нагретый воздух выбрасывается под кузов электровоза. При демонтаже маслоохладителя следует закрыть кран на трубопроводе 7, выпустить масло и после открытия щита на камере 3 произвести демонтаж прижимных колец и отсоединить крепящие маслоохладитель болты. Монтаж системы производится в обратном порядке, причем перед окончанием заполнения камеры маслоохладителя маслом следует удалить из нее воздух, отвернув для этого пробку 4. При демонтаже масляного насоса и фильтра необходимо перекрыть затворы 9 и выпустить, масло через отверстие 2.

Нагретое масло из бака 6 трансформатора по трубе поступает в маслоохладитель 5 и затем по трубе 4 через открытый затвор 3 в фильтр 2 и. масляный насос . Последний прогоняет охлажденное масло через открытый затвор 7 по трубе в бак трансформатора. Для спуска масла предусмотрен кран 8. Масляный фильтр состоит из корпуса 2, в котором помещена фильтровальная вставка 3 из металлических сит с маленькими ячейками. Для очистки фильтра следует перекрыть затворы на трубопроводе, слить масло из фильтра, после чего отсоединить фланец от корпуса и удалить фильтровальную вставку. После тщательной очистки вставки и внутренней поверхности корпуса от механических загрязнений произвести сборку фильтра. Перед заполнением маслом из внутренней полости фильтра удаляется воздух путем открытия вентиляционной пробки на фланце.

2. Основные неисправности тягового трансформатора электровоза ЧС-4т

К основным неисправностям тяговых трансформаторов относятся: течь масла по трещинам в сварных швах или по неплотностям в соединениях; увеличение температуры масла выше допустимой (в данном случае — электровоз переменного тока — свыше 80°С), из-за пониженного уровня масла, а также в случаях нарушения его циркуляции; потеря маслом диэлектрических свойств. К течи масла могут привести и образовавшиеся неплотности в разъемных соединениях системы масляного охлаждения трансформатора из-за неудовлетворительного крепления фланцев, порчи резинового уплотнения, неплотности пробки для спуска воздуха у изоляторов первичной обмотки трансформатора, неудовлетворительного крепления нажимной гайки у изоляторов вторичной обмотки и болтов крышки трансформатора из-за трещин в фарфоровом корпусе изоляторов, повреждения резиновой прокладки между крышкой и баком, соединений трубопроводов, сварных швов, радиаторов системы охлаждения и т. д. В свою очередь, от надежной работы системы масляного охлаждения зависит и состояние изоляции обмоток трансформаторов.

В эксплуатации наблюдались случаи появления трещин в опорных узлах, повреждения резиновых прокладок, отслоения краски на внутренних поверхностях бака, повреждения манометра, термометра, обрыва меди обмоток, повреждения глазури фарфоровых изоляторов и возникновения у них сколов.

3. Объем работ при ремонте тягового трансформатора электровоза ЧС-4т

3.1 Общие требования к объему работ по тяговому трансформатору согласно правилам ремонта электровоза

Согласно правилам ремонта ЭПС ремонт тягового трансформатора выполняется в соответствии правил и требований.

Проводят внешний осмотр состояния узлов трансформатора.

Проверяют и протирают салфеткой изоляторы.

Проверяют плотность фланцев вводов. При обнаружении течи масла по фланцевым соединениям, уплотненным резиной, равномерно подтягивают резьбовые соединения. Если это не приведет к устранении течи масла, то заменяют резиновые прокладки.

Осматривают шины главного ввода и проверяют надежность их крепления.

Во избежание накопления электростатического заряда при заполнении бака трансформаторным маслом (или его сливе) соединяют вводы обмоток и бак гибким медным проводником сечением не менее 1,5 мм. Проверяют исправность заземления.

При обнаружении повреждений глазури фарфоровых изоляторов или сколов, длина которых не превышает 15% длины изоляторов, протирают места повреждений салфеткой, смоченной в бензине. Зачищают и покрывают красной эмалью ГФ-92-ХС (ГОСТ 9151—75). Заменяют изолятор, если длина повреждения превышает 15% пути возможного перекрытия напряжением.

Осматривают сварные швы бака и узлы системы охлаждения и устраняют обнаруженные неисправности. Производится осмотр внутренних стенок бака трансформатора. В случае обнаружения отслоения краски это место зачищается и покрывается новым слоем краски.

Проверяют по маслоуказателю6 наличие масла в расширителе, а также в кармане 32 термобаллона манометрического термометра, при необходимости добавляют масло. Доливаемое масло должно соответствовать требованиям ГОСТ 982—68 и иметь электрическую прочность не ниже 35 кВ на стандартном маслопробойнике. Смешивание свежего и эксплуатационного масел не должно ухудшать характеристики, поэтому перед доливкой масла проводят лабораторные испытания на выпадение осадка и стабильность смеси.

Проверяют отсутствие повреждений манометра и термометра. По показаниям манометра проверяют направление вращения электронасоса: при правильном направлении вращения избыточное давление 0,08—0,1 МПа (0,8—1 кгс/см2), а при неправильном — от 0,03 до 0,05 МПа (0,3-0,5 кгс/см2).

Выпускают воздух из изоляторов вводов сетевой обмотки, отвинтив винты 15. При появлении масла винты завинтите.

Отбирают пробу масла для анализа. Для этого отворачивают винт 16, снимают колпачок 17, устанавливают чистый и сухой сосуд для масла под кран 32 и отворачивают болт 18 до появления течи масла. После заполнения сосуда заворачивают болт 18, винт 16, колпачок 17. Отобранная проба масла для анализа не пригодна, так как содержит отстой (вода, шлам). Удалив отстой, наполняют сосуд маслом, закрывают его крышкой и сдают масло на анализ.

Таблица 2 — Нормы испытаний трансформаторного масла

Электрическая прочность масла (в стандартном разряднике):

Источник

Тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б

Однофазный масляный трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б (рис. 55) предназначен для преобразования напряжения контактной сети в напряжения цепей тяговых двигателей, включенных через полупроводниковые преобразователи, и собственных нужд электровоза.

• Мощность сетевой обмотки 4 485 кВ-А
• Напряжение сетевой обмотки 25 000 В
• Ток тяговой обмотки:
• номинальный 1 750 А
• часовой 1 840 А
• Напряжения холостого хода:
• тяговой обмотки на вводах al-01 (а2-02) 1 218 В
• обмотки собственных нужд на вводах:
• а5-х 232 В
• а4-х 406 В
• аЗ-х 638 В
• Ток обмотки собственных нужд 550 А
• То же при работе по схеме резервирования 1 000 А
• Мощность обмотки собственных нужд 225 кВ-А
• Общие электрические потери 83 кВт
• К. п. д 98%
• Расход воздуха на охлаждение 5,5 м3/с
• Масса 8 000 кг
• Габаритные размеры 2 000X2 600X2 760 мм

Рис. 55. Тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б: 1 — электронасос: 2 — запорное устройство; 3 — расширитель; 4 — прижим; 5 — балка-камера; 6 — указатель уровня масла; 7- бобышка заземления; 8-опорный стакан; 9 — охладитель; 10 — активная часть; ‘1 — отводы; 12 — ярмовая балка; 13 — пробка для удаления воздуха; 14 — прокладка; 15 — винт для удаления воздуха; 16 — винт фиксирующий; 17 — колпачок; 15 -болт; 19-вентиль; 20 — балка опорная; 21-пруток; 22 — прокладка; 23- пробка для дыхания; 24 — пробка для доливки масла; 25 — шпилька упора; 25 — заглушка; 27 — ввод обмотки собственных нужд; 28 — ввод тяговой обмотки; 29- ввод сетевой обмотки; ЗА -фартук; 31 — карман для термобаллона термометра манометрического; 32 — кран для отбора пробы масла

Конструкция

Трансформатор состоит из следующих основных частей: активная часть, вводы обмоток, бак трансформатора, система охлаждения, контрольно-измерительные приборы.

Технические данные трансформатора и схема соединения обмоток (рис. 56) нанесены на табличку, прикрепленную к стойке на крышке бака. Все вводы в соответствии со схемой имеют маркировку, нанесенную на крышку бака.

В состав активной части 10 (см. рис. 55) входят обмотки, магнито-провод, отводы, а также узлы и детали изоляции.

Магнитопровод трансформатора двухстержневой, шихтованный из пластин электротехнической стали марки 3414 (ГОСТ 21427.1-75)

толщиной 0,35 мм без лакировки и отверстий. Стяжка стержней произведена бандажами из стеклоленты. Ярма прессуются балками из гнутого профиля с помощью болтов. Верхние и нижние ярмовые балки соединены вертикальными стяжными пластинами, имеющими зацепление с балками. Нижние ярмовые балки используются как камеры для направленной циркуляции масла.

Обмотки каждого стержня закреплены на трех изоляционных цилиндрах с помощью картонных прокладок и реек. Для компенсации усадки прокладок применен прижим 4, выполненный в виде наклонной штанги, один конец которой шарнирно укреплен в ярмовой балке, а другой связан с подвижным башмаком. В башмак упирается пружина, стремящаяся сместить его и привести штангу в вертикальное положение. Такая конструкция обеспечивает практически постоянное усилие осевой стяжки обмоток.

Рис. 56. Схема соединения обмоток трансформатора

Обмотки, расположенные на одном сердечнике, аналогичны обмоткам другого сердечника и отличаются только обозначением вводов и направлением намотки.

Ближе к сердечнику расположены нерегулируемые части тяговых спиральных обмоток (а1-х1 на одном сердечнике и а2-х2 на другом). В середине размещена сетевая непрерывная обмотка. На наружном цилиндре расположены двойные дисковые катушки регулируемой части тяговой обмотки, а также обмотка собственных нужд.

Контактами главного контроллера тяговые обмотки соединяются в две группы. Каждая группа через выпрямительную установку подключается к двум тяговым двигателям.

Обмотки трансформатора соединены между собой, а также с вводами, расположенными на крышке бака, с помощью отводов 1/. Они представляют собой промежуточные токоведущие элементы, изготовленные из медных шин или прутков и закрепленные к ярмовым балкам посредством изоляционных материалов.

Изоляция обмоток маслобарьерная, представляет собой масляные каналы в сочетании с узлами и деталями из электроизоляционных материалов.

На крышке бака установлены два ввода 29 сетевой обмотки, четырнадцать вводов 28 тяговых обмоток и четыре ввода 27 обмотки собственных нужд. Соединение вводов с отводами выполнено гибкими медными проводниками. Все вводы разборные и допускают замену изоляторов без подъема активной части.

Для защиты от механических повреждений активная (выемная) часть помещена в стальной восьмигранный бак с трансформаторным •:аслом ТКп (ГОСТ 982-68), которое обеспечивает необходимую изоляцию и охлаждение обмоток. Соединение бака с крышкой разъемное >%танцевое с уплотнением прокладкой 22 из масломорозостойкой резины. Стальные прутки 21 предохраняют резину от чрезмерного сжа-:ня и создают опорную поверхность для крышки.

В нижней части торцовых граней бака установлены две шпилькидля крепления активной части. Отверстия в баке в местах установки упоров закрыты съемными стальными заглушками 26.

Две балки-камеры 5 приварены к стенкам бака. Они являются воздуховодами системы охлаждения и, кроме того, совместно с опорными елками 20 используются как элементы конструкции рамной подвескибака, а также увеличивают жесткость продольных граней бака. В опорные балки вварены четыре стакана 8, являющиеся опорами трансформатора на электровозе. На опорной балке находится бобышка 7 для заземления трансформатора. Уплотнение фартука 30 с полом кузова выполнено с помощью резины.

В нижней части бака расположен вентиль 19 для заливки и слива масла, а также кран 32 для отбора пробы масла.

Охлаждение трансформатора принудительное масляно-воздушное с направленной циркуляцией масла. С помощью электронасоса 1 горячее масло прокачивается через охладитель 9, который состоит из шести секций, расположенных двумя группами на боковых гранях бака. Каждая секция состоит из комплекта медных труб, снабженных радиаторами и соединенных по концам с коллекторами’. Охладитель обдувается воздухом из системы вентиляции электровоза. Охлажденное масло прокачивается через короб в нижней части бака в нижние ярмо-вые балки 12 по двум патрубкам, уплотненным прокладками 14, а затем поступает в обмотки. Картонные шайбы перекрывают осевые каналы в нескольких местах по высоте обмотки и тем самым создают принудительную (от электронасоса) циркуляцию масла в радиальных каналах обмоток.

Электронасос состоит из одноступенчатого центробежного насоса и трехфазного асинхронного электродвигателя, размещенных в общем корпусе. Полость электродвигателя заполнена трансформаторным маслом, смазывающим шарикоподшипники и охлаждающим электродвигатель. Циркуляция масла в полости электродвигателя создается параллельно основному потоку масла. В верхней части корпуса насоса расположено запорное устройство 2 для подключения манометра, а также выхода воздуха при заполнении насоса маслом.

На крышке бака размещен расширитель 3, предназначенный для компенсации температурных колебаний уровня масла в баке, а также для уменьшения поверхности соприкосновения масла с воздухом. На расширителе имеется указатель уровня масла 6, пробка для доливки масла 24 и пробка 23 для сообщения с атмосферой.

Контрольно-измерительные приборы трансформатора служат для индикации температуры масла (термометр) и определения направления вращения вала электронасоса (манометр) по избыточному давлению, создаваемому насосом.

Термометр манометрический сигнализирующий состоит из термобаллона, размещенного в кармане 31 крышки бака, измерительного прибора (расположенного на расширителе) и соединительной трубки. Принцип действия термометра основан на зависимости между температурой и давлением насыщенных паров заполнителя (хлорметил), заключенного в герметически замкнутой системе. Изменение давления в системе в зависимости от температуры влияет на положение манометрической пружины и стрелки измерительного прибора. На шкалу прибора нанесены деления в градусах Цельсия. ПринпиН действия и конструкция манометра общеизвестны и не нуждаются в описании.

Трансформатор совместно с установленным на нем дополнительным электрооборудованием (переходной реактор, групповой переклю чаТель и др.) является блоком электровоза. Установка дополнительного оборудования производится на элементы конструкции трансформатора с помощью резьбовых соединений, а также скоб и бобышек, входящих в комплект поставки-трансформатора.

Блок трансформатора устанавливается в высоковольтной камере (ВВК) на резиновые амортизаторы ТН234 между тележками электровоза и имеет некоторую свободу перемещения относительно кузова. Из-за разности частот колебаний соединяемых деталей все подсоединения к трансформатору выполнены с помощью гибких элементов: вводы соединены с шинным монтажом гибкими шунтами, а балки-камеры с воздуховодами — брезентовыми патрубками.

При работе трансформатора на электровозе должны соблюдаться следующие требования: температура трансформаторного масла не должна превышать 85 ° С длительно и 95° С кратковременно в течение 2 ч. При превышении температуры масла сверх допустимой необходимо принять меры для снижения нагрузки и выяснения причины возможной неисправности. Не допускается включение нагрузки при неработающем электронасосе, если температура масла выше 30 °С.

При резком повышении температуры масла сверх допустимой должен быть отключен трансформатор для выяснения и устранения причин неисправности. Не допускается включение трансформатора после вторичного срабатывания защиты, если не устранена неисправность.

Не допускается включение нагрузки на трансформатор при отсутствии вентиляции. Допускается работа трансформатора без принудительной вентиляции при работающем электронасосе и при нагруженной обмотке собственных нужд. После длительного отстоя электровоза в зимнее время при отрицательных температурах масла включение трансформатора на нагрузку должно производиться при отключенном электронасосе, который нужно включить при температуре масла 30°С.

Источник