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
|
Параметры |
Значение параметров |
|
|
Номинальная мощность, кВ·А |
8058 |
|
|
Номинальное входное напряжение, кВ |
25 |
|
|
Максимальное входное напряжение, кВ |
29 |
|
|
Частота, Гц |
50 |
|
|
Мощность при напряжении 12 кВ, кВА |
6070 |
|
|
Вторичные обмотки: |
||
|
Номинальная мощность, кВА |
6850 |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
2х1040 |
|
|
Делительный ток, А |
2х3300 |
|
|
Обмотка собственных нужд: |
||
|
Номинальная мощность, кВА |
275 |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
354/266/221 |
|
|
Делительный ток, А |
778 |
|
|
Обмотка реастатного тормоза: |
||
|
Номинальная мощность, кВА |
133 |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
133 |
|
|
Обмотка отопления поезда: |
||
|
Номинальная мощность, кВА |
800 |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
3100 |
|
|
Делительный ток, А |
259 |
|
|
Потери холостого хода, кВА |
10 |
|
|
Масса, кг |
11400 |
|
|
Габаритные размеры, мм |
2015?1560?2860 |
|
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
|
Параметры |
Значение параметров |
|
|
Электрическая прочность масла (в стандартном разряднике): свежего эксплуатационного |
не менее 35 кВ не менее 25 кВ |
|
|
Кислотное число едкого кали (КОН) на 1 г масла: свежего эксплуатационного |
не более 0,02 мг не более 0, 4м |
|
|
Механические примеси |
не более 0,007% |
|
|
Водорастворимые кислоты и щелочи |
водорастворимые кислоты и щелочи должны отсутствовать |
|
|
Температура вспышки масла: свежего эксплуатационного |
не менее 135 °С не менее 125 °С |
|
Проверяют сопротивление изоляции обмоток по отношению к корпусу и между собой, методика — по ГОСТ 3484—77. Измеренные значения R60 должны быть не менее 70% величин, указанных в паспорте (c учетом температуры), но не менее 800 МОм для всех обмоток относительно корпуса, а, также сетевой обмотки относительно тяговых обмоток и обмотки собственных нужд и 600 МОм для тяговых обмоток относительно обмотки собственных нужд при окружающей температуре — 20 °С. При повышении температуры на 5 °С сопротивление изоляции уменьшается ориентировочно на 23%. Значения испытательных напряжений обмоток: сетевой — 60 кВ; тяговой — 10 кВ; собственных нужд — 5 кВ. При низком сопротивлении изоляции выемную часть сушат в вакуум-сушильном шкафу. Допускается сушка изоляции без подъема выемной части путем многократной замены трансформаторного масла. Поднимают активную часть и ставят ее на противень. Активная часть может находиться вне бака не более 7 ч (иначе необходима сушка изоляции); Проверяют и при необходимости, усиливают прессовку обмоток с помощью прижима 4. Проверяют состояние гибких элементов (демпферов), соединяющих вводы с отводами, и при необходимости заменяют их. Отсоедините заземление и проверьте мегаомметром на 1000 В сопротивление изоляции ярмовых балок по отношению к магнитопроводу. При сопротивлении изоляции ярмовых балок менее 5 МОм необходимо произвести сушку или замену изоляции.
Проверяют отсутствие повреждений в заземлении магнитопровода, обрывов в обмотках. Очищают от шлама бак и расширитель. Заменяют изношенные резиновые прокладки. Убедившись в наличии прокладок 14, опускают активную часть в бак. Вворачивают шпильки упоров и ставят заглушки, закрепляют крышку болтами. Заполняют трансформаторным маслом на 40—50 мм выше отметки + 45 °С по указателю уровня масла. Выпускают воздух из коллекторов охладителя, выворачивают пробки 13 до появления течи масла, затем заворачивают. Отбирают пробу масла для анализа через 12 ч после заливки; объем и нормы испытаний сравнивают в соответствии с таблицей 2. Подъем трансформатора производите за четыре крюка, приваренных к баку, с помощью проверенного грузоподъемного приспособления. Перед установкой трансформатора в кузов электровоза снимают заземление с вводов обмоток, устанавливают трансформатор на амортизаторы, а после установки в кузов подсоединяют заземление к бобышке 7 на опорной балке.
3.2 Ведомость объёма работ по ремонту активной части электровоза ВЛ-80С
Ведомость объёма работ представлена в таблице 1.
Таблица 1 — Ведомость объёма работ по ремонту тягового трансформатора
|
Наименование узла (детали) |
Наименование дефекта |
Контролируемый параметр |
Метод контроля, инструм, стенд |
Метод восстановл |
Руководящая инструкция |
||
|
Номинальный размер |
Допускаемый размер |
||||||
|
Изоля-ция обмотки трансфо-рматора |
Влажность изоляции |
степень увлаж-нения С2/С50 не более 1,4 |
С2/С50= =1,5 |
Прибор для контроля влажност ПКВ-7 |
Сушка в калорифере Калорифер, эмаль ГФ-92 |
Технологическая инструкция по капитальному ремонту электровозов переменного тока ВЛ-80с 103.25200.60015 |
|
|
Сопротивление изоляции |
менее 1,5 МОм |
1,3 МОм |
Мегаомметр МС-0,5, 2,5 кВ |
Калорифер сушка Калорифер, эмаль ГФ-92-ХС, лак БТ-99 |
|||
|
Трансфмасло |
Электрическая прочность масла: свежего эксплуатационного |
не менее 35 кВ не менее 25 кВ |
Лаборат анализ |
Замена, доливка(ГОСТ 982—68) |
|||
|
Кислотное число едкого кали (КОН) на 1 г масла:свежего эксплуатационного |
не более 0,02 мг не более 0,4м |
Лаборат анализ |
Замена, доливка (ГОСТ 982—68) |
||||
|
Механические примеси |
не более 0,007% |
Лабораторный анализ |
Замена, доливка (ГОСТ 982—68) |
||||
|
Водорастворимые кислоты и щелочи |
водорастворимые кислоты и щелочи должны отсутствовать |
Лаборат анализ |
Замена (ГОСТ 982—68) |
||||
|
Температура вспышки масла: свежего эксплуатационного |
не менее 135 °С не менее 125 °С |
Лаборат анализ |
Замена, сушка (ГОСТ 982—68) |
||||
|
Наименование узла (детали) |
Наименование дефекта |
Контролируемый параметр |
Метод контроля, инструмент, стенд |
Метод восстановления |
Руководящая инструкция |
||
|
Номинальный размер |
Допускаемый размер |
||||||
|
Бак трансфо-рматора |
Течь бака, трещины |
Отсутствие течи |
Визуаль-ный осмотр |
Сварочный аппарат, электроды типа Э42А |
Технологическая инструкция по капитальному ремонту электровозов переменного тока ВЛ-80с 103.25200.60015 |
||
|
Изолят |
Трещины |
0 мм |
0,15·l изол мм |
Метр |
Зачищают и покрывают красной эмалью ГФ-92-ХС (ГОСТ 9151—75) |
||
|
Сколы |
0 мм |
0,15·lизол мм |
Метр |
Зачищают и покрывают красной эмалью ГФ-92-ХС (ГОСТ 9151—75) |
|||
4 . Разработка технологии ремонта активной части тяговоготрансформатора
4.1 Составление структурной схемы технологического процесса ремонта
Структурную схему технологического процесса представим в следующем
4.2 Разработка технологических документов: маршрутной карты,технологической инструкции, карты эскизов
Маршрутную карту заполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1104 — 81*, ГОСТ 3.1105 — 84*, ГОСТ 3.1119 — 83*, ГОСТ 3.1120 — 83, используя формы 2 и 1б. Информацию по каждой операции вносят построчно несколькими типами строк. Каждому типу строки соответствует определённый служебный символ в виде буквы русского алфавита, проставляемый в графе перед номером соответствующей строки листа МК. Служебные символы определяют состав информации, размещаемый в графах данного типа строки листа маршрутной карты.
Карту эскизов заполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1104 — 81*, ГОСТ 3.1105 — 84*, ГОСТ 3.1107 — 81, ГОСТ 3.1120 — 83, используя формы 7 и 7а.На карте эскизов помещают графические иллюстрации, таблицы к текстовым документам. Изделия изображают в рабочем положении, соответствующем моменту выполнения операции (допускается нерабочее, если изображение относится к нескольким операциям).
При разработке схемы установки изделия на операции допускается применение упрощенного изображения изделия без указания его отдельных конструктивных элементов, не влияющих на установку и закрепления изделия. Количество изображений изделий, а также видов, разрезов и сечений на них устанавливает разработчик документов.
Технологические инструкции заполняют, используя формы 5 и 5а (ГОСТ 3.1105 — 84*) и составляют для описания технологических процессов. Текст может быть разбит на разделы и подразделы в зависимости от содержания. Их наименования записывают в виде заголовков и подзаголовков и при необходимости подчёркивают.
4.3 Организация рабочего места и техника безопасности при ремонте тягового трансформатора
Основные требования к помещению (площадке) для ремонта трансформаторов:
а) Помещение, в котором производится разборка, осмотр и сборка трансформаторов, должно быть защищено от попадания атмосферных осадков и пыли.
б) Вскрытие и разборку трансформатора производить при соблюдения следующих условий:
— температура активной части, определяемая по температуре верхних слоев масла, должна быть равна или выше температуры помещения, в котором производится разборка;
- относительная влажность окружающего воздуха должнабыть не выше 75%;
— если температура активной части ниже температуры окружающего воздуха, то трансформатор следует выдержать в течение времени, необходимого для выравнивания температуры (24-30 часов);
— при дождливой погоде и тумане температура воздуха в помещении или температура активной части должна поддерживаться на 10 оС выше положительной температуры окружающего воздуха.
Все сварочные работы по баку, крышке, расширителю охладительной системе трансформатора производить руководствуясь техническими требованиями, оговоренными в соответствующих чертежах технологической инструкции по ремонту трансформаторов.
Работы по поднятию перемещению, разборке и сборке электронасосов и секций радиаторов относятся к ответственным видам такелажных работ, выполнение которых должно быть поручено специально обученному персоналу. Применяемые различные съемные грузозахватные приспособления и механизмы при такелажных работах должны быть исправными и испытанными; краны всех типов, электрические и ручные тали, предназначенные для поднятия грузов, должны подвергаться испытаниям не реже 1раза в 12месяцев. Категорически запрещается пользоваться изношенными канатами и чалочными приспособлениями.
При производстве измерений переносными электроизмерительными приборами и выполнении работ электроинструментом — должны строго соблюдаться требования «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
Все работы, связанные с выделением в воздух вредных веществ могут производиться только при нормально действующей приточно-вытяжной вентиляции. При отключенной или неисправной вентиляции, а также в случае превышения предельно-допустимых норм содержания в воздухе токсических веществ запрещается. Вентиляционные установки, обслуживающие технологическое оборудование, должны включаться за 5-10 минут до начала работы и выключаться после окончания работы через 5-10 минут.
Все рабочие должны быть обеспечены соответствующей одеждой, индивидуальными защитными средствами согласно нормам и пользоваться ими во время работы.
Запрещается хранение и принятие пищи на рабочих местах.
Запрещается применение открытого огня на участках: изолировки катушек, пропитки электрокартона и стеклоленты, в отделении сушки, пропитки и окраски электрических машин.
Для защиты рук при покрасочных, пропиточных работах следует применять рукавицы, резиновые перчатки. По окончании работы вымыть руки теплой водой с мылом или пастой, принять душ и смазать руки глицерином.
Категорически запрещается мыть руки в толуоле, ксилоле. Стирка спецодежды в растворителях запрещается.
При работах на испытательных станциях электромашин неукоснительно соблюдать «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
На испытательной станции и стендах проверки электрической прочности изоляции обмотки статоров должны быть защитные средства и предупредительные плакаты, отвечающие требованиям при работе на электроустановках напряжением свыше 1000 вольт.
Работать на испытательной станции и стендах проверки электрической прочности изоляции разрешается только при наличии коврика, изолирующей подставки, диэлектрических перчаток и бот, имеющих клеймо с отметкой о периодический их проверке.
Резиновые диэлектрические перчатки должны осматриваться непосредственно перед употреблением и испытываться через каждые 6 месяцев. Резиновые диэлектрические боты должны подвергаться
периодическому осмотру один раз в 6 месяцев и испытываться 1 раз в 3 года.
Резиновые диэлектрические коврики подвергать периодическому осмотру 1 раз в год и испытывать один раз в 2 года.
Изолирующие подставки подвергать периодическому осмотру один раз в 2 года.
Проведение испытаний может поручаться персоналу, прошедшему специальную подготовку и проверку знаний схем и оборудования испытательной станции и объектов испытания.
Испытания электрических машин должны выполняться бригадами в составе не менее двух человек, имеющих соответствующую квалификационную группу на право работы в установках высокого напряжения (старший, не ниже IV, второе лицо не ниже III квалификационной группы).
5. Конструкция, работа и расчет установки для сушки выемной части трансформаторов электровозов
5.1 Конструкция и работа установки для сушки выемной части трансформаторов электровозов
Установка
Установка представляет собой сушильную печь 1 с самостоятельным воздушно-тепловым и вспомогательным оборудованием.
Каркас сушильной печи сварной, он тепло изолирован минеральной ватой и имеет обшивку. Для возможности установки в печь более крупных по габаритам выемных частей трансформаторов верхняя часть печи выполнена в виде сменного переходного фланца 2.
Воздух для сушильной печи подогревается в электрическом калорифере 5. Электрокалорифер состоит из двух групп трехфазного тока, каждая группа имеет 24 нагревательных элемента мощностью 21 кВт. На одну фазу приходится 8 таких элементов, соединенных последовательно. Калорифер подключается к сети переменного тока напряжением 220/380 в.
При линейном напряжении 380 В элементы соединены в звезду, при 220 В — в треугольник.
В начале работы калорифера включаются две группы элементов на полную мощность 42 кВт. При достижении заданной температуры (80° С) одна группа автоматически отключается, дальнейший нагрев осуществляется от второй группы мощностью 21 кВт. При достижении максимальной температуры (4-100° С) вторая ступень автоматически отключается и нагрев печи прекращается. При снижении температуры в пределах 5° С калорифер печи автоматически включается на одну ступень мощностью 21 кВт. Дальнейшее поддержание температуры осуществляется от одной группы калорифера. Конструктивно калорифер представляет собой закрытую сварную конструкцию, в решетках которой смонтированы 48 нагревательных элементов. Чтобы не случилось пожара, нагревательные элементы выполнены в закрытом исполнении (нагревательные спирали из жаростойкого сплава помещены в стальные трубы, заполненные песком).
Электрическая схема установки позволяет автоматически регулировать температуру с отклонением от установленного режима ±5° С. Поддержание заданной температуры осуществляется термометром с электрическими контактами типа ЭКТ. Монтаж и регулирование прибора производятся согласно приложенной к нему инструкции. Циркуляция горячего воздуха в пе осуществляется при помощи вентилятора 9и системе воздуховодов 6. Для подведения воздуховода бака трансформатора к вентилятору предусмотрено окно. Так как вентилятор перемещает взрывоопасную смесь воздуха и паров масла улитка вентилятора обкладывается листовым алюминием или другим цветным металлом. Горячий воздух из калорифера поступает в печь через дно печи и отсасывается вентилятором через регулируемые заслонки 3 в верхней части печи. Между калорифером и нижним зонтом 8 на пути горячего воздуха к нижнему коробу печи предусмотрена предохранительная сетка.
Шибер 8 с переключающей заслонкой предназначен для установки одного из двух режимов «нагрев» или «сушка».
Поступающий в шибер наружный воздух очищается сетчатым фильтром 7. Стекающее с керна масло из нижней части печи сливается спускным краном,калорифер, вентилятор и воздуховоды закрыты общим кожухом 4. Для удобства обслуживания установка аглублена ниже уровня пола на 1 000 мм, для доступа к калориферу и спускному крану в кожухе предусмотрены две двери.
На щите управления 10задается температурный режим нагрева печи при помощи термометра ЭКТ. Электрическая схема установки предусматривает электроблокировку: электрокалорифер не включается, если не включен мотор вентилятора, и наоборот, при остановке мотора вентилятора калорифер автоматически отключается. Здесь же дана схема включения нагревательных элементов калорифера на 20 В.
Магнитные пускатели, контакторы и другие приборы монтируются в шкафу распределительного щита. Сама установка и распределительный щит обязательно должны быть заземлены.
Подлежащий сушке керн устанавливается в печь сверху мостовым краном. Кроме кернов трансформаторов, на этой установке может осуществляться сушка и других электрических машин.
Таблица 3 — Техническая характеристика установки
|
Рабочий объем печи |
5,5 м3 |
|
|
Максимальная температура |
100° С |
|
|
Рабочее напряжение |
380/220 В |
|
|
Мощность калорифера (две группы) |
42 кВт |
|
|
Подсоединенная мощность |
44 кВт |
|
|
Вентилятор: тип производительность напор |
ЭВР-3 3000 м3/ч 65 кГ/м2 |
|
|
Электродвигатель: тип мощность напряжение число оборотов |
А041-4 1,7 кВт 380/220 В 1420 об/мин |
|
|
Габаритные размеры камеры печи (внутренние, под установку кернов): высота ширина длина |
1850 мм 1400 мм 2100 мм |
|
|
Габаритные размеры установки: высота ширина длина |
3480 мм 2090 мм 3700 мм |
|
|
Вес установки |
2980 кг |
|
5.2 Определение основных размеров вентилятора
Из технической характеристики установки берем данные:
- производительность L = 3000м3/ч = 0,833 м3/с;
- плотность перемещаемого газа с = 1,2 кг/м3;
- частота вращения щ = 150 рад/с (n = 1430 об/мин);
- давление р = 6500 Па.
Определяем коэффициент быстроходности по формуле
, (1)
Диаметр входа в вентилятор определяют
, (2)
м.
Диаметр входа в колесо принимается
м. (3)
Диаметр наружного колеса определяют
(4)
м.
Ширина спиральных корпусов прямоугольного сечения определяют
, (5)
м.
Ширина колеса определяется по формуле
, (6)
м.
Величина раскрытия спиральных корпусов определяется по формуле
, (7)
м.
Число лопаток колеса вентилятора определяется по формуле
, (8)
Углы установки лопаток колеса выбираем с целью уменьшения гидравлических потерь: в1 = 600, в2 = 1500.
Мощность вентилятора находим по формуле
, (9)
кВт
Рисунок 3 — Схема вентилятора
5.3 Выбор двигателя вентилятора
Электродвигатель вентилятора работает в длительном режиме. Мощность электродвигателя определяется по формуле
(10)
где L — производительность вентилятора, м3/с;
- H — полный напор, Па;
- в — КПД вентилятора;
- п — КПД передачи, для стандартных частот вращения п = 0,9.
kЗ — коэффициент запаса,kЗ = 1,1;
кВт.
Используя полученное Рв = 1,1кВт, nв = 1430 об/мин и источник выбираем двигатель типа ВАО, у которого
Р = 1,1 кВт;
- п = 1420 об/мин;
- h = 0,765;
- cosj= 0,77;
- Iп/Iн = 4,5;
- Мп/Мн= 2,0;
- Мм/Мн= 2,5.
6. Эффективность применения разработанного стенда
Годовая экономия, получаемая от внедрения специального технологического оборудования (установка для сушки выемной части трансформаторов электровозов), определяется по формуле
ЕГ = (Ссущ — Снов)Р, (11)
где Ссущ- существующая себестоимость ремонта, р.;
Снов — новая себестоимость ремонта, р.;, Р — годовая программа ремонта, принимаем Р=10 трансформаторов., Себестоимость ремонта активной части трансформатора:
, (12)
где З -заработная плата рабочих, отнесенная к ремонту трансформатора, р.; принимаем Зсущ = 100000 р., Знов = 75000 р.;
Ао — расходы на амортизацию, р.;
Ао=(а/100)Вст,
а — норматив амортизации i-го оборудования;
Вст- восстановительная стоимость i-го вида оборудования, Вст=50000 р.;, Сэ — затраты на потребляемые энергоносители i-го вида р.;
Сэ= ЭiП Цi,
Эi- расход i-го вида энергоносителя на единицу ремонта, р;, П — годовой объем i-го вида ремонта продукции отделением;
Цi- расход i-го вида энергоносителя на единицу ремонта, р; в соответствии с [2] принимаем для электрической энергии 222,5 р./кВт•ч и для технической воды 1715 р./м3;
Сн — накладные расходы, р., в соответствии с [2] принимаем 125 % от З;
- коэффициент, учитывающий доплаты и различные отчисления, в соответствии с [2] принимаем = 0,15.
Период окупаемости
ТОК = ДК / ЕГ, (13)
где ДК — дополнительные капитальные затраты, связанные с внедрением нового оборудования, принимаем ДК = 850000 р.
Ссущ=100000+9,3/100•50000+(0,05•222,5+0,05•1715)•10+1,25•100000+0,15•100000=245620 р.,
Снов=75000+7,6/100•50000+(0,035•222,5+0,045•1715)•10+1,25•75000+0,15 •75000=184650 р.,
ЕГ = (245620 — 184650)•10 = 609700 р.,
ТОК = 850000 / 609700 = 1,39 года.
В итоге, в ходе внедрения специального технологического оборудования годовая экономия средств при сушке10 трансформаторов за год составила ЕГ = 609700 р. Срок окупаемости установленного оборудования при этом составил ТОК=1,39года или 1 год 5 месяцев.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovoy/tehnologiya-remonta-tyagovogo-transformatora/
1. Электровоз ВЛ80С: Руководство по эксплуатации/Н.М. Васько, А.С. Девятков, А.Ф. Кучеров и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1990. — 454 с. ISBN 5-277-01048-3
2. Чмыхов Б.А. Рекомендации по разработке экономического раздела дипломных проектов: учеб.-метод. пособие / Б.А. Чмыхов, С.И. Медведев; М-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. — Гомель: БелГУТ, 2006. — 31 с. ISBN 985-468-234-Х
3. Чмыхов Б.А. Применение Единой системы технологической документации в дипломном и курсовом проектировании: Пособие для студентов специальности 17.09 «Локомотивы» транспортных вузов. — Гомель: БелИИЖТ, 1991. — 121 с.
4. «Технологическая инструкция по ремонту трансформаторов ОЦР-5000/25В, ОДЦЭ-5000/25Б, ОДЦЭ-5000/25Б-02, ОДЦЭ-5000/25АМ-02.»
5. Технологическая инструкция по капитальному ремонту вспомогательных машин электровозов переменного тока ВЛ80К, ВЛ60К, ВЛ80Т, ВЛ80С 103.25200.60015
