Методична розробка урокуна тему: « Несправності та ремонт силових трансформаторів» для здобувачів освіти ЗП(ПТ)О

 

Методична розробка уроку

з предмета ЕРОЕ3.1 Технологія нескладного ремонту та обслуговування електроустаткування

на тему: « Несправності та ремонт силових  трансформаторів»

Мета уроку:

а) навчальна-створити умови для набуття учнями знань про несправності трансформаторів; сформувати в учнів знання про пошкодження та схеми ремонту трансформаторів;

б)розвиваюча-розвивати пам’ять, увагу, логічне мислення;

в)виховна-виховувати свідоме прагнення до розвитку творчих здібностей виховувати дбайливе ставлення до обслуговування та ремонту трансформаторів;  навчитися етапам  визначення пошкоджень трансформаторів; спонукати до уважного і безкомпромісного дотримання техніки безпеки під час ремонту силових трансформаторів.

Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу.

Вид уроку: Лекція,бесіда.

Методи проведення уроку:

• вербальний: виклад інформації, пояснення;
• наочний: плакат, презентація

КМЗ: мультимедійний проектор, макет трифазного трансформатора, опорні конспекти

Міжпредметні зв’язки: фізика, електроматеріалознавство, електротехніка  та основи електроніки, ЕРОЕ2.1  технологія простого ремонту та обслуговування електроустаткування, охорона праці.

Хід уроку

I.Організаційна частина.

1.1Перевірка наявності учнів.

1.2.Організація та перевірка готовності учнів до роботи.

II. Актуалізація опорних знань учнів.

• Для чого використовують трансформатори?
• Які ви знаєте трансформатори ?
• Пояснити будову трансформаторів?
• Пояснити принцип дії трансформатора.
• Які ви знаєте режими роботи трансформаторів ?
• Яким чином  змінюють напругу на трансформаторі ?
• Скажіть,будь ласка, як можна сформулювати тему уроку?
• Скажіть,будь ласка, чи потрібно вивчати цю тему як майбутнім кваліфікованим електромонтерам?

III. Викладання нового матеріалу

Викладач.  Сьогодні на  уроці розглянемо несправності, пошкодження та ремонт  трансформаторів.

Мотивація навчальної діяльності.

Вивчення даної теми важливе для вас тому, що отримані знання можете використовувати на уроках виробничого навчання та в подальшому в професії. Для перетворення напруги на електростанціях, трансформаторних підстанціях, в побутових приладів тощо широко використовують трансформатори.

При роботі з трифазними трансформаторами потрібно дотримуватись правил техніки безпеки. Дотримання правил експлуатації дасть можливість уникнення виникнення небезпечної для життя і здоров’я  в різних ситуаціях.

План уроку

1 .Застосування трансформаторів.

2. Будова та принцип дії трансформаторів.

3. Пошкодження,  дефектація та ремонт  трифазних трансформаторів.

1.Застосування трансформаторів.

Трансформатор – це статичний електромагнітний пристрій, що має дві або більше індуктивно зв`язані обмотки, який призначений для перетворення (за допомогою явища електромагнітної індукції) однієї системи змінного струму (первинної) в другу (вторинну).

Найбільше застосовується в електротехнічних установках, а також в енергетичних системах виробництва, передачі та розподілу електроенергії мають силові трансформатори., за допомогою яких змінюється значення напруги та струму, а кількість фаз та частота залишаються незмінними.

В залежності від призначення трансформатори силові трансформатори загального призначення, які застосовують в системах передачі та розподілу електроенергії, а також в інших установках для одержання необхідного значення напруги, та трансформатори спеціального призначення (зварювальні, пічні, вимірювальні трансформатори струму та напруги, іспитові трансформатори,  та інші).

Призначення трифазного трансформатора

Головною функцією трансформаторів є передача електроенергії на великі дистанції. Електрична енергія змінного струму виробляється на електростанціях. При передачі електроенергії з'являються втрати на нагрівання проводів. Їх можна зменшити, знизивши силу струму. Для цього необхідно збільшити напругу таким чином, щоб його значення знаходилося в діапазоні від 6 до 500 кВ.Кратність збільшення залежить від значення переданої потужності і відстані до кінцевого пункту. Потужність, яка при цьому передається, залежить від двох параметрів: напруги та сили струму.

Головною характеристикою, що впливає на зміну втрат проводів, пов'язаних з нагріванням, є значення сили струму. Відповідно для того, щоб знизити втрати на нагрівання, необхідно зменшити силу струму. Зменшуючи струм, величину напруги відповідно потрібно збільшувати. Тоді значення потужності, яка передається, залишиться незмінним. Після того як напруга буде доставлено споживачам, його слід знизити до необхідної величини. Відповідно, основним завданням трифазних трансформаторів є підвищення напруги перед передачею електроенергії і зниження після неї.

2. Будова та принцип дії трифазного трансформатора

Трифазний трансформатор складається з магнітопроводу і трьох стержнів (мал.1.). На кожному стержні трифазного трансформатора розміщують обмотки вищої і нижчої напруги. Стержні з’єднують між собою ярмом зверху і знизу.

 

 

Мал.1. Будова трифазного трансформатора

 

Принцип роботи трифазного трансформатора, як і однофазного, базується на законі електромагнітної індукції. При підключенні до мережі первинної обмотки, в ній починає протікати змінний струм. Через нього в осерді магнітопроводу зі сталі з'являється основний магнітний потік, який охоплює обмотки в кожній фазі. В кожному витку з'являється однакова за значенням і величиною електрорушійна сила.Якщо кількість витків вторинної обмотки менше, ніж число витків первинної, то на виході виявиться напруга меншого значення, ніж на вході і навпаки.Той факт, що значення електрорушійної сили залежить лише від кількості витків певної обмотки.

 

 

3. Несправності та ремонт  трифазних трансформаторів.

Найбільше уразливою частиною трансформатора, що часто ушкоджується, є його обмотки ВН і рідше НН. Ушкодження частіше усього виникають внаслідок зниження електричної прочності ізоляції на будь-якій ділянці обмотки, у результаті чого відбувається електричний пробій ізоляції між витками і їхнє замикання на цій ділянці, що приводить до виходу трансформаторів із ладу. Часто бувають випадки переходу напруги з обмотки ВН на обмотку НН через погіршення стану ізоляції між ними.

У трансформаторах можуть ушкоджуватися також уведення, перемикачі, кришка й інші деталі. Зразкове співвідношення (у відсотках) ушкоджень окремих частин трансформатора наступне: обмотки і що струмопровідні частини - 53, вводи 18, перемикачі - 12, всі інші, узяті разом, -17. Дослідження причин аварійних виходів трансформаторів із ладу показали, що звичайно аварії відбуваються через задовільне обслуговування і низьку якість ремонту.

Розбирання трифазного масляного двухобмоточного трансформатора, дефектировку ряду його частин роблять одночасно або з невеликим зсувом у часу.

Дефектировкою трансформатора називають комплекс робіт з виявлення характеру і ступеня ушкоджень його окремих частин. Робота по дефектировці найбільше відповідальний етап ремонту, оскільки при цьому визначаються дійсний характер і розміри ушкоджень, а також об'єм майбутнього ремонту і потреба в ремонтних матеріалах і оснастці. Тому виконуючий дефектировку повинен добре знати не тільки ознаки і причини несправності, але і способи їхнього безпомилкового виявлення й усунення. Характерні несправності силових трансформаторів і можливі причини їхні виникнення приведені в табл.2.

Ушкодження зовнішніх деталей трансформатора (розширника, бака, арматури, зовнішньої частини введень, пробивного запобіжника) можна виявити ретельними оглядами, а внутрішніх деталей - різними іспитами. Однак результати випробувань не завжди дозволяють точно установити дійсний характер ушкоджень, оскільки будь-яке відхилення від норми, виявлене в результаті випробувань (наприклад, підвищений струм холостого ходу), може бути викликано різними причинами, у тому числі витковим замиканням в обмотці, наявністю замкнутого контуру струму через стяжні болти і деталі, що пресують, неправильним вмикання паралельних обмоток та ін.

Тому в процесі дефектовки, як правило, розбирають трансформатор і при необхідності піднімають активну частину, що не тільки точно установити причини, характер і масштаби ушкоджень, але і пристосування, а також і час.

IV. Закріплення нового матеріалу.

Форма проведення: взаємоопитування (учні мають на столах запитування та по черзі відповідають на них: один – на парні, другий на непарні).

Запитування на взаємоопитування:

1.Які є типи трансформаторів?

2.Пояснити принцип дії трансформатора.

3. Для чого магнітопровіди?

Тестові завдання

з теми: Несправності та ремонт трифазних трансформаторів.

1.Визначити повний перелік випробувань силових трансформаторів:

а)+ приймально-здавальні,

б) профілактичні, типові, спеціальні

в)типові післяремонтні, приймальні, чергові, позачергові

г)чергові, позачергові

 2. Поточний ремонт трансформаторів проводять з метою:

а)+ забезпечення або відновлення працездатності виробу, яке полягає в заміні або відновленні окремих його частин

б)відновлення справності виробу і повного або близького до повного відновлення ресурсу будь-яких його частин, включаючи базові

в)підтримки справності або працездатності електрообладнання при його використанні за призначенням

г)усе вище перелічене

3. Після кожного аварійного відключення трансформатора або при появі сигналу від газового реле проводять:

а)капітальні ремонти

б)контрольні випробування

в)+позачергові огляди

г)усе вищеперераховане

4. Кінці обмоток трифазного трансформатора маркують:

а)+X, Y, Z

б)С4, С5, С6

в)А, В, С

г)С1, С2, С3

5. Опір ізоляції обмоток електродвигунів, трансформатора характеризує їх:

а)фізичний стан

б)температурну міцність

в)+ електричну міцність

г)усе вищеперераховане

6. Назвіть загальні вимоги до трансформаторів, що здається в капітальний ремонт:

а)електрообладнання повинно бути повністю укомплектоване

б)електрообладнання повинне бути очищене від масла, пилу і бруду

в)+ усе вищеперераховане

7. Основні види випробувань трансформаторів:

а)типові, спеціальні

б)приймально-здавальні, контрольні

в)експлуатаційні

г)+ усі варіанти правильні

8. Назвіть найбільш економічні і зручні методи сушіння ізоляції обмоток силового трансформатора: а)конвективний

б)струмами короткого замикання

в)+втратами у власному баці, струмами нульової послідовності

г)усі варіанти правильні

9. Визначення коефіцієнта трансформації, перевірка групи з’єднання обмоток, вимірювання опору обмоток постійному струму, хімічний аналіз і випробування трансформаторного масла, випробування електричної міцності ізоляції обмоток підвищеною напругою, вимірювання характеристик ізоляції, дослід короткого замикання, дослід холостого ходу, випробування бака на щільність надлишковим тиском проводять …

а)при  контрольних випробуваннях трансформатора після поточного ремонту

б)при контрольних випробуваннях трансформатора після технічного обслуговування

в)+ при контрольних випробуваннях трансформатора після капітального ремонту

г)при приймально-здавальних випробуваннях трансформатора після поточного ремонту

10. За яких умов можлива паралельна робота трансформаторів з розподілом навантаження:

а)+за рівності їх первинних і вторинних напруг; за рівності напруг короткого замикання; за однаковості груп з’єднань; трансформатори повинні бути зфазовані, при співвідношенні потужностей трансформаторів 1:3

б)за рівності їх потужностей

в)за рівності втрат в сталі трансформаторів; трансформатори повинні бути зфазовані

г)за рівності первинних і вторинних струмів траснсформаторів

11. Дати повну відповідь щодо призначення трансформаторного масла в силовому трансформа­торі?

а)покращення ізоляції обмоток трансформатора,

б)охолодження активної частини трансформатора,

в)для змащення деталей

г)+ покращення ізоляції обмоток трансформатора, охолодження активної частини трансформатора

V.Підведення підсумків уроку

-Аналіз діяльності учнів у процесі всього уроку;

-Оголошення та аргументація оцінок;

- Рефлексія:

1. Які нові знання ви здобули на уроці?

2.Як ви використаєте знання в майбутньому?

3.Що сподобалося на уроці?

Домашнє завдання:

1.     Опрацювати за підручником п.52-54  А.А.Пястолов «Експлуатація та ремонт електроустановок»
2.     Опрацювати матеріал конспекту.

Список використаної літератури:

1.А.М.Гуржій «Електротехніка з основи  електроніки» Київ «Літера ЛТД»  2020 – с.287

2.М.В.Принц   Трансформатори  «Монтаж, експлуатація та ремонт» Львів «Оріяна-Нова» 2007   -  с.173.

3.Титаренко М.В. Електротехніка Київ КОНДОР 2004 – 233.