Россия
Россия
Россия
Россия
сотрудник
Россия
ГРНТИ 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
В статье рассмотрены вопросы диагностирования силовых трансформаторов разными методами. Особо уделяется внимание на современные методы и средства диагностики, которые максимально позволяют определить состояние трансформатора. На основе статистической обработки результатов исследований авторы указывают, что наиболее распространенные отказы: повреждение обмоток у трансформаторов с возможностью регулирования под нагрузкой, не отключая питания и не оставляя потребителей без электроснабжения (РПН) при любом сроке эксплуатации. Наибольшее число повреждений у трансформаторов с РПН со сроком эксплуатации 10-30 лет, для высоковольтных вводов после 10 лет эксплуатации. Наиболее тяжелым повреждением трансформатора является внутреннее короткое замыкание (КЗ). Указанные виды перенапряжений вызывают повреждения обмоток в 80 % случаев общего числа повреждения, высоковольтных вводов – 89%, РПН – 25% и прочих элементов – 36%. Указано, что тяжкие последствие имеет место при развитии таких дефектов, как: снижение электрической прочности масляного канала высоковольтных герметичных вводов из-за отложения осадка на внутренней поверхности фарфора и на поверхности внутренней изоляции; снижение электрической прочности бумажно-масляной изоляции высоковольтных негерметичных вводов из-за увлажнения и загрязнения; увлажнение, загрязнение и износ (старение) изоляции обмоток; выгорание витковой изоляции и витков обмоток из-за длительного неотключения сквозного тока КЗ на стороне низшего напряжения трансформатора; ошибки монтажа, ремонта и эксплуатации. В выводах рекомендовано заводам-изготовителям снабжать силовых трансформаторов средствами диагностирования основных элементов силовых трансформаторов, которые должны быть встроенными. Особо отмечено о необходимости в перспективе уделить внимание совершенствованию имеющихся и созданию новых методов контроля оборудования силовых трансформаторов.
силовой трансформатор, обмотка, отказ, методы, средства диагностики, срок службы.
В настоящее время в эксплуатации большое количество силовых трансформаторов, отработавших свой нормативный срок службы. В России в ближайшие годы по экономическим и техническим причинам не ожидается существенного обновления парка этих силовых трансформаторов. В связи с этим все более актуальной становится проблема продления сроков службы и оценка возможности дальнейшей эксплуатации такого электрооборудования.
Решение о целесообразности и возможности продолжения эксплуатации силовых трансформаторов, отработавших свой нормативный срок службы, зависит, прежде всего, от состояния сердечника, обмоток и других элементов (вводы, устройства переключения ответвлений и др.).
В последние годы в энергетике наметилась тенденция к последовательному переходу от системы планово-предупредительных ремонтов (ППР) к ремонтам по техническому состоянию электрооборудования.
Указанный переход невозможен без оценки технического состояния силовых трансформаторов с использованием средств диагностирования. Однако технические средства диагностирования, используемые в настоящее время, не позволяют точно оценить состояние элементов силового трансформатора. Поэтому нужна разработка новых средств и методов диагностирования каждого элемента силового трансформатора.
Для оценки состояния элементов трансформатора широкое применение находят такие обследования, как инфракрасное, акустическое, вибрационное, однако на данный момент нормативов на эти виды обследований находятся в стадии разработки.
Опыт эксплуатации силовых трансформаторов, проведение ППР без их предварительного оценивания себя не оправдывает, так как приводит к существенным материальным затратам. Поэтому для оценки состояния силовых трансформаторов необходимо использовать современные методы диагностирования.
Условия, материалы и методы исследований. Для анализа надежности работы трансформаторов необходимо иметь представительную выборку эксплуатационных данных для однотипных трансформаторов в следующем виде:
Распределение повреждений по основным элементам трансформаторов разных классов напряжений.
Характеристики уровня повреждений.
Частота повреждений в зависимости от срока службы трансформаторов.
Причины и последствия повреждений.
Данные об отклонениях от требований нормативно-технических документов, инструкций заводов-изготовителей, противоаварийных и эксплуатационных циркуляров [1].
Анализ и обсуждение результатов исследования. На основе исследований и анализа 338 отказов, технических нарушений в силовых трансформаторах 110 кВ нами собран статистический материал в Среднем Поволжье, а результаты обработки представлены в табл. 1.
Как следует из табл. 1, наибольшую повреждаемость имеют: высоковольтные вводы – 23%, устройства РПН – 18%, обмотки – 12,7%, упуск трансформаторного масла – 22%, течь масла – 10 %, система охлаждения - 5%.
Ниже в табл. 2 приведено распределение повреждений силовых трансформаторов по элементам в зависимости от продолжительности их эксплуатации.
Как видно из табл. 2, повреждение обмоток имеет место у трансформаторов с любыми сроками эксплуатации, для РПН наибольшее число повреждений у трансформаторов со сроком эксплуатации 10-30 лет, для высоковольтных вводов после 10 лет эксплуатации.
Наиболее тяжелым повреждением трансформатора является внутреннее короткое замыкание (КЗ). Указанные виды перенапряжений вызывают повреждения обмоток в 80 % случаев общего числа повреждения, высоковольтных вводов – 89%, РПН – 25% и прочих элементов – 36% .
При этом наиболее тяжелое последствие имеет место при развитии таких дефектов, как:
– снижение электрической прочности масляного канала высоковольтных герметичных вводов из-за отложения осадка на внутренней поверхности фарфора и на поверхности внутренней изоляции;
– снижение электрической прочности бумажно-масляной изоляции высоковольтных негерметичных вводов из-за увлажнения и загрязнения;
– увлажнение, загрязнение и износ (старение) изоляции обмоток;
– выгорание витковой изоляции и витков обмоток из-за длительного неотключения сквозного тока КЗ на стороне низшего напряжения трансформатора;
– ошибки монтажа, ремонта и эксплуатации [2].
1. РД 153-34.3-46.304-00. Положение об экспертной системе контроля и оценки состояния и условий эксплуатации силовых трансформаторов, шунтирующих реакторов, измерительных трансформаторов тока и напряжения. - М.: СПО ОРГРЭС. - 2000.
2. Объем и нормы испытания электрооборудования. / под общ. Ред. Б. А. Алексеева, Ф. Л. Когана, Л. Г. Мамиконянца. - 6-е изд., с изм. И доп. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. - 256 с.
3. О повреждениях силовых трансформаторов напряжением 110 - 500 кВ в эксплуатации / Ванин Б. В. [ и др.] // Электрические станции. - 2001. - № 9. - С. 53-58.
4. ГОСТ 6581-75 (СТ СЭВ 3166-81). Материалы электроизоляционные жидкие. Методы электрических испытаний. - М.: ИПК Изд-во стандартов. - 1998. - 15 с.
5. ГОСТ 6370-83 (СТ СЭВ 2876-81). Нефть, нефтепродукты и присадки. Метод определения механических примесей. - М.: Изд-во стандартов. - 1983. - 6 с.
6. ГОСТ 6356-75. Методы определения температуры вспышки в закрытом тигле. - М.: Изд-во стандартов. - 24 с.
7. Иванова Е. И., Осотов В. Н. Об оценке состояния электрооборудования с большим сроком службы / Е. И. Иванова, В. Н. Осотов // Энергетик . - № 3. - 2009. - С. 37-39.
8. Давыденко И. В., Осотов В. Н. Системы диагностирования высоковольтного маслонаполненного силового электрооборудования / И. В. Давыденко, В. Н. Осотов: Учебное пособие . -Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2003. - 117 с.
9. Рыбаков Л. М. Методы и средства обеспечения работоспособности электрических распределительных сетей 10 кВ/ Л. М. Рыбаков: Научное издание. - М.: Энергоатомиздат. - 2004. - 421 с.
10. Рыбаков Л.М. Обслуживание элементов и оборудования электроустановок по результатам диагностирования технического состояния: монография / Л.М. Рыбаков, З.Г. Иванова, Н.Л. Макарова. - Йошкар-Ола: Мар.гос. ун-т. - , 2015. - 318 с.
11. Рыбаков Л.М. Диагностика и надежность в системах электроснабжения: монография /Л.М. Рыбаков, Н.Л. Макарова, В.П. Калявин. - Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, - 2016. - 319 с.
