АНАЛИЗ ПРИЧИН ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ 110 кВ И МЕТОДЫ ИХ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
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.

Ключевые слова:
силовой трансформатор, обмотка, отказ, методы, средства диагностики, срок службы.
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

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].

 

Список литературы

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.

Войти или Создать
* Забыли пароль?