Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

Диагностика силовых трансформаторов на месте
 

Диагностика силовых трансформаторов на месте

Газивода С., Микулецки А.

 

 

Диагностика силовых трансформаторов влияет на предупреждение дефектов и прекращение питания потребителей. Она позволяет планировать обслуживание и своевременную замену трансформаторов и таким образом способствует уменьшению эксплуатационных затрат.

На практике применяют множество диагностических методов, с помощью которых проверяют состояние трансформатора, т.е. всех его главных частей, таких как изоляция трансформатора, обмотки, сердечник, провода, устройство РПН и тому подобное.

Важность трансформатора в сети, его мощность и число лет эксплуатации определяют, какие диагностические методы нужно применить к определенному силовому трансформатору.

В статье рассмотрены часто применяемые диагностические методы.

В последнее время в диагностике силовых трансформаторов применяют измерение частичных разрядов ультразвуковым методом. В статье описано применение этого метода диагностики трансформаторов при эксплуатации.

Настоящая работа содержит и примеры диагностики силовых трансформаторов при анализе дефектов трансформаторов.

 

1.  Введение

Диагностика трансформаторов на месте охватывает применение одного или больше диагностических методов с целью определения состояния трансформатора, а также и определение вида и места ошибки/дефекта на трансформаторе.

Целью диагностических испытаний является проверка определенных параметров трансформатора, которые характерны для его состояния. Также полезным является и информация о заводских испытаниях, так как сравнением можно опреде­лить произошли ли некоторые изменения существенных параметров трансформатора.

2. Концепция диагностики силовых трансформаторов

В общем, диагностику силовых трансформаторов можно разделить на:

а) испытания на месте - где используют инструменты, измеряющие электрические, ультразвуковые и тепловые величины

б) лабораторные испытания изоляционных материалов на пробах взятых из трансформаторов.

Число диагностических методов большое, а время от времени развивают и в применение вводят, новые. Применение всех знакомых диагностических методов на каждом отдельном трансформаторе является неэкономичной, т.е. очень дорогой и долговременной.

Поэтому введен принцип разделения диагностических методов на нескольких уровней: стандартные методы испытаний (стандартный объем), расширенные методы испытаний (расширенный объем) и специальные методы испытаний.

Принцип применения таким способом разделенных диагностических методов следующий:

а) более важные трансформаторы – в первую очередь применяют стандартный и расширенный объем. После анализа полученных результатов решают о потребности применения и специальных методов испытаний для правильной оценки состояния трансформатора.

б) все остальные трансформаторы – в первую очередь применяют стандартный объем испытаний, а если нужно и расширенный объем и специальные методы испытаний.

2.1. Разделение диагностических методов

Учитывая существование множества диагностических методов, применение всех методов на каждый трансформатор представляет излишне высокие затраты на обслуживание. Поэтому частоты проведения диагностических испытаний на трансформаторах определены, учитывая их важность. Кроме того, введено и разделение диагностических методов на стандартный и расширенный объем испытаний, и специальные диагностические методы.

Визуальный осмотр трансформаторов при этом имеет особый статус, так как предшествует всем диагностическим методам или является их составной частью.

Стандартный объем диагностических испытаний охватывает следующие методы:

I) Электрические диагностические методы

1.    Измерение сопротивления изоляции обмоток

2.    Измерение емкости и фактора диэлектрических потерь (tan δ) изоляции обмоток

3.    Измерение емкости и фактора диэлектрических потерь (tan δ) изоляции проводных изоляторов имеющих измерительный зажим

4.    Измерение токов намагничивание низким напряжением

5.    Измерение сопротивления обмоток, (во всех регулируемых положениях)

6.     Измерение индуктивности рассеяния пари обмоток

II) Лабораторные диагностические методы

 

1.                 Физикально-химические испытания трансформаторного масла:

а) Внешний вид масла (цвет и чистота)

б) Диэлектрическая прочность масла

в) Содержание влаги в масле

г) Содержание остатков в масле

д) Содержание ингибиторов в масле (для ингибиторных масел)

ж) Нейтрализационное число

з) Сопротивление изоляции и фактор диэлектрических потерь масла

и) Поверхностная напряженность масла

 

2.                 Хроматографический анализ растворяемых в масле газов

III) Тепловизионная сьемка зажимов трансформатора

Расширенный объем диагностических испытаний, кроме стандартных содержит и дополнительные испытания, зависимо от назначения испытаний:

I) Диагностические испытания при пуске в работу

Для определения начального состояния (исходные данные) расширяют стандартный объем испытаний и дополнительно применяют:

1.    Измерение влажности системы изоляции методом восстанавливающегося напряжения (RVM)

2.    Измерение частотного отзыва трансформатора

3.    Структурный анализ масла

II) Анализ оставшегося жизненного цикла трансформатора

Для более полной оценки оставшегося срока работы трансформатора нужно, кроме стандартного объема испытаний, провести и следующие:

1.    Измерение влажности системы изоляции методом восстанавливающегося напряжения (RVM)

2.    Определение оставшегося жизненного цикла трансформаторного масла (сложенный метод на основании окислительной стабильности и структурном анализе масла)

3.    Определение уровня полимеризациибумаги (DP)

4.    Высокоэффективная хроматография жидкости (HPLC)

5.    Содержание и происхождение частиц в масле

Рекомендуется проведение анализа оставшегося срока службы после 25 лет эксплуатации. У более загруженных трансформаторов рекомендуется сделать это чуть раньше.

Специальные диагностические методы применяют к трансформаторам при определении причин и мест недостатков/дефектов или как часть специальных исследований. Такие специальные методы являются дорогими, так как используются специальное оборудование и экспертные знания о трансформаторе и электроэнергетической системе, а которой установлен трансформатор.

Примерами специальных диагностических методов являются:

1.    Ультразвуковой метод испытания трансформаторов в эксплуатации

2.    Измерение токовой зависимости сопротивления обмоток

3.    Подробная тепловизионная съемка всех визуально доступных деталей трансформатора.

Разработки новых диагностических методов идут очень интенсивно. Как следствие этого часто появляются совсем новые методы, но идет и улучшение свойств и диагностических возможностей уже существующих методов. Новые методы чаще всего вводят в применение как специальные диагностические методы. Однако постоянной является и тенденция постепенного проникновения, определенных доказанных на практике методов, из специального объема в расширенный, и затем в стандартно применяемые диагностические методы.

2.2. Применение диагностических методов

Стандартный объем диагностических испытаний применяют в регулярных интервалах времени в течение срока эксплуатации трансформатора [1]. Задачей таких испытаний является отслеживание изменений в состоянии трансформатора с момента его пуска в работу до момента проведения испытаний. Этот объем испытаний контролирует изоляционную систему трансформатора, проводники, изоляцию сердечника, а также соединения и геометрию обмоток.

В общем, частота применения стандартного объема диагностических методов 2-6 лет и зависит от:

а) важности и величины трансформатора (большие блочные трансформаторы и трансформаторы без замены контролируют чаще чем, например распределительные трансформаторы или трансформаторы маленьких мощностей)

б) старости трансформатора (более старые трансформаторы нужно чаще контролировать из-за большей вероятности появления дефекта, чем у более новых трансформаторов)

в) внутренних правил обслуживания электрического оборудования определенных потребителей трансформаторов

 

 

2.2.1. Применение диагностических методов к трансформаторам в нормальном режиме работы

Частота применения стандартного объема испытаний трансформаторов в нормальном режиме работы, моложе тридцати лет, показана в таблице I.

Обозначения в таблице I:

Категория трансформатора - отражает важность трансформатора в системе и требования к его обслуживанию.

Буквенные обозначения категорий означают важность трансформатора в системе:

А - Трансформаторы от которых требуется более высокая эксплуатационная надежность - трансформаторы не имеющие замену и чье выпадение из строя вызывает большие затраты: например, генераторные трансформаторы, важные сетевые трансформаторы, трансформаторы для собственных нужд, общих нужд и возбуждающие трансформаторы не имеющие замены и т.п.

Б - Трансформаторы, от которых требуют нормальную эксплуатационную надежность. Выпадение из строя такого трансформатора не вызовет прекращение поставок электроэнергии.

Числовое обозначение категории отражает уровень требований к обслуживанию трансформатора:

I - самая требовательная группа: трансформаторы максимального класса напряжения оборудования Uмакс>170 кВ

II - среднее требовательная группа: трансформаторы максимального класс напряжения оборудования 52 кВ<Uмакс<170кВ

III - мало требовательная группа: трансформаторы максимального класса напряжения оборудования Uмакс<52 кВ

Например: Генераторный трансформатор Uмакс=123 кВ имеет обозначение А II. Важный сетевой трансформатор Uмакс=420 кВ имеет обозначение А I.

0 - Измерения проводят перед первым пуском в работу, т.е. после работ на активной части трансформатора (сервис, ремонт) - Исходные измерения

М - Измерения проводят после 1 до 3 месяцев работы.

Г - Измерения проводят после первого года работы

Числовое обозначение - представляет интервал применения в годах

2.2.2. Применение диагностических методов к трансформаторам не находящихся в нормальном режиме работы

Трансформаторы, наполненные маслом, но ненаходящиеся в работе, контролируют следующим способом: трансформаторы дыхание

а) трансформаторы с системой свободного дыхания

-       Категория трансформаторов А I и А II: контроль пробивного напряжения и содержания влаги в масле ежегодно.

-       Категория трансформаторов A III, Б I и Б II: контроль пробивного напряжения и содержания влаги в масле каждых два года.

-       Категория трансформаторов Б III: контроль пробивного напряжения каждые 5 лет

Указанные частоты контроля действительны для средних условий окружающей среды. В климате с высоким уровнем влаги контроль нужно проводить более часто.

б) трансформаторы с системой дыхания с расширителем (консерватор с мешком)

-       Категория трансформаторов А I, А II и Б I: контроль пробивного напряжения и содержания влаги в масле каждых два года.

-       Категория трансформаторов A III, Б II и Б III: контроль пробивного напряжения каждые 5 лет.

2.3. Пример применения диагностических методов для обнаружения места дефекта

При отключении, блочному трансформатору мощностью 80 МВА, номинальных напряжений 242/13,8 кВ на одной фазе отказал в работе выключатель. Трансформатор находился в несимметричном режиме работы больше 10 минут. Окраска на баке трансформатора вокруг этой фазы раздулась.

Применением диагностических испытаний было замечено следующее:

а) Повышенная индуктивность рассеяния (Lx) в рассматриваемой фазе - около 4%

б) Повышенная емкость обмотки низкого напряжения относительно заземленных частей (НН-заземленные части) – около 9%

в) Уменьшенная емкость обмотки высокого напряжения относительно обмотки низкого напряжения (ВН - НН) - около 2%

г) Хроматографический анализ газов в трансформаторном масле – результаты без отклонений

Анализируя полученные результаты измерений, можно было сделать следующие выводы:

1.    Обмотки в рассматриваемой фазе деформированные (результата)

2.    Обмотка низкого напряжения (НН) приблизилась сердечнику (результат б) и отдалилась от обмотки высокого напряжения (результат в).

 

 

 
 
Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Газивода С., Микулецки А.Диагностика силовых трансформаторов на месте. Энерго Info, №  1,  2011.– С.68-72.
Материал размещен на www.transform.ru: 04.04.2011 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????