Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

Мониторинг изменений механического состояния обмоток силовых трансформаторов, обусловленных радиальными деформациями
 

Мониторинг изменений механического состояния обмоток силовых трансформаторов, обусловленных радиальными деформациями

Прохоров А.В., Гольдштейн Е.И.

 

 
Предложен метод мониторинга механическо¬го состояния обмоток силовых трансформато¬ров, позволяющий идентифицировать симптомы появления радиальных деформаций обмоток по изменению угла сдвига фаз между напряжения¬ми пары обмоток и представляющий собой аль¬

Предложен метод мониторинга механическо­го состояния обмоток силовых трансформато­ров, позволяющий идентифицировать симптомы появления радиальных деформаций обмоток по изменению угла сдвига фаз между напряжения­ми пары обмоток и представляющий собой аль­тернативу методу измерения сопротивления ко­роткого замыкания для использования в нагру­зочных режимах.

 

Ключевые слова: силовой трансформатор, об­мотки, техническое состояние, мониторинг, ди­агностика, угол сдвига фаз.

 

Современные тенденции развития систем контроля силовых трансформаторов (СТ) [1, 2] определяются переходом к стратегии обслу­живания оборудования по фактическому тех­ническому состоянию и требуют разработки новых методов контроля, пригодных для ис­пользования в нагрузочных режимах. Однако в отношении отдельных функциональных сис­тем СТ, таких как механическая система об­моток, по-прежнему единственно эффектив­ным является применение методов тестового контроля, требующих отключения и расшиновки СТ.

Наиболее обоснованным критерием для по­иска механических деформаций обмоток СТ служит информация о протекании токов близ­ких КЗ, выявляемых при анализе условий эксплуатации [2, 3]. В большинстве же случаев обследование СТ на предмет определения ме­ханического состояния обмоток производят либо после аварийного отключения СТ [4], либо при планово-профилактических обследо­ваниях.

Известные методы тестовой диагностики, такие как метод анализа частотных характери­стик (FRA) и метод низковольтных импульсов (НВИ), чувствительные к большинству меха­нических повреждений обмоток, а также включённый в [3] метод определения сопротивления КЗ ZK остаются наиболее эффектив­ными при выявлении деформаций обмоток СТ.

Развитие методов НВИ и FRA позволило не только получить более чувствительные, в сравнении с методом ZK, инструменты диагно­стирования механического состояния обмоток СТ, но и использовать комбинацию из двух различных методов [5], что отвечает рекомен­дациям [2] и позволяет повысить достовер­ность результатов обследования.

Однако необходимость отключения СТ для реализации указанных методов является их ос­новным недостатком. Попытки адаптации ме­тодов FRA и НВИ для использования под на­грузкой до сих пор не дали применимых на практике результатов, что во многом связано со сложностью наложения и анализа тестовых сигналов в нагрузочных режимах СТ.

Более простым решением представляется разработка метода мониторинга, в основу ко­торого положен контроль значения ZK а в ка­честве входной информации используются токи и напряжения, измеряемые на выводах СТ в его нагрузочных режимах.

Известен ряд работ отечественных авторов, в которых в качестве контролируемого пара­метра используется либо Zx пары обмоток, либо его реактивная составляющая либо индуктивность рассеяния LK [6, 7]. Однако примеры практического использования таких подходов авторам данной статьи неизвестны.

Среди общих недостатков методов [6, 7], накладывающих ограничения на возможности их использования в нагрузочных режимах СТ, можно отметить:

  необходимость использования в расчётах приведённых значений, что требует точных и актуальных данных о коэффициентах транс­формации обмоток;

отсутствие учёта зависимости результатов контроля от нагрузки СТ;

    отсутствие процедур контроля обмоток трёхобмоточных трансформаторов.

Проведённые авторами исследования пока­зали, что указанные недостатки методов [6, 7] могут быть устранены при использовании в качестве параметра мониторинга угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вто­ричной обмоток φu1,u2.

Выводы

1.     Разработанный метод мониторинга дос­таточно прост и не обладает указанными не­достатками известных аналогов, однако его функциональные возможности определяются точностью доступных для использования средств измерений. Поэтому наибольшей эф­фективности метода следует ожидать при ис­пользовании измерительных трансформаторов высоких классов точности 0,1, 0,2, 0,2s, в том числе оптоэлектронных трансформаторов.

2.     При использовании предлагаемого мето­да целесообразна оптимизация системы изме­рений и цифровой регистрации электрических сигналов, в частности предпочтительно прове­дение всех измерений одним измерительным модулем, а измерение токов с учётом возмож­ности точного определения их фазных значе­ний. При вероятности оперативных переклю­чений в цепи СТ, когда возможно использова­ние различных измерительных трансформато­ров для измерения одних и тех же величин, необходимо отдельно оценивать погрешность, связанную с использованием различных средств измерений. Если такая погрешность значительна, то необходимо проводить расчёт базовых величин для каждого состояния схе­мы.

3.        Результаты исследований показывают, что использование методов математической статистики при обработке результатов измере­ний позволяет получить результаты, достаточ­ные для идентификации критических отклоне­ний н даже при использовании средств из­мерений класса точности 0,5, т. е. указывают на возможность реализации метода с помощью измерительных трансформаторов, уже находя­щихся в эксплуатации.

4.    Доступная точность мониторинга позво­ляет идентифицировать изменения механиче­ского состояния обмоток, связанные со значи­тельными радиальными деформациями, а его результаты могут использоваться при приня­тии решения об отключении СТ. Дальнейшее решение о вскрытие бака и визуальном осмот­ре активной части СТ или о проведении до­полнительных испытаний известными метода­ми тестовой диагностики с целью подтвержде­ния наличия дефекта и установления более точной степени его развития должно прини­маться исходя из стоимости и сложности ука­занных работ.

 

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. (01.06.2000).

2.  Guide for Life Management Techniques for Power Transformers (CIGRE brochure 227).

3.  РД 34.45-51.300-97 (с изм. 1,2 2000). Объем и нормы ис­пытаний электрооборудования. М.: ЭНАС, 2000.

4.  Хренников А.Ю. Опыт обнаружения остаточных деформа­ций обмоток силовых трансформаторов//Энергетик. 2003. №7. С. 18-20.

5.  Дробрышевский А.А., Левицкая Е.И., Андреев Д.В., Бельцер В.Р. Диагностика деформаций обмоток силовых трансформато­ров и реакторов методом низковольтных импульсов//Элекгротехника. 1997. №3. С. 48-51.

6.  Хоанг Ван Нью, Малиновский В.Н. Методы и средства контроля и диагностики состояния обмоток мощных силовых трансформаторов//Электротехника. 2009. №10. С. 36-41.

7.  Хренников А.Ю. Основные причины повреждения обмо­ток силовых трансформаторов при коротких замыканиях // Электричество. 2006. №7. С. 17-24.

8.  Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991.

 
 
Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Прохоров А.В., Гольдштейн Е.И. Мониторинг изменений механического состояния обмоток силовых трансформаторов, обусловленных радиальными деформациями. Электротехника, №  7,  2011.– С.20-26.
Материал размещен на www.transform.ru: 12.01.2012 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


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