Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

О продлении срока службы силовых трансформаторов
 

О продлении срока службы силовых трансформаторов

Осотов В.Н.

 

 
О собенности экономического раз¬вития российской электроэнерге¬тики на современном этапе требуют эксплуатации значительного числа сило¬вых трансформаторов с большим сро¬ком службы, в 1,5-2 раза превыша¬ющим их расчётный ресурс

Особенности экономического раз­вития российской электроэнерге­тики на современном этапе требуют эксплуатации значительного числа сило­вых трансформаторов с большим сро­ком службы, в 1,5-2 раза превыша­ющим их расчётный ресурс. В таких условиях совершенствование системы сервисного обслуживания стареющих трансформаторов становится не только задачей поддержания работоспособно­сти этих трансформаторов, но и зада­чей сохранения на должном уровне на­дёжности электроснабжения в целом.

Чтобы оценить парковый (групповой) ресурс всего массива силовых транс­форматоров как в рамках отрасли в це­лом, так и в рамках тех или иных энер­гетических объединений, необходимо оценить затраты на работы по продле­нию срока службы трансформаторов, так как срок службы значительной час­ти трансформаторов может быть про­длён до паркового ресурса только по­сле проведения профилактического ре­монта трансформаторов. В настоящее время ресурс конкретного силового трансформатора продлевается на ос­новании так называемого «комплексно­го обследования» — достаточно трудо­ёмкой, наукоёмкой и дорогостоящей процедуры, если соблюдать все ре­гламентированные некоторыми отрас­левыми документами диагностические операции. Однако такой подход пред­ставляется излишним, так как в данном случае совсем не обязательно знать с «абсолютной» точностью все характе­ристики каждого трансформатора.

Для определения паркового (группо­вого) ресурса вполне достаточно знать усреднённые данные о характеристиках надёжности определённой совокуп­ности трансформаторов на перспективу 12—15 лет. Вопросы, о которых далее пойдёт речь, детально рассмотрены в [1]. Вместе с тем номенклатура и мето­дология получения диагностических по­казателей, регламентируемых осново­полагающими нормативными докумен­тами [2], как показывает имеющийся опыт, зачастую недостаточны для кор­ректного определения паркового ре­сурса трансформаторов. Таким обра­зом, при большом числе «старых» трансформаторов (нынешняя ситуация и среднесрочная перспектива) в ходе определения «паркового» ресурса воз­никает противоречивая ситуация — с одной стороны, основываясь только на действующих нормативных докумен­тах, нельзя получить адекватное пред­ставление о фактическом состоянии стареющих трансформаторов и, с дру­гой стороны, технология «комплексно­го обследования», дающая возмож­ность иметь нужные данные, слишком медлительна (данные о всём парке ста­реющих трансформаторов поступают на протяжении 15 - 20 лет) и отно­сительно дорога. Устранить такое противоречие можно двумя путями: первый — обобщение уже имеющего­ся (хотя и ограниченного) опыта «ком­плексного обследования» и эксплуата­ции силовых трансформаторов с боль­шим сроком службы; второй — реализация новых подходов, сформу­лированных, в частности, в работах [3].

Рассмотрим возможности первого из названных вариантов, т. е. использу­ем опыт «комплексного обследования» силовых трансформаторов, накоплен­ный в ОАО «Свердловэлектроремонт». За последние 15 лет по полноценной технологии «комплексного обследова­ния» проведена оценка состояния более 200 силовых трансформаторов мощ­ностью от 10000 до 630 000 кВ·А на­пряжением от 110 до 500 кВ со сроком службы на момент обследования от 10 до 54 лет. При этом более 60 % (125 единиц) трансформаторов на момент обследования имели срок службы, пре­вышающий расчётный срок (от 25 до 54 лет при среднем его значении 33 года). Учитывая, что у части трансформато­ров, обследованных до достижения расчётного срока службы, за истекший период фактический срок службы пре­высил расчётное значение, подкон­трольная совокупность трансформа­торов с большим сроком службы пре­вышает 140 единиц (средний срок службы 36 лет). Обследованную со­вокупность трансформаторов можно считать статистически значимой, а ре­зультаты статистической обработки материалов «комплексного обследо­вания» вполне достоверными (по край­ней мере для региона Урала и Западной Сибири, где проведено подавляющее число обследований).

Основные результаты этого обсле­дования таковы.

Из 125 обследованных трансфор­маторов со сроком службы от 25 до 54 лет только у шести трансформато­ров (4,8 %) состояние было признано критическим, требующим срочного полномасштабного капитального ре­монта или замены. Следует особенно подчеркнуть, что остаточный ресурс рассматриваемой группы трансформа­торов без проведения капитального ре­монта оценивался сроком не менее 2-3 лет, что позволяло провести их ремонт или замену практически в пла­новом порядке.

Все остальные трансформаторы имели те или иные дефекты, после уст­ранения которых их дальнейшая экс­плуатация могла быть продолжена ещё в течение не меньше 12-15 лет. При этом полномасштабный капитальный ремонт (с ревизией активной части) для продления срока службы был необ­ходим лишь 20 - 25 % обследованных трансформаторов. Остальные транс­форматоры в основном требовали ре­монта отдельных узлов и систем, кото­рый мог быть выполнен чаще всего без разгерметизации активной части. Слу­чаи продления срока службы вообще без проведения ремонта единичны и не превышают 5 % общего числа обсле­дованных трансформаторов с большим сроком службы.

Ни один из обследованных ранее трансформаторов этой группы по со­стоянию на данный момент не имел по­вреждений в работе, что может свиде­тельствовать о достоверности получае­мых при обследовании результатов и корректности сделанных выводов. Нуж­но отметить четыре трансформатора этой группы со сроком службы около 40 лет, состояние которых после по­вторного (через 10-12 лет после пер­вого) обследования признано работо­способным и в очередной раз срок их службы продлён на 10-12 лет (до 50 - 52 лет).

Интересна информация о транс­форматорах, состояние которых на момент обследования было признано критическим.

а) Три автотрансформатора: АОДТГ- 83333/220 (срок службы на момент обследования 36 лет), ОДТГА- 80000/220 (срок 36 лет) и АОДТГ- 83333/220 (39 лет), составлявшие одну группу, были установлены на подстан­ции предприятия электрических сетей крупной энергосистемы. Режим рабо­ты группы типичен для подстанций 220 кВ энергосистем, но в отдельные периоды AT работали с нагрузкой, близкой к номинальной, а температура верхних слоёв масла в эти периоды до­стигала предельно допустимых значе­ний. Состояние автотрансформаторной группы в целом было оценено как кри­тическое по следующим основным по­казателям: влагосодержание изоляции всех AT достигло опасного уровня (оценка расчётом по характеристикам масла и изоляции 3,2 - 3,8 %); вероят­ность значительного загрязнения изоля­ционных промежутков всех AT высо­кая; высокая вероятность термического старения изоляции одного AT; высокая вероятность деформации обмоток на одном AT; наличие дефекта магнитопровода на двух AT; многочисленные течи масла через различные резиновые уплотнения на всех AT; ограниченно ра­ботоспособное состояние вводов 110 и 220 кВ всех AT, требующее капиталь­ного ремонта вводов с осмотром их изоляционной основы. Поскольку в пер­спективе планировалась реконструкция подстанции, капитальный ремонт всех AT группы признали нецелесообраз­ным, и их эксплуатацию продолжили до замены автотрансформаторной группы на трёхфазные агрегаты (старые AT проработали ещё более трёх лет).

б) Трансформатор типа ТРДЦН-63000/110, срок службы на момент обследования 30 лет. Первоначально подстанция, где установлен трансфор­матор, находилась на балансе метал­лургического комбината, а в последнее время передана на баланс предприятия электрических сетей энергосистемы. Трансформатор работает в тяжёлом нагрузочном режиме — средняя на­грузка близка к номинальной, система­тически подвергается перегрузкам в пределах допустимых ПТЭ; средняя температура верхних слоёв масла близка к предельно допустимой, а в летний период достигает 85 °С. Состоя­ние трансформатора признано крити­ческим по следующим причинам: ста­рение масла превысило критический уровень (кислотное число масла достиг­ло значения 0,15 мг КОН/г, масло не проходит тест на стабильность, ано­мально высокое поглощение в области инфракрасного (ИК)-спектра на длине волны 1700 мм-1, тангенс угла диэлек­трических потерь масла достиг 18 % при 90 °С); старение изоляции достигло критического уровня (содержание фурановых соединений 12 ррт); высокая вероятность загрязнения изоляционных промежутков; прогнозируется сниже­ние усилия запрессовки обмоток на двух фазах; имеется очаг перегрева ак­тивной части из-за протекания «контур­ных токов»; имеются дефектные кон­тактные соединения на избирателе и предизбирателе устройства РПН; тре­буется капитальный ремонт вводов; низкая эффективность работы системы охлаждения; многочисленные течи мас­ла. Рекомендации по проведению пол­номасштабного капитального ремонта трансформатора по различным причи­нам выполнить не удалось. Срочно про­ведён его ремонт с регенерацией мас­ла и устранением некоторых дефектов. Выполнить отбор образцов бумажной изоляции из наиболее нагретой точки не удалось. Степень полимеризации цел­люлозы образцов, отобранных из дос­тупной зоны (дистанцирующие про­кладки и изоляция отводов) оказалась на уровне 700 - 740. Хотя было оче­видным, что эти результаты не отража­ют состояния изоляции в наиболее со­старенной зоне, трансформатор был включён в работу, а решение о его полномасштабном ремонте или замене было отложено до лучших времён (по состоянию на данный момент транс­форматор работает после внепланово­го профилактического ремонта около четырех лет).

в) трансформатор типа ТДЦГ-90000/110, срок службы на момент обследования 33 года. Трансформатор эксплуатировался на подстанции круп­ного металлургического комбината, перегрузкам практически не подвер­гался, хотя средняя нагрузка была близ­ка к номинальной, температура верхних слоёв масла приближалась к предель­но допустимому значению. Состояние трансформатора оценено как крити­ческое по следующим показателям: старение масла превысило критический уровень (кислотное число масла достиг­ло значения 0,6 мг КОН/г, масло не проходило теста на стабильность, име­ло аномально высокое поглощение в области ИК-спектра на длине волны 1700 мм-1, тангенс угла диэлектриче­ских потерь масла возрос до 25 % при 90 °С); старение изоляции достигло критического уровня (содержание фурановых соединений 12 ррт); увлаж­нение изоляции стало превышать опас­ный уровень (расчётное значение сред­него влагосодержания картона около 4,0 %), недопустимо возросла вероят­ность загрязнения изоляционных про­межутков; неработоспособным оказал­ся переключатель ответвлений обмоток (типа ПБВ); в критическое состояние пришли вводы 110 кВ. При осмотре ак­тивной части трансформатора резуль­таты обследования полностью подтвер­дились. Степень полимеризации целлю­лозы образцов, отобранных даже не из самой нагретой зоны, упала ниже 250. Проведение капитального ремонта трансформатора было признано неце­лесообразным, и через 1,5 года его заменили на новый трансформатор.

 

Список литературы

1. Силовые трансформаторы. Спра­вочная книга / Под ред. С. Д. Лизунова, А. К. Лоханина. — М.: Энергоатомиздат, 2004. — 616 с.

2. Объём и нормы испытаний электро­оборудования / Под ред. Б. А. Алексее­ва, Ф. Л. Когана, Л. Г Мамиконянца. — 6-е изд., с изм. и доп. — М.: Издатель­ство НЦ ЭНАС, 2003.

3. Соколов В. В. Ранжирование со­старенного парка силовых трансформа­торов по техническому состоянию // Современное состояние и проблемы диа­гностики силового электрооборудования: Материалы совместного заседания со­вета специалистов по диагностике сило­вого электрооборудования при УРЦОТ и секции «Техническое обслуживание, мониторинг и диагностика электрообору­дования» Четвёртой Всероссийской науч­но-технической конференции. — Новоси­бирск, НГТУ, 2006.

 
 
Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Осотов В.Н. О продлении срока службы силовых трансформаторов.Энергетик, №  9,  2012.– С.9-11.
Материал размещен на www.transform.ru: 30.10.2012 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


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