Зубков Антон Геннадиевич

Факультет: Электротехнический
Кафедра: Электрических систем
Специальность: Электрические системы и сети
Тема выпускной работы: Анализ диагностических критериев повреждений элементов конструкции магнитопровода трансформатора
Научный руководитель: Рогозин Георгий Григорьевич

_______________________________________________

Библиотека

←  Назад

      Использование тепловизионного контроля при комплексных диагностических обследованиях силовых и измерительных трансформаторов

Автор.  Зубков А.Г.

Цель и условия проведения тепловизионного обследования

      В настоящее время в электроэнергетике в области диагностики электрооборудования большое распространение приобретают методы, позволяющие контролировать состояние объектов под рабочим напряжением. Одним из таких методов является тепловизионный контроль. Он широко используется для оценки состояния контактов и контактных соединений. Накопленный специалистами опыт позволил эффективно использовать тепловизионный контроль при комплексном диагностическом обследовании силовых и измерительных трансформаторов.

      Целью проведения тепловизионного обследования является определение теплового состояния электрического аппарата и его узлов. В объеме комплексного диагностического обследования тепловизионный контроль в ряде случаев позволяет идентифицировать дефект с учетом результатов других видов измерений и анализов (например, измерений изоляционных характеристик, потерь холостого хода, сопротивлений обмоток постоянному току, характеристик частичных разрядов, акустического обследования, хроматографического анализа растворенных в масле газов и др.).


Оценка состояния контролируемых узлов силовых трансформаторов по результатам тепловизионного обследования

      Короткозамкнутые контуры для токов, наведенных потоками рассеяния в активной части силовых трансформаторов. Проявляются короткозамкнутые контуры для токов, наведенных потоками рассеяния, в виде повышенных нагревов отдельных областей бака трансформатора и болтовых соединений колокола или крышки бака при обследовании в режиме нагрузки, и отсутствия указанных нагревов в режиме холостого хода трансформатора.

      При тепловизионном обследовании трансформатора типа ТДГ-60000/150 (срок эксплуатации 30 лет) в режиме нагрузки обнаружены повышенные нагревы болтовых соединений, и область повышенного нагрева в районе фазы С (рис. 1), указывающие на наличие короткозамкнутых контуров для токов, обусловленных потоками рассеяния в активной части трансформатора, предположительно, в районе фазы С. Избыточная температура поверхности бака трансформатора в области повышенного нагрева составляет порядка 3-10°С. Результаты измерений уровня частичных разрядов (кажущийся заряд разрядов, зафиксированных в магнитной системе - 3 нКл), а также акустическая локация подтвердили наличие в магнитной системе, в районе фазы С, электрических разрядов низкой интенсивности (рис. 2).



Рисунок 1 – Повышенный нагрев в районе фазы С.



Рисунок 2 – Осциллограма составляющих средней частоты токов.

      Избыточные температуры болтовых соединений могут достигать 100-130°С. На рис. 3 приведены термограмма и профиль температуры болтовых соединений колокола бака трансформатора типа ТДЦ-206000/500 (срок эксплуатации 37 лет). Концентрация этана в масле из бака этого трансформатора превышала граничное значение в 1,6 раза. Кроме этого, в масле отмечено нехарактерное для трансформатора со свободным дыханием соотношение кислорода и азота (2/98 при норме 20/80) и до­статочно высокая концентрация окиси углерода. Все это свидетельствует о наличии в активной части трансформатора термического дефекта, затрагивающего твердую изоляцию.



Рисунок 3 – Термограмма и профиль температуры болтовых соединений.

      Дефекты контактных соединений ошиновки с аппаратными зажимами вводов - проявляются в режиме нагрузки трансформатора в виде повышенных нагревов контактных соединений (рис. 5). Оценка состояния внешних контактных соединений трансформатора производится по превышению температуры и по избыточной температуре.


Рисунок 5 – Повышенный нагрев контактных соединений.

      Дефекты контактных соединений ошиновки с аппаратными зажимами вводов - проявляются в режиме нагрузки трансформатора в виде повышенных нагревов контактных соединений (рис. 5). Оценка состояния внешних контактных соединений трансформатора производится по превышению температуры и по избыточной температуре.

Снижение эффективности работы системы охлаждения и регенерации масла.

      Ошибочное перекрытие кранов охладителей или засорение подводящих труб - проявляется в заметно меньшей температуре нагрева охладителя по сравнению с работающими в нормальном режиме.

       Дефект циркуляционных маслонасосов. При оценке состояния маслонасосов следует производить сравнение картины нагрева маслонасосов разных групп охлаждения. При этом следует учитывать, что средняя температура поверхности маслонасоса зависит от температуры циркулирующего масла (от места забора масла из бака трансформатора).

      При наличии дефекта подшипника или замыкания в обмотке в указанных местах могут наблюдаться области повышенного тепловыделения (рис. 8). Результаты тепловизионного обследования в этом случае, как правило, коррелируются с данными вибрационного обследования маслонасосов.



Рисунок 8 – Области повышенного тепловыделения.

      Неполная засыпка адсорберов и термосифонных фильтров силикагелем - проявляется в виде наличия в верхней части фильтра равномерно нагретой области, температуре бака трансформатора.

Дефекты высоковольтных вводов

      Маслонаполненный ввод не должен иметь локальных нагревов в зоне расположения контактных соединений и резкого изменения температуры или локальных нагревов по высоте покрышки по сравнению с вводами других фаз. При тепловизионном обследовании могут быть выявлены следующие дефекты высоковольтных вводов: образование короткозамкнутых контуров в расширителях герметичных вводов; развитие дефектов электрического и термического характера в изоляции вводов (рис. 10); нагревы внутренних контактных соединений вводов; увлажнение остова ввода; ухудшение качества масла; нарушение циркуляции масла во вводе; понижение уровня масла во вводе.


Рисунок 10 – Дефекты электрического и термического характера в изоляции вводов.

Оценка состояния измерительных трансформаторов по результатам тепловизионного обследования

      Как и для активной части силовых трансформаторов, для измерительных трансформаторов тепловизионный контроль является вспомогательным средством оценки как теплового состояния трансформатора в целом, так и его отдельны х участков.

      При выявлении тепловых аномалий в картине нагрева окончательное заключение должно делаться на основании анализа всего комплекса измерений: термограммы нагрева, tg δ изоляции, показателей качества масла, хроматографи-ческого анализа растворенных в масле газов, расчета влагосодержания бумажной изоляции, при возможности, измерения и локации электрических разрядов и др., а также с учетом длительности и условий эксплуатации. В настоящее время известны методики косвенного измерения диэлектрических потерь изоляции аппаратов по результатам тепловизионного обследования.

←  Назад