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
Причины повреждения силовых трансформаторов и реакторов напряжением 110-500 кВ в процессе эксплуатации
Автор. Хренников А.Ю. ОАО "ФСК ЕЭС" ( г.Москва, Россия)
Аннотация
Рассмотрены основные причины повреждений обмоток силовых трансформаторов: повреждение высоковольтных вводов, пробой витковой изоляции в результате ее деструкции под воздействием эксплуатационных факторов и частичных разрядов, недостаточная электродинамическая стойкость обмоток при КЗ. Основными видами потери электродинамической стойкости обмоток при протекании сквозных токов КЗ являются осевые и радиальные остаточные деформации, полегание обмоточного провода, скручивание или раскручивание обмоток и др.
Силовые трансформаторы являются наиболее ответственными и дорогостоящими элементами в системе распределения электрической энергии. Транзит и передача больших потоков невозможны без трансформации электроэнергии. Наиболее опасными с точки зрения длительности недоотпуска электроэнергии, финансовых потерь и возможности восстановления трансформаторного электрооборудования, т.е. его ремонтнопригодности, являются внутренние повреждения обмоток, связанные с изоляционными факторами и с недостаточной стойкостью обмоток при протекании токов КЗ.
Первой причиной повреждения обмоток силовых трансформаторов и реакто¬ров является повреждение высоковольтных вводов, которое приводит в большинстве случаев к распространению очага аварии на активную часть.
Внутренние замыкания обмоток могут быть вызваны пробоем витковой изоляции в результате деструкции изоляции под воздействием эксплутационных факторов и действием частичных разрядов (ЧР) в месте будущего пробоя, инициатором которых могут служить коммутационные, гро¬зовые и иные повышенные воздействия на изоляцию (вторая причина).
Третьей основной причиной внутренних замыканий обмоток является недостаточная электродинамическая стойкость обмоток при КЗ, которая приводит практически сразу к пробою изоляции в месте остаточных деформаций и витковому замыканию с аварийным выходом трансформатора из строя с тяжелыми последствиями, особенно у трансформаторов имеющих большой срок службы, более 25 лет.
Возможно также образование в месте деформации обмотки очага с ос¬лабленной изоляцией. Этот очаг может существовать много лет и в нем идет интенсивное развитие ЧР, приводящих в конечном итоге к пробою изоляции и к витковому замыканию. По статистике для трансформаторов напряжением 110-500 кВ и мощностью 63 МВА и более на предприятиях электрических и межсистемных сетей России около 30% от общего числа отключений оборудования связано с внутренними КЗ[1].
Электродинамическая нестойкость обмоток при КЗ является одной из причин их внутренних замыканий. В основном это трансформаторы, изготовленные в конце 1960-х и в начале 1970-х годов.
Метод тепловизионного контроля с помощью средств инфракрасной диагностики и хроматографический анализ газов, растворенных в трансформатор¬ном масле (ХАРГ), выполняемые в соответствии с "Обьем и нормы испытаний электрооборудования" (ОНИЭ), также позволяют выявить целый ряд различных дефектов высоковольтного электрооборудования (ЭО) [3]. Инфракрасная диагностика позволяет выявлять аварийные дефекты ЭО подстанций с сильными нагревами и значительными перепадами температур по сравнению с соседними частями (фазами) или температурой окружающей среды [3, 5].
Выводы
1. Основными причинами повреждений обмоток силовых трансформаторов являются: повреждение высоковольтных вводов; пробой витковой изоляции в результате ее деструкции под воздействием эксплутационных факторов и частичных разрядов; недостаточная электродинамическая стойкость обмоток при КЗ.
2. В месте деформации обмотки возможно образование очага с ослабленной изоляцией, который может существовать много лет и в нем идет интенсивное развитие ЧР, приводящих в конечном итоге к пробою изоляции и к витковому замыканию.
3. Основными видами потери электродинамической стойкости обмоток при протекании сквозных токов КЗ являются осевые и радиальные остаточные деформации.
4. Полегание обмоточного провода, скручивание или раскручивание обмоток, распрессовка обмоток и повреждение прессующей системы обмоток (частный случай потери осевой устойчивости). Витковые замыкания являются конечным итогом деструкции бумажной изоляции и потери электродинамической стойкости обмоток под действием эксплутационных факторов и токов КЗ.
5. Трансформаторы и автотрансформаторы, изготовленные в конце 1960-х и в 1970-е годы, имеют недостаточную электродинамическую стойкость об¬моток при протекании токов КЗ и обладают повышенной аварийностью.
6. Отключение силовых трансформаторов, изготовленных в 1960-70-е годы, связанное с протеканием сквозных токов КЗ через их обмотки и работой газовой и дифференциальной защит, требует всестороннего обследования их активной части не только методами, включенными в ОНИЭ, но и при необходимости - дополнительными методами контроля изоляции и геомет¬рии обмоток (НВИ, ЧР).
Список литературы
1. Ванин Б.В., Львов Ю.Н., Львов М.Ю., Шифрин Л.Н. Эксплуатация сило- вых трансформаторов при достижении предельно допустимых показате¬лей износа изоляции обмоток//Электрические станции.- N 2.- 2004.
2. Хренников А.Ю., Рубцов A.B., Передельский В.А., Сафонов A.A., Якимов О повреждениях обмоток силовых трансформаторов и диагностике их геоме: методом низковольтных импульсов//ЭЛЕКТРО- N 5.- 2004.
3. Обьём и нормы испытаний электрооборудования РД 34.45-51.300-97
4. Хренников А.Ю. Опыт обнаружения остаточных деформаций обмоток силовых трансформаторов//Энергетик.- N 7.- 2003
5. Хренников А.Ю., Еганов А.Ф., Смолин А.Ю., Щербаков В.В., Языков С.А. Тепловизионный контроль генераторов и импульсное дефектографи-рование силовых трансформаторов//Электрические станции.- N 8.- 2001.
6. Хренников А.Ю., Шлегель O.A., Запорожец М.И. Диагностика повреждений силовых трансформаторов, находящихся в эксплуатации на ТЭЦ Волжского Автозавода в г.Тольятти//Электрические станции.- 1994.-N2.-c.43.
7. Хренников А.Ю., Киков О.М. Диагностика силовых трансформаторов в Самараэнерго методом низковольтных импульсов//Электрические стан¬ции.-N П.- 2003.
← Назад