Диагностика изоляции трансформаторов это



ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Повреждения или отклонения от нормального режима работы, возникающие в силовых трансформаторах, могут быть вызваны недоработкой конструкции, скрытыми дефектами, нарушениями правил перевозки, технологии мотажа, эксплуатации, некачественным ремонтом или увлажнением масла. Своевременное выявление возникающего дефекта позволяет принять меры по предупреждению его развития и сохранению работоспособного состояния трансформатора.

Найболее характерными повреждениями трансформаторов являются следующие: повреждение обмоток и изоляции, активной стали, фарфоровой и внутренней изоляции вводов, контактов устройства для регулирования напряжения, вспомогательных узлов и устройств.

Диагностика состояния трансформатора носит комплексный характер, она осуществляется на стадии изготовления трансформатора, перед вводом его в работу и в процессе эксплуатации. После окончания монтажа перед вводом в работу проводятся испытания в объеме, предусмотренном ПУЭ. В частности, производятся: определение условий включения трансформатора, измерение характеристик изоляции и сопротивления обмоток постоянному току, проверка работы переключающего устройства т снятие круговой диаграммы, испытание бака с радиаторами гидравлическим давлением, проверка состояния силикагеля, фазировка трансформатора, испытание трансформаторного масла, испытание включением толчком на номинальное напряжение.

Все работы по диагностике трансформаторов в процессе его эксплуатации делятся на четыре группы:

• не требующие прикосновения к работающему трансформатору;

• не требующие отключения, но связанные с необходимостью прикосновения к трансформатору или его вспомогательным устройствам;

• выполняемые на отключенном трансформаторе;

• выполняемые на трансформаторе, выведенном в ремонт.

К первой группе работ относятся периодические внешние осмотры с контролем за показаниями сигнальных устройств и средств контроля и измерения. При периодических осмотрах проверяется следующее:

• состояние внешней изоляции, т.е. изоляторов вводов: нет ли на них трещин или сколов фарфора, какова степень загрязнения поверхности, не наблюдается ли коронирование;

• исправность измерительных приборов, термометров, маслоуказателей, мембраны выхлопной трубы, газового реле. Окошко последнего должно быть заполнено маслом;

• наличие или отсутствие подтекания масла;

• состояния доступных для наблюдения контактных соединений. Их повышенный нагрев может быть выявлен с использованием термоиндикаторов или по внешнему виду контакта и шины: появление цветов побежалости, потемнение, выгорание краски, «струящийся» воздух над контактом. Очень сильный нагрев может вызвать свечение контакта, особенно в темное время суток.

Эффективный контроль нагрева осуществляется с помощью тепловизора (микропроцессорный прибор с дисплеем, осуществляющий измерение температуры на расстоянии, без непосредственного контакта с контролируемым объектом).

Одновременно осматриваются все контрольные средства, по показаниям которых можно судить о появлении какой-то неисправности или об опасности ее возникновения.

Температура верхних слоев масла контралируется термометром. Если эта температура превышает допустимую, в первую очередь следует обратить внимание на исправность системыохлаждения. Если неисправностей в ней не обнаружено, то повышение температуры, скорее всего, обусловлено возникновением внутренних повреждений в трансформаторе: витковым замыканием в обмотке, ухудшением состояния контактных соединений, ухудшением циркуляции масла в следствие уменьшения сечения масляных каналов из-за разбухания изоляции или наличия постороннего предмета.

Снижение уровня масла ниже допустимого может быть обусловлено наличием протечек в баке или радиаторах, ухудшением системы дыхания масла через расширитель или недостаточным количеством залитого масла. Работа трансформатора со сниженным уровнем масла не допускается, это может привести к ускоренному старению масла, срабатыванию газового реле и отключению трансформатора, ухудшению работы системы охлаждения. Если уровень снизится настолько, что изоляция обмоток окажется частично в воздухе, может произойти перекрытие по воздуху с замыканием между обмотками, что является серьезной аварией.

При осмотрах могут быть выявлены и другие нарушения нормальной работы трансформатора, например, такие, как усиленный гул, чаще всего обусловленный повышенной вибрацией трансформатора или его элементов, нарушение наружных контактных соединений, сопровождаемое характерным потрескиванием, нарушение крепления ошиновки, деформация каких-либо элементов, повреждения дренажной системы и т.д.

Персонал, заметивший при осмотре какое-либо нарушение в работе трансформатора, должен информировать об этом соответсвующую службу предприятия и принять необходимые меры для устранения неисправности, если это возможно без отключения трансформатора. При обнаружении внутреннего повреждения трансформатор должен быть отключен обслуживающим персоналом с предварительным извещением вышестоящего дежурного персонала.

Читайте также:  Какое сверло для стали 45

Ко второй группу мероприятий по диагностике состояния трансформаторов относится отбор проб масла для проверки его электрических свойств, химического или хромографического анализа растворенных в масле газов. Сюда же относитсяизмерение вибрации бака или других частей трансформатора, контроль частичных разрядов, отбор газа из сработавшего на сигнал газового реле и др.

Значительная часть повреждений трансформаторов вообще никак не проявляется при внешнем осмотре, особенно если это начинающиеся внутренние повреждения.

Значительная их часть может быть определена проверкой состояния масла. Такие внутренние повреждения, как местные перегревы, частичные разряды, незначительное искрение в контактах и др. в большей или меньшей степени влияют на свойства трансформаторного масла. Кроме того, изменение свойств масла происходит при его увлажнении, загрязнении, попадании в него воздуха или другого газа, при естественном старении как самого масла, так и твердой изоляции.

Отбор проб масла должен производиться аккуратно, чтобы не допустить увлажнения, загрязнения масла и возникновение помех. В противном случае результаты испытания или анализа масла будут недостоверными. Для отбора пробы масла необходимо очистить от грязи и пыли сливную пробку или кран, слить в постороннюю емкость некоторое количество масла и набрать требуемую пробу. Емкость для пробы должна быть вместимостью не менее 0,5 л, с притертой пробкой и предварительно дважды промытой маслом, предназначенным для испытаний. Необходимо учитывать, что резкий перепад температуры может вызвать конденсацию влаги внутри емкости, поэтому открывать последнюю следует после того, как она приняла температуру окружающей среды.

В настоящее время широкое распространение получил хромотографический анализ газов, растворенных в масле трансформатора, причем, в последние годы особое внимание обращают на фурановые соединения. Разработаны специальные методики, позволяющие по наличию определенных наборов газов с их концентрациями выявлять различные повреждения трансформатора, включая повреждения бумажной изоляции, наличие электрической дуги, замыкание в корпус и др.

Третья группа мероприятий по диагностике состояния трансформатора, выполняемых на отключенном трансформаторе, включает в себя испытания и определение состояния изоляции обмоток, магнитопроводов, высоковольтных вводов, переключающих устройств и вспомогательного оборудования. Сюда относятся все виды профилактических испытаний, ревизии и т.п.

Четвертая группа мероприятий,проводимых на выведенном в ремонт трансформатора, подразумевает более полный анализ состояния отдельных частей с целью определения или уточнения объема ремонтных работ. Однако окончательное решение о необходимости вывода трансформатора в ремонт принимается на основании результатов диагностических мероприятий первых трех групп.

Самыми ненадежными элементами трансформаторов являются маслонаполненные вводы и устройства переключения коэффицента трансформации под нагрузкой (РПН). Специалистами признано, что силовые трансформаторы центров питания целесообразно оснощать ситемами контроля состояния под рабочим напряжением. Такие системы разработаны и предлагаются к использованию зарубежными и отечественными фирмами. При этом могут контролироваться отработанный ресурс изоляции, состав и концентрация определенных газов, растворенных в масле, осуществляться управление работой системы охлаждения трансформатора, контролироваться уровень частичных разрядов во вводах и внутри бака трансформатора, уровень акустических разрядов, состояние РПН и др. Однако внедрение указанных систем затруднено их высокой стоимостью (до 10 млн. рублей на автотрансформатор 500/220 кВ).

Все большее распространение получают системы переодического и автоматизированного контроля состояния изоляции маслонаполненных вводов под рабочим напряжением ( что рекомендованно Руководящими документами). Контролируется либо модуль комплексной проводимости изоляции ϒ, либо tgδ изоляции вводов, либо уровень частичных разрядов.

Источник

Испытание и контроль состояния изоляции обмоток силового трансформатора

Диагностика изоляции обмоток силового трансформатора

Проверка состояния изоляции трансформатора – одна из главных причин проведения испытаний в профилактических целях.

Эксплуатационные негативные воздействия на изоляцию

В процессе работы трансформатора изоляция подвергается различным типам эксплуатационных воздействий:

Читайте также:  Восстановление ремонт аккумуляторной батареи для шуруповерта

В результате можно наблюдать ускорение старения изоляции, связанное с изменениями в химических процессах, так как в изоляции возникают определенные дефекты, которые ослабляют изоляцию. К ним относятся:

  • воздушные включения в жидком и твердом диэлектрике
  • расслоения и разрывы структуры изоляции
  • газовыделения
  • нарушения вакуумировки
  • возникновения частичных разрядов и пробоев.

Все эти факторы влияют на качество изоляции и требуют контроля, выявления в результате испытаний и последующего устранения. (подробно об услуге испытания силового трансформатора в разделе услуг).

Испытания изоляции обмоток трансформатора – обязательная эксплуатационная необходимость

Задача испытаний – убедиться в качестве изоляции и проверить изменения переходных сопротивлений.

Выполнение испытаний зависит от предположений в ухудшении качества изоляции.

Оценка состояния выполняется методом сравнения новых сведений, полученных в результате испытаний изоляции с предыдущими результатами и нормативными данными. Благодаря оценке делаются предположения и прогнозы по дальнейшей эксплуатации трансформатора и выбор типа ремонта: капитального или профилактического.

Что входит в перечень испытательных мероприятий

Испытания обмоток включают следующий перечень мероприятий, которые предназначенны для определения различных дефектов в транасформаторе.

Измерение тока и потерь холостого при малом напряжении определение в обмотках межвитковое короткое замыкание, КЗ на землю, обрывы в цепи, проблемы в контактах.

Размагничивание – убирает остаточную намагниченность

Анализ диэлектрического частотного отклика обмоток – увлажнение твердой изояции обмоток, старение, повышенная влажность, загрязнение изоляционного масла

Анализ трансформатора тока – погрешность коэффициента трансформации или угловая погрешность с учетом нагрузки, чрезмерная остаточная намагниченность, несоответствие требуемым стандартам IEEE или IEC. Влияние нагрузки на Ктт и угловой сдвиг , витковое КЗ

Анализ частичных разрядов – частичные разряды в изоляции, частичные пробои между уравнительными обмотками, трещины и повреждения и бумажной изоляции.

Измерение емкости и тангенса угла диэлектрических потерь производится при частоте 50 – 60Гц, при изменении напряжения и переменной частоте.

Рассмотрим подробнее. При частоте 50 – 60 Гц:

  • В высоковольтным вводах — ч астичный пробой между уравнительными обкладками высовольтного ввода, трещины в бумажной изоляции, склеенной смолой, износ и влагу.
  • В изоляции обомток — попадание влаги в твердую изоляцию, старение изоляции, загрязнение изоляционного масла,
  • В обмотках : замыкание на землю, механическую деформацию в обмотках.
  • В сердечнике — короткое зимыкание и механические деформации.

Тангенс угла при изменеии напряжения определяет частичные разряды в изоляции обмоток трансформатора в высоковольтных вводах также – ЧР и открытое и неисправное измерительное ответсвление.

Тангенс угла при переменной частоте

  • в высоковольтных вводах: определение пробоя между обкладкми, износ изоляции, увлажненность, неисправные ответления.
  • в изоляции — повышенную влажность, загрязненное масло.
  • в обмотках и сердечнгике — механические повреждения короткое замыкание и плавающее заземление сердечника.

Измерение омического сопротивления обмоток постоянному току и проверка состояния РПН выявляет:

  • В обмотках — междувитковое КЗ и короткое замыкание между самими обмотками, обрывы цепи в паралельных проводниках, проблемы в контактной системе и обрыв в электрической цепи.
  • В переключателе ответветвлений — омическое оспротивление выявлет п роблемы с контактами в переключателе ответвлений и в переключателе
  • В РПН — обрыв цепи, короткозамкнутые витки, увеличенное контактное сопротивление
  • В ПБВ — Проблемы с контактами
  • Выводы — проблемы в контактной системе

Измерение коэффициента трансформации позволяет выявить КЗ между витками обмоток и самими обмотками. (более подробно о коэффициенте трансформации в статье на нашем сайте)

Измерение тока намагничивания:

  • В РПН — п роблемы с контактами в переключателе ответвлений и в переключателе, обрыв в электрической цепи, корткозамкнутые витки, увеличенное контактное сопротивление.
  • В ПБВ — проблемы с контактами

Измерение импендакса КЗ и определение реактивного сопротивления утечки выявляет механические деформации внутри трансформатора, возможно, полученные при транспортировке.

Читайте также:  Вольтодобавочный трансформатор для стабилизатора

Измерение чакстотной характеристики потерь рассеяния определяет в обмотке короткое обрыв цепи в параллельных проводниках и замыкание между ними.

Контроль состояния изоляции обмоток

До проведения испытаний трансформатор подвергается визуальному осмотру, затем производят действия по измерению сопротивления. Если трансформатор новый, долгое время стоял на сохранении или только после ремонта, в работе еще не участвовал, вычисляют коэффициент абсорбции, в соотвествии с ГОСТ 3484.3-88, делают измерения соппротивления изоляции и замер тангенса угла диэлектрических потерь. Только после этого выполняют высоковольтные испытания.

Измерение сопротивления изоляции выполняется с помощью мегомметра на напряжение 2500В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм

Способы профилактического испытания и контроля изоляции

Существует два типа проведения испытаний:

  1. разрушительный;
  2. неразрушительный (профилактический).

Разрушительный метод проведения испытаний изоляции

Действенным, но редким средством выявить состояние изоляции является приложение испытательного напряжения, характер которого схож с эксплуатационными воздействиями, но большими по величине. Подобные испытания являются разрушительным. Их применение допустимо лишь для трансформаторов, рассчитанных на величину напряжения до 35кВ.

Причина кроется в дорогостоящем оборудовании и возможности возникновения дополнительных разрушений.

Благодаря проведению таких мероприятий определяется пригодность оборудования к дальнейшему использованию в работе. Они выполняются для определения

  • параметров, характеризующих состояние изоляции (они способны измерить и спрогнозировать появление возможного отказа);
  • оценка состояния эксплуатационной надежности изоляции.

Большое значение при проведении профилактических испытаний имеет опыт и квалификация сотрудников электролаборатории. Их умение точно и правильно определить, а впоследствии и сравнить полученные результаты с предыдущими является гарантом длительного рабочего периода трансформатора. Паспортные сведения и нормы стандартов лишь в косвенной мере несут информацию о возможности работы оборудования. Они являются лишь границами разброса величин контролируемого элемента.

Оценка степени ухудшения состояния изоляции производится по отклонению контролируемых характеристик от величин, полученных после проведения заводских испытаний. К ним относятся:

  • методы контроля без отключения трансформатора, они способствуют накоплению сведений об испытании, важных для оценки надежности оборудования;
  • использование устройств, позволяющих вести контроль над изменениями состояния изоляции в автоматическом режиме, путем установки соответствующих приборов и подключения к системе телемеханики;
  • комплексная система включает контроль состояния изоляции и проверку результатов по итогам испытаний.

Используя различные методы испытаний постоянным и переменным напряжением определяется отклонение значения отдельных элементов схемы от нормальных. Иными словами, они позволяют судить о состоянии и наличии дефектов в изоляции.

Проведение испытаний на выявление тангенса угла диалектических потерь в изоляции выявляет:

  • потери, обусловленные током проводимости во время подачи постоянного и переменного напряжения;
  • потери, вызванные абсорбционными токами и дипольные потери;
  • потери на ионизацию в газовых включениях в конструкциях с использованием электротехнической бумаги и картона, аналогичных с изоляцией кабельного типа.

Измерение сопротивления диэлектрической прочности изоляции обмоток производится между двумя электродами и определяется как частное от деления постоянной разности потенциалов между этими электродами на результирующий ток через изоляцию. Качество измерения зависит от внешних факторов, таких как температура, увлажнение и загрязнение.

Схема соединений обмоток трансформатора нормирована.

По окончании испытаний электролаборатория обязуется сформировать оформленные стандартным образом протоколы с заключением и рекомендациями по эксплуатации электрооборудования.

Протокол испытания силовых трансформаторов

После получения результатов специалисты электролаборатории обрабатывают их и производят вычисления.

В процессе обработки результатов вычисляют:

  • ток холостого хода, полученную величину сравнивают с заводскими сведениями;
  • сопротивление изоляции обмоток холостому ходу – значение, полученное после использования измерительного моста Р333;
  • вычисляют соотношение сопротивления изоляции к температуре воздуха;
  • вычисляют Ктр — не должен отличаться от установочных характеристик более чем на 2%;
  • сопротивление короткого замыкания.

Результаты испытаний, полученные в итоге вычислений, включают в рабочий журнал и заполняют протокол испытаний.

Итог оформления протокола – заключение по итогам испытаний и рекомендации по дальнейшей эксплуатации трансформаторов.

Источник

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector