Контроль работоспособности трансформатора в процессе эксплуатации

 

 

 

 

Электрооборудование промышленности

  Реферат

«Контроль работоспособности трансформатора в процессе эксплуатации»

 

 

Содержание

Введение 1   Контроль показаний измерительных  приборов трансформатора 2   Вспомогательные методы  диагностики      2.1 Тепловизионный контроль      2.2 Определение работоспособности системы охлаждения             трансформатора 3   Осмотр трансформатора в процессе эксплуатации      Заключение      Список литературы

3 5 7 7   9 13 17 18

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Любой силовой трансформатор  эксплуатируется годами (известны случаи работы трансформатора в течение 40 и более лет) в самых различных  режимах и при разных внешних  воздействиях. Это разнообразие не может быть представлено аналитически. Необходима некоторая система оценки состояния трансформатора, организованная на предприятии.

Внешние исследования силовых  трансформаторов проводятся в пределах, оговоренных нормативно-технической  и конструкторской документацией. Однако опыт эксплуатации определяет необходимость оценки изношенного  оборудования в следующих случаях:

- когда близок или  наступил срок окончания эксплуатации  согласно «Системе технического  обслуживания и ремонта»;

- если из-за интенсивной  работы происходит физический  износ;

- когда имеет место  амортизационный или моральный  износ.

В этих случаях возникает  необходимость предварительной  оценки состояния изношенного электрооборудования  для разработки плана достаточно эффективных методов дальнейших испытаний или мероприятий по поддержке функционирования электрооборудования.

Существует ряд методов, применяемых для оценки работоспособности  трансформаторов в процессе эксплуатации.

Внешние исследования включают в себя: контроль показаний измерительных  приборов; проверку уровня, давления, температуры  и цвета масла; взятие проб масла; проверку исправности средств сигнализации, защиты, автоматики и газового реле; визуальный контроль поверхностей вводов и изоляторов, ошиновки, кабелей  и контактных соединений.

Исследования осуществляются осмотром, простейшими и специальными приборами. Наиболее эффективным признается тепловизионный контроль, включающий в себя термографию. Опыт эксплуатации свидетельствует, что выявить начало развития одного из основных дефектов высоковольтных вводов — отложение металлосодержащих коллоидных частиц на фарфоре — позволяет обнаружение зоны повышенного (на 1...2°С) нагрева, возникающей при появлении даже незначительных полос осадка.

Правила технической эксплуатации устанавливают обязательную периодичность  осмотра трансформаторов. При осмотре устройств РПН необходимо обращать внимание на соответствие положений на указателях в приводном механизме и щите управления, а также на разных фазах устройства. При этом все элементы приводных механизмов должны находиться в фиксированном положении. Следует проверить уровень масла в баке контактора или в соответствующем отсеке расширителя, уплотнения заглушек и разъемов, в зимнее время - работу обогревателей в приводах и шкафах управления обогревом, внешнее состояние доступных осмотру элементов устройства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Контроль показаний измерительных  приборов трансформатора

 

 

Правила технической эксплуатации устанавливают обязательную периодичность  осмотра трансформаторов. При наличии  постоянного дежурного персонала  осмотры главных трансформаторов  электрических станций и подстанций, трансформаторов собственных нужд и реакторов производятся без  отключения не реже 1 раза в сутки. Остальные  трансформаторы могут осматриваться 1 раз в неделю. Однако показания  измерительных приборов, установленных  на трансформаторе, могут сниматься  и чаще (1 раз в час и даже каждые полчаса), если это необходимо для контроля за режимом нагрузки электростанций или какого-то участка  энергосистемы.

Если же постоянного  дежурного персонала нет, то трансформатор  осматривается выездной бригадой 1 раз в месяц. Контроль за нагрузкой  таких трансформаторов осуществляется не реже чем 2 раза в год, в том  числе 1 раз в период зимнего максимума.

При периодических осмотрах следует проверять состояние  фарфоровых изоляторов и покрышек вводов, а также установленных на трансформаторе разрядников, определяя наличие  или отсутствие трещин, сколов форфора, загрязнений, течи масла через уплотнения. Необходимо убедиться в целости  и исправности измерительных  приборов (в том числе в системе охлаждения, азотной защиты и на герметичных вводах), термосигнализаторов и термометров, маслоуказателей, газовых реле, мембраны выхлопной трубы, а также проверить положение автоматических отсечных клапанов на трубе к расширителю, состояние индикаторного силикагеля в воздухоосушителях, состояние фланцевых соединений маслопроводов и сварных швов (на отсутствие течи масла).

Сами по себе электроизмерительные приборы, установленные на трансформаторе, еще не позволяют судить о его  состоянии.

Однако они помогают своевременно выявить перегрузки по току или по напряжению. Правила  технической эксплуатации, соответствующие  стандарты и инструкции завода-изготовителя указывают предельно допустимые превышения напряжения и тока над  номинальными значениями, а также  допустимую длительность их приложения. Например, для трансформаторов, изготовленных  по ГОСТ 11677—65, допускается длительное превышение напряжения сверх номинального на 5 % при номинальной нагрузке. При  малой нагрузке (не более 25 % номинальной) можно допустить длительную работу этих трансформаторов с повышением напряжения на 10 %. В стандартах 1975 г. и в ГОСТ 11677-85 допускается длительное превышение напряжения на 10 % сверх номинального напряжения соответствующего ответвления, а для автотрансформаторов с РПН в нейтрали - больше 10 %, если рабочее возбуждение магнитопровода не превосходит 110 % номинального возбуждения. Возбуждение стержня контролируется по напряжению Uнн, ярма - по разности напряжений (Uнн - Uсн).

Масляные трансформаторы допускают длительную перегрузку по току на 5 % сверх номинального, если напряжение не превышает номинального.

Для трансформаторов, изготовленных  по ГОСТ 11677-65 и ГОСТ 11677-75, в аварийных  режимах допускается кратковременная  перегрузка по току независимо от предшествующего  режима и системы охлаждения.

Для новых трансформаторов  мощностью до 100 МВ*А включительно допустимые систематические и аварийные  перегрузки указаны в ГОСТ 14209-85. В нем, в отличие от ранее действовавшего ГОСТ 14209-69, допустимые аварийные перегрузки поставлены в зависимость от предшествовавшей нагрузки и окружающей температуры. Аналогичные усложнения нормы аварийных  перегрузок введены в новые инструкции по эксплуатации трансформаторов мощностью  более 100 МВ*А. Во многих случаях новые  нормы допускают меньшие перегрузки по сравнению со старыми нормами.

2 Вспомогательные методы диагностики

 

2.1 Тепловизионный контроль

 

Тепловизионный контроль применительно к силовым трансформаторам  является вспомогательным методом  диагностики, обеспечивающим наряду с  традиционными методами (измерение  изоляционных характеристик, тока холостого  хода, хроматографического анализа  состава газов в масле и  др.) получение дополнительной информации о состоянии объекта.

Опыт проведения ИК-диагностики  силовых трансформаторов показал, что с ее помощью можно выявить  следующие неисправности:

- возникновение магнитных  полей рассеивания в трансформаторе  за счет нарушения изоляции  отдельных элементов магнитопровода (консоли, шпильки и т.п.);

- нарушение в работе  охлаждающих систем (маслонасосов, фильтров, вентиляторов и т.п.) и  оценка их эффективности;

- изменение внутренней  циркуляции масла в баке трансформатора (образование застойных зон) в  результате шламмообразования, конструктивных  просчетов, разбухания или смещения  изоляции обмоток (особенно у  трансформаторов с большим сроком  службы);

- нагревы внутренних  контактных соединений обмоток  НИ с выводами трансформатора;

- витковое замыкание  в обмотках встроенных ТТ;

- ухудшение контактной  системы некоторых исполнений  РПН и т.п. Возможности ИК-диагностики  применительно к трансформаторам  недостаточно изучены. Сложности  заключаются в том, что, во-первых, тепловыделения при возникновении  локальных дефектов в трансформаторе "заглушаются" естественными  тепловыми потоками от обмоток  и магнитопровода, а, во-вторых, работа  охлаждающих устройств, способствующая  ускоренной циркуляции масла  как бы сглаживает температуры,  возникающие в месте дефекта.

При анализе результатов  ИК-диагностики необходимо учитывать  конструкцию трансформаторов, способ охлаждения обмоток и магнитопровода, условия и продолжительность  эксплуатации, технологию изготовления и ряд других факторов.

Поскольку оценка внутреннего  состояния трансформатора тепловизором осуществляется измерением значений температур на поверхности его бака, необходимо считаться с характером теплопередачи  магнитопровода и обмоток. Кроме  того, источниками тепла являются:

- массивные металлические  части трансформатора, в том числе  бак, прессующие кольца, экраны, шпильки  и т.п., в которых тепло выделяется  за счет добавочных потерь  от вихревых токов, наводимых  полями рассеивания;

- токоведущие части вводов, где тепло выделяется за счет  потерь токоведущей части и  в переходном сопротивлении соединителя  отвода обмотки; 

- контакты переключателей  РПН.

Отвод тепловых потерь от магнитопровода и обмоток к маслу и от последнего к системе охлаждения осуществляется путем конвекции. Зоны интенсивного движения масла имеются только у  поверхностей бака трансформатора, где  происходит теплообмен. Остальное масло  в баке трансформатора находится в относительном покое и приходит в движение при изменении нагрузки или температуры охлаждающего воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Определение работоспособности  системы охлаждения трансформатора

 

 

Снятие термограмм устройств  системы охлаждения трансформаторов (дутьевых вентиляторов, маслонасосов, фильтров, радиаторов трансформаторов  с естественной циркуляцией масла  и т.п.) позволяет оценить их работоспособность  и при необходимости принять  оперативные меры по устранению неполадок.

Температура нагрева на поверхности корпуса маслонасоса  и трубопроводов работающего  трансформатора практически одинакова. При появлении неисправности  в маслонасосе (трения крыльчаток, витковое замыкание в обмотке электродвигателя и т.п.) температура на поверхности  корпуса маслонасоса должна повыситься и превысить температуру на поверхности  маслопровода.

Оценка теплового состояния  электродвигателей вентиляторов осуществляется сопоставлением измеренных температур нагрева. Причинами повышения нагрева  электродвигателей могут быть: неисправность  подшипников качения, неправильно  выбранный угол атаки крыльчатки вентилятора, витковое замыкание в  обмотке электродвигателя и т.п.

При ПК-контроле можно судить о работоспособности термосифонных  фильтров трансформаторов. Как известно, термосифонный фильтр предназначен для непрерывной регенерации  масла в процессе работы трансформатора. Движение масла через фильтр с адсорбентом происходит под действием тех же сил, которые обеспечивают движение масла через охлаждающие радиаторы, т.е. под действием разности плотности горячего и холодного масла.

Термосифонный фильтр подсоединен  параллельно трубам радиатора системы  охлаждения, и поэтому у работающего  фильтра температуры на входе  и выходе, если трансформатор нагружен, должны отличаться между собой. В  налаженном фильтре будет иметь  место плавное повышение температуры  по его высоте.

При использовании мелкозернистого  силикагеля, шлакообразование в фильтре, случайном закрытии задвижки на трубопроводе фильтра, при работе трансформатора в режиме холостого хода циркуляция масла в фильтре будет незначительна или отсутствовать вообще. В этих случаях температура на входе и выходе фильтра будет практически одинакова.

Переключающие устройства серии РНТ и им подобные, встраиваемые в трансформаторы, состоят из переключателя  и реактора, расположенных в баке трансформатора, а также контактора. Контактор переключающего устройства размещается в отдельном кожухе, расположенном на стенке бака трансформатора и залитом маслом.

Контроль состояния контактов  переключателя, ввиду его глубинного расположения в баке трансформатора, весьма проблематичен. При перегреве  контактов контактора из-за небольшого объема залитого в него масла на стенах бака контактора имеют место  локальные нагревы.