Диагностика трансформатора тока

 

Более сложными объектами электроэнергетики для диагностики, по сравнению со статическими объектами, кабельными линиями и воздушными линиями электропередач, являются силовые трансформаторы, трансформаторы тока, выключатели и электрические машины. В этих объектах, наряду с диагностикой состояния изоляции, необходимы исследования по целому ряду электромеханических характеристик. При этом возникают проблемы по оценке степени опасности того или иного дефекта по причине многофакторности задачи. Поэтому нужно проводить:

· Раннюю диагностику состояния трансформаторов с целью своевременного обнаружения развивающихся повреждений и принятия своевременных мер.

· Предремонтное комплексное обследование технического состояния трансформаторов 35-220 кВ по упрощенной программе.

· Комплексное диагностическое обследование технического состояния дефектных трансформаторов и трансформаторов, проработавших более 25 лет с применением специальных методов диагностики.

Диагностика технического состояния трансформатора основана на принципах поэлементного контроля:

· изоляции активной части трансформатора (масло и твердая изоляция);

· высоковольтных вводов;

· магнитной системы и динамического состояния обмоток;

· системы охлаждения и очистки масла;

· баков, уплотнений, расширителя, маслозащиты;

Обследования проводятся в несколько этапов по времени:

· Этап 1: «Анализ эксплуатационной и ремонтной документации».

· Этап 2: «Комплекс измерений под рабочим напряжением».

· Этап 3: «Измерения на оборудовании, выведенном из работы».

Методики диагностики и процедуры контроля позволяют установить:

1. Состояние основной изоляции трансформатора, которое определяется по результатам следующих процедур:

o анализа режимов работы и результатов эксплуатационного контроля;

o ГХ и физико-химический анализа масла, включая анализ на фурановые и ионол;

o измерениям ЧР под Uраб;

o анализ измерений R15, R60, Кабс, tg& и С основной изоляции по зонам;

o анализ измерений ЧР, tg& и емкости вводов под рабочим напряжением.

2. Состояние изоляции вводов, определяемое по результатам следующих процедур:

o анализа режимов работы и результатов эксплуатационного контроля;

o ГХ и физико-химический анализа масла, включая анализ на фурановые и ионол;

o контроля давления на вводах.

3. Состояние магнитопровода по результатам следующих процедур:

o виброакустической диагностики;

o анализа измерений потерь и тока х.х.

4. Наличие механической деформации обмоток, состояние их опрессовки, активное сопротивление обмоток, которые устанавливаются по результатам:

o дефектографирование методом низковольтных импульсов;

o виброакустической диагностики;

o анализа измерений Zк;

o анализа измерений сопротивления обмоток постоянному току.

5. Состояние системы охлаждения и очистки масла по:

o вибродиагностике насосов охлаждения;

o тепловизионному контролю вентилей и электродвигателей насосов;

o контролю давлений и температур по тракту маслоохлаждения.

6. Состояние бака, его уплотнений, маслорасширителя выполняется по:

o контролю силикагеля;

o тепловизионному и виброакустическому контролю;

o контролю уровня масла в маслорасширителе.

7. Токопровод (ближайший к трансформатору участок) – по результатам контроля ЧР под рабочим напряжением.

При диагностике трансформаторов используются следующие методы:

o низковольтные испытания;

o тепловизионное обследование трансформатора;

o газохроматографический анализ и физико-химический анализ масла;

o оценка степени износа изоляции (деполимеризации целлюлозы);

o выявление частичных разрядов;

o проверка усилия запрессовки обмоток и магнитопровода;

o оценка эффективности работы системы охлаждения трансформатора;

o видеоэндоскопическое обследование активной части;

o контроль наличия деформации обмоток методом низковольтных импульсов.

Выходными результатами обследования являются:

o Техническое решение о переносе сроков капитального ремонта.

o Заключение о состоянии каждого элемента.

o Дефектная ведомость с техническим решением и корректирующими

o мероприятиями.

o Рекомендации по профилактическому контролю.

Рабочая диагностика

К методам рабочей диагностики отнесены следующие методы:

1. тепловизионное обследование;

2.измерение шумов и вибраций;

3. акустический метод регистрации ЧР;

4.анализы масла.

Тепловизионное обследование оборудования. Интерпретация данных термограмм является сейчас наиболее уязвимым местом метода. Здесь весьма велик субъективный момент, приводящий зачастую к ошибочным, а иногда и абсурдным выводам; высока необходимость формализации методов анализа данных.

Вибродиагностика. Измерение вибропараметров трансформаторного оборудования с целью оценки его механического состояния (распрессовка обмоток, распрессовка магнитной системы, ослабление крепления прочих элементов конструкции и др.) прочно вошло в практику всех специализированных фирм. Имеющаяся аппаратура позволяет измерять среднеквадратичные значения виброускорения, виброскорости, виброперемещения. Имеется также возможность выполнить спектральный анализ любого из перечисленных параметров в произвольной точке наблюдения.

Статистический подход. Для статистического анализа часто используется метод моментов. Используются четыре момента: один главный - математическое ожидание тх и три центральных - дисперсия Z) x (или среднеквадратичное отклонение ст), коэффициент асимметрии и эксцесс Ек. Перечисленные параметры трактуются как диагностические, поскольку их изменение может быть вызвано изменением состояния объекта.

Электромоделирование. В основу построения диагностической модели положена электромеханическая аналогия: пружина - емкость, механическое сопротивление - резистор, механический маятник - индуктивность, сила - напряжение, скорость - ток. Диагностическими параметрами являются параметры электрической цепи (часть пассивных элементов и источники).

Метод подобия эпюр. Для выявления повышенных вибраций навесных элементов конструкции используется эмпирический метод с рабочим названием «метод подобия эпюр». Он не имеет пока глубокого теоретического обоснования, однако часто дает неплохие практические результаты. Он основан на наблюдении, что ослабление механического крепления внешних элементов конструкции приводит к искажению подобия графиков виброперемещений, виброскоростей и виброускорений. Степень подобия оценивается количественно с помощью коэффициента подобия.

Акустический метод диагностики ЧР. Используется как вспомогательный, дополняющий электрический метод.

Анализы масла

Хроматографический анализ. Используются методы Роджерса, Дорненбурга, IEEE Std С57.104-1991, МЭК 60599, Дюваля (Duval), ключевого газа, нормограмм. В кооперации с НИЦ «ЗТЗ-Сервис» проводится контроль содержания фурановых соединений.