Техническое обслуживание силовых трансформаторов

Для поддержания силовых трансформаторов в работоспособном состоянии на протяжении всего периода эксплуатации необходимо регулярно выполнять их техническое обслуживание. Установлены следующие виды планового технического обслуживания силовых трансформаторов: технический осмотр, профилактический контроль и ремонт.

Кроме того, в процессе эксплуатации силовых трансформаторов необходимо осуществлять внеплановое техническое обслуживание при появлении в межремонтный период неисправностей или аварий трансформаторов.

Техническое обслуживание силовых трансформаторов, как и любого другого электрооборудования, проводится в соответствии с правилами технической эксплуатации, технической безопасности и заводских инструкций.

Технический осмотр трансформаторов проводится без их отключения вместе с осмотром остального электрооборудования трансформаторных подстанций (ТП), в которых они установлены. Если трансформаторы работают в напряженном режиме, то их осмотры проводят чаще. Надобность в частых осмотрах трансформаторов возникает также при большой степени их износа.

При осмотрах силовых трансформаторов, находящихся в работе, обращают внимание на следующее:

  • 1) характер гула трансформаторов и наличие потрескивания, щелчков и повышенных вибраций, которые могут привести к повреждению или неправильной работе приборов и аппаратуры, установленных на трансформаторе;
  • 2) целостность масломерного стекла;
  • 3) уровень трансформаторного масла в маслоуказательном стекле расширителя, который находится против отметки, соответствующей его температуре и нанесенной на маслоуказательном стекле, а также на его цвет (масло темнеет при длительной высокой температуре) и температуру;
  • 4) отсутствие течи масла в местах уплотнений (между крышкой и баком, под фланцами изоляторов, в кранах и т.п.);
  • 5) состояние селикагеля (применяется для контроля относительной влажности; изменяет цвет в зависимости от степени увлажнения; при розовом цвете селикагеля его следует заменить);
  • 6) состояние проходных изоляторов (наличие сколов, трещин фарфора, степень загрязнения);
  • 7) отсутствие пыли и грязи на трансформаторе;
  • 8) наличие масла в расширителе;
  • 9) наличие выброса масла из расширителя или разрыва диафрагмы выхлопной трубы;
  • 10) состояние заземления и нагрев контактных соединений.

Периодичность технических осмотров силовых трансформаторов без их отключения устанавливается в соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей и графиком работы оперативного персонала.

Внеочередные осмотры проводятся при появлении сигналов о неисправности трансформаторов, при резких изменениях погодных условий, при резком снижении температуры окружающего воздуха, а также после их отключений в результате срабатывания защиты.

Периодичность текущих ремонтов силовых трансформаторов зависит не только от их технического состояния, но и от условий эксплуатации. При хорошо выполненном текущем ремонте не должно быть аварийных выходов трансформаторов из строя, а продолжительность их эксплуатации должна возрасти.

Во время профилактического контроля выполняются работы по проверке трансформаторного масла, по профилактическим испытаниям трансформатора, а также по замене изношенных частей и материалов (уплотнениям, фильтрам и др.). В объем профилактического контроля силовых трансформаторов входит также измерение нагрузок и напряжений трансформаторов с последующим анализом нагрузок и разработкой мероприятий по замене недогруженных и перегруженных трансформаторов, выравниванию нагрузок фаз в электрических сетях.

Необходимость измерения нагрузок и напряжений может быть вызвана увеличением нагрузок и изменением схемы. При измерении нагрузок силовых трансформаторов определяются перекосы нагрузок по фазам и перегрузка трансформатора выше номинальной. Нагрузку трансформаторов измеряют два раза в год: в период минимальных нагрузок (июнь) и максимальных нагрузок (декабрь).

Во время эксплуатации контролируют значения параметров, которые ограничивают допустимые и аварийные перегрузки трансформаторов (табл. 3.1).

Граничные значения температуры и тока для режимов нагрузки силовых трансформаторов, не превышающей номинальную

Таблица 3.1

Тип нагрузки

Трансформаторы мощностью до 2,5 MBA

Трансформаторы средней мощностью до 100 MBA

Номинальный режим систематических нагрузок:

ток, отн. ед.

1,5

1,5

температура наиболее нагретой точки и металлических частей, которые прилегают к изоляционным материалам, °С

140

140

температура масла в верхних слоях, °С

105

105

Режим систематических длительных аварийных перегрузок:

ток, отн. ед.

1,8

1,5

температура наиболее нагретой точки и металлических частей, которые прилегают к изоляционным материалам, °С

150

140

температура масла в верхних слоях, °С

115

115

Режим систематических длительных аварийных перегрузок:

ток, отн. ед.

2

1,8

температура наиболее нагретой точки и металлических частей, которые прилегают к изоляционным материалам, °С

160

160

температура масла в верхних слоях, °С

115

115

Необходимость проведения ремонтов силовых трансформаторов связана с их неисправностями, вызванными различными причинами (перегрузкой, снижением уровня масла, нарушением прессовки листов магнитопровода, междуфазным коротким замыканием и др.), в результате которых может иметь место перегрев трансформатора, ненормальное гудение, потрескивание внутри трансформатора, пробой обмоток, утечка масла и т.д.

Место проведения ремонта трансформаторов зависит от характера повреждения и объема работ. При отсутствии соответствующей ремонтной базы на объекте, где установлены трансформаторы, их отправляют на ремонт в специализированные ремонтные предприятия.

Большое значение для надежной работы масляных силовых трансформаторов имеет качество масла, которое с течением времени по различным причинам теряет свои первоначальные свойства и ухудшается. Поэтому в процессе эксплуатации трансформаторного масла необходимо периодически контролировать его состояние в баке трансформатора и в баке контактора устройства РПН, в негерметичных маслонаполненных вводах.

Такой контроль производится на основе хроматографического анализа газов, растворенных в масле. Отбор проб масла производится на работающем трансформаторе или сразу после его отключения. Оценку результатов хроматографического анализа растворенных в масле газов выполняют согласно РД 34.46.303—89.

Внешний вид трансформатора серии ТМГ

Рис. 3.2. Внешний вид трансформатора серии ТМГ

Не у всех типов трансформаторов (в течение срока службы) надо контролировать качество трансформаторного масла. Например, у трансформаторов типа ТМГ масло подвергается специальной обработке перед заливкой его в бак трансформатора и в процессе эксплуатации не требуется проведения испытаний масла ввиду его предварительной дегазации. На рисунке 3.2 показан внешний вид трансформатора ТМГ.

Для трансформаторов типа ТМ проведение испытаний масла в процессе эксплуатации является обязательным.

В общий перечень измерений, испытаний и проверок, которым подвергается силовой трансформатор, входят следующие:

  • • измерение сопротивления изоляции обмоток;
  • • измерение тангенса угла диэлектрических потерь, который характеризует состояние изоляции (чем он больше, тем хуже изоляция);
  • • измерение сопротивления обмоток постоянному току;
  • • испытание вводов и проходных изоляторов;
  • • проверка действия переключателя ответвлений обмоток;
  • • испытание трансформаторного масла;
  • • измерение коэффициента абсорбции (является показателем увлажненности изоляции; если этот коэффициент близок к единице, то изоляцию следует сушить).

Масло в трансформаторах является охлаждающей средой и изоляцией. Во время работы трансформатора масло изменяет свой объем из-за нагрева. При номинальной нагрузке температура верхних слоев масла должна быть (если заводами-производителями не указаны другие температуры) не выше 95 °С. При этом объем масла в баке не должен увеличиваться больше чем на 10% (на такой объем рассчитывается расширитель).

С целью уменьшения увлажнения масла и изоляции трансформатора масло в расширителе защищают от соприкосновения с окружающим воздухом при помощи адсорбента. Если масло не удовлетворяет нормам на номинальное пробивное напряжение из-за наличия в нем влаги и механических примесей при сохранении своих химических свойств, производят его отстой, центрифугирование, фильтрацию и сушку.

Капитальный ремонт необходим электрооборудованию, в том числе силовым трансформаторам, в следующих случаях при:

  • 1) резком снижении значения сопротивления изоляции обмоток;
  • 2) ненормальном нагреве трансформатора в обычных условиях эксплуатации;
  • 3) появлении трещин и сколов на изоляторах;
  • 4) сильной течи масла;
  • 5) сильном и ненормальном шуме внутри трансформатора.

Силовые трансформаторы относятся к электрооборудованию, которое отличается прочностью и долговечностью, при условии соблюдения всех требований, установленных производителем этих трансформаторов. При этом срок службы силовых трансформаторов исчисляется десятками лет.

Регулярную проверку на нормальное функционирование проходят также стационарные противопожарные системы, которые в обязательном порядке имеются на всех трансформаторных подстанциях как средство, предназначенное для использования в аварийных ситуациях. Осмотр этих систем осуществляется по заранее утвержденному графику.

К техническому обслуживанию трансформаторных подстанций (ТП) с масляными трансформаторами относятся следующие работы:

  • • плановый осмотр ТП, в том числе после стихийных явлений;
  • • осмотр ТП после каждого случая отключения выключателей ТП при коротком замыкании и перегорания плавких вставок предохранителей;
  • • проверка целостности заземления ТП;
  • • измерения токовой нагрузки на вводах 0,4 кВ силового трансформатора и отходящих линий;
  • • измерение напряжения на шинах 0,4 кВ;
  • • измерение уровня тока КЗ или сопротивления цепи фаза — нуль отходящих линий 0,4 кВ;
  • • измерение сопротивления изоляции распределительных устройств 6 (10) кВ и 0,4 кВ;
  • • измерение сопротивления заземления или напряжения прикосновения к оболочкам и заземленным элементам;
  • • измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов;
  • • испытание оборудования и изоляции 6 (10) кВ повышенным напряжением промышленной частоты 50 Гц;
  • • испытание трансформаторного масла силовых трансформаторов мощностью более 630 кВА;
  • • проверка релейной зашиты и автоматики.

Кроме того, при осмотрах и проверках ТП определяют:

  • 1) уровень масла в маслонаполненном электрооборудовании, появление течи масла из них, температуру масла и корпусов силовых трансформаторов, необычный гул, потрескивания в трансформаторах;
  • 2) состояние контактных соединений (наличие трещин, сколов, следов перекрытия изоляции и перегрева контактов);
  • 3) наличие и исправность приборов учета электроэнергии, устройств внешнего обогрева электрооборудования;
  • 4) выравнивание нагрузки при разнице величины тока по фазам более 20%.

Обслуживается любое электрооборудование, используемое в ТП: высоковольтные ячейки, установки компенсации реактивной мощности, источники бесперебойного питания и т.д.

Известно, что сухие трансформаторы отличаются достаточно высокой надежностью в эксплуатации, пожаро- и взрывобезопасностью, но, как и другое электрооборудование, на срок их службы оказывают влияние внешние факторы. Сухие трансформаторы подвержены влиянию различных химических и физических факторов, зависящих от качества окружающей среды.

Потенциальными опасностями для сухих трансформаторов являются влажность, пыль, химические загрязнения, ветер и др. При хранении сухих трансформаторов, когда их температура равна температуре окружающей среды, изоляция трансформаторов подвержена воздействию влаги, что может стать причиной перекрытий при подаче напряжения. Поэтому хранить сухие трансформаторы рекомендуется при относительной влажности воздуха не выше 90%, а перед включением в работу необходимо убедиться в отсутствии конденсата.

При эксплуатации сухие трансформаторы могут подвергаться различным воздействиям. Так, высокая влажность может вызвать проникновение влаги в материал обмоток и тем самым ухудшить изоляционные свойства. Электростатические поля, притягивая частицы пыли, оседающие на поверхности обмоток высокого напряжения, снижают сопротивление поверхностным токам утечки и повышают вероятность перекрытий изоляции трансформатора. Кроме того, электростатические поля притягивают пары углеводородов, которые могут осаждаться на поверхности обмоток. Под действием температуры углеводороды, трансформируясь химически, образуют проводящие отложения, что может привести к перекрытию изоляции.

На надежность работы сухих трансформаторов большое влияние оказывает коррозия изоляционных материалов, скорость которой зависит от влажности и температуры. Степень влияния пыли, песка и соли зависит от скорости ветра.

Поэтому для сухих трансформаторов, эксплуатирующихся в черте города с интенсивным движением транспорта, в незащищенных от пыли зонах, следует учитывать ограничения, связанные с концентрацией некоторых веществ и относительной влажностью воздуха. Учет этих ограничений сохранит срок службы сухих трансформаторов в течение многих лет.

Тепловой режим также влияет на старение изоляции и, следовательно, на срок службы сухих трансформаторов. Поэтому сухие трансформаторы снабжаются приточной и вытяжной вентиляцией, которая для улучшения их работы должна устанавливаться в помещении, где находятся сухие трансформаторы.

Если сухой трансформатор используется с нарушением допустимых условий хранения, введения в эксплуатацию и самой эксплуатации, то срок службы его сокращается.

Таким образом, сухие трансформаторы следует использовать в условиях умеренно-холодного климата, а также в помещениях, где климатические условия регулируются искусственно. Для нормального функционирования сухих силовых трансформаторов необходимо поддерживать температуру от +1 до +35 °С. Кроме того, они требуют невзрывоопасной окружающей среды, которая может содержать пыль и другие примеси более допустимой нормы. Сухие трансформаторы не рассчитаны на работу в условиях тряски, вибрации, ударов и в химически активной среде. Применять сухие трансформаторы можно только на высоте до 1000 м над уровнем моря (в России принят уровень Балтийского моря).

Сухие трансформаторы, рассчитанные на работу при температуре окружающей среды, равной 40 °С, можно использовать при более высокой температуре с уменьшением мощности Р(табл. 3.2).

Таблица 3.2

Уменьшение допустимой нагрузки сухих трансформаторов при изменении максимальной температуры окружающей среды

Максимальная температу ра окружающей среды, °С

Допустимая нагрузка

40

Р

45

0,97Р

50

0,94 Р

55

0,90 Р

Современные сухие трансформаторы имеют низкий уровень частичных разрядов, отвечают требованиям огнестойкости и отличаются исключительными противопожарными свойствами. Против перегрева трансформаторы, как правило, защищены тепловой позитронной защитой, встроенной в обмотку низшего напряжения.

Мнение о том, что при обычных условиях эксплуатации сухие трансформаторы с литой изоляцией не нуждаются в профилактических осмотрах и техническом обслуживании, некорректно. Как показывает опыт эксплуатации сухих трансформаторов, число осмотров сухих и масляных трансформаторов (при надлежащем содержании) практически одинаково: осмотр выполняется один раз в три месяца. Также аналогичен объем работ при техническом обслуживании. На рисунке 3.3 показан внешний вид сухого трансформатора с литой изоляцией.

Обоим типам трансформаторов свойственно снижение качества контактов; слабым местом в конструкции трансформаторов считаются выводы высокого и низкого напряжения, однако результаты неполадок в этих местах различны. Для сухих и масляных трансформаторов имеет место перегрев токоотводов, но процесс этот протекает в них по-разному. В сухих трансформаторах малейший перегрев токоотводов вызывает моментальный выход из строя обмоток. Все это подтверждает, что

Внешний вид сухого трансформатора с литой изоляцией осмотры и профилактика сухих трансформаторов необходимы в таком же объеме, как и масляным

Рис. 3.3. Внешний вид сухого трансформатора с литой изоляцией осмотры и профилактика сухих трансформаторов необходимы в таком же объеме, как и масляным.

Опасностью для нормальной работы сухих трансформаторов являются микротрещины, которые образуются со временем на литых обмотках. Дело в том, что в трещинах при повышении напряжения возникают тлеющие заряды, приводящие к замыканию между витками и слоями обмоток, а в конечном итоге к абсолютному выгоранию обмоток. Образование трещин относится к скрытым дефектам, которые практически трудно и порой невозможно выявить.

В каждом конкретном случае определяют периодичность контроля и регулярность проверки трансформаторов на предмет загрязнения. Обычно рекомендуется проверять наличие загрязнения через шесть месяцев, однако при несущественном загрязнении периодичность очистки можно увеличить. При этом особое внимание следует обращать на охлаждение трансформатора.

Если трансформатор снабжен принудительным охлаждением или дополнительной системой охлаждения с вентиляторами, то требуется определенное техническое обслуживание. При осмотре трансформаторных корпусов следят за тем, чтобы подача и отвод воздуха (воздушная циркуляция) осуществлялись беспрепятственно.

Как правило, производители сухих трансформаторов в технических сведениях указывают основные требования, которые надо выполнять при эксплуатации трансформаторов, а также рекомендации по их техническому обслуживанию и контролю, а именно следующие проверки:

  • • функционирования датчиков температуры;
  • • устройства мониторинга температуры;
  • • влаги на обмотках;
  • • изоляции между обмотками и землей;
  • • правильного функционирования тепловых защит;
  • • правильности расположения магнитного сердечника и обмоток и др.

Перед проведением проверочных работ сухой трансформатор отключают в соответствии с техникой безопасности. При этом необходимо обращать внимание на то, что сухие трансформаторы с классом защиты IP00 не защищены от прикосновений. Поэтому следует более тщательно подходить к осмотру изоляции, так как конструкция сухих трансформаторов недостаточно защищает персонал от случайного удара током при прямом контакте с литой оболочкой.

Внеплановый ремонт сухих трансформаторов осуществляют, если трансформатор находился на складе до ввода в эксплуатацию, а также после долгого простоя во время работы. В этом случае выполняют все виды проверок, предшествующих вводу трансформатора в действие.

При техническом обслуживании комплектных трансформаторных подстанций (КТП) основным электрооборудованием, за которым необходимо вести регулярное наблюдение и уход, являются силовые трансформаторы любого типа и коммутационная аппаратура распределительных щитов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >