Awarie w pracy transformatorów mocy

Podczas eksploatacji nie jest wykluczone pojawienie się różnego rodzaju usterek i awarii transformatorów, wpływających w różnym stopniu na ich pracę. W niektórych zwarciach transformatory mogą pozostawać w eksploatacji przez długi czas, w innych muszą być natychmiast wycofane z eksploatacji. W każdym przypadku o możliwości dalszych prac decyduje charakter uszkodzenia. Braki kadrowe, przedwczesne podejmowanie działań mających na celu wyeliminowanie niekiedy drobnych usterek prowadzą do awaryjnych wyłączeń transformatorów.

Przyczynami uszkodzeń są niezadowalające warunki pracy, zła jakość napraw i montażu transformatorów. Wady poszczególnych elementów konstrukcyjnych nowoczesnych transformatorów, stosowanie niedostatecznej jakości materiały izolacyjne.

Uszkodzenia izolacji, obwodów magnetycznych, aparatów łączeniowych, zwojów, przepustów olejowych i porcelanowych są typowe.

Uszkodzenie izolacji transformatorów

Główna izolacja jest często uszkodzona z powodu naruszenia jej wytrzymałości elektrycznej, gdy jest mokra, a także w przypadku małych wad. W transformatorach 220 kV i wyższych awarie związane są z występowaniem tzw. wyładowań pełzających, czyli stopniowego niszczenia izolacji poprzez rozprzestrzenianie się lokalnych wyładowań na powierzchni dielektryka pod wpływem napięcia roboczego . Na powierzchni izolacji pojawia się siatka kanałów przewodzących, przy czym obliczona szczelina izolacyjna ulega zmniejszeniu, co prowadzi do zniszczenia izolacji wraz z powstaniem silnego łuku wewnątrz zbiornika.

Intensywne zużycie termiczne izolacji cewki spowodowane jest pęcznieniem dodatkowej izolacji cewek i związanym z tym ustaniem obiegu oleju w wyniku częściowego lub całkowitego zablokowania kanałów olejowych.

Do mechanicznego uszkodzenia izolacji cewek dochodzi często w przypadku zwarć w zewnętrznej sieci elektrycznej oraz niewystarczającej rezystancji elektrodynamicznej transformatorów, co jest skutkiem osłabienia sił dociskania uzwojeń.

Uszkodzenia rdzeni magnetycznych transformatorów

Obwody magnetyczne ulegają uszkodzeniu w wyniku przegrzania w wyniku zniszczenia warstwy lakieru między blachami oraz spiekania się blach stalowych, w przypadku zerwania izolacji kołków dociskowych, w przypadku zwarcia, gdy poszczególne elementy obwodu magnetycznego obwód okazuje się być zamknięty względem siebie i dla zbiornika.

Awaria urządzeń przełączających transformatorów

Awaria łączników PMB występuje w przypadku zerwania kontaktu między ruchomymi pierścieniami ślizgowymi a nieruchomymi prętami przewodzącymi.Pogorszenie styku następuje wraz ze spadkiem nacisku styku i tworzeniem się warstwy tlenku na powierzchniach styku.

Przełączniki to dość skomplikowane urządzenia, które wymagają starannej regulacji, kontroli i specjalnych testów. Przyczynami awarii rozłącznika obciążenia są nieprawidłowe działanie styczników i łączników, przepalone styki urządzeń stycznikowych, zakleszczanie się mechanizmów styczników, utrata wytrzymałości mechanicznej części stalowych oraz watolina papierowo-bakelitowa. cewka wynikająca z zachodzenia na siebie zewnętrznej szczeliny iskiernika ochronnego.

Awaria zaczepów z uzwojeń do aparatów łączeniowych i przepustów spowodowana jest głównie niezadowalającym stanem racji żywnościowych. linki kontaktowe, a także zbliżania się elastycznych wylotów do ścian zbiorników, zanieczyszczenia oleju przewodzącymi zanieczyszczeniami mechanicznymi, w tym tlenkami i cząstkami metali z układów chłodzenia.

Uszkodzenie przepustów transformatora

Awaria przepustów 110 kV i wyższych związana jest głównie z zamoczeniem podkładu papierowego. Wnikanie wilgoci do tulei jest możliwe przy złej jakości uszczelnień, podczas uzupełniania tulei olej transformatorowy o niskiej wytrzymałości dielektrycznej. Należy pamiętać, że uszkodzeniom przepustów z reguły towarzyszą pożary transformatorów, powodujące znaczne uszkodzenia.

Typową przyczyną uszkodzeń przepustów porcelanowych jest nagrzewanie się styków w połączeniach gwintowanych kompozytowych kołków przewodzących lub w miejscu łączenia zewnętrznych szyn zbiorczych.

Ochrona transformatorów przed uszkodzeniami wewnętrznymi

Transformatory są zabezpieczone przed uszkodzeniami wewnętrznymi przekaźnikowe urządzenia zabezpieczające... Głównymi zabezpieczeniami szybkimi są zabezpieczenia różnicowoprądowe od wszelkiego rodzaju zwarć w uzwojeniach i na zaciskach transformatora, zabezpieczenia gazowe od zwarć powstających wewnątrz kadzi transformatora, którym towarzyszy wyzwolenie gazu i przez {obniżenie poziomu oleju, aktualne przerwanie nie ma opóźnienia czasowego od awarii transformatora, której towarzyszy przepływ stosunkowo dużych prądów zwarciowych.

Wszystkie zabezpieczenia przed uszkodzeniami wewnętrznymi działają przy wyłączonych wszystkich wyłącznikach transformatorowych, aw stacjach wykonanych według schematów uproszczonych (bez wyłączników po stronie WN) — przy zamkniętym wyłączniku zwarciowym lub wyłączonym wyłączniku linii elektroenergetycznej.

Monitorowanie i wykrywanie występujących w nich uszkodzeń zdrowotnych transformatorów poprzez analizę gazów rozpuszczonych w oleju

W celu wykrycia uszkodzeń transformatorów na jak najwcześniejszym etapie ich wystąpienia, kiedy wydzielanie się gazów może być jeszcze bardzo słabe, w praktyce eksploatacyjnej są szeroko stosowane poprzez analizę chromatograficzną gazów rozpuszczonych w oleju.

Faktem jest, że wraz z postępującymi awariami transformatora, spowodowanymi nagrzewaniem się w wysokiej temperaturze, izolacja olejowa i stała rozkładają się, tworząc lekkie węglowodory i gazy (o dość specyficznym składzie i stężeniu), które rozpuszczają się w oleju i gromadzą w przekaźniku gazowym transformator. Okres gromadzenia się gazu w przekaźniku może być dość długi, a zgromadzony w nim gaz może znacznie różnić się składem od gazu pobranego w pobliżu miejsca jego uwolnienia.Dlatego diagnoza usterki na podstawie analizy gazu pobranego z przekaźnika jest utrudniona, a nawet może być opóźniona.

Analiza próbki gazu rozpuszczonego w oleju, oprócz dokładniejszej diagnozy usterki, umożliwia obserwację jej rozwoju przed zadziałaniem przekaźnika gazowego. I nawet w przypadku dużych uszkodzeń, gdy zadziała zabezpieczenie gazowe w momencie zadziałania transformatora, porównanie składu gazu pobranego z przekaźnika i rozpuszczonego w oleju może być przydatne do dokładniejszej oceny ciężkości uszkodzenia. zniszczenie.

Określono skład i stężenia graniczne gazów rozpuszczonych w oleju transformatorów w dobrym stanie iz typowymi uszkodzeniami. Na przykład, gdy olej rozkłada się pod działaniem łuku elektrycznego (nakładanie się przełącznika), uwalniany jest głównie wodór. Spośród węglowodorów nienasyconych dominuje acetylen, który w tym przypadku jest gazem charakterystycznym. Tlenek węgla i dwutlenek węgla występują w niewielkich ilościach.

A oto gaz uwalniany podczas rozkładu oleju i stałej izolacji (zamykanie się z zwoju na zwój w uzwojeniu) różni się od gazu powstającego tylko podczas rozkładu oleju zauważalną zawartością tlenku i dwutlenku węgla

W celu zdiagnozowania uszkodzeń transformatorów okresowo (2 razy w roku) pobiera się próbki oleju do analizy chromatograficznej gazów rozpuszczonych w oleju, natomiast do pobierania próbek oleju stosuje się strzykawki medyczne.

Pobieranie próbek oleju przeprowadza się w następujący sposób: oczyszczony z brudu króciec zaworu przeznaczonego do pobierania próbek, na króciec odgałęźny zakłada się wąż gumowy.Otwiera się kran i przepłukuje wąż olejem z transformatora, koniec węża podnosi się w celu usunięcia pęcherzyków powietrza. Zacisk jest zainstalowany na końcu węża; igła strzykawki jest wstrzykiwana w ściankę węża. Wlej olej do strzykawki i gotowe! olej jest spuszczany przez igłę myjącą strzykawki, operacja napełniania strzykawki olejem jest powtarzana, strzykawka wypełniona olejem jest wstrzykiwana igłą w gumowy korek iw tej postaci jest wysyłana do laboratorium.

Analizę przeprowadza się w warunkach laboratoryjnych za pomocą chromatografu. Wyniki analizy porównuje się z zagregowanymi danymi dotyczącymi składu i stężenia gazów uwalnianych podczas różnego rodzaju awarii transformatora i wyciąga wnioski co do przydatności transformatora lub jego awarii oraz stopnia zagrożenia tymi awariami.

Na podstawie składu gazów rozpuszczonych w oleju można określić przegrzanie połączeń przewodzących i elementów konstrukcyjnych ramy transformatora, częściowe wyładowania elektryczne w oleju, przegrzanie i starzenie izolacji stałej transformatora.