Конструктивно силовой трансформатор (автотрансформатор) можно разделить на следующие функциональные узлы:
- воздухоосушитель.
Карта возможных износовых и развивающихся дефектов (и повреждений) в узлах трансформатора, методов их определения и периодичности контроля, а также обозначение документов, регламентирующих тот или иной метод, приведены в таблице 8.2.1.
Оценка технического состояния узлов трансформатора производится по критериям, представленным в таблице 8.2.2.
Оценка технического состояния трансформатора определяется техническим состоянием конструктивного элемента, имеющего наиболее низкий балл в соответствии с таблицей 8.2.2.
Оценка технического состояния элегазового выключателя производится по критериям, представленным в таблице 3.2.3.
Потенциально опасный элемент (узлы оборудования)
| Наиболее повреждаемые зоны
| Наиболее вероятные механизмы / причины повреждения
| Метод диагностирования (контроля)
| Периодичность диагностирования (контроля)
| Стандарты, примечание
|
Обмотки
| 1. Твердая изоляция
| При достижении средней влажности 2% в наиболее нагретой части обмотки может иметь место процесс испарения влаги и газа (азота или воздуха) в микрокапилляры (не заполненные маслом) целлюлозной изоляции с повышением давления газа в них и последующим вытеснением масла из макрокапилляров (заполненных маслом) в масло, окружающее витковую и дополнительную изоляцию обмоток.
Газовые пузырьки ослабляют электрическую прочность масла и маслобарьерной изоляции (примерно на 30% по отношению к пробивному напряжению). Это создает риск повреждения при воздействии грозовых и коммутационных перенапряжений в изоляции данного участка трансформатора.
Если средняя влажность обмоток превышает 4%, возникает возможность риска повреждения изоляции под рабочим напряжением из-за значительного увеличения диэлектрических потерь, приводящих к тепловому пробою изоляции.
При влагосодержании твердой изоляции более 4% и общем газосодержании более 7% при резко переменном графике нагрузки и при включениях-отключениях трансформатора при отрицательных температурах возможно развитие ползущего разряда.
Возможные неисправности:
- нарушение герметичности трансформатора;
- дегидратация твердой изоляции при практически полном исчерпании ее ресурса (выделение воды из твердой изоляции).
| Влагосодержание твердой изоляции перед вводом в эксплуатацию и при капитальном ремонте определяется по влагосодержанию заложенных в бак образцов. В процессе эксплуатации трансформатора допускается оценка влагосодержания твердой изоляции расчетным путем.
| Первый раз – через 10-12 лет после включения. В дальнейшем - 1 раз в 4-6 лет.
| РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
СТО 70238424.27.100.053-2009
При достижении предельно-допустимого значения влагосодержания твердой изоляции выполнить:
- измерение общего газосодержания и влажности масла;
- проверить герметичность бака и системы охлаждения;
измерение степени полимеризации образца витковой изоляции при превышении влагосодержания твердой изоляции в 4% для длительно работающих трансформаторов.
|
|
|
|
|
|
|
|
| Риск повреждения трансформатора из-за ухудшения его состояния, индицируемого понижением сопротивления изоляции:
- локальные тепловые повреждения активной части трансформатора из-за осаждения продуктов разложения (загрязнения) масла;
- локальный пробой изоляции из-за ее сильного увлажнения;
- риск внутреннего короткого замыкания при неустраненном незавершенном пробое изоляции;
- электрическое перекрытие наружной изоляции загрязненного ввода.
Возможные неисправности:
- пробой изоляции обмоток на корпус или пробой между обмотками;
- увлажнение и (или) загрязнение твердой изоляции дегидратация твердой изоляции при практически полном исчерпании ее ресурса;
- загрязнение поверхности фарфоровой изоляции вводов;
- загрязнение и (или) увлажнение масла.
| Измерение сопротивления изоляции.
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции обмоток.
| Измерения производятся при неудовлетворительных результатах испытаний масла и (или) хроматографического анализа газов, растворенных в масле, а также в объеме комплексных испытаний.
| ГОСТ 3484.3-88
ГОСТ 6581-75
ГОСТ 1516.2-97
ГОСТ 1516.3-96
ГОСТ 22756-77 (МЭК 722-86)
СТО 70238424.27.100.053-2009
РД 153-34.0-46.302-00 (СО 34.46.302-00)
РД 34.46.303-98 (СО 34.46.303-98)
РД 34.46.502 (СО 153-34.46.502)
РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97).
При существенном уменьшении тангенса угла диэлектрических потерь по сравнению с данными предыдущих измерений (опасное загрязнение или даже прогорание изоляции) необходимо выполнить обследование трансформатора после слива масла из бака, а также выполнить:
- измерение тангенса угла диэлектрических потерь и влажности масла;
- оценку влажности твердой изоляции;
- измерение степени полимеризации образца витковой изоляции при превышении влагосодержания твердой изоляции в 4% и предельно-допустимых показателей влажности масла для длительно работающих трансформаторов;
- хроматографический анализ растворенных в масле газов;
- измерение поверхностного сопротивления вводов с помощью накладного электрода из станиоля.
|
|
|
|
|
|
|
| 2. Обмотки
| Риск повреждения трансформатора из-за внутреннего короткого замыкания вследствие нарушения изоляции и изоляционных промежутков
| Измерение сопротивления КЗ трансформаторов
| Измерения Zĸ должно производиться у трансформаторов мощностью 63 МВА и выше напряжением 110 кВ и выше при протекании токов 0,7 и более расчетного тока КЗ трансформатора и при капитальных ремонтах
| ГОСТ 3484.3-88
ГОСТ 20243-74
РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
РД 153-34.0-46.302-00 (СО 34.46.302-00)
РД 34.46.303-98 (СО 34.46.303-98)
РД 34.46.502 (СО 153-34.46.502)
Циркуляр Ц-02-88(э)
При достижении предельно-допустимого значения сопротивления короткого замыкания трансформатора выполнить:
- хроматографический анализ растворенных в масле газов;
- измерение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции обмоток и емкостей обмоток (изменение емкости обмоток более чем на возможную погрешность метода измерений порядка 5% - означает наличие изменения геометрии обмоток);
- при необходимости выполнить обследование трансформатора после слива масла из бака.
|
|
|
|
|
|
|
| 3. Контактные соединения
| Повреждения трансформатора из-за ухудшения состояния контактных соединений - выгорание изоляции, оплавление контактных поверхностей, обрыв цепи в обмотках с образованием дуги и др.
| Хроматографический анализ растворенных в масле газов.
Измерение сопротивления обмоток постоянному току.
| Измерения сопротивления обмоток постоянному току проводятся при комплексных испытаниях трансформатора.
Хроматографический анализ растворенных в масле газов проводится у:
- трансформаторов напряжением 110 кВ мощностью менее 60 МВА и блочных трансформаторов собственных нужд через 6 мес. после включения и далее не реже 1 раза в 6 мес;
- трансформаторов напряжением 110 кВ мощностью 60 МВА и более, а также у всех трансформаторов 220 - 500 кВ в течение первых суток, через 1, 3 и 6 мес. после включения и далее не реже 1 раз в 6 мес;
- трансформаторов напряжением 750 кВ - в течение первых суток, через 2 недели, 1, 3 и 6 месяцев после включения и далее - не реже 1 раза в 6 мес.
| ГОСТ 6581-75
ГОСТ 5985-79
ГОСТ 6370-83
ГОСТ 8008-75 (СТ СЭВ 4104-83; СТ СЭВ 634-88)
ГОСТ 24156-80
РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
РД 153-34.0-46.302-00 (СО 34.46.302-00)
РД 34.46.303-98 (СО 34.46.303-98)
РД 153-34.1-43.212-00 (СО 34.43.212-00)
СТО 70238424.27.100.053-2009
ГОСТ 3484.1-88
|
|
|
|
|
|
|
|
| Риск развития повреждения связан с возможным перегревом обмотки и магнитопровода из-за повышенного напряжения или тока.
| Проверка коэффициента трансформации
| Проверка производится на всех положениях переключателя ответвлений при вводе трансформатора в эксплуатацию и при капитальном ремонте.
|
|
| 4. Изоляция
| Деструкция бумажной изоляции может сопровождаться выделением в трансформаторное масло фурановых соединений.
Наиболее значимые процессы деградации целлюлозной изоляции обмоток при снижении степени полимеризации бумаги до 250 единиц приводят, в первую очередь, к не менее чем 4-х кратному снижению механической прочности изоляции в сравнении с исходной и выходу воды из-за процесса дегидратации, который может составлять более 6% массы. При этом резко возрастает риск повреждения трансформатора из-за возможности возникновения витковых замыканий под рабочим напряжением, при воздействии токов короткого замыкания, грозовых и коммутационных перенапряжений.
Возможны неисправности: витковое замыкание.
| Проведение измерений содержания фурановых соединений с помощью тонкослойной хроматографии или методом жидкостной хроматографии.
Проведение измерений степени полимеризации образца витковой изоляции обмоток.
| Периодичность контроля наличия фурановых соединений составляет 1 раз в 12 лет, а после 24 лет эксплуатации – 1 раз в 4 года.
| РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
РД 153-34.0-46.302-00 (СО 34.46.302-00)
РД 34.51.304-94 (СО 34.51.304-94)
СТО 70238424.27.100.053-2009
Противоаварийный циркуляр Ц-11-87- (Э)
Превышение содержания фурановых соединений допустимых значений не является определяющим критерием для оценки состояния бумажной изоляции обмоток. Оно может служить только основанием для дополнительного обследования состояния изоляции трансформатора.
При достижении предельно-допустимого значения фурановых соединений выполнить обследование состояния изоляции трансформаторов по специальной программе по комплексу показателей, в числе которых определяющим является степень полимеризации.
При достижении предельно-допустимого значения степени полимеризации проводить измерения влагосодержания и пробивного напряжения масла с периодичностью 1 раз в 6 месяцев с целью своевременного выявления возможного снижения его электрической прочности при полной деградации изоляции, сопровождающейся процессом дегидратации (выделение воды из твердой изоляции).
|
|
|
|
|
|
|
Магнитопровод
| 1. Элементы магнитопровода
| Образование короткозамкнутых контуров и вихревых токов в них и как крайний результат - "пожар" в железе.
| Измерение потерь холостого хода. Хроматографический анализ растворенных в масле газов.
| Измерение потерь холостого хода производится по решению технического руководителя предприятия, исходя из результатов хроматографического анализа растворенных в масле газов.
Хроматографический анализ растворенных в масле газов проводится у:
- трансформаторов напряжением 110 кВ мощностью менее 60 МВА и блочных трансформаторов собственных нужд через 6 мес. после включения и далее не реже 1 раза в 6 мес;
- трансформаторов напряжением 110 кВ мощностью 60 МВА и более, а также у всех трансформаторов 220 - 500 кВ в течение первых суток, через 1, 3 и 6 мес. после включения и далее - не реже 1 раз в 6 мес;
- трансформаторов напряжением 750 кВ - в течение первых суток, через 2 недели, 1, 3 и 6 месяцев после включения и далее - не реже 1 раза в 6 мес.
| ГОСТ 3484.1-88
ГОСТ 6581-75
ГОСТ 5975-79
ГОСТ 6370-83
РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
РД 153-34.0-46.302-00 (СО 34.46.302-00)
РД 34.46.303-98 (СО 34.46.303-98)
РД 153-34.0-20.363-99 (СО 34.0-20.363-99)
РД 153-34.1-43.212-00 (СО 34.43.212-00)
СТО 70238424.27.100.053-2009
|
|
|
|
|
|
|
| 2. Изоляция доступных стяжных шпилек, бандажей, полубандажей ярем и пр.
| Перегрев деталей магнитопровода.
Возможные неисправности:
нарушение изоляции деталей магнитопровода
| Обследование трансформатора после слива масла из бака.
| Производится по решению технического руководителя предприятия при вскрытии трансформатора для оценки состояния изоляции активной части.
| РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
|
Трансформаторное масло
| 1. Масло
| Повреждение маслобарьерной изоляции с образованием внутреннего короткого замыкания.
Возможны неисправности:
нарушение герметичности трансформатора;
загрязнение масла механическими примесями, в частности, из-за истирания крыльчатки маслонасоса и др.;
отработанный силикагель в термосифонных и адсорбционных фильтрах;
увлажнение масла;
дегидратация твердой изоляции (выделение воды) при практически полном исчерпании ее ресурса;
глубокое окисление масла;
коллоидное старение масла;
изменение химического состава масла (окисленные продукты старения, металлы переменной валентности как продукты коррозии конструкционных материалов и др.).
| Измерение пробивного напряжения, тангенса угла диэлектрических потерь, кислотного числа, температуры вспышки в закрытом тигле, влагосодержания, содержания механических примесей, растворимого шлама, антиокислительной присадки, оптической мутности трансформаторного масла.
| У трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно масло испытывается в течение первого месяца эксплуатации - 3 раза в первый половине и 2 раза во второй половине месяца.
В дальнейшем масло испытывается не реже 1 раза в 4 года с учетом требований разделов 25.3.1 и 25.3.2 РД 34.45-54.300-97.
У трансформаторов напряжением 110-220 кВ масло испытывается после ввода в эксплуатацию через 10 дней и 1 мес.
У трансформаторов напряжением 330-750 кВ масло испытывается после ввода в эксплуатацию через 10 дней, 1 мес. и 3 мес.
В дальнейшем масло из трансформаторов напряжением 110 кВ и выше испытывается не реже раза в 2 г.
Испытание масла из негерметичных вводов: 110-220 кВ - 1 раз в 4 года.
330-500 кВ - 1 раз в 2 года.
Контроль масла герметичных вводов производится при получении неудовлетворительных результатов по следующим показателям:
- сопротивление изоляции, и (или) тангенс угла диэлектрических потерь и емкость изоляции, и (или) контроль изоляции под рабочим напряжением.
Необходимость испытаний определяется решением технического руководителя предприятия,
исходя из местных условий.
Необходимость анализа оптической мутности масла и периодичность контроля определяется техническим руководителем предприятия после 10 лет эксплуатации ввода.
| ГОСТ 6581-75
ГОСТ 6370-83
ГОСТ 5985-79
ГОСТ 3484.3-88
РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
РД 153-34.0-46.302-00 (СО 34.46.302-00)
РД 34.46.303-98 (СО 34.46.303-98)
СТО 70238424.27.100.053-2009
РД 153-34.1-43.212-00 (СО 34.43.212-00)
|
|
|
|
|
|
|
Бак
| 1. Стенки бака
| Возможны неисправности:
- наличие течей масла по сварным швам и уплотнениям;
- повышенный нагрев составных частей;
наличие короткозамкнутых контуров;
- коррозия, нарушение лакокрасочных покрытий.
| Внешний осмотр, проверка маслоплотности при прогреве трансформатора, тепловизионный контроль, измерение сопротивления изоляции между составными частями и баком.
| Проверка производится при вводе трансформатора в эксплуатацию и капитальном ремонте.
Испытания проводятся:
- у трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно – гидравлическим давлением столба масла, высота которого над уровнем заполненного расширителя составляет 0,6 м, за исключением трансформаторов с волнистыми баками и пластинчатыми радиаторами, для которых высота столба масла принимается равной 0,3 м;
- у трансформаторов с пленочной защитой масла – созданием внутри гибкой оболочки избыточного давления воздуха 10 кПа;
у остальных трансформаторов – созданием избыточного давления азота или сухого воздуха 10 кПа в надмасляном пространстве расширителя. Продолжительность испытания во всех случаях – не менее 3 часов.
| РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
ГОСТ 3484.2-88
ГОСТ 3484.4-88
ГОСТ 3484.5-88
|
Высоковольтные вводы
| 1. Изоляция ввода.
| Внутреннее или внешнее короткое замыкание.
Последствия:
- при внутреннем коротком замыкании - разрушение ввода и повреждение трансформатора;
- при внешнем коротком замыкании - отключение трансформатора.
| Измерение сопротивления изоляции ввода. Измерение угла диэлектрических потерь и емкости изоляции ввода.
| 110-220 кВ - 1 раз в 4 года;
330-750 кВ - 1 раз в 2 года.
| МЭК 60137
РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
При достижении предельно-допустимого значения сопротивления и (или) тангенса угла диэлектрических потерь и емкости ввода выполнить:
- измерение поверхностного сопротивления вводов с помощью накладного электрода из станиоля;
- протирку поверхности ввода с применением растворителя (спирта).
|
| 2. Масляный канал герметичного ввода.
| Образование углеродосодержащих частиц вследствие микроразрядов, отложение продуктов деструкции масла по поверхности и прорастание по ним разряда.
| Хроматографический анализ растворенных в масле газов.
Измерение оптической мутности трансформаторного масла.
| Необходимость проведения хроматографического анализа растворенных в масле газов определяется техническим руководителем предприятия по совокупности результатов испытаний вводов.
Необходимость анализа оптической мутности масла и периодичность контроля определяется техническим руководителем предприятия после 10 лет эксплуатации ввода.
| РД 34.45 51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
РД 153.34.0-46.302-00 (СО 34.46.302-00)
РД 34.46.303-98 (СО 34.46.303-98)
|
| 3. Изоляция
| Развитие опасного повреждения во вводе.
| Контроль изоляции вводов 110-750 кВ с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа под рабочим напряжением на автотрансформаторах с номинальным напряжением 330 кВ и выше и трансформаторах с номинальным напряжением 110 кВ и выше, установленных на электростанциях и узловых подстанциях.
| Периодичность контроля вводов под рабочим напряжением в зависимости от величины контролируемого параметра до организации автоматизированного непрерывного контроля:
110-220 кВ:
- 12 месяцев при значениях в % 0 ≤ |Δtgδиз| ≤ 0,5 и (или) 0≤Δγ/γ≤0,5;
- 6 месяцев при значениях в % 0,5 <|Δtgδиз| ≤ 2,0 и (или)
0,5< Δγ/γ ≤ 2,0;
330-500 кВ:
- 6 месяцев при значениях в % 0 ≤ |Δtgδиз| ≤ 0,5 и (или)
0 ≤ Δγ/γ ≤ 0,5;
- 3 месяца при значениях в %
0,5 < |Δtgδиз| ≤ 1,5 и (или) 0,5< Δγ/γ ≤ 1,5;
750 кВ:
- 6 месяцев при значениях в %
0 ≤ |Δtgδиз| ≤ 0,5 и (или) 0 ≤ Δγ/γ ≤ 0,5;
- 3 месяца при значениях в % 0,5 < |Δtgδиз| ≤ 1,0 и (или) 0,5< Δγ/γ ≤ 1,5.
| РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
|
|
|
|
|
|
|
Система охлаждения
| 1. Маслонасос
| Перегрев активной части трансформатора или неисправность двигателя маслонасоса.
| ИКД
ВИК
| Термографическое обследование производится на трансформаторах напряжением 110 кВ и выше при решение вопроса о необходимости капитального ремонта. По тепловизионному контролю корпусов масланасосов и их электродвигателей оценивается состояние подшипников, проходимость вентиляционных каналов и отсутствие витковых замыканий в обмотках.
Отсутствие течей.
| ГОСТ 3484.2-88
ГОСТ 3484.4-88
РД 34.45-51.310-97 (СО 34.45-51.300-97)
РД 153-34.0-46.302-00 (СО 34.46.302-00)
РД 34.46.303-98 (СО 34.46.303-98)
РД 153-34.0-20.363-99 (СО 34.0-20.363-99)
|
|
|
|
|
|
|
| 2. Радиаторы
| Засорение труб охладителя
| ИКД
| Ежегодный контроль производится для:
- автотрансформаторов АОДЦТГ - 135000/500;
- трансформаторов ТДЦГ - 180000/220 и ТДЦ - 125000/110;
- автотрансформаторов и трансформаторов, имеющие нагревы в местах разъема колокола.
У остальных трансформаторов - с периодичностью 1 раз в 3 года.
У трансформаторов и автотрансформаторов, в составе газов в масле которых преобладает метан, этан, этилен, - через каждые 3 - 6 месяцев (при определенных нагрузках и по возможности одинаковой температуре окружающей среды).
| РД 34.45-51.310-97 (СО 34.45-51.300-97)
ИКД–контроль позволяет оценить правильность и равномерность распределения потоков масла по трубам, в частности, отсутствие шламообразования в трубах и эффективность работы системы охлаждения.
|
Расширитель
| 1. Гибкая оболочка расширителя трансформатора
| Снижение электрической прочности маслобарьерной изоляции.
При общем газосодержании более 7%, особенно при включениях-отключениях трансформаторов в зимний период при отрицательных температурах создаются условия для пересыщения масла воздухом.
Пересыщающий масло газ может выделиться в виде пузырьков, ослабляющих электрическую прочность маслобарьерной изоляции.
Неправильный уровень масла в расширителе.
| Определение общего газосодержания в трансформаторном масле.
Внешний осмотр, проверка уровня масла при прогреве трансформатора.
| У трансформаторов с пленочной защитой масла в следующие сроки после ввода в эксплуатацию:
- трансформаторы 110-220 кВ - через 10 дней и 1 мес;
- трансформаторы 330-750 кВ - через 10 дней, 1 и 3 мес.
В дальнейшем масло из трансформаторов испытывается не реже 1 раз в 4 года.
| ГОСТ 3484.5-88
РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
СТО 70238424.27.100.053-2009
При достижении предельно-допустимого значения общего газосодержания:
- проверить нарушение герметичности в системе охлаждения;
- проверить нарушение герметичности гибкой оболочки расширителя трансформатора;
- проверить нарушение герметичности бака.
|
|
|
|
|
|
|
Устройство регулирования напряжения
| 1. Переключающие устройства с РПН
| Перегрев контактов контакторов.
Механический износ контактора РПН и износ его уплотнений.
Ухудшение характеристик масла и увлажнение изоляции (увлажнение бакелитового цилиндра контактора).
| Регулировка нажатия контактов. Периодическая прокрутка устройства РПН. Определение влагосодержания и пробивного напряжения масла из бака контактора устройства РПН, хроматографический анализ растворенных в масле газов, измерение омического сопротивления устройств РПН. Испытание приводного механизма. Снятие круговой диаграммы. Проверка герметичности шкафов управления устройством РПН.
| Оценка состояния переключающих устройств производится при вводе трансформатора в эксплуатацию и капитальном ремонте.
| РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
СО 34.46.605-2005
СО 34.46.606
ГОСТ 8008-75 (СТ СЭВ 634-88, СТ СЭВ 4104-83)
ГОСТ 24126-80 (СТ СЭВ 634-88)
|
| 2. Переключающее устройство с ПБВ
| дефекты контактной системы переключателя без возбуждения
| - измерение значений сопротивления постоянному току во всех положениях ПБВ;
- проверка правильности присоединения отводов регулировочной части обмотки к переключающему устройству.
| Проверка производится при вводе трансформатора в эксплуатацию и капитальном ремонте.
| РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
ГОСТ 8008-75 (СТ СЭВ 634-88, СТ СЭВ 4104-83)
|
Воздухоосушитель
| 1. Воздухоосушитель
| - коррозия, нарушение лакокрасочных покрытий;
- увлажнение силикагеля в дыхательном фильтре.
| Внешний осмотр.
| Проверка производится при вводе трансформатора в эксплуатацию и капитальном ремонте.
| РД 34.45-51.300-97 (СО 34.45-51.300-97)
СО 34.46.605-2005
|