Система тиристорного возбуждения

Проверяется тепловое состояние контактных соединений токоведущих проводников, тиристоров, резисторов, устройств АГП, коммутационных аппаратов и др. Температура нагрева контактных соединений токоведущих проводников не должна превышать 75 °С (или <35 °С).

Измеренные значения температур нагрева тиристоров системы возбуждения не должны отличаться более чем на 30%.

При ИК-контроле обращается внимание на равномерность нагрева тиристоров параллельных ветвей.

Силовые трансформаторы*

________________

* Под термином "Силовые трансформаторы" понимаются силовые трансформаторы, автотрансформаторы, масляные реакторы.

Таблица 3-4

Операция при ИК-контроле	Применяемые приборы	Объем получаемой информации
Измерение аномальных перегревов на поверхности бака трансформатора	Тепловизор	Определение зоны и места возможного дефекта в магнитопроводе трансформатора
Определение работоспособности: -термосифонного фильтра; - маслонасосов и вентиляторов системы охлаждения	Пирометр	Определение температуры на поверхности контролируемых узлов трансформатора
Определение нагрева контактора РПН	Тепловизор	Определение места нагрева с измерением температуры на поверхности контактора
Определение проходимости труб радиаторов системы охлаждения	Тепловизор	По значению и характеру изменения температуры определяется внутреннее состояние труб радиаторов
Измерение температуры внешних контактных соединений	См. раздел 4 настоящих Методических указаний

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

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

- нарушение в работе охлаждающих систем (маслонасосы, фильтры, вентиляторы и т.п.) и оценка их эффективности;

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

- нагревы внутренних контактных соединений обмоток НН с выводами трансформатора;

- витковое замыкание в обмотках встроенных трансформаторов тока;

- 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;

- во-вторых, работа охлаждающих устройств, способствующая ускоренной циркуляции масла, как бы сглаживает температуры, возникающие в месте дефекта.

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

Поскольку оценка внутреннего состояния трансформатора тепловизором осуществляется путем измерения 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 рассеяния;

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

- контакты переключателей РПН.

Условия теплопередачи, характер распределения температур в трансформаторах различного конструктивного исполнения весьма подробно освещены в технической литературе.

Применительно к наиболее распространенной конструкции трансформаторов с естественной циркуляцией масла (системы охлаждения М и Д) характер изменения температуры по высоте трансформатора и в горизонтальном сечении приведен на рис.3-3 (Л.6).

Рис.3-3. Изменение температуры по высоте трансформатора и в горизонтальном направлении:

а - изменения температуры по высоте; б - распределение температуры в горизонтальном сечении;

1 - температура масла; 2 - температура стенок бака; 3 - температура обмотки; 4 - температура магнитопровода; 5 - магнитопровод; 6 - обмотка НН; 7 - обмотка ВН; 8 - стенка бака; 9 - масло; 10 - воздух

Системы охлаждения трансформатора:

а - типа М; б - типа Д; в - типа ДЦ;

1 - выемная часть; 2 - бак; 3 - охлаждающая поверхность; 4 - коллектор; 5 - трубки радиаторов; 6 - бессальниковый насос; 7 - радиаторы, 8 - электровентиляторы

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.

В соответствии с п.5.3.12 ПТЭ (Л.7) температура верхних слоев масла при номинальной нагрузке должна быть не выше:

- у трансформаторов и реакторов с охлаждением ДЦ - 75 °С;

- с естественным масляным охлаждением М и охлаждением Д - 95 °С;

- у трансформаторов с охлаждением Ц - 70 °С (на входе в маслоохладитель).

Согласно (Л.8) в трансформаторах с системами охлаждения М и Д разность между максимальной и минимальной температурами по высоте трансформатора составляет 20-35 °С. Перепад температур масла по высоте бака в трансформаторах с системами охлаждения ДЦ и Ц находится в пределах 4-8 °С.

Однако, несмотря на такое выравнивание температур масла по высоте бака, теплоотдача от обмоток все же осуществляется путем естественной конвекции масла.

Это означает, что температура катушек в верхней части обмоток будет значительно выше, чем в нижней.

Таким образом, если в трансформаторах с естественной циркуляцией масла температура верхних слоев масла и температура в верхних каналах обмотки примерно одинаковы, то в трансформаторах с принудительной циркуляцией масла в баке будет иметь место значительный перепад между температурой масла в верхних каналах обмоток и температурой верхних слоев масла в баке.

Таким образом, в трансформаторах с естественной и принудительной циркуляцией масла наиболее нагретыми являются верхние катушки обмоток, изоляция которых стареет быстрее, чем нижних катушек.

В (Л.8) отмечается, что при оценке нагрева масла в трансформаторах следует считаться с возможностью застоя верхних слоев масла и его повышенных нагревов, если расстояние между крышкой бака и патрубками радиаторов или охладителей велико (больше 200-300 мм).

Так, при исполнении крышки "гробиком" температура масла под верхней частью крышки может превышать температуру масла на уровне верхних патрубков охладителей примерно на 10 °С.

Приведенные выше параметры температур для отдельных конструкций трансформаторов характерны для установившегося режима работы. При проведении ИК-диагностики трансформаторов необходимо считаться с тем, что постоянная времени обмоток относительно масла различных исполнений трансформаторов находится в пределах 4-7 мин, а постоянные времени всего трансформатора - в пределах 1,5-4,5 ч.

Установившийся тепловой режим трансформатора по обмоткам наступает через 20-30 мин, а по маслу через 10-20 ч.

С учетом рассмотренных выше температурных режимов работы трансформаторов ниже сделана попытка определить условия оценки их состояния при проведении ИК-диагностики.