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.