Трансформаторные подстанции
Процент распределения повреждений основных элементов трансформаторных подстанций можно представить следующим образом: трансформаторы ‑77%, низковольтные щиты и внутренняя коммутационная аппаратура ‑ 12%, разрядники ‑ 11%.
Характерными неисправностями трансформаторов являются случайные повреждения изоляции, магнитопроводов, обмоток, выводов, переключателей и других элементов.
Основной причиной повреждения проходных изоляторов являются атмосферные и внутренние перенапряжения. Большинство перенапряжений происходит из-за перекрытия изоляции при сырой погоде и попадании влаги через неплотности, из-за конденсации влаги и образования изморози на изоляторах.
Пробой при внутренних перенапряжениях обусловлен в основном витковыми замыканиями высоковольтной обмотки.
Основной причиной повреждения изоляции обмоток трансформатора от перенапряжений является недостаточная импульсная прочность продольной изоляции (междувитковой, междукатушечной) и неудовлетворительным выравнивание импульсных потенциалов вдоль обмоток. Междувитковые замыкания и пробой изоляции обмоток на корпус происходят из-за того, что при заводских испытаниях не полностью учитываются климатические условия в период эксплуатации, а из-за воздействия внешней среды происходит ухудшение изоляции обмоток относительно корпуса.
Зарегистрированы случаи повреждения трансформаторов из-за сильной перегрузки, а также неквалифицированных действий персонала при ликвидации аварий.
Систематические перегрузки сверх допустимых значений приводят к ускоренной потере механической прочности и последующим повреждениям обмоток. В процессе эксплуатации у магнитопровода трансформатора может ослабляться прессовка стали и нарушаться изоляция стяжных болтов.
Другой причиной ускоренного старения изоляции и повреждения трансформаторов является несовершенство защиты на стороне 0,4 кВ. Предохранители и автоматические выключатели при коротких замыкания в ВЛ 0,38 кВ длительно не отключают трансформаторы малых мощностей, что приводит к их повреждениям.
К ускоренному старению изоляции может приводить также длительная эксплуатация трансформатора с температурой масла, превышающей 75°С, когда на поверхности обмоток и магнигопроводов образуется шлам.
Нарушения контактов выводов высокого и низкого напряжения, выводов переключателей, ответвлений и их контактов дают около 15% повреждений. Они связаны с несовершенством конструкции соединений и ошибками эксплуатационного персонала.
Анализ повреждений оборудования комплектных трансформаторных подстанций (КТП) показывает, что независимо от конструкции, времени и условий эксплуатации наибольшее количество повреждений связано с отказами разъединителей 10 кВ и автоматических выключателей, установленных на стороне 0,4 кВ.
Показатели надёжности разъединителей КТП изменяются в широких пределах. Около 90% случаев повреждения разъединителей связано с перекрытием или пробоем при перенапряжениях, разрушением изоляторов при включениях и отключениях, а также нарушением контактов. Перекрытия опорных изоляторов при грозовых перенапряжениях являются основным видом повреждений разъединителей КТП, присоединяемых к ВЛ на деревянных опорах.
По причине повреждения разрядников происходит до 10% всех отключений потребителей ТП. Сельские электрические сети имеют большую протяжённость и малую передаваемую мощность поэтому ток короткого замыкания в них изменяется в пределах 30... 1000 А. В Трубчатые разрядники типа РТ 6 (10) практически не пригодны, так как гасят ток короткого замыкания от 500 А и выше, Вентильные разрядники типа РВИ-10 гасят токи от 70 А и выше, т.е. имеют приемлемые характеристики, но отличаются большой стоимостью.
Условиям работы в сельских распределительных сетях в наибольшей степени отвечают вентильные разрядники РС-10, имеющие более низкие значения отключающих токов.
Анализ надёжности низковольтных щитов и внутренней коммутационной аппаратуры КТП показал, что основной причиной выхода их из строя являются повреждения автоматических выключателей. Отказ их вызывает отключение низковольтных, а в отдельных случаях и высоковольтных линий электропередачи. Повреждениям подвержено до 15% от всех установленных автоматических выключателей.
На ряде КТП установлены автоматические выключатели, не предназначенные для работы в условиях повышенной влажности и широкого диапазона температур. Неудовлетворительное уплотнение дверок в шкафах приводит к загрязнению и ускоренному увлажнению аппаратуры. Пластмассовые детали при увлажнении и высыхании коробятся, в них образуются трещины. Ток. проходящий по влажной пластмассе, разрушает и пластмассу, и контакты. Повреждения автоматических выключателей носят характер пробоя или перекрытия пластмассы. Другими причинами выхода из строя автоматических выключателей являются коррозия деталей и отказы механизма расцепления из-за разрегулировки, а также износ контактов.