Poruchy při provozu výkonových transformátorů

Během provozu není vyloučen výskyt různých typů závad a poruch transformátorů, které v různé míře ovlivňují jejich provoz. U některých poruch mohou transformátory zůstat v provozu po dlouhou dobu, u jiných je nutné je okamžitě vyřadit z provozu. V každém případě je možnost další práce dána povahou škody. Neschopnost personálu, včasné přijetí opatření zaměřených na odstranění někdy drobných závad vedou k nouzovým odstávkám transformátorů.

Příčinou poškození jsou nevyhovující pracovní podmínky, nekvalitní oprava a montáž transformátorů. Vady jednotlivých konstrukčních prvků moderních transformátorů, použití nedostatečné kvality izolační materiály.

Typické je poškození izolace, magnetických obvodů, spínacích zařízení, závitů, olejových a porcelánových pouzder.

Poškození izolace transformátorů

Hlavní izolace je často poškozena v důsledku porušení její elektrické pevnosti, když je mokrá, a také v přítomnosti malých vad. U transformátorů 220 kV a vyšších jsou poruchy spojeny s výskytem tzv. „plíživého výboje“, což je postupná destrukce izolace šířením lokálních výbojů na povrchu dielektrika působením provozního napětí. . Na povrchové izolaci se objeví mřížka vodivých kanálů, zatímco vypočtená izolační mezera se sníží, což vede ke zničení izolace s vytvořením silného oblouku uvnitř nádrže.

Intenzivní tepelné opotřebení izolace cívek je způsobeno bobtnáním dodatečné izolace cívek a s tím souvisejícím zastavením cirkulace oleje v důsledku částečného nebo úplného zablokování olejových kanálků.

K mechanickému poškození izolace cívek často dochází při zkratech ve vnější elektrické síti a nedostatečném elektrodynamickém odporu transformátorů, což je důsledek oslabení snah o lisování vinutí.

Poškození magnetických jader transformátorů

Magnetické obvody jsou poškozeny v důsledku přehřátí v důsledku destrukce lakového filmu mezi plechy a spékání ocelových plechů, v případě porušení izolace lisovacích čepů, v případě zkratu, kdy jednotlivé prvky magnetické okruh se ukáže jako uzavřený vůči sobě navzájem a vůči nádrži .

Porucha spínacích zařízení transformátorů

K poruše spínacích zařízení PMB dochází při přerušení kontaktu mezi pohyblivými sběracími kroužky a stacionárními tyčemi vodičů.Ke zhoršení kontaktu dochází při poklesu kontaktního tlaku a tvorbě oxidového filmu na kontaktních plochách.

Přepínače jsou poměrně složitá zařízení, která vyžadují pečlivé seřízení, kontrolu a speciální testy. Příčinou poruchy zátěžového spínače jsou poruchy činnosti stykačů a spínačů, spálené kontakty stykačových zařízení, zablokování stykačových mechanismů, ztráta mechanické pevnosti ocelových dílů a papír-bakelitová vata Opakované havárie spojené se selháním regulačního cívka vyplývající z překrytí vnější mezery ochranného jiskřiště.

Výpadek odboček od vinutí ke spínacím zařízením a průchodkám je způsoben především nevyhovujícím stavem dávek. kontaktní odkazy, dále přiblížení pružných vývodů ke stěnám nádrží, kontaminaci oleje vodivými mechanickými nečistotami včetně oxidů a kovových částic z chladicích systémů.

Poškození pouzder transformátoru

Porucha průchodek 110 kV a více souvisí především se smáčením papírového podkladu. Pronikání vlhkosti do pouzder je možné při špatné kvalitě těsnění při doplňování pouzder transformátorový olej s nízkou dielektrickou pevností. Všimněte si, že selhání pouzder je zpravidla doprovázeno požáry transformátoru, které způsobují značné škody.

Typickou příčinou selhání porcelánových pouzder je kontaktní ohřev v závitových spojích kompozitních vodivých kolíků nebo v místě připojení vnějších přípojnic.

Ochrana transformátorů před vnitřním poškozením

Transformátory jsou chráněny před vnitřním poškozením reléová ochranná zařízení... Hlavními vysokorychlostními ochranami jsou diferenciální proudová ochrana proti všem typům zkratů ve vinutí a na svorkách transformátoru, plynová ochrana proti zkratům vznikajícím uvnitř nádrže transformátoru a doprovázené uvolněním plynu a {snížením hladiny oleje, přerušení proudu nedochází k časové prodlevě od poruchy transformátoru doprovázené průchodem relativně velkých zkratových proudů.

Všechny ochrany proti vnitřnímu poškození fungují, když jsou vypnuty všechny jističe transformátoru a v rozvodnách vyrobených podle zjednodušených schémat (bez jističů na straně VN) — když je sepnutý zkratový jistič nebo vypnutý jistič elektrického vedení.

Sledování a detekce poškození zdraví transformátorů v nich vznikajících analýzou plynů rozpuštěných v oleji

Pro detekci poruch na transformátorech v co nejranějších stádiích jejich vzniku, kdy může být uvolňování plynu ještě velmi slabé, se v provozní praxi široce využívají při chromatografické analýze plynů rozpuštěných v oleji.

Faktem je, že s rozvíjejícími se poruchami transformátoru způsobenými vysokoteplotním ohřevem se olej a pevná izolace rozkládají za vzniku lehkých uhlovodíků a plynů (s poměrně specifickým složením a koncentrací), které se rozpouštějí v oleji a hromadí se v plynovém relé transformátor. Doba akumulace plynu v relé může být poměrně dlouhá a plyn v něm nahromaděný se může výrazně lišit od složení plynu odebraného v blízkosti místa jeho uvolnění.Diagnostika závad na základě analýzy plynu odebraného z relé je proto obtížná a může být i zpožděná.

Analýza vzorku plynu rozpuštěného v oleji kromě přesnější diagnostiky závady umožňuje sledovat její vývoj před spuštěním plynového relé. A i v případě velkého poškození, kdy se při vypnutí transformátoru aktivuje plynová ochrana, může být porovnání složení plynu odebraného z relé a rozpuštěného v oleji užitečné pro přesnější posouzení závažnosti poškození.

Bylo stanoveno složení a limitní koncentrace plynů rozpuštěných v oleji, transformátory v dobrém stavu as typickými typy poškození. Například při rozkladu oleje působením elektrického oblouku (překrytí ve spínači) se uvolňuje hlavně vodík. Z nenasycených uhlovodíků převažuje acetylen, který je v tomto případě charakteristickým plynem. Oxid uhelnatý a oxid uhličitý jsou přítomny v malých množstvích.

A zde je plyn uvolňovaný při rozkladu ropy a pevná izolace (zavírající se od závitu k závitu ve vinutí) se od plynu vzniklého pouze při rozkladu ropy liší znatelným obsahem oxidu a oxidu uhličitého

Pro diagnostiku poškození transformátorů pravidelně (2x ročně) odebírejte vzorky oleje pro chromatografickou analýzu plynů rozpuštěných v oleji, zatímco pro odběr vzorků oleje se používají lékařské stříkačky.

Odběr vzorků oleje se provádí následovně: na odbočce ventilu určeného k odběru se očistí od nečistot, na odbočku se nasadí pryžová hadice.Kohoutek se otevře a hadice se propláchne olejem z transformátoru, konec hadice se zvedne, aby se odstranily vzduchové bubliny. Na konci hadice je instalována svorka; jehla stříkačky se vstříkne do stěny hadice. Dostaňte olej do stříkačky a pak! olej se vypustí mycí jehlou stříkačky, operace plnění stříkačky olejem se zopakuje, stříkačka naplněná olejem se vstříkne jehlou do pryžové zátky a v této podobě se odešle do laboratoře.

Analýza se provádí v laboratorních podmínkách pomocí chromatografu. Výsledky analýzy jsou porovnány s agregovanými údaji o složení a koncentraci plynů uvolňovaných při různých typech poruch transformátoru a je učiněn závěr o provozuschopnosti transformátoru nebo jeho poruchách a míře nebezpečí těchto poruch.

Podle složení plynů rozpuštěných v oleji lze určit přehřívání vodivých spojů a konstrukčních prvků kostry transformátoru, částečné elektrické výboje v oleji, přehřívání a stárnutí pevné izolace transformátoru.