ДИАГНОСТИКА НА СЪСТОЯНИЕТО НА СИЛОВИ ТРАНСФОРМАТОРИ, АВТОТРАНСФОРМАТОРИ, МАСЛОНИ РЕАКТОРИ С ИЗПОЛЗВАНЕ

Артьом Пушкин преди 2 години Преглеждания:

1 УДК А.В. ВОРОНОВ, студент гр. EOTb-13-2 (TIU) M.O. ДОЛИНИН, студент гр. EOTb-13-2 (TIU) K.A. ПОРШНЕВА, студент гр. EOTb-13-2 (TIU) I.Z. ХИСМАТУЛИНА, студент гр. EOTb-13-2 (TIU) Супервайзер A.A. Венгеров, ст.н.с "ТУР", Тюмен ДИАГНОСТИКА НА СЪСТОЯНИЕТО НА СИЛОВИТЕ ТРАНСФОРМАТОРИ, АВТОТРАНСФОРМАТОРИ, МАСЛОНИ РЕАКТОРИ С ПОМОЩТА НА ИНФРАЧЕРВЕНА ТЕХНОЛОГИЯ Оценката на действителното състояние на силовото електрическо оборудване въз основа на резултатите от диагностичните измервания е много сложна и неотложна задача. Значителна част от електрообзавеждането на гари, подстанции, преносни и разпределителни системи е с изчерпан ресурс, но продължава да се използва, тъй като са необходими големи финансови средства за подмяната му. В тази връзка разходите за провеждане на цялостни прегледи и диагностика нарастват всяка година. През последните десетилетия широко разпространени са методите за наблюдение на параметрите на силови трансформатори под работно напрежение. Методите за непрекъснато наблюдение и измерваните "онлайн" параметри на силови трансформатори, които могат да бъдат внедрени в системи за наблюдение, включват контрол на стойността tgδ на изолацията на втулката; измерване на температурата на горните слоеве масло, ток на натоварване, напрежение от PIN втулки, налягане на маслото във втулката, съдържание на влага в маслото, съдържание на газове, разтворени в масло, с помощта на специални сензори; измерване на нивото на вибрациите, за да се оцени състоянието на пресованите намотки, състоянието на магнитната верига, охладителната система; мониторинг на нивото на частични разряди (PD) в изолацията на втулки и намотки и др. Горните методи имат различнистепен на надеждност и информативност. Методът за термовизионен контрол с помощта на инфрачервени диагностични инструменти и хроматографски анализ на газове, разтворени в трансформаторно масло (CAOG), извършени в съответствие с указанията "Обхват и стандарти за изпитване на електрическо оборудване" (ONIE), позволяват да се идентифицират редица различни дефекти в електрическо оборудване с високо напрежение (EO). Термичното изображение и неговото приложение за контрол на състоянието на електрическото оборудване е известно от няколко десетилетия [1]. Както знаете, материята непрекъснато излъчва и поглъща електромагнитно излъчване. Процесът на излъчване е свързан с възбуждането на молекулите

2 вътре в веществото, което води до радиационни преходи на електрони. Освободената енергия се отвежда от фотони на електромагнитното поле. Радиационният спектър е произволно разделен на области въз основа на функционалните характеристики на източниците или приемниците на радиация. Диапазонът на инфрачервените вълни се намира между видимия и радио диапазона и заема площ от 0,75 до 750 микрона. Широкото използване на инфрачервения обхват на дължината на вълната в съвременната наука и технологии започва през втората половина на 20-ти век след създаването на ефективни инфрачервени приемници за областта на дължината на вълната 2-14 μm. Използването на инфрачервено лъчение има своите ограничения. Те се дължат главно на факта, че за разлика от радиовълните, инфрачервеното лъчение претърпява значително затихване поради поглъщане и разсейване. Разсейването на инфрачервеното лъчение възниква върху частици прах и бикове, суспендирани в атмосферата. Атмосферните газове (водна пара и въглероден диоксид) абсорбират инфрачервеното лъчение в някои области на спектъра. Принципът на работа на ИКТ устройствата се основава на преобразуването на инфрачервеното лъчение на телата, към което човешкото око е нечувствително, във видимо лъчение. Спектралния състав и интензивността на излъчване на всеки обект вIR областите на спектъра се определят от неговата температура и излъчвателна способност. За откриване на инфрачервено лъчение в ИКТ устройствата се използват различни видове приемници: термични, фотоелектрически и др. По своята конструкция и принцип на действие повечето ИКТ устройства са оптоелектронни и оптико-механични устройства. ИКТ устройствата според принципа на работа могат да бъдат разделени на пасивни и активни [2]. Термовизионният контрол е едно от основните направления в развитието на високоефективна система за техническа диагностика, която осигурява възможност за наблюдение на топлинното състояние на оборудването и конструкциите, без да ги извежда от експлоатация, идентифициране на дефекти на ранен етап на развитие, намаляване на разходите за технически преглед чрез прогнозиране на времето и обема на ремонтните работи. Извършва се термовизионен контрол за определяне на термичното състояние на разединители, токови трансформатори (CT) и напрежение (VT), отводители и ограничители на пренапрежение (SP), съединителни кондензатори, маслени и въздушни прекъсвачи, разпределителни шини (RU), качеството на запояване на статорните намотки на турбогенераторите по време на ремонтни работи, високоволтови втулки на силови трансформатори, охладителни системи на трансформатори, електродвигатели, генератори и др. Състоянието на хим. неи и газопроводи в топлоелектрически централи, откриване на входове за студен въздух и др. Термовизионният контрол, приложен към силови трансформатори, е спомагателен диагностичен метод, който осигурява, наред с традиционните методи (намерението за изолация

3 характеристики, ток на празен ход, хроматографски анализ на състава на консерви в масло и др.) получаване на допълнителна информация за състоянието на обекта. Опит в провеждането на IR диатостика на мощносттатрансформатори показаха, че с помощта е възможно да се идентифицират следните неизправности: появата на разсеяни магнитни полета в трансформатора поради нарушаване на изолацията на отделни елементи на силовата верига (конзоли, шипове и др.); неизправност на охладителните системи (маслени помпи, филтри, вентилатори и др.) и оценка на тяхната ефективност; промяна във вътрешната циркулация на маслото в резервоара на трансформатора (образуване на застоял 3011) в резултат на образуване на шлака, грешни изчисления на дизайна, подуване или изместване на изолацията на намотката (особено за трансформатори с дълъг експлоатационен живот); подгряване на вътрешни контактни връзки на намотки НН с трансформаторни изводи; завъртете късо съединение в намотките на вградени КТ; влошаване на контактната система на някои версии на стъпалния превключвател и др. Определяне на местоположението на дефектите в магнитните вериги на трансформаторите. Както е известно, състоянието на магнитните вериги се оценява много ефективно от резултатите от хроматографски анализ на състава на IBOS в масло. Видът на дефекта се определя от състава и съдържанието на газове в маслото. Ако има повреда в магнитната верига на трансформатора поради прегряване, основните газове при анализа на газове, разтворени в масло, са етилен (C2H4) или ацетилен (C2H2), когато маслото се нагрява. Характерни ази: водород (H2), метан (CH4) и етан (C2H6). Образуването на тези газове в маслото може да се дължи на: нарушаване на изолацията на свързващи пръти, греди на ярем, амортисьори, притискащи пръстени, локално нагряване от магнитни разсеяни полета в греди на ярем, бандажи, притискащи пръстени, неправилно заземяване на магнитната верига и др.магнитопровод, а при наличие на фабрична технологична документация стеснява мястото за търсене на дефект. Определяне на вътрешни дефекти на намотката. Експериментите, проведени върху модели, показват, че в редица случаи инфрачервеният контрол може да разкрие локално нагряване в резервоара на трансформатора, свързано с локално прегряване на отделните намотки на намотките; прегряване на контактните връзки на намотките; образуването на застояли маслени зони, причинени от подуване на хартиената изолация на намотките, образуване на утайки или грешни изчисления на конструкцията.

4 Прегряването на бобините (обикновено екстремни) се причинява от наличието на разсеяни полета в трансформаторите, в зависимост от номиналната мощност на трансформатора, загубите от които достигат % от основните загуби. Определяне на работоспособността на устройствата на системата за охлаждане на трансформатора. Вземането на термограми на устройствата на охладителната система на трансформатора (вентилатори, маслени помпи, филтри, трансформаторни радиатори с естествена циркулация на маслото и др.) Ви позволява да оцените тяхната производителност и, ако е необходимо, да вземете бързи мерки за отстраняване на неизправности. Маслени помпи. Температурата на нагряване на повърхността на корпуса на маслената помпа и тръбопроводите на работния трансформатор е почти еднаква. Ако възникне неизправност в маслената помпа (триене на работното колело, верига на намотката в намотката на двигателя и т.н.), температурата на повърхността на корпуса на маслената помпа трябва да се повиши и да надвиши температурата на повърхността на маслопровода. Духайте вентилатори. Оценката на топлинното състояние на двигателите на вентилаторите се извършва чрез сравняване на измерените температури на нагряване. Причините за увеличаване на нагряването на електродвигателите могат да бъдат: неизправност на търкалящите лагери, неправилно избран ъгъл на атака на работното колело на вентилатора, късо съединение в намоткатаелектродвигател и др. Термосифонни филтри (ТФ). С IR контрол можете да прецените работата на термосифонните филтри на трансформаторите. Както знаете, TF е предназначен за непрекъсната регенерация на масло по време на работа на трансформатора. Движението на маслото през филтъра с адсорбент става под действието на същите сили, които осигуряват движението на маслото през охлаждащи радиатори, т.е. поради разликата в плътността между горещо и студено масло. Термосифонният филтър е свързан паралелно с тръбите на радиатора на охладителната система, поради което за работещ филтър температурите на входа и изхода, ако трансформаторът е натоварен, трябва да се различават една от друга. В регулиран филтър ще има постепенно повишаване на температурата по височината му. Превключващите устройства от серията RNT и други подобни, вградени в трансформатори, се състоят от превключвател и реактор, разположен в долната част на трансформатора, както и контактор. Контакторът на превключващото устройство е разположен в отделен корпус, разположен на стената на резервоара на трансформатора и напълнен с масло. Проследяването на състоянието на контактите на превключвателя, поради дълбокото му разположение в резервоара на трансформатора, е много проблематично. При прегряване на контактите на контактора, поради малкия обем масло, излято в него, се получава локално нагряване на стените на резервоара на контактора.

5 Радиатор. Неизправност на вентила на плоския радиатор или неправилното му затваряне води до блокиране на потока масло през радиатора. В този случай температурата на тръбите на радиатора е значително по-ниска от тази на работещ радиатор. С течение на времето повърхностите на радиаторните тръби са изложени на ръжда, продуктите от разлагането на маслото и хартията се утаяват върху тях, което понякога води до намаляване на напречното сечение на масления поток или пълното му спиране. Тръбите с подобни отклонения са по-студениостатъка. Температурен сензор. Почти единственият критерий за оценка на ефективността на работата на охладителната система е температурата на горните слоеве на трансформаторното масло, измерена с помощта на термометри или термометрични сигнализатори с електрически контактен манометър или дистанционни съпротивителни термометри, монтирани в джобове (втулки) на капака на резервоара. Контролът на температурата на маслото в тези случаи може да бъде свързан със значителни грешки, които се дължат на инструменталната точност на измерване, местоположението на втулката и други фактори. Следователно, по време на термографско изследване на трансформатор, също е необходимо да се сравнят температурните стойности на капака на резервоара, измерени от термокамера, с данните от температурния сензор. Използвана литература: 1. Хренников А.Ю., Еганов А.Ф., Смолин А.Ю., Щербаков В.В., Языков С.А. Термовизионен контрол на генератори и импулсна дефектоскопия на силови трансформатори. Електрически станции, 8, Бажанов С. А. Инфрачервена диагностика на електрическо оборудване на разпределителни устройства. М.: НТФ Енергопрогрес, стр.; аз ще. [Библиотека по електротехника, приложение към сп. Енергетик"; Брой 4 (16)].