Книга рассчитана на подготовленного читателя, знакомого с теорией трансформаторов, конструкцией высоковольтных трансформаторов, а также со стандартами, регламентирующими основные требования к трансформаторам и, в первую очередь, с гост 11677-85 «Силовые трансформаторы.

Скачать 1.39 Mb.

Название	Книга рассчитана на подготовленного читателя, знакомого с теорией трансформаторов, конструкцией высоковольтных трансформаторов, а также со стандартами, регламентирующими основные требования к трансформаторам и, в первую очередь, с гост 11677-85 «Силовые трансформаторы.
страница	9/11
Тип	Книга

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Книга

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

3.6. Тепловизионное обследование
Тепловизионные системы завоевали прочное положение в инспекционном контроле электрооборудования под рабочим напряжением. Все шире начинают использоваться методы и аппаратура для контроля частичных разрядов на силовых и измерительных трансформаторах, электродвигателях и генераторах. Оптические методы и аппаратура занимают особое место при контроле электроразрядных и тепловых процессов, благодаря дистанционности и оперативности процесса измерения, а также высокой информативной способности.

Тепловизор — это оптико-электронный прибор, предназначенный для визуального наблюдения за распределением температуры по поверхности наблюдаемого объекта. При этом градиент температуры на дисплее тепловизора отображается изменением цвета, а каждому значению температуры соответствует определенный цвет участка изображения. Точность распознавания современных тепловизоров промышленного назначения достигает 0,1 градуса.

Применение тепловизионной диагностики основано на том, что некоторые виды дефектов высоковольтного оборудования вызывают изменение температуры дефектных элементов и, как следствие, изменение интенсивности инфракрасного излучения, которое может быть зарегистрировано тепловизионными приборами. Важно, чтобы измерялось собственное излучение обследуемого объекта, которое связано с наличием и степенью развития дефекта.

При проведении диагностики необходимо учитывать коэффициент излучения поверхности обследуемого объекта и угол между осью тепловизионного приемника и нормалью к излучающей поверхности объекта. При проведении измерений однотипных предметов необходимо располагать тепловизионный приемник на одинаковом расстоянии и под одинаковым углом к оптической оси к поверхности объекта.

Обнаруживая более нагретые зоны, необходимо прежде всего оценить, не является ли это следствием разницы в коэффициентах излучения, не связано ли это с наличием отверстий или расположенных под углом плоскостей.

Наличие дефекта выявляется сравнением температуры аналогичных участков поверхности аппаратов, работающих в одинаковых условиях нагрева и охлаждения. Характер и степень развития большинства дефектов могут быть установлены только после дополнительных измерений и анализов, позволяющих оценить состояние каждой из тепловыделяющих конструкционных частей аппарата в отдельности.

Обследованное электрооборудование:

все типы контактных соединений ошиновки открытых распределительных устройств, присоединений к линейным выводам аппаратов, разъемные контактные соединения разъединителей, внутренние контактные соединения камер воздушных и маломасляных выключателей;
изоляторы экранированных токопроводов генераторного напряжения, шинных мостов автотрансформаторов и трансформаторов, опорные металлические конструкции шинных мостов;
подвесные и опорные фарфоровые изоляторы;
баки, вводы и системы охлаждения силовых трансформаторов;
вводы масляных выключателей и проходные вводы;
вентильные разрядники и ограничители перенапряжений (ОПН);
измерительные трансформаторы тока;
измерительные трансформаторы напряжения - электромагнитные и емкостные;
конденсаторы связи;
высокочастотные заградители.

В качестве примера на рис. 3.10 приведены термограммы дефектных контактных соединений. Очевидна эффективность и наглядность дистанционного тепловизионного метода. Обследование проводится без отключения оборудования.


ВЧ-заградитель 110 кВ. Дефектный верхний контакт.	Разъединитель 110 кВ. Дефектный контакт «нож-губка».

Рис. 3.10. Термограммы дефектных контактных соединений
Тепловизионная диагностика позволяет решать такие задачи:

массовое обследование огромного объема электрооборудования одной бригадой из трех человек с одной тепловизионной камерой за период подготовки энергетических объектов к осенне-зимнему максимуму нагрузки;
выявление значительного количества аппаратов, находящихся в предаварийном состоянии (дефектные контактные соединения, трансформаторы тока, конденсаторы связи, вентильные разрядники и ОПН);
выявление таких дефектов, которые не могут быть выявлены никакими другими методами, например, местный перегрев конструктивных элементов баков силовых трансформаторов, нагрев соединительных болтов в поддерживающих металлических конструкциях шинопроводов или перегрузки отдельных элементов вентильных разрядников 110 кВ и выше.

3.7. Диагностика состояния посредством измерения характеристик масла
Измерение характеристик масла позволяет контролировать режим работы трансформатора и его состояние. Кроме того, само масло является важным элементом трансформатора, требующим контроля его свойств.

Характеристики масла удобнее представлять и оценивать в виде отдельных групп, отражающих функциональные особенности масла (табл. 3.7.).

Идентификация масла представляет практический интерес, поскольку масла разных типов отличаются стабильностью к окислению, безопасностью, растворяющей способностью и совместимостью с другими материалами, коррозионными свойствами серы, тенденцией к газовыделению, в том числе при воздействии рабочей температуры трансформатора, растворимостью воды и газов.
Таблица 3.7. Классификация диагностических характеристик масла

Цель измерения

Измеряемые характеристики

Идентификация масла

Оценка старения

Определение электрической прочности

Оценка деградации

Структурно-групповой состав; количество и состав полиароматики; плотность и ее температурный коэффициент; температура вспышки; коэффициент преломления света; диэлектрическая проницаемость; анилиновая точка; коррозионная сера; содержание серы; содержание ингибитора; стабильность к окислению; газостойкость; содержание полихлордифенилов;
Свободные радикалы; видимая область спектра; кислотное число; число омыления; содержание ингибитора; поверхностное натяжение; продукты старения по ИК-спектру; tgδ; удельное объемное сопротивление; коэффициент полярности; мутность; растворимый осадок; нерастворимый осадок; окись и двуокись углерода; скорость поглощения кислорода; индукционный период старения; скорость выделения летучих кислот после достижения индукционного периода
Растворенная влага; относительная влажность; связанная вода; содержание частиц; идентификация частиц; пробивное напряжение и коэффициент вариации; импульсная прочность; напряжение ЧР ХАРГ; фурановые компоненты; фенолы; растворенные металлы; металлические частицы

При анализе состава масла ограничиваются определением нафтеновых, парафиновых и ароматических углеводородов, а также суммой полиароматических углеводородов.

В странах СНГ используются масла с широким диапазоном содержания ароматики – от 1 – 5 % (ГК) до 20 % (ТКп). В эксплуатации находятся также масла с содержанием ароматики до 40 % (ТАп по ТУ 38.101.281 – 89 абсорбционной очистки Батумского НПЗ).

Высокое содержание ароматики означает высокую растворимость воды в масле, низкую анилиновую точку и, возможно, плохую совместимость, например с резиновыми уплотнениями, а также пониженную стабильность.

В то же время масла с высоким содержанием ароматики при воздействии электрического поля и ионизации поглощают газы (отрицательная тенденция газовыделения) и показывают высокое напряжение возникновения частичных разрядов. Низкое содержание ароматики предполагает низкую газостойкость масла, а именно выделение газа (водорода) при воздействии электрического поля.
Основные показатели качества трансформаторного масла
В процессе эксплуатации маслонаполненного оборудования залитое в него масло под действием различных факторов изменяет свои химические и электрофизические свойства, что обычно определяют понятием "старение". В результате старения ухудшаются электроизоляционные свойства масла, продукты старения масла в виде осадка накапливаются на активных частях оборудования (обмотки и магнитопроводы), затрудняя отвод тепла от них, ускоряя старение целлюлозной изоляции и ухудшая ее электроизоляционные свойства. Главным фактором, обусловливающим старение масла, являются окислительные превращения входящих в его состав углеводородов, смолистых и сернистых продуктов. Комплекс показателей, характеризующих качество масла, в отечественной практике принято подразделять на "сокращенный" и "полный" анализ. В объем сокращенного анализа входит определение следующих показателей качества масла:

Электрическая прочность (пробивное напряжение в стандартном маслопробойнике) - важнейшая характеристика для оценки работоспособности изоляции. Чистое трансформаторное масло, свободное от воды я других примесей, обладает очень высокой электрической прочностью. Наличие в масле очень небольших количеств влаги и различных примесей резко снижает его электрическую прочность.
Кислотное число - количество миллиграммов едкого калия, необходимого для нейтрализации всех свободных кислот, содержащихся в 1 грамме масла. Оно характеризует степень окисления масла под воздействием эксплуатационных факторов.
Содержание водорастворимых кислот (реакция водной вытяжки) - анализ проводится для определения наличия в масле низкомолекулярных кислот, наиболее агрессивных, вызывающих коррозию металлов и старение изоляции. Наличие низкомолекулярных кислот свидетельствует о достаточно глубоком разложении масла. Низкомолекулярные кислоты растворяются в воде и их определение проводят титрованием водной вытяжки из масла. (Количество миллиграммов едкого калия, необходимого для нейтрализации водорастворимых кислот, содержащихся в 1 грамме масла.)
Температура вспышки в закрытом тигле — температура, при которой пары масла, нагреваемого в закрытом сосуде, образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Температура вспышки характеризует наличие в масле летучих веществ и легких фракций нефти. При нормальной работе оборудования температура вспышки может постепенно возрастать из-за улетучивания легких фракций, а ее снижение обусловлено, как правило, попаданием в масло бензина или другого легковоспламеняющегося вещества вследствие ошибок персонала. Температура вспышки может снижаться при развитии внутри оборудования крекинг-процессов, обусловленных повреждениями, вызывающими местный нагрев и разложение масла (повреждение контактов, "пожар" в железе, короткозамкнутые витки и т.п.).
Наличие механических примесей и свободной воды (визуально). Появление примесей в столь больших количествах свидетельствует о грубых дефектах, связанных с наличием мест истираний внутри оборудования. Появление свободной воды указывает, как правило, на нарушение герметичности оборудования.
Цвет масла - свежее масло имеет, как правило, светло-желтый цвет, а его темный цвет указывает на недостаточно хорошую очистку или загрязнение масла при транспортировке. Потемнение масла в процессе эксплуатации может служить для ориентировочной оценки степени его старения или возможного перегрева.

Считается, что при нормальной работе оборудования, когда показатели качества масла далеки от предельно допустимых значений и нет ухудшения характеристик твердой изоляции, сокращенного анализа достаточно для оперативной оценки состояния масла и краткосрочного прогнозирования срока его службы.

Полный анализ масла кроме определения показателей сокращенного анализа включает определение следующих характеристик:

Тангенс угла диэлектрических потерь масла. Как правило, измерения проводятся при температуре 90 °С, а по необходимости при нескольких значениях температуры (например, 20, 50 и 70 °С). При частоте 50 Гц tgδ масла практически определяется только проводимостью, т.е. на изменение tgδ масла главным образом влияют загрязнения, повышающие его электропроводность. К таким веществам относятся коллоидные образования, растворимые металлоорганические соединения (мыла), смолистые вещества, которые образуются при старении масла в результате реакций окислительной конденсации и полимеризации. Определение tgδ позволяет выявлять изменения свойств масла даже при очень малой степени загрязнения, которые не могут быть определены химическими методами. Кроме этого, по характеру температурной зависимости tgδ можно оценить вид загрязнения.
Количественное содержание механических примесей. При анализе определяется количество частиц и распределение их по размерным диапазонам. Эта сведения позволяют более точно оценить степень опасности загрязнения масла.
Количественное содержание воды. Анализ дозволяет более точно оценить и прогнозировать диэлектрические свойства масла. Вода в масле может находиться в следующих основных состояниях: связанная, растворенная, эмульгированная, свободная, осажденная. Связанная вода находится в масле в сольватированной форме. Содержание связанной воды определяется фракционным составом масла и примесей, которые остаются в масле при его изготовлении или образуются в результате старения масла. Растворенная вода представляет собой истинный раствор, т.е. молекулы воды располагаются между молекулами масла. Растворимость воды в масле очень мала и составляет при обычных условиях 15-30 г/т. Главными факторами, от которых зависит растворимость воды в масле, являются: температура масла, исходный химический состав масла, степень старения масла. Чем выше температура масла, тем больше воды растворяется в нем. При снижении температуры масла растворимость воды снижается и освободившиеся молекулы воды сливаются в мельчайшие (от единиц до десятков микрон) капли, образуя эмульсию. Появление эмульгированной воды приводит к резкому ухудшению диэлектрических свойств масла и в первую очередь к снижению электрической прочности изоляционной конструкции в целом. По мере увеличения количества водной эмульсии мелкие капли воды сливаются в более крупные, которые под действием силы тяжести опускаются на дно аппарата, так как удельный вес воды больше, чем удельный вес масла. Возможно также прямое попадание воды внутрь оборудования при нарушении герметичности. Свободная вода, осевшая на дне, не представляет прямой угрозы снижения электрической прочности масла, но недопустима, так как при определенных условиях может перейти в растворимое состояние либо в находящиеся по близости изоляционные материалы. Общее газосодержание масла. При анализе определяется количество растворенного в масле воздуха (кислород и азот), что актуально для герметизированного оборудования, которое заполняется дегазированным маслом для замедления процессов окисления масла и старения изоляции. Повышенное газосодержание свидетельствует о нарушении герметизирующих узлов защиты масла. Наличие растворенного шлама (потенциального осадка). Определяется наличие растворенных в масле продуктов глубокого старения, которые в дальнейшем способны выпадать в виде осадка на элементах активных частей электрооборудования. Обладая высокой агрессивностью и плохой теплопроводностью, продукты старения, выпадающие в осадок, в первую очередь оказывают негативное влияние иа целлюлозную изоляцию.
Содержание антиокислителъной присадки. Для резкого замедления окислительных процессов в масле в период эксплуатации на стадии изготовления в масло вводится антиокислительная присадка (АГИДОЛ-1 или ИОНОЛ). Со временем под действием окислительных процессов содержание присадки в масле снижается, что характеризует остаточный срок службы масла. При снижении содержания присадки до критического уровня ее антиокислительные свойства утрачиваются и, более того, она может стать катализатором окислительных процессов в масле.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

	Инструкция по эксплуатации трансформаторов рд 34. 46. 501 Требования Инструкции распространяются на силовые трансформаторы (отечественные и импортные) и автотрансформаторы, регулировочные...		Обслуживание силовых трансформаторов Предисловие Силовые трансформаторы широко распространены и используются в различных отраслях народного хозяйства
	Российской Федерации Руководящий нормативный документ типовая технологическая... Инструкция предназначена для персонала электростанций, предприятий электрических сетей, ремонтных предприятий и организаций Минэнерго...		Российской Федерации Руководящий нормативный документ типовая технологическая... Инструкция предназначена для персонала электростанций, предприятий электрических сетей, ремонтных предприятий и организаций Минэнерго...
	Типовая технологическая карта монтаж силовых трансформаторов с естественным... Елены инструкцией "Транспортирование, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию силовых трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно...		Тепловизионный контроль силовых трансформаторов и высоковольтных вводов Тепловизионный контроль силовых трансформаторов и высоковольтных вводов. Методические указания. 2000г с. 12
	Инструкция по проверке трансформаторов напряжения В инструкции приведены программа и методы проверки трансформаторов напряжения (ТВ) и их вторичных цепей. Даны основные сведения о...		Руководящий документ трансформаторы силовые РД) распространяется на силовые масляные трансформаторы, автотрансформаторы и реакторы (в дальнейшем именуемые трансформаторами)...
	Трансформаторы силовые сухие серии тсн, тсзн Трансформаторы силовые сухие серии тс(З)Н с обмотками, изготовленными из проводов с изоляцией «nomex» класса нагревостойкости н (180...		Учебного курса, содержание лекции Проверка силовых трансформаторов перед включением в работу Способы сушки изоляции трансформаторов
	С. Д. Лизунов сушка и дегазация трансформаторов высокого напряжения В предлагаемом обзоре зарубежной литературы последних лет рассматриваются вопросы сушки и вакуумной обработки изоляции трансформаторов...		Инструкция по монтажу и эксплуатации сухих трансформаторов с литой... Сухие распределительные трансформаторы ctr производятся в соответствии с E2 – C2 – F1, une-21. 538, une-20. 178y cenelec hd-464
	Инструкция по эксплуатации трансформаторов дата введения 2012-03-02 Гост 5-2001, правила построения, изложения, оформления и обозначения национальных стандартов Российской Федерации, общие требования...		Межгосударственный стандарт трансформаторы напряжения измерительные лабораторные Разработан открытым Акционерным Обществом «Свердловский завод трансформаторов тока»
	Контроль за состоянием трансформаторов Различное назначение, нередко связанное с различиями в конструкции, разнообразные условия работы и другие особенности требуют различного...		Межгосударственный стандарт трансформаторы тока измерительные лабораторные Разработан открытым Акционерным Обществом «Свердловский завод трансформаторов тока»

Похожие: