В. Красник - Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств
Заполнение маслом вводов негерметичного исполнения обеспечивается маслораспределителями, снабженными маслоуказателями и устройствами защиты масла от увлажнения и загрязнения.
В герметичных вводах конденсаторного типа, постоянно находящихся под избыточным давлением, компенсация температурных изменений объема масла осуществляется с помощью компенсирующих устройств — герметически запаянных сильфонов, заполненных азотом, которые размещают в расширителях или в баках давления.
При осмотре маслонаполненных вводов проверяют:
уровень масла во вводе по маслоуказателю расширителя. При температуре окружающего воздуха 20 °C уровень масла должен находиться на половине высоты маслоуказателя;
состояние и цвет силикателя в воздухоочистительном фильтре; давление масла в герметичных вводах;
отсутствие течей масла в местах соединений фарфоровых покрышек с соединительной втулкой, а также в соединениях отдельных деталей в верхней части ввода;
отсутствие загрязнений поверхности, трещин и сколов фарфора;
состояние фланцев и резиновых уплотнений;
отсутствие потрескиваний и звуков разряда;
отсутствие нагрева контактных соединений.
За изоляцией вводов должен осуществляться контроль.
Вводы конденсаторного типа с бумажно-масляной изоляцией заполняются малым количеством масла и имеют повышенные градиенты электрического поля. Поэтому наиболее часто причинами повреждения вводов являются тепловые пробои бумажной изоляции.
Для выявления повреждений внутренней изоляции вводов применяют устройства контроля изоляции вводов (КИВ). Особенно важно их использование для непрерывного контроля трансформаторных вводов напряжением 500 кВ и выше.
Принципиальная схема КИВ показана на рис. 2.3.
Действие КИВ основано на измерении суммы емкостных токов первой гармоники вводов трех фаз. При равенстве емкостей вводов и фазных напряжений в нулевом проводе звезды сумма емкостных токов равна (близка) нулю. Практически у ввода 500 кВ емкостный ток равен 100 мА, а небаланс суммы емкостных токов трех фаз составляет всего 3–5 мА. При нарушении изоляции одного из вводов ток небаланса резко возрастает.
Устройство включает в себя суммирующий емкостные токи и обеспечивающий безопасность работы устройства в случае пробоя трансформатор 4 и блок 5, содержащий измерительный, сигнальный и отключающий каналы, а также канал блокировки. Получаемый от суммирующего трансформатора 4 сигнал преобразуется в схеме блока 5 и поступает на измерительный прибор с двумя диапазонами измерений (0-20 и 0-100 мА) и на входы оперативных каналов устройства.
В зависимости от тока небаланса КИВ срабатывает на сигнал при токе выше 7 % номинального тока ввода, а на отключение трансформатора — при токе выше 25 % номинального тока ввода, и мгновенно блокируется при токе, превышающем 70 % номинального емкостного тока ввода. Блокировка предотвращает ложное срабатывание на отключение при повреждениях в цепях суммирующего трансформатора и вводов. В этом случае КИВ отключают, выясняют и устраняют причину повреждения.
Срабатывание сигнального канала, который считается главным в устройстве, указывает на прогрессирующее повреждение изоляции ввода. При срабатывании КИВ на сигнал необходимо измерить небаланс тока. Если он превышает установленное значение, то измерением емкостного тока каждого ввода определяют неисправный. Результаты замеров фиксируют в оперативном журнале и решают вопрос об отключении трансформатора для испытания ввода.
Ток небаланса вводов в процессе эксплуатации постоянно контролируется по прибору не менее 1 раза в смену.
Маслонаполненные вводы имеют низкую эксплуатационную надежность. Из-за быстрого старения масла образуется желто-бурый осадок (продукты разложения масла) на внутренней поверхности нижней фарфоровой покрышки ввода. Это приводит к перекрытию изоляции, то есть к повреждению оборудования. Сложная технология ремонта поврежденных маслонаполненных вводов и затраты на ремонт сопоставимы со стоимостью нового ввода.
2.10. Повреждения при работе трансформаторов
В процессе эксплуатации могут возникнуть неполадки в работе трансформаторов, с одними из которых трансформаторы могут длительно оставаться в работе, а при других требуется немедленный вывод их из работы.
Причинами повреждений могут быть неудовлетворительные условия и уровень эксплуатации трансформаторов, их некачественный монтаж и ремонт, износ и старение изоляционных материалов и т. д.
Наиболее типичными повреждениями являются: повреждения изоляции, магнитопроводов, переключающих устройств, отводов от обмоток к переключающим устройствам и вводам, вводов.
Рассмотрим характер и причины возникновения указанных повреждений.
Повреждения изоляции. Причиной повреждения изоляции является, как правило, нарушение ее электрической прочности при увлажнении или при наличии незначительных изъянов. В трансформаторах 220 кВ и выше повреждения возникают вследствие появления так называемого «ползущего разряда», представляющего собой постепенное разрушение изоляции местными разрядами, распространяющимися по поверхности диэлектрика под действием рабочего напряжения. Вследствие этого на поверхности изоляции возникает сетка токопроводящих каналов, что приводит к сокращению изоляционного промежутка и ведет к пробою изоляции с образованием внутри бака интенсивной дуги.
К форсированному тепловому износу витковой изоляции приводит набухание дополнительной изоляции катушек, следствием чего может являться прекращение подачи масла из-за перекрытия масляных каналов.
Механические повреждения витковой изоляции, как правило, происходят при КЗ в сети и недостаточной электродинамической стойкости трансформаторов из-за ослабления усилий запрессовки обмоток.
Повреждения магнитопроводов. Магнитопроводы повреждаются по причине перегрева вследствие разрушения лаковой пленки между листами и спекания листов стали при нарушении изоляции прессующих шпилек, а также при возникновении короткозамкнутых контуров, когда отдельные элементы магнитопровода замыкаются между собой и на бак.
Повреждение переключающих устройств. Повреждения переключающих устройств ПБВ чаще всего происходят из-за нарушения контакта между подвижными контактными кольцами и неподвижными токоведущими стержнями. Ухудшение контакта, в свою очередь, происходит при снижении контактного давления и образования оксидной пленки на контактных поверхностях.
Переключающие устройства РПН являются сложными и требуют тщательной проверки, наладки и проведения контрольных испытаний.
Причинами повреждения РПН являются нарушения в работе контакторов и переключателей, подгорание контактов контакторных устройств, заклинивание механизмов контакторов, потеря механической прочности стальными деталями и бумажно-бакелитовым валом, перекрытие внешнего промежутка защитного разрядника.
Повреждения отводов. Повреждения отводов от обмоток к переключающим устройствам и вводам в основном возникают из-за неудовлетворительного состояния паек контактных соединений, а также из-за приближения гибких отводов к стенкам баков, загрязнения масла механическими примесями, в том числе оксидами и частицами металла из систем охлаждения.
Повреждения вводов. Повреждения вводов 110 кВ и выше связаны, как правило, с увлажнением бумажной основы. Попадание влаги внутрь вводов может иметь место при некачественных уплотнениях или при доливке вводов трансформаторным маслом с пониженной диэлектрической плотностью.
Как правило, причиной повреждения фарфоровых вводов является нагрев контактов в резьбовых соединениях составных токоведущих шпилек или в месте подсоединения наружных шин.
Контроль за состоянием трансформаторов и обнаружение возникающих неисправностей, как правило, осуществляется по анализу газов, растворенных в масле.
Для обнаружения повреждений на ранних стадиях их возникновения, когда выделение газов сравнительно слабое, на практике широко применяют метод хроматографического анализа газов, растворенных в масле.
При повреждениях трансформаторов из-за высокотемпературных нагревов происходит разложение масла и твердой изоляции с последующим образованием легких углеводородов и газов, которые растворяются в масле и накапливаются в газовом реле трансформатора. Период накопления таких газов может быть длительным, а скопившийся газ может существенно отличаться от состава газа, отобранного вблизи места его выделения. Все это затрудняет диагностику повреждения на основе анализа газа, которая может оказаться по этой причине запоздалой.
