Одними из самых главных элементов энергосистемы являются силовые маслонаполненные трансформаторы, а знание о реальном их техническом состоянии позволит повысить надежность энергоснабжения потребителей, сократить расходы на ремонт, а также дать информацию для оценки остаточного ресурса и срока безопасной эксплуатации трансформатора.

Все это становится более актуальным ввиду современной тенденции перехода от планово-предупредительного обслуживания оборудования к обслуживанию по реальному техническому состоянию, что в свою очередь требует использования комплексных и современных подходов к диагностике оборудования.

Комплексная диагностика трансформаторов позволяет:

- получить знания о реальном техническом состоянии трансформатора

- осуществить обнаружение дефектов на ранней стадии развития

- сократить сроки и стоимости ремонтных работ

- осуществить оптимизацию срока службы оборудования

- избежать аварийных отключений

 В программу диагностики входит расширенный комплекс испытаний и диагностических работ, в том числе, со специальными режимами работы трансформатора, позволяющий в полной мере получить информацию о техническом состоянии силового трансформатора. В работе используются современное оборудование и передовые методики диагностики.

 Комплексное диагностическое обследование силовых трансформаторов включает следующие этапы. 

Подготовительный этап 

- Прохождение инструктажей;

- Оформление допуска к работам;

-  Анализ конструкции, характерных повреждений, дефектов и отказов;

-  Анализ режимов работы и особенностей эксплуатации обследуемого оборудования;

- Ознакомление с эксплуатационной документацией, результатами эксплуатационных измерений, испытаний и проверок. 

Проведение изоляционных и электромагнитных измерений 

- Измерение потерь холостого хода при пониженном напряжении;

- Измерение изоляционных характеристик обмоток (tg δ, R60, емкости);

- Измерение изоляционных характеристик высоковольтных вводов (tg δ, R60, емкости);

- Измерение коэффициента трансформации и проверка группы соединения обмоток;

- Измерение сопротивления обмоток постоянному току;

- Измерение сопротивления короткого замыкания Zк трансформатора для основного и дополнительных сочетаний, а также FRSL.

 Для проведения изоляционных и электромагнитных измерений силового трансформатора могут быть использованы или комплексные системы, например STS-5000 (ISA Altanova group) (Гипперссылка: https://www.energoskan.ru/catalog/tovar/sts-5000/), или переносные комплекты приборов (Рис 1.1 и 1.2).

Рисунок 1.1 и 1.2 - Проведение изоляционных и электромагнитных испытаний силового трансформатора

 Проведение специальных измерений и испытаний

 - Внешний осмотр оборудования, вспомогательных систем и узлов;

- Измерение уровня частичных разрядов электрическим методом;

Рисунок 2.1 и 2.2 - Проведение измерений уровня частичных разрядов электрическим методом.

 Методика позволяет определить уровень разрядной активности, вид ЧР (шаблон PRPD), количество источников, спектр, а также статистические параметры Вейдбула.

 -  Измерение частичных разрядов акустическим методом;

  Рисунок 3. - Измерение ЧР акустическим методом. Как правило акустические измерения проводится совместно с электрическим методом и позволяет произвести локализацию ЧР внутри бака силового трансформатора. Акустические датчики последовательно устанавливаются по периметру бака трансформатора и производится измерение.

 -  Измерение влажности твердой изоляции в диапазоне частот методом диэлектрической спектроскопии DFR;

Рисунок 4. Измерение влагосодержанием методом DFR. Даная методика позволяет безразборным способом (математическое моделирование и расчет с помощью программного обеспечения измерительной системы) определить обобщенную влажность твердой изоляции исследуемого участка.

- Измерение изоляционных характеристик по зонам (tg δ, R60, емкости)

 Рисунок 5. - Измерение изоляционных характеристик (дополнительные измерения по дополнительным схемам с применением экранирования).

 -  Измерение абсорбционных характеристик изоляционных участков.

Рисунок 6. - Измерение абсорбционных характеристик (получение информации о состоянии изоляции путем ее заряда и разряда в интервале времени с заданной дискретностью и применением внутреннего и внешнего программного обеспечения).

 -  Проверка механического состояния обмоток в диапазоне частот от 20 Гц до 2 МГц методом SFRA;

 Рисунок 7.1 и 7.2. - Снятие частотной характеристики силового трансформатора (позволяет выявить механические деформации обмоток, их смещения, проблемы с магнитопроводом, смещение отводов и другие дефекты).

 - Динамическое измерение сопротивления обмоток постоянному току при проверке устройства переключение под нагрузкой (РПН) методом DRM;

 Рисунок 8.1 и 8.2 – Проверка РПН методом DRM. Производится на резистивных (быстродействующих) РПН, позволяет выявить дефекты контактной системы, определить состояние токоограничивающих элементов, синхронизацию и д.р.

 - Непосредственное осцилографирования контактора РПН.

  Рисунок 9.1 и 9.2 Осциллографирование контактора РПН. Данная методика может производится дополнительно на резистивных (быстродействующих) РПН для определения их состояния.

 -   Вибрационное обследование бака трансформатора в режиме холостого хода и под нагрузкой;

 Рисунок 10.1 и 10.2 – Вибрационное обследование бака (измерение вибрационных характеристик производится на стеках бака виброанализатором в режиме холостого и под нагрузкой и может выявить проблемы с прессовкой обмоток и магнитопровода).

 - Тепловизионное обследование трансформатора, системы охлаждения, высоковольтных вводов, внешних контактных соединений, разрядников, ОПН, вторичных цепей

 Рисунок 11 Пример тепловизионного обследования силового трансформатора.

 -  Ультрафиолетовое обследования внешней изоляции.

 Рисунок 12. Пример коронного разряда при ультрафиолетовом обследовании ввода фазы В силового трансформатора. Коронный разряд также был зафиксирован при электрическом измерений ЧР силового трансформатора.

 -  Измерение шумовых характеристик силового трансформатора.

Рисунок 13. Измерение шумовых характеристик силового трансформатора

 - Ультразвуковое обследование трансформатора.

 Рисунок 14. Пример дефекта при ультразвуковом обследовании трансформатора

 - Обследование встроенных трансформаторов тока

Рисунок 15. Снятие ВАХ ТТ. Встроенные трансформаторы тока находятся в адаптерах силового трансформатора в общем баке. Для данного обследования может использоваться специализированный прибор ICT-1 (ISA Altanova group), который позволяет произвести все измерения ТТ за одно подключение.

- Отбор проб и анализ масла

 Наша компания предлагает три комплекса по КД трансформаторов, которые различаются по объему специальных испытаний. Так же может быть подобран объем испытаний в каждом конкретном случае под нужды заказчика.

 Тенденция в пользу комплексной диагностики.

Приемосдаточные/эксплуатационные/периодические испытания не дают полной информации о состоянии силовых трансформаторов и диагностируются не все узлы (элементы).

Комплексная диагностика особенно актуальна для:

- трансформаторов, отработавших установленный срок службы, а как известно риск выхода таких трансформаторов из строя из-за внутренних повреждений по статистике возрастает;

- трансформаторов, которые перенесли последствия аварийных режимов на подстанции (короткие замыкания, неполнофазные режимы, перенапряжения, уравнительные токи);

- загруженные трансформаторы - ресурс трансформаторов прежде всего задается состоянием изоляции (степенью полимеризации), а на ее ресурс влияют эксплуатационные (температурный режим) и внутренние факторы (влажность, кислотность);

-  особо ответственные трансформаторы, отключение которых приведет к большим финансовым потерям;

- трансформаторов с отклонениями по нормам хроматографических анализов или результатов ПСИ, особенно когда не получается установить причину несоответствия;

- трансформаторов с дефектами, которые запланированы на производство капитального ремонта;

Выбор организации для проведения КД силовых трансформаторов:

- персонал (технические специалисты имеющие опыт работа)

- дилерские связи с производителями самого передового диагностирующего (испытательного) оборудования такими как Altanova group, Baur и другие.

- наличие полного парка самых передовых испытательных переносных приборов и передвижной электротехнической лаборатории ЭТЛ Scan 3 Энергоскан (ссылка).

- наличие электротехнической лаборатории и лаборатории неразрушающего контроля

- организация  более 10 лет работы в сфере электроэнергетики

Более подробно по каждому виду( этапу) комплексного диагностического обследования силовых трансформаторов можно будет ознакомится в серии статей размещенных на нашем сайте.