Неисправности в работе силовых трансформаторов

Во время эксплуатации не исключено возникновение различного рода дефектов и неполадок трансформаторов, в разной степени отражающихся на их работе. С одними неполадками трансформаторы могут длительно оставаться в работе, при других необходим немедленный вывод их из работы. В каждом случае возможность дальнейшей работы определяется характером повреждения. Неоперативность персонала, несвоевременное принятие мер, направленных на устранение порой незначительных дефектов, приводят к аварийным отключениям трансформаторов.

Причины повреждений заключаются в неудовлетворительных условиях эксплуатации, некачественном ремонте и монтаже трансформаторов. Немалую роль играют дефекты отдельных элементов конструкции современных трансформаторов, применение недостаточно высокого качества изоляционных материалов.

Типичными являются повреждения изоляции, магнитопроводов, переклключающих устройств, отводов, маслонаполненных и фарфоровых вводов.

Повреждение изоляции трансформаторов

Главная изоляция часто повреждается из-за нарушения ее электрической прочности при увлажнении, а также при наличии мелких изъянов. В трансформаторах 220 кВ и выше повреждения связывают с появлением так называемого «ползущего разряда», представляющего собой постепенное разрушение изоляции местными разрядами, распространяющимися по поверхности диэлектрика под действием рабочего напряжения. На поверхности изоляции появляется сетка токопроводящих каналов, При этом сокращается расчетный изоляционный промежуток, что и ведет к пробою изоляции с образованием мощной дуги внутри бака.

К интенсивному тепловому износу витковой изоляции приводит набухание дополнительной изоляции катушек и связанное с этим прекращение циркуляции масла из-за частичного или полного перекрытия масляных каналов.

Механические повреждения витковой изоляции нередко происходят при коротких замыканиях во внешней электрической сети и недостаточной электродинамической стойкости трансформаторов, что является результатом ослабления усилий запрессовки обмоток.

Повреждения магнитопроводов трансформаторов

Магнитопроводы повреждаются из-за перегрева вследствие разрушения лаковой пленки между листами и спекания листов стали, при нарушении изоляции прессующих шпилек, при возникновении короткозамкнутых контуров, когда отдельные элементы магнитопровода оказываются замкнутыми между собой и на бак.

Повреждения переключающих устройств трансформаторов

Повреждение переключающих устройств ПБВ происходит при нарушении контакта между подвижными контактными кольцами и неподвижными токоведущими стержнями. Ухудшение контакта происходит при снижении контактного давления и образовании оксидной пленки на контактных поверхностях.

Переключающие устройства РПН являются достаточно сложными устройствами, требующими тщательной наладки, проверки и проведения специальных испытаний. Причинами повреждения РПН являются нарушения в работе контакторов и переключателей, подгары контактов контакторных устройств, заклинивания механизмов контакторов, утрата механической прочности стальными деталями и бумажно-бакелитовым валом. Повторяются аварии, связанные с повреждением регулировочной обмотки в результате перекрытия внешнего промежутка защитного разрядника.

Повреждения отводов от обмоток к переключающим устройствам и вводам вызываются главным образом неудовлетворительным состоянием паек контактных соединений, а также приближением гибких отводов к стенкам баков, загрязнением масла проводящими механическими примесями, в том числе оксидами и частицами металла из систем охлаждения.

Повреждения вводов трансформатора

Повреждения вводов 110 кВ и выше связаны в основном с увлажнением бумажной основы. Попадание влаги внутрь вводов возможно при некачественном выполнении уплотнений, при доливке вводов трансформаторным маслом с пониженной диэлектрической прочностью. Заметим, что повреждения вводов, как правило, сопровождаются пожарами трансформаторов, приносящими значительный ущерб.

Характерной причиной повреждения фарфоровых вводов является нагрев контактов в резьбовых соединениях составных токоведущих шпилек, или в месте подсоединения наружных шин.

Защита трансформаторов от внутренних повреждения

Защита трансформаторов от внутренних повреждений осуществляется устройствами релейной защиты. Основными быстродействующими защитами являются дифференциальная токовая зашита от всех видов коротких замыканий в обмотках и на выводах трансформатора, газовая защита от замыканий, происходящих внутри бака трансформатора и сопровождающихся выделением газа и от <понижения уровня масла, токовая отсечка без выдержки времени от повреждений в трансформаторе, сопровождающихся прохождением сравнительно больших токов короткого замыкания.

Все защиты от внутренних повреждений действуют на отключение всех выключателей трансформатора, а на подстанциях, выполненных по упрощенным схемам (без выключателей со стороны ВН), — на включение короткозамыкателя или на отключение выключателя питающей линии.

Контроль за состоянием трансформаторов и обнаружение возникающих в них повреждений по анализу газов, растворенных в масле

Для обнаружения повреждений трансформаторов на возможно более ранних стадиях их возникновения, когда выделение газа может быть еще очень слабым, в эксплуатационной практике широко пользуются методом хроматографического анализа газов, растворенных в масле.

Дело в том, что при развивающихся повреждениях трансформаторов, вызываемых высокотемпературным нагревом, происходит разложение масла и твердой изоляции с образованием легких углеводородов и газов (вполне определенного состава и концентрации), которые растворяются в масле и накапливаются в газовом реле трансформатора. Период накопления газа в реле может быть достаточно длительным, а скопившийся в нем газ может существенно отличаться от состава газа, отобранного вблизи места его выделения. Поэтому диагностика повреждения на основе анализа газа, отобранного из реле, является затрудненной и может быть даже запоздалой.

Анализ пробы газа, растворенного в масле, помимо более точной диагностики повреждения дает возможность наблюдения за его развитием до срабатывания газового реле. И даже в случае крупных повреждений, когда газовая защита срабатывает на отключение трансформатора, сравнение составов газа, взятого из реле и растворенного в масле, может быть полезным для более правильной оценки серьезности повреждения.

Установлены состав и предельные концентрации газов, растворенных в масле, исправных трансформаторов и при характерных видах повреждений. Так, например, при разложении масла под действием электрической дуги (перекрытие в переключателе) выделяется преимущественно водород. Из непредельных углеводородов преобладает ацетилен, который в данном случае является характерным газом. Оксид и двуоксид углерода присутствуют в незначительных количествах.

А вот газ, вьделяющийся при разложении масла и твердой изоляции (междувитковое замыкание в обмотке), отличается от газа, образующегося при разложении только масла, заметным содержанием оксида и диоксида углерода

В целях более ранней диагностики повреждений из трансформаторов периодически (2 раза в год) отбирают пробы масла для хроматографического анализа газов, растворенных в масле, при этом для отбора проб масла пользуются медицинскими шприцами.

Отбор пробы масла производится следующим образом: очищают от загрязнений патрубок крана, предназначенный для отбора пробы, на патрубок надевают резиновый шланг. Открывают кран и шланг промывают маслом из трансформатора, конец шланга поднимают вверх для удаления пузырьков воздуха. На конце шланга устанавливают зажим; иглу шприца вкалывают в стенку шланга. Забирают масло в шприц и затем! сливают масло через иглу для промывки шприца, повторяют операцию заполнения шприца маслом, заполненный маслом шприц вкалывают иглой в резиновую пробку и в таком виде отправляют в лабораторию.

Анализ проводится в лабораторных условиях с применением хроматографа. Результаты анализа сопоставляются с обобщенными данными состава и концентрации газа, выделяющегося при различных видах повреждений трансформаторов, и выдается заключение об исправности трансформатора или его повреждении и степени опасности этого повреждения.

По составу растворенных в масле, газов возможно определение перегрева токопроводящих соединений и элементов конструкции остова трансформатора, частичных электрических разрядов в масле, перегрева и старения твердой изоляции трансформатора.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Неисправность изоляции способы устранения

Для разработки проекта ремонтных работ следует уточнить:
— каковы причины, вызвавшие проникание влаги, и степень переувлажнения;
— была ли изготовлена изоляция и каково было ее назначение;
— правильно ли была выполнена изоляция;
— каково состояние изоляции в данный момент

В проекте следует определить:
— фактические напряжения;
— назначение. изоляции;
— материалы новой изоляции;
— следует ли удалить каждую часть имеющейся изоляции;
— возможность использования остающихся слоев старой изоляции при укладке новой;
— сделать деталировку узлов;
— установить порядок работ;
— требования к подстилающему изоляцию слою.

Дефекты изоляции и обзор причин, их вызывающих, приведены в таблицах страницы сайта «Дефекты изоляции«.

Горизонтальная изоляция стен

(1) Горизонтальную изоляцию в зданиях без подвалов или с неизолированными подвалами следует располагать в плоскости, по крайней мере, на 15 см выше уровня грунтовых вод или уровня отмостки вокруг здания. При применении морозостойкого (например, каменного) цоколя изоляция стены может располагаться и ниже этого цоколя, но продолжить ее необходимо за цоколем, до плоскости изоляции пола.
(2) Повреждение изоляции может быть вызвано подвижками здания. Разрушается изоляция и в том случае, когда ее изготовили из листового материала без покрытия и не обмазали битумом поверхность слоев.
(3) Уклон отмостки вокруг здания следует устраивать таким образом, чтобы вода отводилась от здания. Зазор между отмосткой и цоколем следует выполнять водонепроницаемым.
(4) В старых зданиях в некоторых случаях не устраивали изоляции стен. Поэтому при желании достичь необходимой сухости изоляцию выполняют заново.

Дефекты изоляции пола

(5) Горизонтальную изоляцию стен обычно следует устраивать в плоскости изоляции пола и для надежного Соединения с последней, изготавливающейся позднее, по внутренней поверхности стены делать припуск 15 см. Изоляцию пола присоединяют «клешневидным» сопряжением. Поскольку изоляции стены и пола лежат в разных плоскостях, соединение осуществляют с помощью вертикального отгиба изоляционного слоя.
(6) Неправильный расчет фундамента вызывает просадку несущих стен. Как правило, настил не может следовать опусканию стены, в результате изоляция у основания последней рвется. Ремонт осуществляется участками после определения мест разрывов.
(7) Если здание было построено без изоляции полов, а появившиеся увлажнения хотят устранить, для этого применяют несколько способов изготовления изоляции. Изоляцию от пара или влаги грунта устраивают с равным успехом с помощью водоупорного раствора, обмазкой и укладкой листов с битумным покрытием. В этом случае изготовление изоляции не отличается от применяемого при строительстве, но иногда затруднено и требует специального проектирования узлов соединений с изоляцией стен.
(8) Изоляция пола с учетом конкретных влажностных условий может потребовать более жестких мер, чем было принято при проектировании. Например, была уложена однослойная пароизоляция из листов с битумным покрытием, однако впоследствии проявилась влажность. Ремонт заключается в дополнительной изоляции с учетом возникших условий.
(9) Влажность, появившаяся на покрытии пола, является следствием осадки конструкции пола и сопровождающих ее разрывов изоляции. Дефект может быть устранен ремонтом стяжки поврежденных участков изоляции или восстановлением всей ее поверхности.
(10) Часто допускаемой ошибкой является недостаточная изоляция проходящих сквозь изоляцию электрических кабелей, водопроводных и канализационных труб. В таких местах изоляцию следует проектировать таким образом, чтобы степень изолированности была, по крайней мере, не ниже, чем на участках с непрерывной изоляцией. При наличии грунтовой влажности проходящую трубу (или гильзу) следует обернуть изоляционным материалом и покрыть битумной мастикой.

Дефекты вертикальной изоляции стен и полов

(11) Иногда нагрузка на изоляцию бывает больше, чем предусматривалось проектом. Например, выполнена только двухслойная изоляция от грунтовой влажности; на практике изоляция временами испытывает гидростатическое давление воды (осадки или просочившаяся вода). Способом ремонта после точного исследования причин подпора вод и решения проблем водоотведения должно быть устройство 3 — 4 — слойной битумной изоляции или однослойной из листового пластика.
(12) Вертикальную изоляцию стен нельзя оставлять под уровнем грунтовых вод. При морозостойком цоколе (например, каменном) изоляцию доводят, по крайней мере, до уровня грунтовых, вод, подгибают под цоколь и за цоколем поднимают минимум на 15 см. В других случаях изоляцию доводят, по крайней мере, до высоты 30 см над уровнем отмостки вокруг здания.
(13) В процессе строительства обратную засыпку иногда выполняют недоброкачественно, без достаточного уплотнения, не устраивают отмостки, поэтому в засыпке накапливается дождевая вода, которая периодически проникает в помещения. Во время ремонта обратную засыпку следует уплотнить, и, принимая во внимание горизонтальную изоляцию стен, изготовить отмостку вокруг здания с таким уклоном, чтобы дождевая вода стекала от здания. Зазор между отмосткой и цоколем следует заделывать водонепроницаемо.
(14) У поперечных стен здания, расположенного на склоне, вода, стекающая к зданию, собирается у стен, образуется подпор воды. Если изоляция выполнена без учета напорных вод, то влага проникает сквозь изоляцию в помещения. Создание подпора можно предупредить устранением причин увлажнения. Во время ремонта на основании исследования причин увлажнения отводят поверхностные воды (планировка местности, отмостки, сточные желобы), строят фильтрационные колодцы, дренажную систему.
(15) Водоотводные (ливневые) трубы в большинстве случаев разрушаются из-за просадок плохо уплотненного грунта (обратной засыпки) вокруг здания. Разрушенные элементы при ремонте заменяют.
(1б) Вертикальную изоляцию стен изготавливают, по крайней мере, по расчетному уровню грунтовых вод как изоляцию от напорных вод (например, четырехслойная из листов, покрытых битумом).
(17) Трубопроводы, проходящие сквозь изоляцию от напорных вод, во всех случаях следует оснащать в месте прохода зажимными фланцевыми соединениями. Под фланцы подводят все слои изоляции, которые стягивают болтами.
(18) Способ ремонта: изготовление дополнительной напорной гидроизоляции. Изоляция должна быть корытообразной формы и обеспечиваться уравновешивающей конструкцией, рассчитанной на давление грунтовых вод. Изоляцию следует совместить с понижением уровня грунтовых вод.
(19) Дефекты изоляции вызываются неправильным покрытием, дефектами лотков и поверхностей стяжек, плохим прилипанием листов (при изоляции из битуминизированных листов). Способом устранения после исследования причин является ремонт.
(20) Напорная гидроизоляция из битуминизированных листов приходит в негодность обычно из-за плохого прилегания, так как отслаивающиеся листы могут загнивать. Прижим листов достигается заливкой раствором и активным давлением грунта. Необходимое давление должно достигать, по крайней мере, 10, но не более 500 кН/м2.
(21) При просадках образуются трещины, сжатие исчезает, и изоляция может загнить.
(22) Ремонт в соответствии с п. (17).
(23) Дефект может быть определен исследованием напорных труб и канализации. Для определения источника протечек протекающую воду исследуют лабораторным путем.

Дефекты изоляции кровель

(24) Места нарушения непрерывности изоляции можно устранить ремонтом. Вокруг дефектного места следует зачистить поверхность и нанести изолирующий материал.
(25) Под действием напора и подсоса, вызываемого ветром, участки изоляции, плохо прикрепленные к стенам, или слои изоляции, плохо приклеенные или плохо пригруженные, могут оторваться. Ремонт аналогичен выполнению новой изоляции с теми же техническими требованиями.
(26) Неверно выполненный сток часто является причиной протечек. Наименьший уклон изоляции из листового пластика (включая и ендовы) составляет 0,5 %, из негниющего листового свариваемого битуминизированного материала 2 %, из битумных листов 3 %. Застаивающаяся на длительное время на поверхности кровли вода может вызвать гниение или, при малейших дефектах кровли, протечки. Ремонт заключается в исправлении уклона стока и укладке изоляции по нормам производства новых работ.
(27) Существенным образом влияет на качество изоляции правильное выполнение узловых элементов. Зная материал, определенный в процессе проектирования в качестве изоляционного, необходимо установить порядок укладки слоев изоляции, уклоны, решение соединений, водосливов, вентиляционных труб. На конструкциях, проходящих сквозь изоляцию, необходимо поднимать последнюю, по крайней мере, на высоту 20 см. Исследовав полностью конструкцию перекрытия, приняв во внимание внутренние климатические условия здания, расчетом необходимо определить тепло- и парозащиту.
(28) Разрушение изоляции может вызываться внешними нагрузками, подвижками конструкций и тепловыми напряжениями, паром, проникшим под изоляционный слой, остаточными деформациями отдельных слоев, ошибками проектирования, строительства и эксплуатации. В любом случае, прежде чем заняться ремонтом, надо определить причины и после их устранения приступить к ремонту, иногда на основе проекта реконструкции.
(29) Ремонт заключается в демонтаже слива, последующем подведении изоляции под «воротник» слива и заделке в соответствии с существующими нормами.
(30) Оголовок слива соединяют со сточной трубой всухую (например, соединение на резиновом кольце). Если соединение получится водонепроницаемым, то при засорении стояка подпираемая вода попадает под изоляцию.
(31) Защитные. кровли выполняют в водоупорном варианте: соединения до высоты стенок 60 см от плоскости кровли должны быть водоупорными, а до высоты 20 см — водонепроницаемыми.
(32) Изоляцию следует поднимать на высоту до 20 см под металлической обшивкой. Края металлического листа перекрывают (приклеиванием) кровельным материалом шириной 25 и 33 см.
(33) Дефект возникает из-за подвижек конструкций или усадки (сморщивания) материала изоляционного слоя. Ремонт заключается в заделке поврежденных мест.
(34) Послойную изоляцию следует контролировать с учетом конструкции перекрытия, их тепло- и пароизоляционных характеристик. Необходимо продумать вопрос о парозащите и отводе конденсата. При ширине кровли менее 16 м вода отводится через отверстия под карнизом, при большей ширине необходимо встраивать пароотводные вытяжки.
(35) В процессе хранения и применения изоляционного материала в него может попасть вода, поэтому необходимо устраивать пароотведение.
(36) Необходимую толщину теплоизоляционного слоя следует определять расчетом. Теплоизоляция должна быть непрерывной, без мостиков холода. При ремонте необходимо принимать во внимание изменившиеся в последнее время требования к теплоизоляции крыш зданий.

Дефекты изоляции галерей, террас, лоджий, балконов

(37) На галереях, террасах, лоджиях и балконах необходимо изготавливать водонепроницаемую изоляцию с уклоном 1,5 — 2 %. На изоляционный слой укладывается фильтрационный слой из песка и бетона.
(38) Изоляцию из-под цоколя следует продолжить на галереях и террасах на высоту не менее 20 см, на лоджиях и балконах до высоты 15 см. Уклон надо выбирать таким, чтобы вся вода с поверхности попадала в слив.
(39) У соединений со стенами как облицовку, так и изоляцию полосой в 20 см надо выполнять с уклоном 5 %. Изоляцию у дверей в любом случае следует поднимать выше плоскости облицовки.
(40) Водоотведение (в том числе воды, проходящей через фильтрационный слой) следует решать с помощью капельников, предотвращающих проникание воды на нижнюю поверхность плиты и на стену.
(41) Стойки ограждения не должны проходить сквозь изоляционный слой.

Дефекты изоляции от промышленных и технологических вод

(42) Изоляция от промышленных стоков выполняется водонепроницаемой (один слой пластика, или 3 — 4 слоя битуминизированных листов, или 2 слоя изоляции стен). Изоляция стен должна стыковаться с изоляцией пола, по крайней мере, на высоте 20 см по стене. Изоляцию пола следует завершать за порогом, по крайней мере, на высоте 6 см. Изоляцию укладывают с уклоном 1,5 — 2 % по направлению к сливу; у стен уклон увеличивают до 5 %. Соединения сливов и водосточных труб выполняют водонепроницаемыми.
(43) В помещениях, в которых выполнена изоляция от промышленных и технологических вод, вертикальная изоляция стен должна заканчиваться на такой высоте, чтобы брызги не могли попасть под изоляционный слой. В душевых, например, по крайней мере на высоте 2 м или на 20 см выше розетки душа.

Источник