Малов А.В., Снетков А.Ю.
(Западные электрические сети АО Мосэнерго, Москва)
Повышение эксплуатационной надежности силовых трансформаторов приобретает все большую актуальность в связи со старением парка трансформаторов и выработкой определенного стандартами минимального (25 лет) срока их службы.
Силовые трансформаторы являются одним из критичных элементов энергосистемы. Среди основного маслонаполненного оборудования, по оценке РАО «ЕЭС России», доля технологических нарушений на силовых трансформаторах составляет 43%. Выявление повреждения трансформатора в начальной стадии повышает надежность электроснабжения, снижает вероятность аварийных отключений, позволяет принять меры по своевременному устранению выявленных дефектов, благодаря чему исключаются катастрофические повреждения трансформатора и повышается безопасность персонала.
Опыт эксплуатации, испытаний и диагностики силовых трансформаторов выявил ряд эксплуатационных параметров, контролируемых без отключения трансформаторов от сети, по изменению которых можно определить дефектное состояние:
- образование газов в масле - явление, взаимосвязанное с электрическими и тепловыми дефектами и с деградацией свойств изоляционных материалов,
- неудовлетворительные показатели качества масла,
- аномальное локальное повышение температуры,
- появление различных акустических сигналов (в звуковом и ультразвуковом диапазонах),
- повышенная вибрация.
Вышеуказанные параметры позволяют принять решение о необходимости отключения трансформатора и проведения комплексных испытаний с обязательным измерением электрических характеристик и параметров, характеризующих состояние твердой изоляции сопротивление изоляций (Лизол) обмоток и тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) изоляции обмоток. Как указано в действующих «Объемах и нормах испытаний электрооборудования», результаты измерений этих величин в процессе эксплуатации и динамика их изменения должны учитываться при комплексном рассмотрении данных всех испытаний, то есть четкая система контроля эксплуатационных параметров позволяет следить за состоянием оборудования, а в сочетании с соблюдением технологии ремонтных работ может повысить надежность оборудования.
Правильности и точности измерения этих величин должно уделяться особое внимание. В связи с этим, особо хотелось бы остановится на метрологии и методике измерения тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) изоляции обмоток. Последним измерительным средством для контроля tg δ, рекомендованным к применению, был мост Р5026. Помимо многочисленных конструктивных недостатков, которые позволяют успешно использовать этот мост только в лабораторных условиях, на сегодняшний день самым главным недостатком стало то, что мост Р5026 не выпускается уже более 20 лет, а никакой замены для него не предусмотрено. Проблематичен ремонт и проведение поверки этого прибора. Нормируемая для моста Р5026 предельная погрешность при малых значениях tg δ сопоставима с реальными значениями tg δ изоляции, не имеющей дефектов, а присоединив влияние остаточной погрешности, связанной с большим уровнем внешних помех, даже при использовании всех методов их исключения, можно отбраковать оборудование не имеющее дефектов.
Анализ данных по измерению tg δ изоляции обмоток показывает, что, как правило, установить динамику изменения его величины весьма затруднительно. В связи с вышеизложенным, представляется рациональным ввести в нормы предельно допустимые значения tg δ изоляции обмоток трансформаторов, как это сделано для высоковольтных вводов, или сделать её факультативной. Так же необходимо установить и предельно допустимые значения сопротивления изоляции обмоток.
Применение современных методов диагностики маслонаполненного оборудования на энергопредприятии зачастую сдерживается отсутствием данных о сертификации и аттестации предлагаемого к внедрению диагностического оборудования, отсутствием нормативной и методической базы. Представляется сомнительной практика того, что сегодня нравом выдачи сертификатов на оборудование и аттестации методик обладают сами же разработчики.
Сложившиеся на сегодня экономические условия не позволяют своевременно обновлять приборную базу служб изоляции. Ввод в действие новых «Объемов и норм испытаний электрооборудования» еще больше усугубил сложившуюся ситуацию. Для силовых и измерительных трансформаторов испытания трансформаторного масла стали основным критерием контроля эксплуатационного состояния, определяющим необходимость электрических испытаний. Увеличение числа контролируемых параметров масла из силовых трансформаторов в соответствии с п.6.20.4, который не согласуется с п.25.3.1, «Объемов и норм испытаний электрооборудования» требует оснащения лабораторий новым оборудованием для количественного определения влагосодержания, содержания механических примесей, тангенса угла диэлектрических потерь в масле. Отсутствие этих приборов становится причиной неполных испытаний масла в эксплуатации.
Увеличение числа контролируемых параметров трансформаторного масла из силовых трансформаторов привело к росту количества оборудования, эксплуатируемого в области «риска», а иногда и на грани предельно допустимых значений. Наиболее характерным примером этого является отбраковка масла из трансформаторов по показателю тангенса угла диэлектрических потерь в масле и по влагосодержанию. В связи с этим возникает вопрос о том, на сколько обоснованы принятые значения показателей качества масла. Ведь до принятия новых требований по качеству .масла оборудование считалось годным к эксплуатации. Ужесточение эксплуатационных норм в сегодняшних экономических условиях не позволяет принимать экстренные меры по замене или выводу оборудования в ремонт. Тем не менее, следует отметить, что перенос акцента контроля эксплуатационного состояния силовых и измерительных трансформаторов с электрических испытаний на испытания трансформаторного масла с увеличением числа контролируемых параметров позволит более полно и достоверно проводить диагностику состояния трансформаторов.
В настоящее время необходима организация четкой системы контроля эксплуатационных параметров маслонаполненного оборудования, которая включает в себя соответствующую современному уровню материальную и методическую базу и высококвалифицированный персонал. Создание такой системы контроля позволит осуществлять прогнозирование состояния маслонаполненного оборудования с целью своевременного и обоснованного вывода трансформаторов в ремонт. В сложившейся экономической ситуации, при почти полном отсутствии замены и обновления трансформаторов, формирование системы контроля эксплуатационных параметров маслонаполненного оборудования позволит продлить срок эксплуатации как новых трансформаторов, так и трансформаторов с хорошими эксплуатационными параметрами при условии качественного и полного выполнения диагностики.
Более старый, но вместе с тем более надежный по сравнению с Р-5026, мост МД-16 ремонтировать вообще негде. На измерения tg δ так же оказывает влияние значительное число внешних факторов, вносящих свою методическую ошибку. Нельзя исключить и того, что при малых значениях tg δ изоляции, накопление систематических, абсолютных и относительных погрешностей превышает 50%, что, в соответствии с «Объемами и нормами испытаний электрооборудования», может привести к ложной отбраковке оборудования.
