Диагностические характеристики мощных трансформаторов. Виды дефектов мощных силовых трансформаторов. Диагностика механического состояния обмоток методом частотного анализа. Определение влаги в изоляции путем измерения частотной зависимости tg дельта.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Институт дистанционного образования

Отчет по учебно-исследовательской работе студента

Диагностика мощных трансформаторов. Виды дефектов и современные методы их определения

по дисциплине:

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Исполнитель: студент группы Д-5А11/25

Толибзода Камариддин Джалолиддини

Руководитель: преподаватель

Космынина Нина Михайловна

Томск 2013

Оглавление

Ведение

1. Диагностика мощных трансформаторов

1.1 Диагностические характеристики трансформаторов

1.2 Диагностика трансформаторного оборудования под рабочим напряжением

2. Дефекты мощных трансформаторов

2.1 Основные опасные воздействия на трансформатор

2.2 Виды дефектов мощных силовых трансформаторов

3. Современные методы определения дефектов мощных трансформаторов

3.1 Диагностика механического состояния обмоток методом частотного анализа (МЧА)

3.2 Определение влаги в изоляции путем измерения частотной зависимости tg дельта

3.3 TIM-9 - система диагностического мониторинга мощных силовых. трансформаторов и автотрансформаторов

Заключение

Список использованных источников

Ведение

трансформатор обмотка изоляция

Развитие промышленности в России в последние годы обуславливает увеличение потребления электрической энергии и, как следствие, рост нагрузки на электроэнергетическое оборудование. В то же время большое количество мощных силовых трансформаторов, которые являются важным и дорогостоящим оборудованием электроэнергетики, эксплуатируются с превышением назначенного ресурса (расчетного срока службы). Действительно, еще в начале 2000-х годов парк силовых трансформаторов в России на 50 % - 60 % состоял из такого оборудования. И, несмотря на постоянное увеличение средств, выделяемых на обновление парка энергетического оборудования, на сегодняшний день существенно изменить эту ситуацию не удалось . С другой стороны, многие специалисты отмечают, что менять трансформатор по истечении его назначенного ресурса (25 -- 30 лет) зачастую оказывается нецелесообразно . Дело в том, что, если, условия работы оборудования на протяжении срока эксплуатации соответствовали расчетным, а нагрузки не превышали номинальных значений, велика вероятность того, что состояние его твердой изоляции (основной параметр, определяющий реальный срок службы трансформатора) после завершения назначенного ресурса останется удовлетворительным.

Вместе с тем для обеспечения требуемого уровня надежности работы энергосистемы, при дальнейшей эксплуатации оборудования, исчерпавшего назначенный ресурс, особое внимание должно быть уделено контролю его технического состояния. Таким образом, на современном этапе развития энергетики повышается актуальность вопросов диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения.

Необходимо отметить, что за прошедшие годы была проделана большая работа по созданию методов диагностики трансформаторного оборудования, позволяющих при комплексном их применении адекватно оценить состояние обследуемого объекта с надежностью, достигающей 98% . Однако, несмотря на это, количество трансформаторов, "доживающих" до отказов по причине термохимического старения твердой изоляции (естественный износовый отказ), составляет по разным источникам от 7 % до 20 % . То есть причиной отказа от 80 % до 93 % трансформаторов являются различные своевременно не выявленные дефекты. Данная ситуация обусловлена низкой эффективностью традиционной схемы диагностики.

Традиционная схема (проведение плановых комплексных обследований) разрабатывалась для условий плановой экономики СССР, принципы которой исключали возможность эксплуатации большого количества оборудования сверх расчетного периода. Соответственно, период комплексных обследований выбирался с учетом вероятностей появления и скоростей развития дефектов в трансформаторах с наработкой до 25 лет и не учитывает особенности развития дефектов в состаренном оборудовании. Вследствие этого в современных условиях участились случаи, когда за период между обследованиями дефект успевает зародиться, развиться и вызвать аварийный отказ трансформатора. При этом простое сокращение интервала проведения обследований приводит к неприемлемому увеличению затрат на диагностику, что говорит о необходимости разработки схемы диагностики, эффективной в современных условиях.

Объектом исследования в данной работе является схема диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения. Предметом исследования - методы диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения.

Современные условия заставляют отказаться от плановых единовременных измерений всех контрольных параметров (физико-химических величин, определяющих процессы, развивающиеся в оборудовании) с тем, чтобы обеспечить учащенный контроль наиболее опасных дефектов без дополнительных затрат на контроль развития дефектов, появление которых маловероятно. Появляются попытки дифференцировать интервалы измерений параметров с учетом их информативности и опасности соответствующих выявляемых дефектов: специалисты эксплуатационных служб энергетических предприятий выбирают параметры для учащенного контроля, основываясь зачастую прежде всего лишь на собственном опыте и интуиции.

Основными задачами диагностики трансформаторного оборудования являются выявление дефектов и повреждений, оценка функциональной исправности оборудования, определение возможности продления срока эксплуатации без проведения ремонтных работ, определение объема ремонта при его необходимости, оценка остаточного срока службы, а также выработка рекомендаций по продлению срока службы. Кроме того, применение диагностических методов дает возможность оценить состояние целых трансформаторных парков, позволяя тем самым производить ранжирование трансформаторов по состоянию, что, в свою очередь, позволяет снижать затраты на эксплуатацию и ремонт.

В настоящей работе дается краткий обзор 3 новых методов диагностики и их применение для оценки состояния трансформаторов.

1. Диагностика мощных трансформаторов

Задачами диагностики трансформаторного оборудования являются: выявление дефектов и повреждений, оценка функциональной исправности оборудования, определение возможности продолжения эксплуатации без ремонта, определение объема ремонта в случае его необходимости, оценка остаточного срока службы и мер по продлению срока службы.

Cистема двухступенчатых профилактических испытаний (обслуживание по состоянию)

Данная концепция испытаний является логическим развитием традиционной системы на базе применения наиболее эффективных методов, а также внедрения новых методов диагностики.

На первом этапе -- «индикация состояния» -- главной задачей является выявление оборудования, которое работает нормально, с помощью методов, обоснованных опытом эксплуатации и не требующих отключения оборудования. Основу таких испытаний составляют анализы проб масла (измерение содержания продуктов деградации материалов, влаги, примесей, продуктов старения масла). Такие испытания выполняются периодически, обычно не реже одного раза в год.

На втором этапе -- «диагностика состояния» -- выполняются специальные испытания и проверки, позволяющие определить причину обнаруженной аномалии, локализовать ее и ответить на вопрос, можно ли продолжать и на каких условиях дальнейшую эксплуатацию.

Концепция функциональной диагностики

Данная методология разработана рабочей группой СИГРЭ, прежде всего, для оценки состояния оборудования после длительной эксплуатации, и основана на следующих положениях:

1. Трансформатор представляется в виде ряда функциональных (под)систем, состояние которых обеспечивает выполнение главных функций: передачу электромагнитной энергии, сохранение электрической прочности изоляции, механической прочности обмоток и целостности токоведущей системы.

2. Основой системы контроля и диагностики является функциональная модель дефектов, определяющая вероятные дефекты или чувствительные зоны в данной конструкции при данных условиях эксплуатации на базе анализа особенностей конструкции и причин отказов в эксплуатации и, соответственно, цели и задачи диагностики.

3. Оценка состояния оборудования представляется в форме системы запросов о состоянии его функциональных подсистем с учетом возможного сценария развития дефектного состояния в отказ.

4. Программа технического обследования концентрируется на выявлении вероятных дефектов путем использования групп методов, характеризующих конкретный дефект.

5. По меньшей мере, две д...