Техническая диагностика и аварийность электрооборудования

Александр Юрьевич Хренников

Представлен анализ методов диагностики состояния электрооборудования для выявления дефектов и повреждений в процессе эксплуатации. Эффективность применения методов диагностики сопровождается примерами обнаружения дефектов и повреждений конкретного оборудования: силовых трансформаторов, реакторов, трансформаторов тока и напряжения, разъединителей, турбогенераторов, ОПН и т.д. Приведены примеры повреждений и расследования технологических нарушений. Рассмотрены вопросы электродинамических испытаний силовых трансформаторов на стойкость к токам КЗ, которые служат инструментом для повышения надежности их конструкции. Предназначено для руководителей и специалистов технических служб предприятий электрических и распределительных сетей, станций, подразделений технической инспекции (ТИ) и служб охраны труда и надежности филиалов МЭС ПАО «ФСК ЕЭС» и ПАО «Россети», слушателей курсов повышения квалификации, а также для аспирантов, магистрантов и студентов электроэнергетических специальностей.

Александр Хренников

Техническая диагностика и аварийность электрооборудования

Введение

Оценка фактического состояния силовых трансформаторов по результатам диагностических измерений является на сегодняшний день сложной и актуальной задачей. Маслонаполненные трансформаторы с незначительными дефектами, в том числе с возникшими после КЗ остаточными деформациями в активной части, могут эксплуатироваться еще в течение многих лет, хотя в месте дефекта идут процессы увеличения нагрева, развития частичных разрядов (ЧР) в изоляции, и, как следствие, происходит постоянное ухудшение результатов диагностических измерений. В дальнейшие годы эксплуатации, особенно при повторных близких КЗ, вероятен аварийный выход трансформатора из строя с тяжелыми последствиями. Избежать этого поможет своевременная диагностика механического и электрического состояния активной части трансформаторов на предмет обнаружения деформаций их обмоток [1 – 11].

Маслонаполненное электрооборудование, например, силовые трансформаторы с дефектами в активной части могут нормально эксплуатироваться еще в течении многих лет, хотя в месте дефекта идут процессы развития нагрева, частичных разрядов (ЧР) в изоляции и, как следствие, ухудшение результатов диагностических измерений и анализов масла. В дальнейшие годы эксплуатации, а также в случае следующего серьезного короткого замыкания (КЗ), вероятен аварийный выход из строя трансформатора с тяжелыми последствиями. Избежать аварийный выход трансформатора из работы вследствие ухудшения его характеристик может помочь своевременная диагностика.

«Объем и нормы испытаний электрооборудования» (ОНИЭ) [1, 2] является основным нормативно-техническим документом по контролю и диагностике состояния электрооборудования, который, несмотря на некоторые недостатки, связанные с трудностью обнаружения ряда дефектов, позволяет получать достаточно близкую к объективной картину процессов, идущих внутри эксплуатируемого оборудования и приводящих в конечном итоге к возникновению дефектов и повреждений.

Возникает вопрос, что делать, когда

характеристики электрооборудования подошли к предельно допустимым значениям;

срок эксплуатации оборудования превышает или близок к нормативному сроку 25 лет;

электроаппарат испытал воздействие предельных значений токов КЗ;

электроаппарат испытал воздействие ненормированных перенапряжений.

В этом случае в настоящем учебно-методическом пособии рассматриваются примеры применения специальных методов диагностики, вошедших в Стандарт ПАО «Россети» пока в виде рекомендаций, но уже широко применяемых в течение десятилетий для обнаружения дефектов и повреждений трудно диагностируемых традиционными методами как за рубежом, так и в нашей стране.

Такими специальными методами диагностики активной части силового трансформаторно-реакторного оборудования являются метод низковольтных импульсов (НВИ), частотного анализа FRA для контроля механического состояния обмоток после протекания сквозных токов КЗ, мониторинг уровня частичных разрядов (ЧР) в изоляц