Методика тепловизионного контроля силовых и измерительных трансформаторов

Методика тепловизионного контроля силовых и измерительных трансформаторов достаточно разработана. С помощью тепловизионной техники в силовых трансформаторах возможно выявить следующие дефекты:

- витковое замыкание в обмотках встроенных трансформаторов тока;

- неисправности контактной системы некоторых исполнений регулирования под напряжением (РПН).

- возникновение магнитных полей рассеяния в трансформаторе за счёт нарушения изоляции отдельных элементов магнитопровода (консоли, шпильки и т.п.);

- нарушение в работе охлаждающих систем (маслонасосы, фильтры, вентиляторы и т.п.) и оценка их эффективности;

- изменение внутренней циркуляции масла в баке трансформатора (образование застойных зон) в результате шламообразования, конструктивных просчётов, разбухания или смещения изоляции обмоток (особенно у трансформаторов с большим сроком службы);

- нагревы внутренних контактных соединений обмоток низкого напряжения (НН) с выводами трансформатора;

- обрывы шинок заземления;

- нагревы на аппаратных зажимах высоковольтных вводов;

-неисправность обогрева приводов РПН и т.п.

Рабочее задание

5. 1. Изучить устройство и принцип работы силовых и измерительных трансформаторов, а также ознакомиться с тепловизором «Пировидикон-2».

Программа выполнения работы

6.1. Получить у преподавателя разрешение на выполнение работы.

6.2. Произвести тепловизионный контроль силовых трансформаторов на п/ст 110 кВ.

6.3. Обработать полученные данные.

6.4. Провести анализ полученных данных.

6.5. Составить отчет с выводами и заключениями по результатам выполненной работы.

7. Контрольные вопросы

7.1. Область применения тепловизоров.

7.2. Какие дефекты можно обнаружить в силовых и измерительных трансформаторах с помощью приборов инфракрасной техники?

7.3. Какой документ регламентирует периодичность проведения тепловизионного контроля силовых и измерительных трансформаторов?

Литература

1. Михеев, Г.М. Тепловизионный контроль высоковольтного электрооборудования: Учеб. пособие. / Г.М. Михеев– Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та. – 2004. – 180 с.

2. Объём и нормы испытаний электрооборудования РД.34.45-51.300-97 / Под общ. ред. Б.А. Алексеева, Ф.Л. Когана, Л.Г. Мамиконянца. 6-е изд. М.: НЦ ЭНАС, 2002. – 255 с.

Лабораторная работа № 3

ИНФРАКРАСНЫЙ КОНТРОЛЬ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Приборы и оборудование: Тепловизор «Пировидикон-2», высоковольтные выключатели, эксплуатируемые на подстанции: ВМТ-110, ВГТ-110.

1. Цель работы: изучение проведения тепловизионного контроля высоковольтных выключателей.

Общие сведения

2.1. Вакуумный выключатель серии ВВ/ТЕL 10-20/1000

Длина дуги в вакуумных выключателях значительно меньше, чем в масляных и воздушных, что позволяет существенно снизить габариты дугогасительной камеры. Электрическая прочность изоляционного промежутка в вакууме чрезвычайно высока и выше прочности других сред, применяемых в выключателях (см. рис). Объясняется это увеличением длины среднего свободного пробега электронов, атомов, ионов и молекул по мере уменьшения давления. В вакууме длина свободного пробега частиц превышает размеры вакуумной камеры. В этих условиях удары частиц о стенки камеры происходят значительно чаще, чем соударения между частицами.

Первый вакуумный выключатель (ВВу) на 2,3кВ переменного тока был изготовлен в 1923 году. Однако вследствие ограниченности в то время объема научно-исследовательских работ, а также трудностей изготовления герметичных вакуумных дугогасительных камер (ВДК), способных длительно сохранять высокий вакуум, и получения специальных контактных материалов создание промышленных конструкций ВВу в последующие годы приостановилось. Лишь в 1960-1970 годах оказалось возможным вновь вернуться к промышленным ВВу. С этого времени и началось их быстрое развитие.

Достоинства вакуумных выключателей:

1. Простая конструкция привода с магнитной защелкой и высокая надежность в работе.

2. Большой коммутационный и механические ресурсы.

3. Малые габариты и вес.

4. Возможность работы в любом пространственном положении.

5. Удобство установки во все типы КРУ и КСО.

6. Малое потребление тока при включении и отключении (10 и 1,5А).

7. Возможность управления по цепям постоянного переменного и выпрямленного тока.

8. Защищенность основных узлов от дуговых и механических воздействий.

9. Низкая трудоемкость производства.

10.Умеренная цена, но выше чем масляных выключателей.

Кроме того, выключателям ВВ/ТЕL не требуется проводить в эксплуатации проверки и регулировки, характерные для других типов выключателей. К ним относятся: проверки скоростных характеристик, разновременности замыкания и размыкания контактов, хода контактов, состоянии изоляции, работоспособности при нижнем и верхнем пределе напряжения питания, регулировки момента срабатывания вспомогательных блок-контактов, поверка и подтяжка резьбовых соединений, проверка и регулировка буферного устройства, различных зазоров, расстояний и положений защелок, обеспечивающих работоспособность выключателей и др.

Недостатком вакуумных выключателей является большая вероятность появления перенапряжения при отключении, так как во время перехода через нуль выделяющаяся на электродах энергия резко уменьшается и дуга гаснет еще до достижения тока в коммутируемой цепи, равного нулю. В результате происходит срез тока, который вызывает перенапряжение в коммутируемой цепи. Такой недостаток устраняется установкой нелинейных ограничителей перенапряжения. Фактический механический ресурс выключателя ВВ/ТЕL определяется ресурсом сильфона, который составляет не менее 100тыс. операций “ВО”. Ресурс по коммутационной стойкости ВВ/ТЕL составляет 50тыс операций “ВО” тока 1000А, 100 операций “ВО” или 150 операций “О” тока 20кА.

В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются и другие типы вакуумных выключателей. Например, Минусинский завод выпускает вакуумный выключатель типа ВВЭ–10-20 на номинальные токи 630, 1000, 1600А. К сожалению, по качеству они уступают выключателям типа ВВ/ТЕL.

При монтаже вакуумных выключателей производят следующие испытания:

- испытания изоляции повышенным напряжением частоты 50Гц;

- испытание изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления;

- измерения сопротивления постоянному току, сопротивление постоянному току электромагнитов управления;

- проверка минимального напряжения срабатывания выключателя;

- измерение временных характеристик;

- измерение хода подвижных частей и одновременности замыкания контактов;

- испытание выключателей многократными опробованиями.

Во время средних ремонтов кроме вышеперечисленных испытаний производят тепловизионный контроль и допустимый износ контактов.

2.2. Масляные выключатели на 110-220кВ

В настоящее время в энергетических системах в классе напряжения 110-220 кВ широкое распространение получили следующие типы выключателей: баковые, маломасляные, воздушные, элегазовые. Баковые выключатели с большим объёмом масла обладают рядом недостатков, такими как большой объём масла и, связанные с этим, большие затраты времени на замену масла, на ревизию дугогасительных камер и контактных систем, необходимость периодического контроля состояния вводов, являющихся причиной 20-30% отказов выключателей, необходимость наличия больших запасов масла и мощных маслоочистительных установок, и, наконец, они взрыво - и пожароопасны. Из-за наличия вышеупомянутых недостатков, баковые выключатели были сняты с производства и постепенно заменяются выключателями других типов, такими как воздушные, маломасляные, элегазовые. На рис. 2 представлен разрез одной фазы трехбакового выключателя на 110 кВ (тип МКП-110) с дугогасительными камерами многократного разрыва и шунтирующими сопротивлениями. Бак 1-цилиндрической круглой формы с приваренными крышей и сферическим днищем. Внутренняя поверхность бака изолирована фанерой. На крышке сложной сварной конструкции смонтированы два проходных маслонаполненных ввода 2. К нижним концам каждого ввода укреплена гасительная камера 3 многократного разрыва. К каждой камере прикреплено активное шунтирующее сопротивление 4, включенное параллельно контактам камеры. Подвижные контакты выключателя, имеющие вид латунных стержней, сменяемых при обгорании, расположены на

токоведущей контактной траверсе 5, которая укреплена на нижнем конце изолированной штанги 6. Штанга, подвешенная к коромыслу приводного механизма 7, имеет движение в вертикальном направлении. Приводной механизм также связан с горизонтальной тягой (на рис не показана), получающей посредством системы рычагов поступательное движение от привода. На тягу надеты отключающие пружины, обеспечивающие подвижным контактам необходимую скорость движения. Коробка приводного механизма с газоотводом смонтирована на крышке бака. В нижней части коробки приводного механизма укреплено направляющее устройство 8 из изоляционного материала, которое предохраняет штангу, имею-щую значительную длину, от возможных перекосов во время движения ее, следовательно, обеспечивает нижнему концу штанги и подвижным контактам заданное выпрямляющим механизмом прямолинейное движение. На крышке бака смонтированы также встроенные трансформаторы тока 9, предохранительный клапан, патрубок для заливки бака маслом и др. На дне бака встроен масляный буфер 11, смягчающий удары подвижной контактной системы при отключении. Устройство для подогрева масла - 1. В настоящее время выключатели типа МКП-110, МКП-220, а также У-110, У-220 и ММО-110 сняты с производства. Взамен этих выключателей отечественная промышленность элегазовые выключатели различных модификаций.

В середине 80-х годов при выборе коммутационного аппарата маломасляные выключатели типа «ВМТ» занимали лидирующее положение и потому, доля выключателей с большим объемом масла в энергосистемах с каждым годом неуклонно падала. Однако, несмотря на это, во многих энергопредприятиях, в эксплуатации они все еще остаются самыми многочисленными.