Аналіз та діагностика вад індуктивного перетворювача

Трансформатори струму є численними в підстанціях і є ключовим обладнанням для забезпечення нормальної роботи системи. Якщо трансформатор струму вийде з ладу, це призведе до відключення випливаючого пристрою й може навіть перетворитися на подію відключення електропостачання, що матиме негативний вплив на безпечну та стабільну роботу електромережі. Наприклад, аналізуючи подію запуску диференційної захисти головного трансформатора, спричиненої відмовою трансформатора струму на нижньому напруговому боку головного трансформатора у підстанції 66 кВ, через на місці проведення огляду, перевірки та дослідження, причини відмови були проаналізовані та діагностовані, а також надані рекомендації щодо запобігання такого типу відмов.

1 Аналіз та діагностика відмов
1.1 Основний стан на місці
У вересні 2020 року комп'ютер підтримки підстанції 66 кВ, який знаходиться в експлуатації, видав сигнал тривоги, що другий набір продовжувальної диференційної захисти № 2 головного трансформатора запустився. Випливаючі пристрої на обох сторонах — високонапруговій та низьконапруговій — № 2 головного трансформатора відключилися, автоматичне повторне закриття секції виконалося, а випливаючий пристрій секції закрився без втрати навантаження. Після прибуття на місце оператори підтримки підстанції оглянули всі відповідні пристрої та не знайшли жодних аномальних виглядів, посторонніх предметів, запаху гаріння або ознак відпусків. Після прибуття на місце технічні служби підстанції виявили, що перший набір захисту № 2 головного трансформатора не виявив диференційного струму, лише резервний захист запустився, але не досяг значення затримки після запуску, а другий набір захисту виявив диференційний струм та відключив випливаючі пристрої з обох боків головного трансформатора.

1.2 Аналіз причин відмови
Значення параметрів захисного пристрою наведені в таблиці 1, а параметри трансформатора струму на нижньому напруговому боку — в таблиці 2. Після перевірки значення параметрів виявилися правильними, а результати тесту точності зразкування, тесту співвідношення гальмівки, тесту диференційної захисти та тесту гальмівки другої гармонії були хорошими. Перевірено з'єднання на вторинному боці трансформатора струму на нижньому напруговому боку головного трансформатора, а зовнішній спосіб з'єднання клемм був правильним.

Аналіз даних та форм диференційної захисти показав паралельне з'єднання фази A в трансформаторі струму на нижньому напруговому боці другого набору. Для перевірки до фаз A/B первинного боці було застосовано 30 A. Перший набір показав правильні значення (A: 0,100 A, B: 0,099 A); другий набір показав B: 0,098 A, але A: 0,049 A, що свідчить про відмову фази A.

При застосуванні ~5 A до вторинного 1S1–1S2 у другому наборі виник невеликий струм; пряме застосування до першого набору не показало струму у другому, що підтвердило правильне вторинне з'єднання. Тест на витривалість та часткові відпуски трансформатора відповідали стандартам. Після вилучення зовнішніх з'єднань фази A, тест на міжфазну ізоляцію показав 0 опору між 1S2 та 2S1, що доводить повне пробоювання.

Це пробоювання призвело до паралельного з'єднання фази A у другому наборі, що призвело до помилок вимірювання. До запуску захисту перший набір виміряв 8,021 A, другий 4,171 A — фактична помилка становила 3,850 A. Переведено, це створило 3,217 A диференційного струму (що перевищує значення), що спричинило запуск захисту.

1.3 Діагностика відмови

Розберучи відмовивший трансформатор струму та спостерігаючи його внутрішню структуру та процес виробництва, була виявлена корінна причина: під час виробництва провідники з емалятовим покриттям (з надмірним видаленням емаляту) зварюються до вторинних клемм. Незважаючи на використання ізоляційних трубок, ручні операції та обмеження простору призводять до недостатнього ізоляційного проголу між вторинними провідниками. З часом, під впливом постійного струму, ізоляція вторинного змотування вироджується, що призводить до пробоювання між змотуваннями та спричинює відмову.

2 Обробка відмови

Перевірено трансформатори струму фаз B та C у тій же секції. Після перевірки правильності встановлення/з'єднання та успішного проведення повторних передавальних тестів, вони були залишені. Швидко отримані трансформатори струму (з такими самими специфікаціями, але іншої партії) були встановлені після успішного проведення тестів, що відновило нормальну роботу підстанції (на даний момент стабільно).

3 Рекомендації та передупреджувальні заходи

На основі цієї відмови:

• Виробники мають посилити контроль за процесом виробництва (наприклад, повторно перевіряти кроки зварювання та формування) та строго виконувати контроль якості.

• Збільшити рівні напруги для тестів на витривалість між змотуваннями під час заводських перевірок.

• Одиниці експлуатації/технічного обслуговування повинні планувати проактивне обслуговування, зберігати запасні частини та тщательно перевіряти трансформатори струму однієї партії, швидко замінюючи відмовливі пристрої.