Маслонаполненные заземляющие трансформаторы применяются в системах распределения среднего и высокого напряжения для создания нейтральной точки, ограничения тока однофазного замыкания на землю и обеспечения защиты системы.
В процессе эксплуатации аномальные результаты анализа растворенных газов (DGA), срабатывание реле Бухгольца и чрезмерное превышение температуры часто взаимосвязаны. Их следует оценивать совместно с учетом условий эксплуатации, состава газа, скорости газовыделения, температуры масла и результатов электрических испытаний.
1. Аномальный анализ растворенных газов: интерпретация состава и скорости газовыделения
| Характер газов |
Возможный тип неисправности |
Типичные причины |
| Преобладание H₂, небольшое количество CH₄ |
Частичный разряд, влага или пузырьки |
Влажная изоляция, пузырьки масла, дефекты вводов |
| Повышение CH₄, C₂H₆, C₂H₄, низкое содержание C₂H₂ |
Тепловая неисправность |
Неисправность магнитопровода, циркуляционный ток, плохой контакт |
| Повышение C₂H₂ вместе с H₂ и C₂H₄ |
Разряд или сильный перегрев |
Неисправность обмотки, плохое соединение, неисправность переключателя ответвлений |
| Непрерывный рост CO и CO₂ |
Старение твердой изоляции или перегрев |
Деградация бумажной изоляции с вовлечением целлюлозы |
| Быстрый рост общих углеводородов |
Активная неисправность |
Развитие неисправности, требующее тщательного мониторинга |
Для заземляющих трансформаторов дефекты магнитопровода, такие как непреднамеренное заземление магнитопровода, могут вызывать циркуляционные токи и перегрев от средних до высоких температур. Обычно это проявляется в увеличении содержания этилена и этана, при этом общее содержание углеводородов превышает значение внимания, а ацетилена мало или он отсутствует вовсе. Быстрый рост содержания ацетилена может указывать на более опасное состояние, такое как дефект обмотки, плохое соединение выводов или отказ контактов переключателя ответвлений.
Единичный результат анализа растворенных газов не должен использоваться для окончательной диагностики. Необходимо совместно учитывать динамику, скорость газообразования, условия нагрузки, температуру масла, ток заземления магнитопровода и результаты электрических испытаний.
2. Срабатывание реле Бухгольца: условия срабатывания сигнализации и отключения
Реле Бухгольца устанавливается между основным баком и расширителем. Оно реагирует на накопление газа и нарушение потока масла внутри трансформатора.
- Сигнализация по легкому газу обычно указывает на медленное накопление газа. Возможные причины включают незначительные внутренние дефекты, попадание воздуха при заполнении или фильтрации масла, низкий уровень масла, остаточный газ после технического обслуживания или проблемы со вторичными цепями. Газ должен быть собран и проверен на горючесть. Если газ негорючий и других отклонений не обнаружено, это может быть воздух. Если газ горючий или сигнализация срабатывает повторно, необходимо исследовать наличие внутреннего дефекта.
- Отключение по тяжелому газу обычно указывает на серьезный внутренний дефект или сильное воздействие потока масла. Типичные причины включают короткое замыкание обмотки, пробой изоляции, сильный перегрев магнитопровода, отказ переключателя ответвлений, сильную утечку масла или воздействие внешнего короткого замыкания. После отключения по тяжелому газу трансформатор не должен быть повторно включен без проведения расследования. Необходимо взять пробы масла и газа для анализа растворенных газов, а также провести соответствующие электрические испытания.
Конструкция и схема движения масла и газа в реле Бухгольца между основным баком и расширителем
3. Чрезмерный перегрев: проверка нагрузки, охлаждения и внутреннего состояния
Перегрев следует оценивать относительно эталонной температуры окружающей среды, данных таблички, технических характеристик и применимого стандарта МЭК. В практике МЭК эталонная температура окружающей среды обычно принимается равной 40 °C, но окончательный предел зависит от стандарта на продукцию и технических условий проекта.
- Факторы нагрузки и системы
Длительная перегрузка увеличивает потери в меди. Несимметричная нагрузка, гармоники и длительное перенапряжение также могут увеличивать дополнительные потери и повышать температуру масла и обмоток.
- Состояние охлаждения и масла
Заблокированные радиаторы, вышедшие из строя вентиляторы или насосы, закрытые клапаны, плохая вентиляция, низкий уровень масла, старение масла или наличие влаги — все это может снизить теплоотдачу.
- Внутренние неисправности
Если условия нагрузки и охлаждения нормальны, но температура остается высокой, возможными внутренними причинами могут быть циркуляционный ток в магнитопроводе, неисправность обмотки, плохой контакт переключателя ответвлений, ослабленные соединения выводов, засорение масляных каналов или локальный перегрев.Перегрев часто связан с сигналами DGA и газового реле Бухгольца. Например, циркуляционный ток в магнитопроводе может вызывать повышение уровня этилена и локальный перегрев. Неисправность обмотки может привести к увеличению содержания ацетилена, срабатыванию реле Бухгольца и быстрому повышению температуры.
4. Рекомендуемые проверки на месте
- Проверьте нагрузку, напряжение, температуру окружающей среды и состояние системы охлаждения.
- Проверьте уровень масла, расширитель, влагопоглотитель, клапаны и герметичность бака.
- Отберите пробы газа и масла при срабатывании сигнализации газового реле Бухгольца или отклонениях в анализе DGA.
- Измерьте ток заземления магнитопровода для проверки на наличие непреднамеренного заземления магнитопровода.
- При необходимости проведите электрические испытания, такие как измерение сопротивления обмоток, сопротивления изоляции, тангенса угла диэлектрических потерь и коэффициента трансформации.
- Используйте инфракрасную термографию для проверки соединений вводов, выводов и распределения температуры по радиаторам.
- При быстром повышении температуры, срабатывании защиты по тяжелому газу или значительном увеличении содержания ацетилена незамедлительно организуйте проверку с отключением.
5. Руководство по техническому обслуживанию
Маслонаполненные заземляющие трансформаторы следует контролировать по тренду DGA, сигналам газового реле Бухгольца, записям температуры и периодическим электрическим испытаниям. Рекомендуется вести историю анализа DGA, регулярно проверять ток заземления магнитопровода, поддерживать системы охлаждения и влагопоглотители в исправном состоянии, а также стравливать скопившийся газ после заполнения маслом или технического обслуживания.
В данной статье представлены общие технические рекомендации, которые не заменяют применимые стандарты МЭК, инструкции производителя или специфические для объекта инженерные решения.
Нормативные ссылки
- IEC 60599:2022, Минеральные изоляционные масла в электрооборудовании – Руководство по интерпретации анализа растворенных и свободных газов
- IEC 60076-6:2007, Силовые трансформаторы – Часть 6: Реакторы
- IEC 60076-22-1:2019, Силовые трансформаторы – Часть 22-1: Комплектующие для силовых трансформаторов и реакторов – Устройства защиты
- IEC 60076-2:2011, Силовые трансформаторы – Часть 2: Превышение температуры для трансформаторов, погруженных в жидкий диэлектрик
Подготовлено на основе материалов: Echo
Вход
![Как газовая хроматография обнаруживает и диагностирует неисправности трансформаторов 500+ кВ [Кейс-стади]](https://oss.iee-business.com/img/article/202510/1761876692231.jpg)
