Время замены трансформатора

На сегодняшний день большая часть оборудования электрических сетей РФ установлена еще до начала 90-х годов. Сроки работы большинства трансформаторов находятся в завершающей стадии, а проблемой продления этого срока или вовсе заменой трансформатора занимаются электросетевые компании, основной задачей которых является сохранение качества и долговечности системы электроснабжения на всей территории России.

Разумеется, трансформаторы не оборудованы какими-либо движущимися деталями, их КПД преобразования электроэнергии более 99%, благодаря чему длительность их использования измеряется десятилетиями.

Не стоит забывать и то, что непредвиденный выход из строя трансформатора способен привести к серьезным затратам на его восстановление, особенно если это произошло внезапно и в случае невозможности принимать меры по плановому отключению.

Каким образом можно предотвратить такие ситуации? Как определить, что трансформатор может находится в критическом состоянии? Как узнать, что вызвало такое состояние трансформатора, чтобы предотвратить и исключить дальнейшее появление проблем? Начнем сперва с третьего вопроса.

В состав современных масляных трансформаторов входит промасленная целлюлоза высокой термостойкости для надежной изоляции проводников, для защиты изоляционным материалом мест между слоями и обмотками изоляции, а также между теми частями, которые находятся под высоким напряжением и участка земли вокруг магнитного поля. Сухая целлюлоза, без содержания газа, находящаяся в емкости с маслом — это самый современный и надежный метод изоляции из существующих ныне.

И это, кстати говоря, одно из самых слабых мест в изоляционной системе трансформатора. Это было известно уже с давних лет. В 1920 году «The Electric Journal» сообщал, что влажная среда и повышенная температура — главные враги качественной изоляции.
Любой химик скажет, что влажность является особой угрозой. Также любой инженер-электрик назовет основной угрозой высокую температуру. Разумеется, оба они окажутся правы. Высокая температура и влажность выше нормы способны легко разрушить изоляционную систему, которая повлечет за собой преждевременный выход из строя трансформатора.

Предосторожность от повышенной влажности и нагревания выше допустимой нормы способствуют увеличению продолжительности «жизни» вашего трансформатора.

Существуют три причины появления влажности в системе изоляции: 1) Влажность, оставшаяся после некачественного неэффективного процесса просушки во время производства трансформатора; 2) Влажность, появившаяся после процесса разложения целлюлозы; 3) рекомбинация с невидимой влажностью в масле.

Перегрев изоляционной системы трансформатора в большей степени зависит от объема нагрузки на трансформатор. Еще одним поводом для перегрева изоляции является уменьшение эффективности стабильного конвективного процесса охлаждения из-за низкого притока масла, вызванного загрязнением каналов охлаждающей системы и уменьшением охлаждающей функции радиатора, а также уменьшение уровня масла меньше допустимого значения в связи с утечкой.

Профилактические меры, помогающие предотвратить аварийную ситуацию и продлить срок службы трансформатора, включают в себя:

• Регулярное обслуживание, проверка наличия утечки масла
• Наблюдение за температурными режимами и контроль уровня максимального колебания температуры из-за перегрузок, по данным термометра.

Причиной же разложения целлюлозы в большинстве случаев считается именно перегрев, нужно регулярно делать инвентаризацию получаемой нагрузки, для недопущения новых подключений и повышения нагрузки, превышающей допустимую мощность (способность выдержать нагрузку) трансформатора. Уже доказанным фактом является то, что перегрев от перегрузки более 140 градусов может стать причиной формирования пузырьков газа, уменьшающих диэлектрическую способность изоляции и в свою очередь вызывающих короткое замыкание, что повлечет за собой преждевременный выход из строя трансформатора.

Полагаться на масляные насосы и вентиляторы охлаждения можно только убедившись в их способности своевременного предотвращения перегрева изоляции. Работы по уменьшению уровня влажности начинаются еще при производстве трансформатора на заводе. Не должно допускаться изготовителями и проектировщиками наружной оболочки трансформатора частого образования воды около прокладок, предотвращая тем самым проникновение влажности сквозь неплотные прокладки внутрь трансформатора.

Нужно тщательно исправлять и предотвращать появившиеся утечки масла. Из-за протекания масла загрязняется окружающая среда и создастся место для проникновения влаги внутрь трансформатора и оседания на поверхности изоляции. Поврежденная диафрагма вспомогательного устройства сброса давления, или, что еще хуже, нарушения в закрытии клапана устройства сброса давления способны привести к неминуемым последствиям.

Изготовителями должна применяться совместно высокотемпературная и вакуумная просушка для снижения оставшейся влаги на изоляции, которая остается при сборке трансформатора.

Во время изготовления и сборки трансформатора изоляция, в следствии воздействия окружающей среды (росы, различных осадок и конденсата) и не прошедшая процедуру просушки, будет составляет до десяти процентов влаги по весу.

Хватает всего одного процента увлажненности изоляции для начала многократного увеличения скорости естественного изнашивания изоляционного материала. Для предотвращения таких последствий нужно применять сухую, повышенную температуру более ста градусов в компетенции с уровнем вакуума от 1 до 3 торр, после чего образуется нужный уровень влаги изоляционного материала до пропитки маслом до одного процента.

В каких случаях необходимо менять трансформатор?

1) Для начала необходимо проверить параметры трансформатора, в случае если он подвергается частым перегрузкам, его нужно поменять на более мощный. В случае невыполнения данного пункта, трансформатор, в связи с повреждением, вызванным перегревом, может выйти из строя в любой, самый неподходящий момент.

Даже если в регламенте технического обслуживания трансформатора не предусматривается проведение анализа и отбор масла, вам нужно это исправить и начать проверку масла путем отбора необходимых образцов и дальнейшего анализа на присутствие влажности.

У старого трансформатора не должно быть более четырех процентов прочности изоляционного материала относительно начального.
Именно влажность изоляции является основной причиной превышения нормы температурного колебания и последующей поломки оборудования или полного его выхода из строя.

2) Отобранные образцы масла должны пройти развернутый анализ на присутствие газа (DGA). При тепловом воздействии на целлюлозу, которая погружена в масло, она резко меняет свои характеристики, образуя воду, углекислый и угарный газ и различные кислоты.

В процессе анализа можно распознать присутствие в масле различных видов газов, которые являются причиной возникновения других проблем, на которых необходимо обращать внимание. Присутствие углекислого или угарного газа является главной причиной перегрева и последующей угрозы нормального функционирования трансформатора.

Одной из основных задач энергопоставляющих компаний является максимально возможное продление срока стабильного функционирования трансформатора и повышение ее качества.

Трансформатор вполне способен проработать без сбоя от двадцати до тридцати лет. Разумеется, если не соблюдалась техника безопасности и трансформатор периодически испытывал превышающие норму перегрузки, протекание масла и последующее проникновение влажности внутрь, срок его работы может значительно сократиться.

Всем понятно, что замена трансформатора на новый обходится крайне недешево, стоимость может многократно возрасти, если трансформатор перестанет работать неожиданно, и производить замену придется во время внезапного и дорогостоящего отключения электроэнергии.
Соблюдая приведенные нами меры по безопасности и техническому обслуживанию трансформатора, вы получаете качественную и надежную работу вашего трансформатора на долгие годы.