НОВЫЕ РУКОВОДЯЩИЕ ПРИНЦИПЫ ДЛЯ ИНТЕРПРЕТАЦИИ АНАЛИЗА РАСТВОРЕННОГО ГАЗА В ЗАПОЛНЕННЫХ МАСЛОМ ТРАНСФОРМАТОРАХ
advertisement
НОВЫЕ РУКОВОДЯЩИЕ ПРИНЦИПЫ ДЛЯ ИНТЕРПРЕТАЦИИ АНАЛИЗА РАСТВОРЕННОГО ГАЗА В ЗАПОЛНЕННЫХ МАСЛОМ ТРАНСФОРМАТОРАХ A. MOLLMANN и B. PAHLAVANPOUR От имени Рабочей Группы 15.01 Оперативная группа 01 ОГЛАВЛЕНИЕ ОГЛАВЛЕНИЕ ...........................................................................................................................................................................1 ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ ..............................................................................................................................................................2 Резюме .........................................................................................................................................................................................2 1. ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................................................................................2 2. ЗАДАЧИ ОПЕРАТИВНОЙ ГРУППЫ..................................................................................................................................3 2.1. ЦЕЛЬ ОПЕРАТИВНОЙ ГРУППЫ ................................................................................................................................3 2.2. СТРАТЕГИЯ ОПЕРАТИВНОЙ ГРУППЫ 15.01.01 .....................................................................................................4 3. Стандартная практика и новые схемы интерпретации. ......................................................................................................4 3.1 КЛАССИФИКАЦИЯ МАСЛОНАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ................................4 3.2 ОБЗОР СХЕМ ИНТЕРПРЕТАЦИИ АНАЛИЗА РАСТВОРЕННОГО ГАЗА ..............................................................5 3.3 НОВАЯ СХЕМА ИНТЕРПРЕТАЦИИ, ПРЕДЛОЖЕННЯ ЧЛЕНАМИ ОПЕРАТИВНОЙ ГРУППЫ. ...................15 4. Другие действия. ..................................................................................................................................................................19 4.1 АВАРИЙНЫЕ И СИГНАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ..........................................................................................................19 4.2 ВЫЧИСЛЕНИЕ АБСОЛЮТНЫХ ГАЗОВЫХ ОБЪЕМОВ ........................................................................................19 5. Отказы в трансформаторах и обнаружительная способность газового анализа ............................................................19 5.1 МГНОВЕННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ, КОТОРЫЕ НЕ МОГУТ БЫТЬ ПРЕДОТВРАЩЕНЫ ГХА ...........................19 5.2 СЕРЬЕЗНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ, РАЗВИВАЮЩИЕСЯ В ПРЕДЕЛАХ СЕКУНД-МИНУТ И ПОЭТОМУ, НЕ ОБНАРУЖИВАЕМЫЕ ГХА. ..............................................................................................................................................20 5.3 ДЕФЕКТЫ ОБНАРУЖИВАЕМЫЕ ГХА.. ...................................................................................................................20 6. ЗАКЛЮЧЕНИЯ ....................................................................................................................................................................23 7. РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ БУДУЩЕЙ РАБОТЫ ................................................................................................................24 9. ССЫЛКИ ...............................................................................................................................................................................24 ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 2 ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ Оперативная группа 15.01.01 провела свою первую встречу в 1990 и встречалась хотя бы один раз ежегодно вплоть до заключительной встречи, проведенной в Выпоте / Словении 13-ого и 14-ого июня 1996. Один отчет действий оперативной группы издали в CIGRE [1], и несколько статей члены оперативной группы издали на различных семинарах [2], [3]. Результаты работы оперативной группы появились благодаря направлению постоянных усилий членов оперативной группы. Этот отчет показывает начальные условия, подводит итог заключений каждого действия и указывает дальнейшую работу, которая, как полагают члены оперативной группы, будет рассмотрена рабочей группой 15.01 для дальнейших действий. Важное продвижение было сделано относительно совокупности данных и информации от различных членов оперативной группы относительно различных методов интерпретации анализа растворенного газа. Резюме В 1990 CIGRE TF 15.01.01 начала рассматривать схемы интерпретации анализа растворенного газа трансформаторов, которые были установлены как национальные или связанные с фирмой стандарты в дополнение к международному стандарту IEC 60599 [4]. Сравнение этих схем ХАРГ-ИНТЕРПРЕТАЦИИ показывает большую разновидность отношений и чисел для отдельных концентраций газов. Следовательно, использование различных схем интерпретации того же самого ХАРГ приводит к различным интерпретациям и заключениям. Цель оперативной группы состояла в том, чтобы разъяснить эту ситуацию анализом влияния различных факторов на ХАРГ, таких как тип заполненного маслом электрического оборудования, нагрузка оборудования, возраст оборудования, тип масла, и т.д. Были согласованы методы для оценки баз данных нормальных значений ХАРГ. Были установлены ключевые газы и характерные концентрации ключевых газов для нескольких дефектов, также как и отношения, чтобы определить некоторые повреждения в трансформаторах. Была установлена эмпирическая оценка баз данных ХАРГ участников относительно концентраций ключевых газов. Статистическая оценка, которая еще не закончена, уже показывает чистые тенденции, чтобы поддержать эмпирические результаты, основанные на схемах и использовании значений концентрации газа 90, 95 и 98 % . 1. ВВЕДЕНИЕ Тепловые и электрические дефекты в заполненном маслом электрическом оборудовании, таком как трансформаторы, приводят к разложению масла и изоляционных материалов. Во время разложения, формируются газообразные продукты и растворяются в масле. Применяя методику " Анализ Растворенного газа " на масляном образце, растворенные газы могут быть определены ко- ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 3 личественно и количественно измерены. Концентрацию и отношение индивидуальных газов принимают во внимание для прогноза того, произошел ли дефект и его вероятного типа. Измеряют в масле следующие газы: водород, метан, этан, этилен, ацетилен, окись углерода, двуокись углерода, азот и кислород. Некоторые лаборатории также измеряют пропилен, пропан и пропин(метилацетилен,аллилен) в той же самой выборке. Более чем за 25 лет анализ растворенного газа (ХАРГ) и его интерпретация стали полезным и надежным инструментом для контроля состояния заполненных маслом трансформаторов и другого заполненного маслом электрического оборудования. Более высокое требование на использование ХАРГ, увеличивающееся диагностическое значение результатов и рекомендуемых действий, основанных на ХАРГ, ожидаемом пользователями указало, что существующий стандарт IEC 60599 " Интерпретация анализа растворенного газа заполненного маслом электрического оборудования " не всегда обеспечивал надежное обнаружение повреждений. Поэтому, в некоторых странах и компаниях, изготовителях трансформаторов и предприятиях обслуживания произвели индивидуальные стандарты интерпретации ХАРГ, основанные более или менее на IEC 60599. Эти стандарты обеспечивают, с точки зрения пользователя большее количество " информация индивидуума " относительно состояния маслонаполненного электрического оборудования. Но результаты этих стандартов весьма часто не были сопоставимы друг с другом. Основанная на этом и после Французского предложения о пересмотре IEC 60599, в 1989 сформировалась Рабочая группа CIGRE 15.01 Оперативная группа 01, чтобы разъяснить этот вопрос и помогать IEC. 2. ЗАДАЧИ ОПЕРАТИВНОЙ ГРУППЫ 2.1. ЦЕЛЬ ОПЕРАТИВНОЙ ГРУППЫ Прежде, чем сформировалась в 1990 оперативная группа , статус АРГ все более и более стал обычным инструментом для наблюдения рабочих условий маслонаполненных трансформаторов и другого заполненного маслом электрического оборудования. Более высокое требование и увеличенное диагностическое значение, основанное на АРГ вместе с рекомендуемыми действиями, ожидаемыми пользователем, показали, что существующий IEC Стандарт 60599 " Интерпретация Анализа Растворенного газа заполненного маслом электрического оборудования " не был способен дать надлежащее обнаружение ошибок в некоторых случаях, следовательно запрос Французским LEC-комитетом, чтобы исправить IEC 60599 стал условиями рекомендации для действий оперативной группы. Эти условия рекомендации: ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 4 1) Предложение типичных значений для нормальных концентраций ключевых газов, упомянутых в документе IEC 60599 2) Приведение числа дефектов, внесенных в список в таблице интерпретации IEC 60599 3) Точные данные, в которых выравниваются применяемые газовые методы интерпретации 4) Определение реалистических значений для СО2/СО - отношения, чтобы улучшить диагнозы относительно бумажной изоляции 5) Выбор различных отношений для выделения дефектов и определения пределов для различных типов оборудования 6) Применение метода на оборудование другое, чем энергетические трансформаторы. Главная цель CIGRE оперативной группы 15.01.01 состояла в том, чтобы собрать и обеспечить информацию относительно различных опытов участвующих стран относительно этих условий рекомендации. 2.2. СТРАТЕГИЯ ОПЕРАТИВНОЙ ГРУППЫ 15.01.01 Из-за расхождения ключевых газовых концентраций и отношений газовых концентраций, используемых в различных "стандартах", для уверенной диагностики дефектов, чтобы разъяснить состояние были выбраны следующие подходы. • Классификация заполненного маслом электрического оборудования и корреляции с различными схемами интерпретации анализа растворенного газа. • Анализ различных схем интерпретаций ХАРГ совместно с базами данных, статистическая оценка баз данных и определение ключевых отношений и ключевых газовых концентраций. 3. Стандартная практика и новые схемы интерпретации. 3.1 КЛАССИФИКАЦИЯ МАСЛОНАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Параметры, касающиеся маслонаполненного оборудования, влияющие на ХАРГ и его интерпретацию, которые приняли члены оперативной группы, были сведены в " трансформаторную схему классификации ". Это началось с дифференциации между свободной системой дыхания и защищёнными системами. Этот подход выбрали, потому, что первая предварительная оценка известных ХАРГ - СХЕМ, казалось, показывала корреляцию между различными "нормальными" газовыми концентрациями и типом оборудования. Этот общий подход показан в Таблице 1. ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 5 Сравнение типов трансформаторов показывается в Таблице 2. Сравнение индивидуальных схем интерпретации ХАРГ, используемых различными пользователями для их собственных специфических трансформаторных типов не показывает никакого подобия. Сравнение показало, что не имелось никаких общих ключевых газовых концентраций или отношений. Таблица.2.Сравнение трансформаторов по странам. Характери- Страна стики трансформа- FR BE CH SF SE CA IT GB ES DE P тора Тип транс- форматора Открытая HP1) Х система Закрытая T3) Х >150кВ 70кВ 60% за- 60% 40% Плёночная 40% защита магни- топровода Х Х Х Х Х Х С РПН Х РПН соединён с баком РПН наполнен газом Х Х <40кВ Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х(>95%) HP TP Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х РПН выносной Х Х Х Х Х T Х Х Х Х Х Х T3) Х ло Х Х G4) Х ма- Х Без РПН T3) 40% с 1990 Тип корпуса Х G4) Х Х щита Тип 60% G4) Х система Азотная TNP2) мало Х Х Х Х х Х Х(>95%) Х Х Х Х(>95%) х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Гидро Энергия, 2)Тепловая и Ядерная Энергия, 3)Передача, 4)Генерация 1) 3.2 ОБЗОР СХЕМ ИНТЕРПРЕТАЦИИ АНАЛИЗА РАСТВОРЕННОГО ГАЗА Как только лаборатория получила данные, исследователи должны отнестись с определённой важностью к обнаружению некоторых газов. Попытки коррелировать выделенные газы с типом дефекта начались уже в 1928. Имелись в основном два вопроса: (a) - какие газы связаны со специфическим дефектом и (b) – может ли интенсивность выделения газов в результате дефекта, коррелироваться с серьезностью дефекта. Газ растворенный в пробах масла не всегда обеспечивает достаточно информации, для ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 6 оценки состояния трансформатора. История трансформатора в условиях эксплуатации, предыдущие дефекты и т.д, является важной частью информации, требуемой, чтобы сделать оценку. Критерии, используемые для оценки растворенных газов в пробах масла были сообщены [5]. Обычно критерии основаны на опыте от повредившихся трансформаторов, трансформаторов с развивающимися повреждениями, лабораторном моделировании, и статистическом анализе. Попытки диагностировать тип дефекта по выделенных маслом газам начаты 70 лет назад [6]. Несколько методов могут использоваться для интерпретации результатов, полученных анализом растворенного газа. Никакой отдельный метод не способен к универсальному использованию. Вообще, перед продолжением любого метода диагностики, должны рассмотреть эти два пункта: 1) Результаты, полученные от газового анализа должны быть выше пределов чувствительности прибора 2) измеренные газовые концентрации значительны. Пределы по концентрации должны быть установлены для различных типов трансформаторов. Ниже некоторых уровней концентрации, часто указываемых как нормальные или граничные величины, вероятность наличия повреждения низка. Оборудование рассматривается как здоровое, хотя дефект не может быть полностью исключен. Вообще, при использовании ХАРГ для обнаружения начала повреждения, дефекты в трансформаторах могут быть разделены на две категории: мгновенные серьезные дефекты, которые могут развиться за очень короткое время и поэтому не могут быть обнаружены ХАРГ, и дефекты, развивающиеся длительный промежуток времени и таким образом в принципе, обнаруживаемые ХАРГ. Вообще применяются следующие методы для интерпретации результатов ХАРГ, использующих анализ тенденции: 1) Методика Отношения. Метод использует отношения измеренных количеств газов. IEC60599 рекомендует использование пяти газов и трех отношений. Аналогично другие руководящие принципы [7], [8], [9] рекомендуют использование тех же самых пяти газов. Газы внесены в список в порядке увеличения температуры разложения. Главное неудобство этой методики - несколько одновременно встречающихся дефектов, может приводить к неоднозначности в анализе. Методика отношения имеет различные преимущества над другими методами, так как отношения независимы и от масляного объема и от выбора единиц концентрации. 2) Графические представления. Графические представления газовых отношений удобны для визуального исследования развития дефектов. Этот метод обнаружения повреждений основан на вычислении относительного процента от трех газов. Каждый угол треугольника представляет 100 % одного газа и 0 % других газов [10], [11]. Диаграмма от этих трех газов на треугольнике зависит от площади, на которой назвали диагноз. ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 7 3) Метод ключевого газа. Зависимость температуры газовыделения от типа масла и разложения целлюлозы обеспечивает основание для качественного определения типов дефекта по газам, которые являются типичными, или преобладающими, при различных температурах. Эти показательные газы и пропорции называются " ключевым газом ". Эти методы обеспечивают диаграммы для четырех общих типов дефекта, то есть, тепловой (старение масла), тепловой (разложение целлюлозы), электрический (электрическая корона) и электрический (дуговой разряд). Детали процедуры описаны в IEEE, Std C57.104-1991 [7]. IEC 60599 [4] Это - руководящий принцип для интерпретации анализа газов в трансформаторе и другом маслонаполненном электрическом оборудовании при эксплуатации, изданный в 1978. Он использует вычисление отношения концентраций газов. Метод интерпретации был развит для мощных силовых трансформаторов с медными проводниками, изолированных целлюлозной бумагой или прессованными экранами из твердой изоляции и заполненных углеводородным минеральным изоляционным маслом, обслуживающих мощную энергетическую сеть. Метод в принципе может также применяться к измерительным трансформаторам, маслонаполненным кабелям, коммутационным устройствам, и т.д., но доступен недостаточный опыт, чтобы формулировать подходящую интерпретацию и пределы. Этот метод интерпретации использует методику отношения и применяет три отношения, то есть: CH4/H2, C2H4/C2H6 и C2H2/C2H4. Перед продолжением любого обнаружения дефектов необходимо установить, что измеренные газовые концентрации значительны. Это особенно важно при очень низком уровне концентрации газа, так как предложенные отношения могут приводить к ошибочной интерпретации. Поэтому, интерпретация результатов должна быть выполнена, если концентрации газов - выше граничных уровней. Чувствительность аналитической методики также играет важную роль в интерпретации результатов. В стандарте обеспечивается полезная информация, связанная со скоростью газовыделения, изменением интенсивности дефекта и предотвращением масляного насыщения. Этот стандарт - в настоящее время пересматривается. Метод IEEE [7] В общем в этой методике рассматриваются три типа дефектов, то есть, тепловой, электрический низкой энергии и электрический высокой энергии. Кроме того, предложены сумма всех горючих газов и пределы по концентрации для четырех различных условий и методики отношения. Отношения, используемые для ключевых газов подобны IEC 60599 (C2H2/C2Н4, CH4/H2 и C2H4/C2H6). Уровни концентрации растворенного газа могут применяться для трансформаторов без любых предыдущих результатов испытания или истории эксплуатации. Для определения состояния трансформатора, находится самый высокий уровень для отдельных газов или суммы горючих газов. Рекомендуются действия основанные на сумме горючих газов. Возможные дефекты ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 8 диагностируются при помощи метода отношения ключевых газов. Кроме того, предложен метод отношения, и сделана рекомендация к Dornenburg методу. Метод ключевых газов был предложен для обеспечения основания для количественного определения типов дефекта по газам, которые являются типичными, или преобладающими при различных температурах. Выделение газовой концентрации является функцией от времени и важной частью этого стандарта. Отношения CEGB/Rogers Центральная Доска Производителей Электроэнергии (CEGB) Англии и Уэльса начала обширную работу над корреляциями газов по дефекту уже в 1968. Их подход был основан на термодинамическом предсказании по продуктам разложения нефтяного масла подвергнутого высоким температурам. Эти изучения ясно указали, что увеличение в температуре масла вело к увеличению отношения ненасыщенных к насыщенным углеводородам, особенно, отношения ацетилена к этилену и этилена к этану. В таких случаях оба увеличивались с увеличением температуры разложения. Было также предсказано увеличение количества водорода, выделенного при увеличении температуры. Четыре отношения газов использовались для диагнозов дефекта. Эти отношения – CH4/H2, C2H6/CH4, C2H4/C2H6 и C2H2/C2H4. Статистическая оценка результатов ХАРГ для нескольких сотен трансформаторов позволил CEGB устанавливать газовые концентрации для рассмотрения трансформаторов работающих обычно. Трансформаторы, показывающие уровни выше чем нормальные, подозревались в наличии дефектов. Метод использовался для обычной интерпретации результатов ХАРГ во многих лабораториях. Он был развит в пределах CEGB и сообщено Rogers в 1978[8]. Этот метод использует четыре отношения измеренных концентраций пяти газов. Газы внесены в список в порядке возрастания температуры разложения. В этом методе использовались четыре отношения газов и в зависимости от отношения, присваивается кодовый номер. Кодовый номер приведет к обнаружению дефекта. Метод очень эффективен, но иногда в практике, могут происходить комбинации отношений, которые не включены в таблицу. Несколько одновременных встречающихся дефектов могут причинять неоднозначность в анализе. Он также склонен к выходу ошибочных оценок, когда газовые уровни низки. Метод Schliesinger Это - методика отношений, объединенная с пределом газовой концентрации. Комбинация отношения и предела газовой концентрации приведет к коду, который может использоваться для интерпретации результатов. Используются пять отношений. Это – C2H2/Н2, C2H2/C2H6, H2/CH4, C2Н4/C2H6 и CO2/CO. Извлекают коды зависящие от отношений. Затем ищется код для уровня концентрации для C2H2, H2, суммы CхHy и суммы концентрации СО и СО2. Для этих газов имеется диапазон концентрации (то есть от и до). Извлекают из таблицы коды зависящие от концентрации этих газов. Комбинации кодов внесены в список в таблице диагнозов. Метод способен раз- ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 9 личать более одного дефекта. Метод Dоrnenburg's [9] Первоначальный метод вычерчивал отношение CH4/H2 против C2H2/C2H4, используя логарифмическую бумагу, на которой были обозначены области, соответствующие тепловому ухудшению, дуговому разряду и частичным разрядам. Метод был основан с недостаточным преимуществом, будучи применим к Buchholz газам. Позже в Dornenburg исправили его метод [6], и он использовал отношение измеренных газов. Номографический Метод Это - комбинация концепции отношения газа дефекта с установленными значениями. Он предназначен обеспечить, и графическое представление данных газа дефекта, и средство чтобы интерпретировать их значение. Номограмма состоит из ряда вертикальных логарифмических шкал, представляющих концентрации отдельных газов. Прямые линии протянуты между смежными шкалами, чтобы соединить точки, представляющие значения концентраций отдельных газов. Наклоны этих линий - диагностические критерии для определения типа дефекта. Это может требовать регулирования масштабов, основанных на эксплуатационных историях поврежденного трансформатора. Метод Duval В 1989 Duval [7] из Hydro- Quebec (IREQ) сообщил метод обнаружения дефекта, используя треугольник. Этот метод диагностики основан на вычислении процента от трех газов: метан, этилен и ацетилен. Каждый угол треугольника представляет 100 % одного газа и 0 % других газов. Концентрация газов увеличивается по часовой стрелке. Внутренняя часть треугольника разделена на шесть различных областей. Графическое представление делает метод легким в использовании, но несколько объемистым. Интенсивность выделения газов Эта методика вычисляет интенсивность генерации газа, сравнивая результаты двух анализов и даты анализов. Концентрация газов дефекта выражена или в проценте объема или в миллионных частях для идентификации возникающих повреждений и предсказывает серьезность дефекта. Так как объем масла остается постоянным, относительные изменения в концентрациях газа дефекта через какое-то время делают возможным вычисление интенсивности выделения газов. Должно быть отмечено, что сравнение данных газа дефекта от различных единиц требует нормализации из-за различий в объемах масла. Ключевые Газы Эта методика связывает каждый индивидуальный газ с вероятным дефектом. Водород может быть произведен двумя механизмами. Производство водорода при низкой температуре связа- ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 10 но с коронным или частичным разрядом. В повышенных температурах, водород производится фракционированием масла. Эти экспериментальные и теоретические занятия формуют основу корреляции так называемых Ключевых Газов с типами дефекта. Например, ацетилен связан с рассеянием высокой энергии и когда произведены другие низкомолекулярные углеводороды вместе с водородом, указывает на пиролиз. Должно быть отмечено, что дефект не производит единственных уникальных продуктов разложения. Однако, образец комбинации выделенных газов уникален для каждого из трех главных типов дефекта. Искрение производит все газы дефекта, и пиролиз производит все кроме ацетилена. Смешанные методы интерпретации Изучение интенсивности выделения: этот метод используется для детального изучения зависимости выделения газа при нагрузке, но он формирует мощный диагностический инструмент для правильности собственной оценки. Термодинамический метод: этот метод уникален, будучи основанным на теоретическом подходе. Он основан на факте, что на месте дефекта существует зона, где температура достаточно высока, чтобы дать первичные продукты выхода комплексной масляной молекулы. Эти продукты проходят к холодным зонам, где равновесие заморожено. Тогда относительные концентрации компонентов могут быть рассчитаны как функция температуры. Необходимо заметить, что, поскольку температура изменяется, она воздействует на относительные отношения газов. Метод трёхлинейного графика: Это несколько более усложненный математически чем другие методы отношения, и можно показаться, что имеет подобное логическое основание. Метод выражает композицию горючих газов в условиях количества молей атомов их составляющих. Композиция горючих газов может таким образом быть выражена как процент от H, О и C и начерчен как треугольная диаграмма, чьи вершины представляют 100 % каждого из этих атомов. Метод полезен как подтверждение методики отношения и наиболее ценное применение в последующем развитии дефектов. Общие замечания Имеются проблемы в применении отношений для анализа дефекта. В настоящее время принятая практика рассматривает только значение отношения без рассмотрения уровня концентрации газа. Большее значение может быть присоединено к отношению, в котором один или оба газа присутствуют на повышенных уровнях. Обнаруженное сходство для всех схем интерпретации газового анализа, состоит в том что чем большее количество доступной информации, относительно истории трансформатора и результатов испытания, тем большее вероятность правильного обнаружения дефектов состояния единицы. ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 11 Схемы интерпретации, используемые членами оперативной группы Сравнение индивидуальных схем интерпретации ХАРГ – 12 схем было представлено и обсуждено в оперативной группе — показало в некоторых случаях значительные различия в отношениях, концентрациях ключевых газов и результирующей диагностике как комбинации или индивидуальном подходе к отношению и газовым концентрациям. В этой работе 15.01.01 были обсуждены следующие схемы интерпретации ХАРГ: схема интерпретации ХАРГ ABB (Швейцарии) Схема интерпретации, используемая в ABB, Швейцарии, является методом Dornenburg, который использует три основных газовых отношения IEC. Dornenburg рассматривает четыре различных типа дефектов (то есть, теплового, частичного разряда, низко- и высокомощных разрядов высокой плотности энергии) и дает простое графическое представление. Кроме того, он рекомендует пределы газовых концентраций в трансформаторах без дефектов, независимо от наработки. схема интерпретации ХАРГ ASINEL (Испания) Схема интерпретации ХАРГ силовых трансформаторов ASINEL основана на семи цифро- вом коде, относительно шести отношений и концентрации водорода и C1 + C2 углеводородов. Три кода - те же самые кода как в IEC 60599, которые имеют то же самое значение. Следующее отношение - согласно коду Rogers и отношению СО2/СО значительного для разложения бумаги. Отношение C2H2/H2 указывает электрическую причину явления. Если это отношение выше чем 2, то - дефект в переключателе РПН, если оно - ниже, то - дефект в резервуаре. Нормальные значения для силовых трансформаторов, также даются в этой схеме интерпретации. Нормальные значения отличаются в зависимости от существования или отсутствия нагрузки на переключателе РПН. Схема интерпретации также включает частоту осуществления выборки. Эта схема интерпретации также использует интенсивность газового увеличения, для определения серьезности дефекта. Трансформаторная диагностика KEMA посредством анализа газа в масле (Нидерланды) Схема интерпретации ХАРГ подобна схеме интерпретации RWE Energie. Эта схема интерпретации ХАРГ чётко отличается между электрическим разрядом, тепловыми дефектами и электрическими дефектами. Каждый дефект может происходить независимо или в комбинации друг с другом. Схема интерпретации ХАРГ LABELEC (Португалия) Схема интерпретации основана на абсолютных газовых концентрациях и газовых отношениях. Если значения концентрации всех газов ниже " предельного значения " диагностирует, "нормален". Если по крайней мере одна газовая концентрация выше чем " предельное значение " тогда рассчитаны пять отношений. В дополнение к отношениям IEC 60599 отношения СО2/СО и ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 12 O2H2/H2 также рассчитаны и используются. Интенсивность газового формирования - другой критерий, принятый во внимание для интерпретации результатов ХАРГ и обычно используемый для определения серьезности дефекта. Дополнительный, Schliesinger метод, обычно используется, чтобы подтвердить присутствие более одного дефекта в то же самое время. Схема интерпретации ХАРГ LABOPELEC (Бельгия) Эта схема интерпретации дает очень детальную информацию, что делать с результатом ХАРГ газовых концентраций и как обработать их. Эта схема ХАРГ имеет различия относительно важности разложения, и они отличается между нормой, довольно высокое, высокое и очень высокое разложение масла, или масла и бумаги, или бумаги. Этот стандарт включает девять различных определений разложения, которые объединены с важностью разложения в так называемом " Laborelec коде ". Этот " Laborelec код " предпочитает газовые концентрации H2, C2H2, СО и сумму C1 и C2 углеводородов. Он кроме того отражает одно отношение, а именно CH4/H2. В зависимости от уровня газовой концентрации вышеупомянутых газов и номера отношения имеются 27 различных диагностических случаев, внесенных в список в коде. Кодом A, который показывает нормальные значения, является для H2 200 ppm, суммы C1 и C2 ниже 300 ppm и для СО ниже 800 ppm. Замечено, что для C2H2 и для отношения никакие значения для нормальных значений не даются. схема интерпретации ХАРГ LCIE (Франции) Схема интерпретации ХАРГ LCIE основана на 12 отношениях, которые характеризуют электрические и тепловые воздействия в трансформаторе. Нормальные газовые концентрации установлены для различных семейств трансформаторов согласно изготовителю, местоположению (гидроэлектростанция, атомная электростанция и передача), возрасту, напряжению и типу РПН если существует. Обнаружение дефектов проведено: во-первых, сравнивая аналитические результаты с нормальными концентрациями, во-вторых, если аналитические результаты - около или выше нормальных концентраций, вычисляя некоторые отношения, чтобы видеть является ли тип дефекта очевидным, в-третьих рассматривая интенсивность увеличения газовых концентраций. Все масляные выборки должны производиться посредством шприцов. Эта лаборатория также использует результаты С3 для интерпретации ХАРГ. схема интерпретации ХАРГ ЭЛЕКТРОИНСТИТУТА MILAN VIDMAR (Словения) Эта схема интерпретации ХАРГ основана на отношениях и газовых концентрациях. Стратегия интерпретации состоит в том, чтобы сначала рассматривать газовые концентрации анализа и если значения - ниже предельных значений, трансформатор классифицируется как нормально действующий. Кроме того, она описывает подробно действие, которое должно быть принято в случай результатов ХАРГ ниже, близких или выше заявленных пределов предупреждения. Дей- ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 13 ствия, которые должны приниматься также, различаются между новыми трансформаторами с первым ХАРГ и трансформаторами которые уже проверены. схема интерпретации ХАРГ ЕДИНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ) Схема интерпретации ХАРГ, традиционно используемая Компанией Единой энергосистемы (NGC) основана на измененном Rogers методе Отношения. NGC предпочитает сохранить отношение C2H2/CH4 заниженной схемы IEC 60599, потому что это отношение, как полагают, является полезным признаком при температурах выше чем нормальные рабочие, которые не могут считаться дефектом, но которые могли бы ожидаться, чтобы иметь некоторое влияние на поведение оборудования в течении длительного срока. Интенсивность выделения газа и нормальный уровень выделившихся газов также приняты во внимание для интерпретации результатов ХАРГ. За последние два года, инженеры NGC развили " экранирующую систему " для результатов ХАРГ, намеревавшихся указать серьезность специфического результата, прежде всего так, чтобы "нормальные" результаты могли быть идентифицированы с большим количеством достоверности, позволяющей большему количеству внимания быть сконцентрированными на меньшей части результатов от "неправильных" случаев. Система оценки включает, и качество и силовые функции, и была развита сравнением относительного количества всех пяти горючих газов, по результатам из трансформаторов с известными дефектами различных степеней серьезности и с результатами из трансформаторов без известных дефектов. схема интерпретации ХАРГ (Германия) Схема интерпретации ХАРГ RWE Energie рассматривает пять отношений и четыре газовых концентрации. В зависимости от значения отношения, определяется ,является ли диапазон значительным или нет, и аналогично, являются ли газовые концентрации значительными. Если и отношение и соответствующая ключевая газовая концентрация значительны, то устанавливается неправильное разложение. С помощью этой схемы интерпретации ХАРГ установили пять различных дефектов, которые могут происходить или как отдельные дефекты или в совокупности с несколькими дефектами плюс нормальное разложение. схема интерпретации ХАРГ Siemens Transformer Union (Германия) Эта схема интерпретации ХАРГ полагается на критерий концентрации и на критерий отношения. Критерий концентрации - относительно ацетилена, водорода, сумм C1, C2 и пропилена, пропана и углеводородов пропина(метилацетилена, аллилена) и суммы СО2 + СО, различные диапазоны концентрации маркированы числами 1, 2 или 3, в зависимости от уровня в каждом классе. Тот же самый подход применим к отношению с дополнительными критериями для опре- ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 14 деления газов переключателя, резервуара дивертора переключателя, неточных соединений, старения в результате термообработки целлюлозных материалов и электрического разложения целлюлозных материалов. Рис.1. Распределение Н2 как функции от уровня напряжения и загрузки. Рис.2. Распределение углеводородов как функции от уровня напряжения и загрузки. ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 15 Рис.3. Распределение СО2 как функции от уровня напряжения и загрузки. 3.3 НОВАЯ СХЕМА ИНТЕРПРЕТАЦИИ, ПРЕДЛОЖЕННЯ ЧЛЕНАМИ ОПЕРАТИВНОЙ ГРУППЫ. 3.3.1 ОТНОШЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ. Оценка с помощью отношений концентраций газов, применяемая во многих системах интерпретации, имеет большое разнообразие в выборе отношений и видов дефектов, характеризующихся этими отношениями. В результате интенсивного обсуждения подходящих для определения ключевых газов и их соотношений, а так же соответствующих им видов дефектов были выбраны приведённые ниже отношения газов. Отношения и величины концентраций были согласованы большинством членов рабочей группы. Концентрации, указанные вместе с отношениями показывают, что их превышение предполагает наличие дефекта в трансформаторе. Ключевое отношение №1 С2Н2/С2Н6 (ацетилен/ этан) Выявление разрядов. Отношение СИГРЭ №1 применяется как ключевое для определения наличия электрических разрядов. В этом случае обычно его величина больше единицы указывает на наличие дефекта. МЭК 60599 в этом случае использует отношение ацетилен/этилен. Причина отличия отношения СИГРЭ №1 от рекомендаций МЭК 60599 в том, что при разрядах количество выделяемого этилена ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 16 растёт, так же как и ацетилена, тогда как количества этана растёт меньше. Поэтому отношение СИГРЭ №1 более надёжно выявляет разряды. Ключевое отношение №2 Н2/СН4 (водород/метан) Выявление частичных разрядов Ключевое отношение СИГРЭ №2 применяется для определения наличия частичных разрядов. Обычно в этом случае его величина большое десяти. МЭК 60599 использует отношение метан/водород. Смысл применения обратной ему величины в том, что лучше характеризовать наличие дефекта большой величиной отношения, чем очень малой. Это так же более логично потому, что остальные отношения при наличии дефекта имеют высокие значения. Ключевое отношение №3 С2Н4/С2Н6 (этилен/этан) Выявление термических воздействий. Ключевое отношение СИГРЭ №3 используется как параметр, представляющий соотношение ненасыщенных углеводородов к насыщенным. Ненасыщенные углеводороды образуются главным образом при перегревах масла. Ключевое отношение №4 СО2/СО (двуокись углерода/окись углерода) Выявление деградации целлюлозы Ключевое отношение СИГРЭ №4 является ключевым для определения степени деградации целлюлозы. В случае перегрева целлюлозы обычно его величина больше десяти. В случае деградации целлюлозы под действием дефектов электрического характера эта величина обычно меньше трёх. Ключевое соотношение СИГРЭ №4 выбрано потому, что оно в первую очередь показывает участие целлюлозных материалов в развитии термических или электрических дефектов. Для подтверждения этих результатов с помощью анализа фуранов вводится применение стандарта МЭК 61198 [12]. Ключевое отношение №5 С2Н2/Н2 (ацетилен/водород) Выявление влияния газов из устройства РПН Ключевое отношение СИГРЭ №5 используется для определения проникновения газов в общий бак из устройства РПН. (Примечание: это относится и к случаю, когда бак переключателя РПН и основной бак трансформатора имеют общий расширитель). Обычно в таком случае величина отношения не менее двух, а концентрация С2Н2 не менее 30 ppm. Причина, по которой отношение №5 включено в рекомендации СИГРЭ, это то, что нормально в случае электрических разрядов количество ацетилена редко превышает количество водорода. Так как водород менее растворим в трансформаторном масле, чем ацетилен, последний быстрее диффундирует из бака РПН, ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 17 чем водород и в основной бак диффундирует только малое количество водорода. В результате количество ацетилена в трансформаторном масле больше, чем водорода. 3.3.2 Оценка концентраций ключевых газов Оценка анализируемых систем интерпретации результатов ГХА в отношении ключевых газов и их концентраций показывает так же, что имеется большое разнообразие как в выборе газов, так и в величинах их концентраций. В случае водорода как показатель наличия дефекта назывались величины от 40 до 200 ppm. Такие широкие пределы граничных концентраций были у ключевых газов СН4, С2Н2, С2Н4, С2Н6, С3Н6, С3Н8, СО2, СО. Для выяснения ситуации каждая система интерпретации изучалась для определения концентраций ключевых газов. Результат получен следующий: представленные величины концентрации ключевых газов относились к различным типам трансформаторов – блочным, сетевым, промышленным и другим. Некоторые величины базировались на 90% распределении определяемо о газа, другие – на 95% распределении. Также не было определённого подхода к так называемому нормальному содержанию отдельных газов, включая водород, метан и т.д., поскольку оно очень сильно зависит от климатических условий, нагрузки, конструкции и типа масла. Первым подходом было составление таблицы для блочных и сетевых трансформаторов с нормальными концентрациями ключевых газов: водорода, ацетилена, суммы углеводородов С1 и С2, а также суммы СО2 и СО.(см. таблицу 3) Таблица 3. Нормальные концентрации ключевых газов для блочных и сетевых трансформаторов. Ключевой газ Концентрация ключевого газа, ppm Предполагаемый дефект С2Н2 >20 Мощные разряды Н2 >100 Частичные разряды Сумма СхНу >1000 >500 Термические дефекты Газы С1, С2, С3 Газы С1 и С2 СО2 и СО >10000 Деградация целлюлозы Набор ключевых газов и величины их концентраций, приведённые в таблице.3, не самый подробный комплекс по сравнению с отдельными обсуждавшимися системами, тем не менее, он может быть принят, как руководство по интерпретации ГХА. В частности он ценен, когда не хватает данных о предыстории работы трансформатора или о его конструкции. Процедура интерпретации. По результатам проведённого газохроматографического анализа рассчитываются отношения ключевых газов. Если все ключевые отношения ниже пределов, указанных выше, (для окислов углерода – в указанных пределах), результат обозначается кодом R1. Если какое ни будь из отношений превышает указанные пределы(для окислов углерода выходит за указанные пределы) результат обозна- ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 18 чается как R2. Если все концентрации ниже указанных в таблице.3, результат обозначается как К1. Если хотя бы одна концентрация превысила пределы таблицы.3, присваивается код К2. Комбинации результата. К1 и R1: Никаких мер не принимается, трансформатор, всего вероятнее, не имеет дефектов. К2 и R2: Трансформатор с большой вероятностью имеет дефект, необходимы дополнительные анализы. К1 и R2: Возможно наличие развивающихся дефектов, необходимы дополнительные анализы. К2 и R1: Вероятно наличие более чем одного вида дефекта, необходимо даль- нейшее обследование. Так как единичный отбор проб для ГХА предоставляет весьма ограниченную информацию( анализ может быть и не правильным), все приведённые выше комбинации, за исключением 1 повторяются для дальнейшего анализа и других исследований, чтобы отыскать природу возникшей проблемы. Проводиться оценка данных, содержащихся в базах различных лабораторий, для представительной обработки распределения содержания газов Н2, СН4, С2Н2, С2Н4, С2Н6, N2, O2 в зависимости от класса напряжения, нагрузки и срока службы трансформаторов. Примеры распределения газов Н2, СО2 и суммы углеводородов вплоть до С3 на материале одной из баз данных показаны на рисунках 1, 2 и 3 в виде графиков в полулогарифмическом масштабе. Как показывает распределение содержания водорода, рис.1, нет существенной разницы в концентрации этого газа при разных классах напряжения и уровнях нагрузки. Рис.2 показывает, что для распределения суммы углеводородов такие зависимости существуют. Для СО2 на распределение влияет класс напряжения. Рис.3 показывает, что концентрация Со2, по данным этой базы значительно выше для блочных трансформаторов, чем для сетевых. Блочные трансформаторы работают главным образом в режиме базисной нагрузки, тогда как загрузка сетевых трансформаторов значительно ниже и сильно меняется. Аналогичные графики с линейной зависимостью распределения от концентрации газов, полученные другими лабораториями, показывают хорошую корреляцию с этими данными. Кроме информации, полученной при эмпирической оценке результатов ГХА для интерпретации таблицы.3, и оценки баз данных результатов ГХА о распределении концентраций в зависимости от класса напряжения, загрузки и срока службы трансформатора, подобных представленных на рис.1, 2 и 3, в настоящее время продолжается работа по выборке «нормальных» значений для различных классов трансформаторов. Порядок исследований следующий: ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 19 Производится оценка распределения концентрации газов для определения «нормальных» значений, включающая данные только трансформаторов с заведомо отсутствующими дефектами. Для каждого трансформатора учитывается только последний анализ. Если это возможно, данные по блочным, сетевым, измерительным и другим трансформаторам обрабатываются отдельно. Оценка баз данных некоторых членов рабочей группы даёт обнадёживающие результаты, так для газов Н2 и С2Н2 имеется разумная корреляция с данными таблицы.3. 4. Другие действия. 4.1 АВАРИЙНЫЕ И СИГНАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ Главной целью комитета было также определение тревожных и сигнальных значений для концентрации растворенных газов. Основываясь на результатах оценки нормальных значений, будет доказано, является ли 95 % и значение 98 % газового распределения для тревоги и аварийных значений адекватным или лучшим признаком является изменение формы газового распределения в линейных диаграммах. 4.2 ВЫЧИСЛЕНИЕ АБСОЛЮТНЫХ ГАЗОВЫХ ОБЪЕМОВ Большинство ГХА схем интерпретации основано на относительных газовых концентрациях (объем газа на литр масла). В случае больших объемов масла в генераторе и трансформаторах передач, даже низкие концентрации растворенного газа могут указывать на дефект, хотя интерпретация ГХА, основанная на относительных газовых концентрациях, не дает признака. Из-за недостатка установленных относительных нормальных значений, систематические вычисления абсолютных газовых объемов и корреляции с признаками дефектов в трансформаторах признаны трудными, и не сделали никакого прогресса. 5. Отказы в трансформаторах и обнаружительная способность газового анализа Член оперативной группы E. Spicar представил обзор возможностей и ограничений трансформаторной диагностики ГХА, озаглавленный "Общие дефекты в силовых трансформаторах и способность обнаружения газовым анализом". Большая часть дефектов не спешит развиваться и может быть обнаружена контролем ГХА. Однако, мгновенные дефекты быстры и не могут быть предсказаны ГХА. 5.1 МГНОВЕННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ, КОТОРЫЕ НЕ МОГУТ БЫТЬ ПРЕДОТВРАЩЕНЫ ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 20 ГХА 5.1.1 Сквозной пробой. Этот тип отказа может разрушить трансформатор, в котором дефект бака, и очевидность повреждения подтвердит или укажет причину отказа, в последнем случае, если пробой имел место внутри бака, результаты ГХА с количеством газа, указывающего серьезность отказа. 5.2 СЕРЬЕЗНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ, РАЗВИВАЮЩИЕСЯ В ПРЕДЕЛАХ СЕКУНД-МИНУТ И ПОЭТОМУ, НЕ ОБНАРУЖИВАЕМЫЕ ГХА. 5.2.1 Нарушенные или неточные соединения в обмотке, которые приводят к малой дуге, которая сжигает окружающую твердую изоляцию, и могут приводить к внезапному повреждению трансформатора. 5.2.2 Ухудшение бумаги изоляции проводника в результате предыдущих коротких замыканий двух смежных витков трансформатора вошедших в контакт и формирование замкнутого контура вокруг главного магнитного потока. Этот контур расплавится за секунды из-за чрезмерно высокого потока индуктивного тока. 5.2.3 Сломанный, неточный или поврежденный натяжением стержень в проходном изоляторе, может причинять разжигание и искрение в пределах трубы проходного изолятора, и приводить к расплавлению контактирующей меди, выделяя газ. Газовое реле может сработать и отключить трансформатор от системы. В серьезных случаях проходной изолятор может взрываться и приводить к пожару. 5.3 ДЕФЕКТЫ ОБНАРУЖИВАЕМЫЕ ГХА.. 5.3.1 Внутри обмотки. 5.3.1.1 Смежные проводники в пределах общей изолирующей бумаги вошли в контакт друг с другом в некотором месте в пределах обмотки, чтобы сформировать замкнутый, вполне узкий контур (общие точки - пайка тугоплавким припоем всех параллельных проводников вне обмотки и упомянутое локальное место). Так как только незначительное напряжение вызвано просачивающимся потоком, проникающим через контур в зависимости от качества контактной устойчивости, поэтому, ограниченный ток будет течь, нагревая дефект. Контактная устойчивость может изменяться в течении времени от первоначально очень высокой (низкие потери) через среднюю (высокие потери) к сварке (поэтому, низкие потери снова). 5.3.1.2 Потерянные потенциальные соединения к экранирующим кольцам, сердечнику и т.д. Так достигается плавающий потенциал между землей и Высоким Напряжением (HV). На нарушенном соединении появляется искрение (без протекания мощности) и некоторый перегрев. ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 21 Даже возможно искрение от внешней стороны этих элементов к земле. 5.3.1.3 Непрерывные частичные разряды между смежными дисками или смежными проводниками, возможно вызванные загрязнением масла в этом месте. Эти ЧР в итоге приводят к пробою между вовлеченными электродами. 5.3.2 Клеммы и выводы 5.3.2-1 Все болтовые соединения могут перегреваться со временем, особенно соединения между алюминиевыми сборными шинами, если пружинные шайбы неспособны выдержать необходимое высокое давление. 5.3.2.2 Все контакты при скольжении и перемещении увеличат их сопротивление из-за старения, действия и времени, приводя к увеличенной температуре (плохие соединения). 5.3.2.3 В случае, когда по некоторым причинам главный поток проходит сквозь стержень тяги, тот становится горячим и увеличивает длину, которая приводит к ещё большему давлению контакта и поэтому, нагревает контакт. 5.3.3 В баке 5.3.3.1 Магнитные поля от клемм и выводов, могут индуцировать токи в стенке бака. Эти замкнутые контура часто проходят через отдельные болты, которые могут становиться очень горячими, даже пылать. Этот дефект даже может быть замечен снаружи инфракрасным тепловизором. 5.3.3.2 Перегрев из-за двойной земли магнитопровода. Формируется замкнутый контур, в котором может протекать значительный поток. Это в итоге может прожечь насквозь одно или оба соединения. После этого газогенерация, обусловленная нагревом места прекращается. Однако, с того момента как потеряно все потенциальное соединение и имеется плавающий потенциал, может быть инициировано постоянное искрение. 5.3.3.3 Иногда в больших силовых трансформаторах магнитопровод поддерживает колокол. Это помогает избежать вспучивания в ходе вакуумирования. Точки опоры изолированы. Если изоляция повреждена, во время транспортировки, замкнутый контур может быть установлен от опор магнитопровода, через бак, через колокол и назад к магнитопроводу. 5.3.4 Переключатель нагрузки 5.3.4.1 Контакты в пределах переключателя нагрузки, находящегося в том же самом положении в течение длинных периодов, имеют тенденцию быть науглероженными, увеличивать их контактное сопротивление и становиться горячими. Это - один из наиболее обычных дефектов в трансформаторе. 5.3.4.2 Из-за отказа во вращающемся механизме переключателя иногда не достигает его заключительного положения, останавливаясь на половине пути. В этом случае контакты могут сго- ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 22 рать очень быстро. 5.3.5 Магнитопровод 5.3.5.1 Если сталь магнитопровода не изолирована должным образом и если существует горение от плохой обработки в углах магнитопровода, где листы перпендикулярны к друг другу, то могут развиваться малые контактные точки. Если такие точки существуют, может быть установлен замкнутый контур с главным магнитным потоком. Будет течь уравнительный ток, и точки контакта нагреются. Часто это явление переходное, так как или контактное сопротивление этих точек повышается, или они свариваются. В обоих случаях накаливание и газогенерация прекращаются. 5.3.5.2 В старых конструкциях магнитопровода изолированные болты проходят сквозь магнитопровод. Если их изоляция в различных местах повреждена, будет установлен замкнутый контур. В этих случаях габариты болтов и их поверхности соприкосновения будут причиной протекания очень большого уравнительного тока, который может в конечном счете расплавить болт. Из-за высоких температур формируется большое количество газа. Эти газы могут попасть в критические области и инициировать электрический пробой. 5.3.5.3 В других конструкциях чтобы скрепить основные части магнитопровода используются металлические кольца, с изоляционной частью внутри кольца. Если такое кольцо теряет натяжение и скользит вниз, это может сформировать замкнутый контур со следующим кольцом ниже. В этом положении кольца расплавляют очень быстро и может быть инициировано повторное повреждение магнитопровода. Этот отказ развивается очень быстро и ведет к серьезному повреждению трансформатора. 5.3.5.4 В некоторых трансформаторах которым продлили срок службы может происходить усадка обмотки из-за старения изоляции. Это может приводить к потере давления прессовки. В результате некоторые части могут быть оставлены в плавающем потенциале, и может происходить запотенциаливание. 5.3.6 Негативные процессы обнаруживаемые ГХА и интерпретируемые как Другое Повреждение 5.3.6.1 Ацетилен поступающий от Переключателя отводов(РПН) через расширитель. Масло бака переключателя может иметь различные типы контакта с главным резервуаром: I. То же самое масло в РПН(OLTC(on-load tap-changer)) как в расширителе и баке II. Отдельные масляные камеры в баке, РПН и расширителе, но с общим газовым пространством III. Полностью отделенное масляное и газовое пространство в обеих системах. В первых двух случаях газы, которые образуются в течение работы переключателя могут просачиваться через расширитель в основной бак. Эти газы - главным образом ацетилен и водо- ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 23 род, и в основном баке интерпретируются как доказательство сильного искрения. Эти негативные процессы могут быть проверены одновременным газовым анализом масла из основного бака и из расширителя. 5.3.6.2 Прямая утечка ацетилена через стены камеры РПН. Этот дефект трудно отличить от реального дугового разряда в пределах резервуара. Если подозревают это, то увеличивают давление в РПН и контролируют уровень масла, если он уменьшается. 5.3.7 Водород от Химических реакций 5.3.7.1 Ржавление стали в водной фазе на дне резервуара или в других полостях, пока доступен кислород, производит водород. Это означает, что кислород может приниматься даже от ближайшего масла. Большие количества водорода, до 1'OOO'OOO ppm, могут быть произведены в трансформаторе, что никогда не было замечено под воздействием напряжения. 5.3.7.2 Реакция между хлоридом цинка и свободной водой покрывающей поверхность цинка, также выделяет водород. ZnCI2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2HCI 2HCI + Zn = ZNCl2 + H2 Хлорид цинка - всегда присутствует на перегретых покрытиях металлоизделий и должен смываться. 5.3.7.3 Иногда алюминиевые отливки предварительно зажимают окрашивая жидким стеклом, в присутствии влажности жидкое стекло гидролизуется и реагирует с алюминием, приводя к свободному водороду. 5.3.7.4 Некоторые сорта нержавеющей стали реагируют при повышенной температуре с минеральными маслами, вместе с растворенным кислородом, выделяя водород в свободном состоянии. 6. ЗАКЛЮЧЕНИЯ Рабочая группа CIGRE 15.01.01 согласовала ключевые отношения, которые указывают главные дефекты в трансформаторах. Предложены два дополнительных отношения СО2 / СО, указывающее на разложение целлюлозы и C2H2/H2, указывающее на процессы в РПН. Эмпирическая оценка индивидуальных схем интерпретации АРГ привела к определениям ключевых газов и нормальных значений ключевых газовых концентраций, обнаруженных АРГ. Кроме того, чтобы определить нормальные значения распределением ключевых газовых концентраций в трансформаторах, процедуры для оценки банка данных запустят систематический подход для определения тревоги и тревожных значений, который будет развит. Помимо оценки нормальных значений для генератора и трансформаторов передачи, предложенный метод будет также применяться на измерительные и промышленные трансформаторы. ELECTRA №186 OCTOBER 1999 Пер. Храмцов А.Н Электросетьсервис. стр. 24 7. РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ БУДУЩЕЙ РАБОТЫ Более статистический сбор данных - важный фактор для развития лучшей диагностической методики. Он должен включить данные от исправных и дефектных трансформаторов. Весьма желательно развитие компьютерной программы, принимающей во внимание все важные факторы интерпретации АРГ. Необходимо исследовать на результатах АРГ влияние недавно разработанных материалов, используемых в конструкции маслонаполненного электрического оборудования. 9. ССЫЛКИ [1] DePablo, A. and MoUmann, A., New Guidelines for Furans analysis as well as Dissolved Gas Analysis in Oil-Filled Transformers / Nouveaux guides pour I'analyse des furanes — Analyse des gaz dissous dans les transformateurs a huile , CIGRE, 1996 Paris, 15/21/33-19. [2] Pahlavanpour, B. and Wilson, A., Analysis of Transformer Oil for Transformer Condition Monitoring. IEE Colloquium on an Engineering Review of Liquid Insulation, London January 1997. [3] Praehauser, T„ Reliability surveillance and Maintenance of High Voltage Insulation in Power Systems. CIGRE Symposium 1991-Montreal Canada. [4] IEC 60599, The Interpretation of Gases in Transformer and Other Oil-Filled Electrical Equipment in Service, 1978. [5] Griffin, P.J., Criteria for the Interpretation of Data for Dissolved Gases in Oil from Transformers (a review). Electrical Insulating Oils ASTM-STP 998, 1988,89107. [6] Buchholz, M., The Buchholz Protection System and its Application in Practise, ET49 (1928), 34,1257-1262. [7] IEEE Std C57, 104, IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers, 1991. [8] Rogers, R.R., IEE and IEC Codes to Interpret Incipient Faults in Transform-ers, using Gas in Oil Analysis. IEEE Trans. Electr. Insul. 1978, El., 13, No 5,349-354. [9] Dornenburg, E. and Strittmatter, W., Monitoring Oil Cooled Transformers by Gas Analysis Brown Boveri Review Vol 61, No 5, 238-247, May 1974. [10] Duval, M., Dissolved Gas Analysis — It Can Save Your Transformer. IEEE Electrical Insulation Magazine, 5, 2227,1989. [11] Hisao Kan, Automatic Dissolved Gas Analysers for Transformer Monitoring. Mitsubishi Electric Advance, June 1980. [12] IEC 61198, Mineral Insulating Oils-Methods for Determination of 2-Fur-fural and Related Compounds, 1993.
