Контроль силовых и сухих трансформаторов

Контроль силовых и сухих трансформаторов: Объекты, Методы и Оборудование

Введение
Силовые трансформаторы, как масляные, так и сухие, являются ключевыми элементами электрических сетей всех уровней напряжения. Их надежная и безопасная эксплуатация напрямую влияет на стабильность энергоснабжения. Регулярный и качественный контроль технического состояния трансформаторов – неотъемлемая часть эксплуатационной политики. Этот процесс включает комплекс испытаний, проводимых на различных этапах жизненного цикла оборудования.

1. Объекты испытаний
Контролю подлежат следующие основные компоненты трансформаторов:

• Обмотки (Высокого (ВН), Среднего (СН) и Низкого (НН) напряжения):
  • Основная изоляция между обмотками и на землю.
  • Межвитковая изоляция.
  • Целостность электрических соединений (контакты, ответвления).
  • Состояние проводников.
  • Геометрия обмоток (выявление деформаций).
• Магнитопровод (Сердечник):
  • Целостность электрической изоляции между листами.
  • Надежность заземления магнитопровода.
  • Отсутствие местных перегревов (горячих точек).
• Система охлаждения:
  • Масляные: Радиаторы, вентиляторы, масляные насосы, теплообменники, трубопроводы (герметичность, производительность).
  • Сухие: Вентиляционные каналы, вентиляторы (производительность, работоспособность).
• Встроенные трансформаторы тока (ТТ): Точность, изоляция, целостность цепей.
• Переключающее устройство (РПН - Регулирование Под Нагрузкой, ПБВ - Переключение Без Возбуждения):
  • Контакты (износ, подгар).
  • Механизм переключения (правильность срабатывания, синхронность).
  • Изоляция токоведущих частей.
  • Текущее положение.
• Изоляционные конструкции: Барьеры, шайбы, угловые шайбы, изоляционные расстояния (визуальный и инструментальный контроль).
• Вводы:
  • Масляные: Фарфор или полимер, маслонаполненные, конденсаторные. Контроль состояния изоляции, герметичности, уровня масла (если применимо).
  • Сухие: Полимерные или фарфоровые. Контроль состояния поверхности, загрязнения.
• Активная часть в целом: Надежность креплений, отсутствие посторонних предметов, загрязнений.
• Вспомогательные системы: Сигнализация, защита (газовая, дифференциальная, тепловая – проверка функциональности датчиков и цепей), устройства регенерации масла (осушители воздуха, термосифонные фильтры – для масляных).
• Масло (Только для масляных трансформаторов):
  • Электрическая прочность.
  • Тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ).
  • Содержание растворенных газов (Хроматографический анализ - РДГ).
  • Содержание влаги.
  • Кислотное число.
  • Цвет, прозрачность.

2. Область (Виды) испытаний
Контроль трансформаторов подразделяется на несколько основных видов испытаний, соответствующих этапам их жизни:

• Приемосдаточные (после монтажа/ремонта): Проводятся перед вводом в эксплуатацию для подтверждения соответствия техническим условиям и проекту, проверки качества монтажа/ремонта.
• Эксплуатационные (Периодические / Профилактические): Проводятся планово в течение всего срока службы согласно нормативной документации (график ППР) для оценки текущего состояния и прогнозирования остаточного ресурса.
• Типовые: Проводятся на образцах новой конструкции для подтверждения соответствия стандартам.
• Специальные: Проводятся при возникновении аварийных ситуаций, подозрении на повреждение, после воздействия нештатных режимов (КЗ, перенапряжения) для выявления характера и локализации повреждений.

3. Методы испытаний
Для контроля состояния трансформаторов применяется широкий спектр методов:

• Измерение сопротивления изоляции (Rиз): Контроль общего состояния изоляции обмоток и вводов относительно земли и между собой (Мегомметр).
• Измерение коэффициента абсорбции (КА) и индекса поляризации (ИП): Оценка степени увлажненности твердой изоляции (Мегомметр).
• Измерение сопротивления обмоток постоянному току: Выявление плохих контактов, обрывов, межвитковых замыканий (МОМ).
• Измерение коэффициента трансформации (Ктр) и группы соединений обмоток: Проверка правильности намотки, состояния контактов РПН/ПБВ.
• Измерение тока и потерь холостого хода: Диагностика состояния магнитопровода (замыкания листов, дефекты сборки).
• Измерение напряжения и потерь короткого замыкания: Проверка целостности обмоток и их контактов, расчет параметров для защиты.
• Испытание повышенным напряжением промышленной частоты: Проверка основной изоляции обмоток и вводов на электрическую прочность.
• Испытание импульсным напряжением (для новых и после ремонта): Проверка стойкости изоляции к грозовым и коммутационным перенапряжениям.
• Частичный разряд (ЧР) измерение: Выявление локальных дефектов в твердой и жидкой изоляции, опасных для долговременной эксплуатации.
• Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) изоляции: Оценка общего качества и степени старения твердой изоляции и масла (для масляных). Часто совмещается с измерением емкости.
• Хроматографический анализ растворенных газов (РДГ) в масле (для масляных): Самый эффективный метод ранней диагностики скрытых дефектов (перегревы, разряды) внутри активной части.
• Вибрационный анализ (Акустический диагностический метод - АДМ): Контроль состояния магнитопровода и механических узлов (ослабление прессовки, дефекты РПН).
• Тепловизионный контроль: Выявление локальных перегревов контактных соединений, вводов, элементов РПН, магнитопровода (снаружи).
• Визуальный и механический осмотр: Контроль состояния внешних элементов, уровня масла, индикаторов, герметичности, состояния вводов, отсутствия течей, загрязнений.

4. Испытательное оборудование
Для проведения перечисленных испытаний используется специализированное оборудование:

• Мегомметры (Микроомметры): Измерение Rиз, Rпост, КА, ИП.
• Измерители параметров трансформаторов (Установки Ктр/ХХ/КЗ): Комплексное измерение Ктр, тока ХХ, потерь ХХ, напряжения КЗ, потерь КЗ, Rпост обмоток.
• Испытательные высоковольтные установки:
  • Установки повышенного напряжения промышленной частоты.
  • Генераторы импульсных напряжений (АИН).
• Системы измерения частичных разрядов (ЧР): Детекторы ЧР, калибраторы, системы экранирования.
• Мосты переменного тока / Анализаторы диэлектриков: Измерение tg δ и емкости изоляции обмоток, вводов, конденсаторной изоляции вводов.
• Хроматографы: Анализ газов, растворенных в трансформаторном масле.
• Установки термовакуумной обработки масла (для масляных): Регенерация масла перед заливкой/доливкой.
• Установки вакуумирования: Удаление воздуха и влаги перед заливкой масла.
• Анализаторы влажности масла: Определение содержания воды в масле.
• Приборы для измерения электрической прочности масла: Установки пробойного напряжения масла.
• Тепловизоры: Контроль температурных полей.
• Виброанализаторы / Акустические системы: Контроль вибрации и шума.
• Наборы для отбора проб масла: Специальные шприцы, бутылки, пробоотборники под вакуумом.
• Контрольно-измерительные приборы (КИП): Мультиметры, клещи токовые, фазометры, вольтметры и т.д.
• Инструмент для монтажа/демонтажа: Спецключи, лебедки, такелаж.

Заключение
Контроль силовых и сухих трансформаторов – это комплексный и многоступенчатый процесс, требующий применения разнообразных методов и специализированного оборудования. Регулярное и грамотное проведение испытаний, соответствующих типу трансформатора, его напряжению и назначению, позволяет своевременно выявлять развивающиеся дефекты, предотвращать аварии, продлевать срок службы оборудования и обеспечивать бесперебойное электроснабжение потребителей. Выбор конкретных методов и объема испытаний определяется нормативной документацией, типом оборудования, его состоянием и эксплуатационной историей. Квалификация персонала и качество используемого оборудования являются ключевыми факторами получения достоверных результатов контроля.