Повышение эксплуатационной надежности трансформаторов тока производства ОАО «ЗЗВА» и разработка комплекса мероприятий по предупреждению отказов трансформаторов, проработавших 20 и более лет. ОАО «ЗЗВА»

Содержание доклада: 1. Выработка ресурса трансформаторов тока серии ТФРМ – с рымовидной конструкцией обмотки и изоляцией кабельно-конденсаторного типа. 2. Сравнительный анализ показателей надежности трансформаторов тока серии ТФРМ – 330, 500, 750 kV и зарубежных аналогов. 3. Анализ конструкции. 4. Анализ повреждений. 5. Проводимые заводом-изготовителем мероприятия по повышению эксплуатационной надежности трансформаторов тока. 6. Выводы и предложения

Выработка ресурса ТТ ТФРМ-330 (выпуск 3999 шт.) шт % % % % лет

Выработка ресурса ТТ ТФРМ-500 (выпуск 914 шт.) шт. 61 6% % % % лет

Выработка ресурса ТТ ТФРМ-750 (выпуск 887 шт.) % % % % шт. лет

Показатели надежности Для ТТ с рымовидной конструкцией обмотки и кабельно-конденсаторной изоляцией на классы напряжения kV количество отказов различных категорий в целом ниже от мирового уровня kV количество отказов различных категорий в целом ниже от мирового уровня.

Общая интенсивность отказов ИТ в мире относительно года для классов напряжения 72,5-500 kV Тр-ро-лет ЗЗВА kV Данные СИГРЭWG 72,5-500 kV

Для ТТ с рымовидной конструкцией обмотки и кабельно-конденсаторной изоляцией на классы напряжения kV типа ТФРМ , ЗЗВА 1, Тр-ро-лет

Анализ конструкции трансформаторов тока серии ТФРМ Рымовидная конструкция обмотки с изоляцией кабельно-конденсаторного типа имеет особенность, заключающуюся в том, что главная изоляция расположена на вторичной обмотке и состоит из эквипотенциальных слоев, называемыми потенциальными обкладками. Разделение на конденсаторные обкладки дает возможность поднять рабочую напряженность до 4 кВ/мм. Короткие размеры первичной обмотки позволяет создать трансформаторы с большими (до 4000 А) номинальными первичными токами, а также иметь большую устойчивость к динамической составляющей токов к.з.

Особенностью конструкции является газофобность главной изоляции, толщина которой достигает 100 мм. По этой причине необходимо обеспечить меры по сохранности достигнутой на заводе-изготовителе глубокой степени пропитки главной изоляции на протяжении всего срока эксплуатации. Недопустимо попадание воздуха в трансформатор с доливаемым и заменяемым маслом, т.к. это приводит к ионизационным процесса, неизбежно переходящим к повреждениям трансформатора. При выполнении требований тех. документации, как показывает практика, трансформаторы этой серии работают более 30 лет.

Анализ повреждений Виды и причины крупных повреждений 1. «Холодный» - ионизационный пробой - нарушение пропитки изоляции, проникновение в нее газовых включений 2. «Горячий» пробой - развитие теплового пробоя обусловлено старением изоляционных материалов и масел, характерен в жаркое время

Анализ причин повреждений показывает, что более чем в 64% случаях повреждения возникают в результате ионизационных пробоев, которые развиваются по этапам: - в результате проникновения газовых включений в изоляцию обмоток возникают частичные разряды с зарядом 100 ÷ 300 р.с.; - увеличение энергии разрядов с течением времени до критических значений с зарядом в 1000 ÷ 3000 р.с.; - рост tg в главной изоляции при рабочем напряжении; - выделение преимущественно горючих газов Н 2, СН 4, С 2 Н 2, С 2 Н 6, СО 2 ; - насыщение выделяемыми газами масла и изоляции обмоток и т.д. Процесс и последствия пробоя можно проиллюстрировать следующими слайдами:

Прогар в верхней части тора ТФРМ-750 зав. 120/116, 1975 г.

Пути попадания газовых включений в полость трансформатора и в его изоляцию: Операция доливки масла Операция замены масла Газовыделение в результате разрядных процессов в твердой изоляции, вызванных высокочастотной составляющей коммутационного тока в сетях подстанций.

Результат воздействия разрядных процессов в твердой изоляции, вызванных высокочастотной составляющей коммутационного тока в сетях подстанций.

Особенностью серии ТФРМ является повышенная «чувствительность» к попаданию воздуха в полость трансформатора. Пример: «Типовая» доливка масла, без учета этих особенностей, приводит к возникновению ЧР от 10 до р.с. и содержание газа в масле от 0,8 до 9,9%.

Характерной особенностью трансформаторов, находящихся в эксплуатации лет, является снижение характеристик масла по таким параметрам, как tg и ХАРГ, как пример: Значение tg 90 С до 7-8%; С 2 Н 4 = ррм при норме более ; СО 2 = ррм при норме более 900 и др. варианты К вопросу замены масла необходимо подходить очень осторожно и принимать решения в каждом конкретном случае.

Начальные симптомы теплового пробоя Рост tg на 10-20% при повышении температуры Снижение tg при повышении напряжения Симптомы предпробойного состояния: Резкий рост tg Саморазогрев Возникновение ЧР р.с. Выделение горючих газов

Отказы в распредустройствах атомных станций России г.г шт

Отказы в распредустройствах атомных станций Украины г.г шт.

Отказ трансформаторов г.г.

Проводимые заводом-изготовителем мероприятия по повышению эксплуатационной надежности трансформаторов тока. Изменение технологии ТВО в части перехода на сушку в парах нефтепродуктов, как более эффективную Изменение технологии ТВО в части перехода на сушку в парах нефтепродуктов, как более эффективную Изменение технологии заливки и пропитки трансформаторов (заполнение трансформатора маслом снизу ) с последующим сливом масла и заливкой новым маслом.Изменение технологии заливки и пропитки трансформаторов (заполнение трансформатора маслом снизу ) с последующим сливом масла и заливкой новым маслом. Определение наличия разрядных процессов в трансформаторах Определение наличия разрядных процессов в трансформаторах Проведение ХАРГ заливаемого масла перед ТВО и после ПСИ.Проведение ХАРГ заливаемого масла перед ТВО и после ПСИ. Замена масла ГК на совместимое с ним масло Nitro 10x, как более стабильное и менее склонное к газовыделению Замена масла ГК на совместимое с ним масло Nitro 10x, как более стабильное и менее склонное к газовыделению Изменена конструкция узла герметизации в части введения компенсатора, обеспечивающего его взрывобезопасность Изменена конструкция узла герметизации в части введения компенсатора, обеспечивающего его взрывобезопасность

Взрыв ТФРМ 330 трансформатора тока Южмаш

Взрыв ТФРМ 330 трансформатора тока г. Шатура

Взрыв трансформатора тока ТФРМ 330 Г. Шатура (с компенсатором)

Диагностика и сервис 1. В июне 2006 г. завершено изготовление передвижной испытательной установки (ПИУ-300) с техническими характеристиками: Испытание главной изоляции измерительных трансформаторов напряжения промышленной частоты до 300 kVИспытание главной изоляции измерительных трансформаторов напряжения промышленной частоты до 300 kV Измерение уровня ЧРИзмерение уровня ЧР Измерение токовых и угловых погрешностей ИТИзмерение токовых и угловых погрешностей ИТ Определение потерь и тока холостого хода трансформаторов напряжения Определение потерь и тока холостого хода трансформаторов напряжения Измерение сопротивления изоляции ТТ и ТНИзмерение сопротивления изоляции ТТ и ТН Измерение сопротивления постоянному току вторичных обмоток ТТ, обмоток НН и ВН трансформаторов напряжения Измерение сопротивления постоянному току вторичных обмоток ТТ, обмоток НН и ВН трансформаторов напряжения

Передвижная испытательная станция

2. Идет изучение возможности согласования процедуры таможенного оформления выезда ПИУ-300 за пределы Украины. 3. Начаты консультации с рядом организаций Украины и РФ о начале работ по подбору эффективной системы диагностики, опробованию ее на действующих подстанциях Днепровской энергосистемы с целью рекомендации в качестве дополнительной опции.

Выводы Исследования СИГРЭ показывают, что на долю трансформаторов тока с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа приходится более 50% от общего числа отказов всех измерительных трансформаторов тока. В трансформаторах тока серии ТФРМ в период с 1990 по 2005 г.г., по нашим данным, зафиксировано 98 отказов. Удельное их число не превышает 0,06 %, однако большая часть отказов сопровождается авариями различных категорий сложности при значительных материальных потерях.Исследования СИГРЭ показывают, что на долю трансформаторов тока с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа приходится более 50% от общего числа отказов всех измерительных трансформаторов тока. В трансформаторах тока серии ТФРМ в период с 1990 по 2005 г.г., по нашим данным, зафиксировано 98 отказов. Удельное их число не превышает 0,06 %, однако большая часть отказов сопровождается авариями различных категорий сложности при значительных материальных потерях. Существующие методы контроля и диагностики, основанные на периодических измерениях на отключенных от сети трансформаторов и, тем более, при U=10 kV не дают объективной информации о состоянии оборудования. Необходимо внедрение систем непрерывного наблюдения и контроля за техническим состоянием работающего оборудования под рабочим напряжением в режиме «on line», которые могут эффективно предупредить о зарождающихся повреждениях.Необходимо внедрение систем непрерывного наблюдения и контроля за техническим состоянием работающего оборудования под рабочим напряжением в режиме «on line», которые могут эффективно предупредить о зарождающихся повреждениях. При всех недостатках, конструкция трансформаторов тока серии ТФРМ вполне работоспособна и может, как показывает практика, работать лет, разумеется при соблюдении требований тех. документации с учетом знаний особенностей конструкции.При всех недостатках, конструкция трансформаторов тока серии ТФРМ вполне работоспособна и может, как показывает практика, работать лет, разумеется при соблюдении требований тех. документации с учетом знаний особенностей конструкции.

Предложения Создать рабочую группу или координационный центр, состоящую из специалистов концерна «Росэнергоатома» и «ЗЗВА» для выработки мероприятий и организации их выполнения, направленных на устранение возникающих проблем в процессе эксплуатации трансформаторов тока производства ОАО «ЗЗВА»Создать рабочую группу или координационный центр, состоящую из специалистов концерна «Росэнергоатома» и «ЗЗВА» для выработки мероприятий и организации их выполнения, направленных на устранение возникающих проблем в процессе эксплуатации трансформаторов тока производства ОАО «ЗЗВА» Организовать планомерную замену на подстанциях концерна узлов герметизации, в 1- ю очередь конструкции г.г., на модернизированную конструкцию, со стрелочным маслоуказателем, с обязательным участием шеф-персонала завода.Организовать планомерную замену на подстанциях концерна узлов герметизации, в 1- ю очередь конструкции г.г., на модернизированную конструкцию, со стрелочным маслоуказателем, с обязательным участием шеф-персонала завода. Организовать обучение специалистов-эксплуатационщиков на площадке «ЗЗВА» или непосредственно на подстанциях по программе, составленной специалистами концерна «Росэнергоатома» и согласованной «ЗЗВА»Организовать обучение специалистов-эксплуатационщиков на площадке «ЗЗВА» или непосредственно на подстанциях по программе, составленной специалистами концерна «Росэнергоатома» и согласованной «ЗЗВА» Организовать постановку на учащенный контроль (1-2 раза в год) трансформаторов, отработавших свой ресурс по программе, предложенной заводом-изготовителем (измерение tg при Uнаиб. раб., измерение ЧР, ХАРГ)Организовать постановку на учащенный контроль (1-2 раза в год) трансформаторов, отработавших свой ресурс по программе, предложенной заводом-изготовителем (измерение tg при Uнаиб. раб., измерение ЧР, ХАРГ)

Благодарю за внимание