Техническое обслуживание масляных трансформаторов

Маслонаполненные трансформаторы, несмотря на определённые сложности их эксплуатации, в настоящее время остаются безальтернативными в сегменте высокого и сверхвысокого напряжения. Благодаря электроизоляционным свойствам трансформаторного масла и преимуществам жидкостного охлаждения активной части, находящиеся в эксплуатации трансформаторы среднего напряжения 6 – 35 кВ по большей части также являются масляными.

Эксплуатация и техобслуживание масляных трансформаторов имеет ряд специфических особенностей:

• необходимость организации маслохозяйства на территории подстанций с масляными трансформаторами;
• потенциальная опасность для окружающей среды и штрафные санкции в случае разлива масла;
• регулярный контроль состояния масла, включая его химический анализ.

Почему необходимо выполнять ТО масляных трансформаторов

Техническое обслуживание выполняется в соответствии с заводским регламентом и требованиями действующих нормативных документов. К целям проведения техобслуживания маслонаполненных трансформаторов относятся:

• поддержание всех устройств и систем трансформаторов в работоспособном состоянии;
• своевременное выявление и устранение различных отклонений от нормального режима работы трансформаторов;
• продление жизненного цикла и минимизация затрат на капитальный ремонт.

Какие работы включает в себя техническое обслуживание масляных трансформаторов

Техобслуживание силовых масляных трансформаторов заключается в выполнении стандартных регламентных процедур с установленной периодичностью, а также внеплановых работ при возникновении такой необходимости.

К периодически выполняемым плановым работам относятся:

• внешний осмотр с целью выявления видимых нарушений;
• контроль основных технических параметров — токов, напряжений, температуры и уровня масла в расширительном баке;
• лабораторный анализ трансформаторного масла, включающий определение следующих показателей:
  • кислотного числа, характеризующего степень окисления масла;
  • содержания нерастворённой в масле влаги;
  • тангенса угла диэлектрических потерь, определяющего значение и характер электропроводности масла;
  • количественного определения наличия механических примесей;
  • напряжения электрического пробоя стандартного разрядника, находящегося в масле;
  • температуры вспышки масляных паров в закрытом тигле.
• серия электрических измерений параметров трансформаторов:
  • сопротивление изоляции трансформаторных обмоток;
  • сопротивление обмоток постоянному току, отклонение которого может свидетельствовать о наличии межвитковых замыканий;
  • определение фактического значения коэффициента трансформации.
• испытания обмоток повышенным напряжением в целях определения запаса прочности изоляции.

Проверка УРЗА масляных трансформаторов

Кроме перечисленных мероприятий необходимо регулярно проверять работоспособность защит, автоматики и сигнализации. Часть этих устройств не входят в комплектацию трансформатора, но обеспечивают его защиту в аварийных ситуациях, сигнализируют об опасных отклонениях эксплуатационных параметров, а также автоматически поддерживают их в допустимых пределах.

Газовая защита. К одной из основных защит масляных трансформаторов относится газовая защита. Газовое поплавковое реле устанавливается на верхней крышке трансформаторного бака. Реле имеет камеру с двумя поплавками. Малый поплавок постепенно опускается при снижении уровня масла в баке и замыкает контакты предупредительной сигнализации.

Внутренние повреждения внутри трансформатора сопровождаются возникновением электрической дуги, значительным локальным нагревом обмоток и обильным выделением газа вследствие химического разложения масла. Пузырьки газа, поднимаясь вверх, быстро заполняют верхнюю часть поплавковой камеры газового реле. В результате происходит изменение положения большого поплавка и замыкание контактов защиты, действующих на отключение трансформатора.

Для проверки газовые реле комплектуются кнопкой опробования, находящейся под защитным колпачком.

Дифференциальная защита. Является основной электрической защитой одиночных трансформаторов мощностью от 6300 кВА, а также работающих параллельно мощностью от 4000 кВА. Абсолютно селективна, реагирует только на повреждения, возникающие в промежутке между трансформаторами тока высокой и низкой стороны трансформатора. Некоторые модели трансформаторов оборудованы встроенными трансформаторами тока. Их проверка и испытание производится в рамках технического обслуживания силового трансформатора.

Отсечка и максимальная токовая защита (МТЗ). Отсечка устанавливается на трансформаторах, не оборудованных дифзащитой. Защищает только часть обмоток, так как действует мгновенно и отстраивается по току от КЗ на выводах НН трансформатора с целью обеспечения селективности.

Токовые органы МТЗ на стороне ВН реагируют на токи при КЗ на стороне НН, но МТЗ ВН отстраивается по времени от защиты на выводах низкого напряжения, резервируя её. То есть, МТЗ отключает трансформатор, как в случае внутренних повреждений, так и при КЗ в цепях низкой стороны в случае отказа защиты на выводах НН.

Автоматическое регулирование напряжения трансформатора (АРНТ). Устройства данного типа производят переключение РПН в автоматическом режиме, регулируя напряжение на стороне НН, поступающее к потребителям. АРНТ обеспечивает уровень напряжения питания потребителей в пределах, определённых ГОСТ, как в часы максимума, так и минимума нагрузки.

Переключатель РПН, оборудованный электроприводом, монтируется непосредственно на трансформаторе. Его техническое обслуживание, проверки и настройки входят в состав ТО масляного трансформатора.

Ответственность за своевременное техническое обслуживание масляных трансформаторов

Регламент и сроки проведения работ по обслуживанию трансформаторов установлены заводскими инструкциями и действующими нормативными документами — ГОСТ, ПУЭ, ПТЭЭП. Ответственность за соблюдение установленных правил эксплуатации электроустановок лежит на балансодержателе электрооборудования.

Выполнение операций по ТО должно производиться организацией, являющейся собственником трансформаторов (трансформаторных подстанций). При отсутствии такой возможности необходимо заключить договор со специализированной организацией.

К электротехническому персоналу, выполняющему данных вид работ, предъявляются следующие требования:

• все работники должны быть аттестованы на знание ПТБ в электроустановках и иметь группу по электробезопасности, соответствующую выполняемой работе;
• электротехническая лаборатория, выполняющая измерения и испытания обязана иметь свидетельство о регистрации в органах Ростехнадзора;
• персонал, производящий испытания должен пройти специальное обучение и иметь допуск к выполнению данного вида работ, о чём свидетельствует отметка в квалификационном удостоверении;
• все работы в электроустановках должны быть организованы в соответствии с требованиями ПТБ.