ОЦЕНКА ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ РАСЧЕТНЫМ ПУТЕМ
Б.В.Ванин, Ю.Н.Львов, М.Ю.Львов
ОАО «ВНИИЭ» - РАО «ЕЭС России»
В настоящее время согласно [1] влагосодержание твердой изоляции силовых трансформаторов определяется перед их вводом в эксплуатацию и при капитальных ремонтах по влагосодержанию заложенных в бак образцов изоляции. В процессе эксплуатации трансформатора допускается оценка влагосодержания твердой изоляции расчетным путем. Однако, в эксплуатации отсутствует практически необходимый документ, регламентирующий методику определения влажности твердой изоляции обмоток трансформатора расчетным путем по результатам измерения диэлектрических характеристик. На основании накопленного за последние годы опыта по обследованию состояния трансформаторного оборудования, результатов проведенных ОАО «ВНИИЭ» научно-исследовательских работ, а также рекомендаций СИГРЭ и МЭК в ОАО «ВНИИЭ» разработана методика, используя которую в эксплуатации можно выполнить оценку влагосодержания твердой изоляции.
Диагностическая ценность методики оценки влагосодержания твердой изоляции расчетным путем, как отмечено в [2], выше метода анализа заложенных в бак образцов, поскольку он дает хотя и приближенное влагосодержание, но влагосодержание непосредственно изоляции трансформатора с выполненной поправкой на температуру. При этом среднее значение содержания влаги в изоляции расчетным путем определяется косвенно через измеренный тангенс угла потерь изоляции с учетом температуры обмоток и тангенса угла потерь масла.
Согласно [1] допустимое значение влагосодержания твердой изоляции вновь вводимых трансформаторов и трансформаторов, прошедших капитальный ремонт, должно быть не выше 2% по массе, а эксплуатируемых не выше 4%. однако, как отмечено в [2], на основании накопленного за последние годы опыта эксплуатации, а также рекомендаций СИГРЭ и МЭК необходимо внесение некоторых изменений в РД [1] в части контроля влагосодержания твердой изоляции с целью уменьшения возможности возникновения внутренних КЗ. Для этого предлагается ужесточить в РД 34.45-51.300.97 допустимое значение влагосодержания твердой изоляции вновь вводимых трансформаторов и трансформаторов, прошедших капитальный ремонт, приняв его не выше 1% по массе твердой изоляции, а эксплуатируемых трансформаторов – не выше 2%.
Общее влагосодержание определяется по графику [3] при известных тангенсах угла потерь tg и температуре изоляции Т. Т и tg надлежит найти, используя результаты профилактических испытаний.
Последние должны включать в себя для двухобмоточного трансформатора тангенс угла потерь и емкость изоляционного промежутка между обмотками высшего и низшего напряжения и температуры верхнего слоя масла в трансформаторе. Для трансформатора с большим числом обмоток в результатах испытаний должны присутствовать тангенсы угла потерь и емкости изоляционных промежутков между соседними обмотками при заземленных остальных обмотках. Кроме этого результаты испытаний должны включать (в составе краткого химического анализа) тангенс угла потерь масла в трансформаторе.
Эти профилактические испытания вообще имеют смысл лишь в том случае, если их можно более или менее точно соотнести с температурой верхних слоев масла, которая вообще говоря не совпадает с реальной температурой изоляции в момент измерения. приближенно, с точностью до нескольких градусов в сторону превышения, она равна искомой температуре через 2 или более часов после отключения трансформатора.
Измеренный тангенс угла потерь не совпадает с искомым tg твердой изоляции из-за недозаполнения изоляционного промежутка твердой изоляцией. Поправка на наличие в промежутке масла по формуле:
tg = 0,6 tgт + 0,4 tgм,
где tgт – измеренный тангенс угла потерь междуобмоточной изоляции; tgм – тангенс угла потерь масла, измеренный при той же температуре (или приведенный к ней, при которой измерен tgт, позволяет приближенно найти тангенс угла потерь твердой изоляции tg и графически найти влагосодержание W твердой изоляции.
Данная методика определения влажности твердой изоляции недейственна при наличии сильного загрязнения масла продуктами его старения. В этом случае формула дает отрицательные значения tg, что и является признаком сильного загрязнения масла.
Литература
1. Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-31.300-97. М.: ЭНАС, 1998.
2. Ванин Б.В., Львов Ю.Н., Львов М.Ю., Неклепаев Б.Н. Показатели состояния изоляции для оценки возникновения внутренних коротких замыканий в силовых трансформаторах // Электрические станции, 2003, № 2.
3. I.Gussenbauer. Examination of Humidity Distribution in Transformer Models by Means of Dielectric Measurments. CIGRE, v. 1, Sec. 15-02, 1980/