УДК 621:316.3 К ВОПРОСУ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ (АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ) В УСЛОВИЯХ

УДК 621:316.3
К ВОПРОСУ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ (АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ) В УСЛОВИЯХ
ЭКСПЛУАТАЦИИ.
Хожин Г. Х.
профессор, Алматинский университет энергетики и связи, г. Алматы
Егинбаев У.Т
магистрант, Алматинский университет энергетики и связи, г. Алматы
Ю.А.Леньков
профессор, Павлодарский Государственный университет им.С. Торайгырова,
г.Павлодар
Президент Республики Казахстан Н.А. Назарбаев в своем Послании (17 января
2014г) народу Казахстана четко определил 10 креативных идей которые войдут в
историю Казахстана. Конкретно отмечено, что ЕХРО-2017 Астана станет центром
изучения и внедрения лучшего мирового опыта по поиску и созданию энергии
будущего и «зеленой» экономики. Начнется развитие ядерной энергетики, в том числе
– строительство атомных станций. Для качественного развития электроэнергетики
необходимо подготовить высоко квалицированных специалистов, которые
обеспечивают надежность, экономичность, экологичность и безопасность работы
электрооборудования и аппаратов электроустановок [1, 2с.].
Силовые трансформаторы и автотрансформаторы являются одними из
ответственных
элементов
основного
электрооборудования
электростанции,
электрических сетей и электроэнергетических систем [2, 206с.].
В электрических установках с напряжением 110 кВ, 220 кВ и 500 кВ широкое
применение находят автотрансформаторы большой мощности, ввиду их экономической
выгодности (меньше расход активных материалов) и меньшие потери энергии по
сравнению с применением обычных силовых трансформаторов той же мощности.
К обмотке низкого напряжения автотрансформатора, как правило подключают
генераторы, синхронные компенсаторы, нагрузки либо резервные силовые
трансформаторы собственных нужд электростанции (1 рис.). Автотрансформаторы
могут работать как в повышающем, так и в понижающем режимах.
Достоверная
оценка
технического
состояния
изоляции
силовых
трансформаторов (автотрансформаторов) позволяет отказываться от регламентного
обслуживания и перейти на обслуживание их по фактическому состоянию. В
результате повышается надежность электроснабжения потребителей, обеспечивается
устойчивость работы электроустановок и сокращается затраты на ремонты.
Основное внимание при контроле технического состояния силовых
трансформаторов необходимо уделять на:
 Маслобарьерной изоляции ВН, СН и витковой изоляции обмоток;
 Состоянию изоляции вводов;
 Наличию тепловых явлений в магнитной системе и контактах.
Конструкция изоляции силовых трансформаторов (автотрансформаторов)
сложна и представляет собой комбинацию твердых и жидких диэлектриков. Обычно
различают внутреннюю и внешнюю изоляцию масляных силовых трансформаторов. К
внутренней изоляции относится изоляция обмоток, отводов, переключателей, выводов
и устройств РПН. К внешней изоляции относятся наружная изоляция вводов и
воздушные расстояния от токоведущих частей вводов до заземленных конструкций.
Кроме того, необходимо помнить что внутренняя изоляция подразделяется на главную
изоляцию – изоляцию обмоток от заземленных частей и других обмоток; продольную
изоляцию – изоляцию между витками, слоями и катушками одной и той же обмотки,
изоляцию отводов и переключателей [2, 224с.].
Рисунок 1 – Схемы включения автотрансформаторов
а – понижающий автотрансформатор; б) автотрансформатор связи с синхронным
компенсатором на стороне низшего напряжения; в) автотрансформатор связи со
статическим компенсатором на стороне низшего напряжения; г) блочный
автотрансформатор
Известно, что изоляция трансформаторов (автотрансформаторов) во время
эксплуатации
подвергается
воздействию
коммутационных
перенапряжений,
достигающих до четырехкратного фазного напряжения при длительности до 0,1с.
Приложенное к изоляции рабочее напряжение и коммутационные перенапряжения
воздействуют в основном на главную изоляцию обмоток силового трансформатора, а
атмосферные перенапряжения в основном воздействуют на продольную изоляцию
обмоток трансформаторов.
На изоляцию обмоток ВН и СН автотрансформаторов в эксплуатации
воздействуют все перенапряжения, возникающие во взаимосвязанных сетях. Поэтому к
выводам обмоток ВН и СН автотрансформаторов должны быть всегда подключены
разрядники [2, 227с.].
Срок службы силового трансформатора (автотрансформатора) зависит от
теплового старения изоляции. Тепловое старение изоляции определяется температурой,
при которой работает изоляция, и длительностью ее воздействия. С течением времени
тепловое старение приводит к изменению механических свойств изоляции, снижению
ее электрической прочности и возможности электрического пробоя. Таким образом
можно отметить, что расчетный срок службы изоляции обмоток определяет
нагрузочную способность силового трансформатора (автотрансформатора) [3, 11с.].
Для
контроля
состояния
изоляции
силовых
трансформаторов
(автотрансформаторов), как правило, применяется специальное устройство типа
«Импульс – 8» приведена на рис.2.
Основные элементы устройства «Импульс – 8» следующие:
 персональный компьютер (1);
 аналого-цифровая плата (2);
 устройства для связи с объектом исследования (3);
 генератор импульсов (4);
 блок согласования (5);
 кабель от аналого-цифровой платы (2) и ПК (1) [6];
 кабель от устройство для связи с объектом исследования (3) и ПК (1) [7];
 кабель сигнала (8);
 кабель включения в работу (9);
 кабель от устройство для связи с объектом исследования (3) к генератору
импульса (4) [10];
 кабель контроля импульса (11);
 основной импульс (12);
 кабели оценки состояния объекта (13);
 внешнее соединения (14);
 объект исследования, т.е. силовой трансформатор (15).
Рисунок 2 – Принципиальная схема технического контроля состояния изоляции
силового трансформатора (автотрансформатора)
Определение состояния изоляции обмоток силового трансформатора
(автотрансформатора) производится следующим образом, рисунок 2. В обмотку
низкого напряжения (15-а.в.с) подается импульс низкого напряжения от генератора
импульсов (4) и одновременно с обмотки куда включены осциллографы (5) снимаются
характеристики токов. Эти измерения должны проводится до и после повреждений
изоляции. Затем поученные данные составляются (сравниваются). Различия
полученных данных осциллограмм показывает на наличие механических или
электрических повреждений изоляции в трансформаторе. Если при сравнении данных в
одной из фаз показания больше или меньше чем в других фазах, то изоляция обмотки
этой фазы считается поврежденными. Следовательно принимается меры в соответствии
с ПТЭ.
Выводы
1. При эксплуатации силовых трансформаторов (автотрансформаторов)
необходимо особое внимание обратить на состояние изоляции. Извести, что критерием
различных режимов является износ изоляции силового трансформатора.
2. Обеспечить контроль за состоянием изоляции силовых трансформаторов в
соответствии с ПТЭ.
3. Естественно, что надежность работы электроустановок в значительной
степени зависит от состояния изоляции силовых трансформаторов.
Литература
1. Н.А. Назарбаев, Казахстанский путь – 2050: Единая цель, единые интересы,
единое будущее – Газета «Казахстанская правда», 18.01.2014г., №11.
2. С.А. Мотыгина, Эксплуатация электрической части тепловых электростанции,
М. «Энергия».
3. Н. Долгих, Б. Лебедев., Автоматизированная система контроля и
диагностирования
трансформаторного
оборудования
«НЕВА-АСКТ»
Электроэнергетика, №1, 2012.