Обеспечение надежной работы трансформаторов необходимо, прежде всего, для предотвращения катастрофических последствий, таких как выбросы масла или пожары из-за внутренних повреждений трансформаторов. Для избежания таких аварий трансформаторов требуются усиление прочности бака, соответствующее устройство мембран, предотвращение растекания масла, автоматическое пожаротушение, быстродействующие защитные системы. Вопросы транспортабельности требуют тщательного изучения, так как трансформаторы надо перевозить в собранном виде, а транспортные габариты ограничены.
Во многих случаях трансформаторы устанавливаются в населенной зоне, поэтому необходимо обеспечить определенный уровень шума, не превышающий 40-45 дБ. В современных трансформаторах, несмотря на ряд применяемых мер, переключающее устройство (ПУ) остается слабым звеном. В течение 1973-1977 гг. предприятиями трансформаторостроения была выпущена серия трансформаторов, у которых конструкция отводов регулировочной зоны обмотки высокого напряжения к переключателю П-6 недостаточно надежна. Всего за период с 1978 по 1989 гг. зафиксировано 125 случаев повреждения трансформаторов мощностью 16 и 25 МВА (рис. 1). Увеличение числа повреждений наблюдается у трансформаторов, выпущенных в период с 1974 по 1978 гг. (рис. 2).
Это объясняется как увеличением самого числа выпущенных трансформаторов, так и снижением качества производства и контроля готовой продукции. Трансформаторы, выпущенные в последующие годы, имели меньше повреждений. Более четко эта статистика прослеживается при объединении данных блоками по 5 лет (рис. 3).
В этом случае наибольшее число отказов приходится на трансформаторы, выпущенные с 1974 по 1978 гг. Из рис. 1 видно, что трансформаторы, выпущенные в указанный период, повреждались преимущественно из-за дефектов изготовления высоковольтных вводов — 38 случаев, кроме того, имели место следующие причины повреждений: повреждения ПУ — 36 случаев; повреждения изоляции — 23 случая; повреждения обмоток — 11 случаев; повреждения баков — 9 случаев; повреждения отводов — 7 случаев и повреждения магнитопровода — 1 случай. Наблюдалось увеличение числа повреждений трансформаторов данного типа в период 1984-89 гг. (рис. 4).
Максимальное число отказов приходится на 1987-89 гг. Резкое уменьшение количества повреждений в начале 90-х годов можно объяснить как снижением уровня нагрузок в энергосистемах, так и отсутствием информации об авариях, произошедших в эти годы. На диаграмме показано, как изменяется процентная повреждаемость основных узлов трансформаторов в зависимости от срока эксплуатации. Прогнозные кривые и уравнения кривых жизни как электротехнических изделий, так и их элементов в функции различных параметров позволяют не только планировать срок службы изделия в целом или его конкретного узла, но и оценить уровень надежности в любой момент жизненного цикла. Регрессионный анализ исходных данных для гистограмм и построение самих прогнозных кривых выполнено с помощью математико-графической оболочки Serpik Graphs 1.21, которая позволяет строить кривые по табличным точкам, находить для табличных точек наиболее точную прогнозную кривую (с максимальным коэффициентом R 2 и минимальным СКО) и дает ее графическое и математическое описание.
У трансформаторов мощностью 16 МВА наблюдается рост повреждаемости изоляции, хотя у трансформаторов выпуска 1964-68 гг. таких повреждений не было совсем из-за больших изоляционных расстояний и большой толщины изоляции; в течение срока эксплуатации у трансформаторов 16 МВА возрастает повреждаемость вводов. Этот вывод можно подтвердить нижеследующими уравнениями прогнозных кривых (рис. 5).
Для изоляции:
у(х) = 23,8(3)•Х 3 -180•Х 2 + 460,1(6)•Х 304.
Для вводов:
у(х) = 40,41(6)•Х 3 291,893•Х 2 + 669,69•Х+112,6
У двухобмоточных трансформаторов от пятилетия к пятилетию эксплуатации в основном происходит увеличение повреждаемости вводов и уменьшение повреждаемости изоляции и отводов (рис. 6).
Для вводов:
у(х) = 46,25•Х 2 -86,75•Х+ 216,25.
Для изоляции:
у(х) = 51,5•Х 3 + 430•Х 2 -1204,5•Х + 1234.
Для отводов:
у(х) = 3,8(3)•Х 3 +18•Х 2 34,1(6)•Х+ 94.
У трехобмоточных трансформаторов от пятилетия к пятилетию в зависимости от года выпуска в основном наблюдается уменьшение выхода вводов из строя и рост повреждаемости изоляции, у всех трансформаторов он связан с уменьшением толщины изоляции и уменьшением изоляционных расстояний. Этот вывод можно подтвердить уравнениями прогнозных кривых (рис. 7).
Для вводов:
у(х) = 20•Х 2 + 66,4•Х + 393.
Для изоляции:
у(х) = 19,5•Х 3 -116,5•Х 2 + 284•Х 187.
В зависимости от срока эксплуатации тенденция повреждаемости для вводов сохраняется (рис. 8):
у(х) = 48,41(6)•Х 3 351,393•Х 2 + 774,19•Х -145,2.
Максимум повреждаемости вводов приходится на трансформаторы выпуска 1964-68 гг. Этот вывод можно подтвердить уравнением прогнозной кривой:
у(х)=-8•Х 3 + 27,5•Х 2 39,5•Х + 420.
Для трансформаторов типа ТРДН — 25/110 характерно сокращение числа отказов изоляции с увеличением срока эксплуатации. Этот вывод можно подтвердить уравнением прогнозной кривой:
у(х) = 5,35•Х 2 + 13,61•Х + 31,45
Таким образом, для всех исследуемых трансформаторов характерны уменьшение повреждаемости вводов и рост повреждаемости изоляции в зависимости от года выпуска, что можно подтвердить уравнением прогнозной кривой:
у(х) = 4,25•Х 2 + 84,85•Х + 81,25
Это связано с изменением конструкции трансформаторов: усовершенствованием вводов и оборудования подстанций и уменьшением изоляционных расстояний.
Автор: Севостьянов П.Р. Тольяттинский государственный университет, г. Тольятти
Добавить комментарий