Повышение эксплуатационной Повышение эксплуатационной надежности трансформаторов надежности трансформаторов

тока производства ОАО «ЗЗВА» тока производства ОАО «ЗЗВА» и разработка комплекса и разработка комплекса

мероприятий по предупреждению мероприятий по предупреждению отказов трансформаторов, отказов трансформаторов,

проработавших 20 и более лет.проработавших 20 и более лет.

ОАО «ЗЗВА»ОАО «ЗЗВА»

Содержание доклада:Содержание доклада:

1.1. Выработка ресурса трансформаторов тока серии Выработка ресурса трансформаторов тока серии ТФРМ – с рымовидной конструкцией обмотки и ТФРМ – с рымовидной конструкцией обмотки и изоляцией кабельно-конденсаторного типа.изоляцией кабельно-конденсаторного типа.

2.2. Сравнительный анализ показателей надежности Сравнительный анализ показателей надежности трансформаторов тока серии ТФРМ – 330, 500, 750 трансформаторов тока серии ТФРМ – 330, 500, 750 kVkV и зарубежных аналогов.и зарубежных аналогов.

3.3. Анализ конструкции.Анализ конструкции.

4.4. Анализ повреждений.Анализ повреждений.

5.5. Проводимые заводом-изготовителем мероприятия Проводимые заводом-изготовителем мероприятия по повышению эксплуатационной надежности по повышению эксплуатационной надежности трансформаторов тока.трансформаторов тока.

6.6. Выводы и предложенияВыводы и предложения

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

шт.

124231%

102526% 845

21%877

22%

лет

Выработка ресурса ТТ ТФРМ-500 (выпуск 914 шт.)Выработка ресурса ТТ ТФРМ-500 (выпуск 914 шт.)

шт.

616%

33136%

38142%

14016%

лет

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

16818%

25328%

33537%

13114%

шт.

лет

Показатели надежностиПоказатели надежности

Для ТТ с рымовидной конструкцией Для ТТ с рымовидной конструкцией обмотки и кабельно-конденсаторной обмотки и кабельно-конденсаторной

изоляцией на классы напряжения изоляцией на классы напряжения

330-750 330-750 kVkV количество отказов различных количество отказов различных категорий в целом ниже от мирового категорий в целом ниже от мирового

уровня.уровня.

Общая интенсивность отказов ИТ в мире Общая интенсивность отказов ИТ в мире относительно года для классов напряженияотносительно года для классов напряжения

72,5-500 72,5-500 kVkVТр-ро-лет

0

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

ЗЗВА110-750 kV

ДанныеСИГРЭWG72,5-500 kV

Для ТТ с рымовидной конструкцией обмотки и Для ТТ с рымовидной конструкцией обмотки и кабельно-конденсаторной изоляцией на классы кабельно-конденсаторной изоляцией на классы

напряжения 330-750 напряжения 330-750 kVkV типа ТФРМ типа ТФРМ

0

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

0.0007

0.0008

0.0009

0.001

0.0011

1,110-3

ЗЗВА1,04 10-3

Тр-ро-лет

Анализ конструкции трансформаторов тока Анализ конструкции трансформаторов тока серии ТФРМсерии 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 поврежденийАнализ повреждений Виды и причины крупных повреждений Виды и причины крупных повреждений

1. «Холодный» - ионизационный пробой1. «Холодный» - ионизационный пробой

- нарушение пропитки изоляции, - нарушение пропитки изоляции, проникновение в нее газовых включенийпроникновение в нее газовых включений

2. «Горячий» пробой2. «Горячий» пробой

- - развитие теплового пробоя развитие теплового пробоя обусловлено старением изоляционных обусловлено старением изоляционных материалов и масел, характерен в материалов и масел, характерен в жаркое времяжаркое время

Анализ причин повреждений показывает, что более Анализ причин повреждений показывает, что более чем в 64% случаях повреждения возникают в чем в 64% случаях повреждения возникают в результате ионизационных пробоев, которые результате ионизационных пробоев, которые развиваются по этапам: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 Н2, СН4, С2Н2, С2Н6, СО2;

- 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 Прогар в верхней части тора ТФРМ-750 зав. № 120/116, 1975г. зав. № 120/116, 1975г.

Пути попадания газовых включений в Пути попадания газовых включений в полость трансформатора и в его полость трансформатора и в его

изоляцию:изоляцию:

• Операция доливки маслаОперация доливки масла

• Операция замены маслаОперация замены масла

• Газовыделение в результате разрядных Газовыделение в результате разрядных процессов в твердой изоляции, процессов в твердой изоляции, вызванных высокочастотной вызванных высокочастотной составляющей коммутационного тока в составляющей коммутационного тока в сетях подстанций.сетях подстанций.

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

Особенностью серии ТФРМ является Особенностью серии ТФРМ является повышенная «чувствительность» к повышенная «чувствительность» к попаданию воздуха в полость попаданию воздуха в полость трансформатора.трансформатора.

Пример:Пример:

«Типовая» доливка масла, без учета этих «Типовая» доливка масла, без учета этих особенностей, приводит к возникновению особенностей, приводит к возникновению ЧР от 10 до 300-600 р.с. и содержание газа в ЧР от 10 до 300-600 р.с. и содержание газа в масле от 0,8 до 9,9%.масле от 0,8 до 9,9%.

Характерной особенностью трансформаторов, Характерной особенностью трансформаторов, находящихся в эксплуатации 20-25 лет, является находящихся в эксплуатации 20-25 лет, является снижение характеристик масла по таким снижение характеристик масла по таким параметрам, как параметрам, как tgtg и ХАРГ, как пример:и ХАРГ, как пример:

• Значение tg 90 С до 7-8%;• С2Н4 = 50-80 ррм при норме более 10-100;• СО2 = 1300-1500 ррм при норме более 900

и др. варианты

К вопросу замены масла необходимо подходить К вопросу замены масла необходимо подходить очень осторожно и принимать решения в каждом очень осторожно и принимать решения в каждом конкретном случае.конкретном случае.

Начальные симптомы теплового Начальные симптомы теплового пробояпробоя

• Рост tg на 10-20% при повышении температуры• Снижение tg при повышении напряжения

Симптомы предпробойного состояния:Симптомы предпробойного состояния:• Резкий рост tg• Саморазогрев• Возникновение ЧР 350-1000 р.с.• Выделение горючих газов

Отказы в распредустройствах Отказы в распредустройствах атомных станций России 1986-2005 г.гатомных станций России 1986-2005 г.г

шт.

4

14

5

7

12

7

Отказы в распредустройствах атомных Отказы в распредустройствах атомных станций Украины 1986-2005 г.гстанций Украины 1986-2005 г.г

шт.

Отказ трансформаторов 1986-2005 г.г.Отказ трансформаторов 1986-2005 г.г.

Проводимые заводом-изготовителем мероприятия по Проводимые заводом-изготовителем мероприятия по повышению эксплуатационной надежности повышению эксплуатационной надежности

трансформаторов тока.трансформаторов тока.

• Изменение технологии ТВО в части перехода на сушку в парах Изменение технологии ТВО в части перехода на сушку в парах нефтепродуктов, как более эффективнуюнефтепродуктов, как более эффективную

• Изменение технологии заливки и пропитки трансформаторов Изменение технологии заливки и пропитки трансформаторов (заполнение трансформатора маслом снизу ) с последующим (заполнение трансформатора маслом снизу ) с последующим сливом масла и заливкой новым маслом.сливом масла и заливкой новым маслом.

• Определение наличия разрядных процессов в трансформаторахОпределение 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 Замена масла ГК на совместимое с ним масло Nitro 10xNitro 10x, как более , как более стабильное и менее склонное к газовыделениюстабильное и менее склонное к газовыделению

• Изменена конструкция узла герметизации в части введения Изменена конструкция узла герметизации в части введения компенсатора, обеспечивающего его взрывобезопасностькомпенсатора, обеспечивающего его взрывобезопасность

Взрыв ТФРМ 330 трансформатора тока Взрыв ТФРМ 330 трансформатора тока ЮжмашЮжмаш

Взрыв ТФРМ 330 трансформатора тока Взрыв ТФРМ 330 трансформатора тока г. Шатураг. Шатура

Взрыв ТФРМ 330 трансформатора тока Взрыв ТФРМ 330 трансформатора тока г. Шатураг. Шатура

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

Диагностика и сервисДиагностика и сервис1. В июне 2006г. завершено изготовление 1. В июне 2006г. завершено изготовление

передвижной испытательной установки (ПИУ-300) передвижной испытательной установки (ПИУ-300) с техническими характеристиками:с техническими характеристиками:

• Испытание главной изоляции измерительных Испытание главной изоляции измерительных трансформаторов напряжения промышленной трансформаторов напряжения промышленной частоты до 300 частоты до 300 kVkV

• Измерение уровня ЧРИзмерение уровня ЧР• Измерение токовых и угловых погрешностей ИТИзмерение токовых и угловых погрешностей ИТ• Определение потерь и тока холостого хода Определение потерь и тока холостого хода

трансформаторов напряжениятрансформаторов напряжения• Измерение сопротивления изоляции ТТ и ТНИзмерение сопротивления изоляции ТТ и ТН• Измерение сопротивления постоянному току Измерение сопротивления постоянному току

вторичных обмоток ТТ, обмоток НН и ВН вторичных обмоток ТТ, обмоток НН и ВН трансформаторов напряжениятрансформаторов напряжения

Передвижная испытательная станцияПередвижная испытательная станция

Передвижная испытательная станцияПередвижная испытательная станция

2.Идет изучение возможности 2.Идет изучение возможности согласования процедуры таможенного согласования процедуры таможенного оформления выезда ПИУ-300 за пределы оформления выезда ПИУ-300 за пределы Украины.Украины.

3.Начаты консультации с рядом 3.Начаты консультации с рядом организаций Украины и РФ о начале организаций Украины и РФ о начале работ по подбору эффективной системы работ по подбору эффективной системы диагностики, опробованию ее на диагностики, опробованию ее на действующих подстанциях Днепровской действующих подстанциях Днепровской энергосистемы с целью рекомендации в энергосистемы с целью рекомендации в качестве дополнительной опции.качестве дополнительной опции.

ВыводыВыводы• Исследования СИГРЭ показывают, что на долю трансформаторов тока Исследования СИГРЭ показывают, что на долю трансформаторов тока

с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа приходится с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа приходится более 50% от общего числа отказов всех измерительных более 50% от общего числа отказов всех измерительных трансформаторов тока. В трансформаторах тока серии ТФРМ в период трансформаторов тока. В трансформаторах тока серии ТФРМ в период с 1990 по 2005 г.г., по нашим данным, зафиксировано 98 отказов. с 1990 по 2005 г.г., по нашим данным, зафиксировано 98 отказов. Удельное их число не превышает 0,06 %, однако большая часть отказов Удельное их число не превышает 0,06 %, однако большая часть отказов сопровождается авариями различных категорий сложности при сопровождается авариями различных категорий сложности при значительных материальных потерях.значительных материальных потерях.Существующие методы контроля и диагностики, основанные на Существующие методы контроля и диагностики, основанные на периодических измерениях на отключенных от сети трансформаторов периодических измерениях на отключенных от сети трансформаторов и, тем более, при и, тем более, при UU=10 =10 kVkV не дают объективной информации о не дают объективной информации о состоянии оборудования.состоянии оборудования.

• Необходимо внедрение систем непрерывного наблюдения и контроля Необходимо внедрение систем непрерывного наблюдения и контроля за техническим состоянием работающего оборудования под рабочим за техническим состоянием работающего оборудования под рабочим напряжением в режиме «напряжением в режиме «on lineon line», которые могут эффективно », которые могут эффективно предупредить о зарождающихся повреждениях.предупредить о зарождающихся повреждениях.

• При всех недостатках, конструкция трансформаторов тока серии ТФРМ При всех недостатках, конструкция трансформаторов тока серии ТФРМ вполне работоспособна и может, как показывает практика, работать 30-вполне работоспособна и может, как показывает практика, работать 30-35 лет, разумеется при соблюдении требований тех. документации с 35 лет, разумеется при соблюдении требований тех. документации с учетом знаний особенностей конструкции.учетом знаний особенностей конструкции.

ПредложенияПредложения• Создать рабочую группу или координационный центр, состоящую из Создать рабочую группу или координационный центр, состоящую из

специалистов концерна «Росэнергоатома» и «ЗЗВА» для выработки специалистов концерна «Росэнергоатома» и «ЗЗВА» для выработки мероприятий и организации их выполнения, направленных на мероприятий и организации их выполнения, направленных на устранение возникающих проблем в процессе эксплуатации устранение возникающих проблем в процессе эксплуатации трансформаторов тока производства ОАО «ЗЗВА»трансформаторов тока производства ОАО «ЗЗВА»

• Организовать планомерную замену на подстанциях концерна узлов Организовать планомерную замену на подстанциях концерна узлов герметизации, в 1- ю очередь конструкции 1988-1992г.г., на герметизации, в 1- ю очередь конструкции 1988-1992г.г., на модернизированную конструкцию, со стрелочным маслоуказателем, с модернизированную конструкцию, со стрелочным маслоуказателем, с обязательным участием шеф-персонала завода.обязательным участием шеф-персонала завода.

• Организовать обучение специалистов-эксплуатационщиков на Организовать обучение специалистов-эксплуатационщиков на площадке «ЗЗВА» или непосредственно на подстанциях по программе, площадке «ЗЗВА» или непосредственно на подстанциях по программе, составленной специалистами концерна «Росэнергоатома» и составленной специалистами концерна «Росэнергоатома» и согласованной «ЗЗВА»согласованной «ЗЗВА»

• Организовать постановку на учащенный контроль (1-2 раза в год) Организовать постановку на учащенный контроль (1-2 раза в год) трансформаторов, отработавших свой ресурс по программе, трансформаторов, отработавших свой ресурс по программе, предложенной заводом-изготовителем (измерение предложенной заводом-изготовителем (измерение tgtg при при UUнаиб. раб., наиб. раб., измерение ЧР, ХАРГ)измерение ЧР, ХАРГ)

Благодарю за вниманиеБлагодарю за внимание