Некоторые особенности тепловизионного обследования измерительных трансформаторов тока 110—330кВ

Сидоренко М.Г. — ведущий эксперт службы эксплуатации высоковольтного оборудования и распредсетей, Департамента эксплуатации и ремонтов электрических сетей ОАО «Новгородэнерго»

Свой доклад хочется начать с цитаты: «После выхода Норм испытаний 1998 года и включения в них методов диагностики маслонаполненного оборудования под рабочим напряжением резко активизировалась деятельность большого числа организаций в этом направлении, хотя до того они и не занимались такого рода измерениями. Причём часто это достаточно солидные организации и специалисты с учёными степенями и званиями, но, к сожалению, не имеющие никакого практического опыта в этой области. Анализ опыта эксплуатации... трансформаторов тока (ТТ) позволяет сделать вывод. Характерными дефектами для ТТ являются местные дефекты, развитие которых приводит либо к тепловому пробою, либо к появлению частичных разрядов и электрическому пробою основной изоляции. Такие дефекты на ранней стадии развития могут быть обнаружены измерениями тангенса угла диэлектрических потерь под рабочим напряжением и тепловизионными измерениями...» (Поляков В. С., г. Санкт-Петербург «Анализ схем измерений характеристик изоляции высоковольтных вводов и трансформаторов тока под рабочим напряжением»)

Обнаружение источников потерь энергии (нагрева) — это выявление мест утраты денег, которых, как известно, слишком много никогда не бывает. Оперативно найти невидимые глазу «черные дыры», излучающие во Вселенную тепло и поглощающие, как вампиры, деньги предприятий, позволяют устройства теплового контроля |mdash; тепловизоры.

В ОАО «Новгородэнерого» тепловизионная диагностика начала применяться с 1996 года. Сейчас мы работает с тепловизионной камерой типа Р-60, с техническими характеристиками, которые позволяют решать задачи диагностики электротехнического оборудования под рабочим напряжением.

Кроме этого, специалисты, которые участвуют в тепловизионной диагностике электрооборудования должны, четко представлять себе всю серьезность и сложность этой задачи. Владея только умением работать с тепловизором и компьютерными технологиями, невозможно решать задачи тепловизионной диагностики электротехнического оборудования подстанций любого класса напряжения, можно только рисовать прекраснейшие картинки. Необходимо знать конструкцию и конструктивные особенности любого аппарата, в частности ТТ-110, ТТ-330, какие дефекты могут возникать и причины их возникновения, время развития дефекта.

Тепловизор — дорогостоящий прибор: стоимость его от 324 000 рублей до 1 260 000 рублей, но он окупает себя всего за 8—12 месяцев. Для его покупки необходимо убедить топ-менеджеров ОАО, технического руководителя, технических специалистов, эксплуатирующих оборудование, что тепловизионная диагностика позволяет предотвращать аварию задолго до поломки (приблизительно за 7—8 месяцев) или «Чагинской» катастрофы в 2005 году. Тогда вопросы диагностики будут стоять на первом месте в списке первоочередных задач.

Рассмотрим некоторые особенности тепловизионной диагностики измерительных трансформаторов тока напряжением 110—330 кВ. Тепловизор позволяет нам увидеть распределение тепла по поверхности трансформаторов тока, не прикасаясь к нему. ТТ «живёт», когда он находится под напряжением и через него течет ток нагрузки. ТТ «здоров», если все подобные ему ТТ на этой же подстанции, а также в нашей базе данных, нагреваются также или нагреты с минимальной разницей в температуре ≤0,3°С. ТТ «болен», если на его поверхности обнаруживаются нагревы, которых нет в «здоровых» ТТ или с разницей в температуре >0,3°С.

ТТ-110

ТТ-110

ПС «N-ская», ТФЗМ-110М 1969 г.в. С момента предыдущего обследования прошел 1 год.

ПС «К-ря», ТФЗМ-110Б-1У1 1985 г.в. С момента предыдущего обследования прошел 1 год.

ПС «Ч-во», нагрев шлейфа на аппаратном зажиме.

ПС «Сн-о», одна вторичная обмотка не была заземлена.

Норма.

Причина нагрева

На снимке один вывод вторичной обмотки 5ТТ был рассоединен в распределительном шкафу, вследствие окисления одной клеммы и в последующем эта обмотка оказалась не заземлена, в таком состоянии ТТ находился приблизительно 6 месяцев. ТТ был демонтирован и отправлен в ПРП.

ТТ-330

ПС «О-ая», ТТ-330

При очередном тепловизионном обследовании в июне 1998 года был обнаружен перегрев одной фазы ТТ-330 с перепадом температур между фазами (Dt=2,4°С). Эксплуатирующим персоналом подстанции эта информация была воспринята всерьез, были приняты все организационные и технические мероприятия по замене данного ТТ, аварии удалось избежать.

На другой ПС-330 кВ при тепловизионном обследовании в декабре 1997 года, был обнаружен перегрев одной фазы ТТ-330 с перепадом температур между фазами (Dt=0,5°С). Эксплуатирующим персоналом подстанции эта информация не была воспринята всерьез (Об этом знали все вплоть до директора предприятия), через 6 месяцев этот ТТ взорвался.

Вот два разных подхода к одной и той же ситуации. Своевременное обнаружение и ликвидация этих дефектов убережет предприятие от огромных убытков. Стоимость одной фазы ТТ-330 приблизительно 800 000 рублей. Стоимость одной фазы ТТ-110 приблизительно 120 000 рублей. Стоимость тепловизионного обследования одной подстанции 110 кВ приблизительно 40—50 тысяч рублей. Стоимость тепловизионного обследования одной транзитной подстанции 330 кВ приблизительно 100—120 тысяч рублей.

По времени непосредственно само тепловизионное обследование занимает приблизительно: ПС-110 кВ — 2 часа, ПС-330 кВ — 4 часа. Здесь не учтены подготовительные мероприятия, переезд туда и обратно, составления отчета, которое занимает 90% времени.

Выводы

  1. Для ТТ-110кВ, Dt кр>0,7-0,8°C.
  2. Из опыта нашей работы, можно с уверенностью говорить, что тепловизионное обследование позволяет выявлять дефекты в ТТ на самой ранней стадии развития, тем самым минимизируя финансовые затраты на ремонт оборудования или его новую покупку.
  3. Тепловизионное обследование (и другие методы) дают возможность перехода на ремонт оборудования не по графику, а по его состоянию.
  4. Оборудование (ТТ) обследуется под рабочим напряжением, результаты диагностики в таком состоянии более достоверны, чем при снятом напряжении или при напряжении 10 кВ, которое подается на ТТ по рекомендациям завода — изготовителя в высоковольтной лаборатории.
  5. При тепловизионном обследовании оборудования нет необходимости его отключать, тем самым не мешать, предприятию выполнять свою основную задачу бесперебойного электроснабжения потребителей.
  6. Непосредственно после проведения тепловизионного обследования предупреждать дежурный и оперативный персонал об аварийных ситуациях на конкретной ПС, тем самым, исключая приближения к оборудованию в опасном состоянии, до его ремонта или выводу из работы, что является дополнением к мероприятиям по охране труда и технике безопасности.
  7. Применение тепловизионных камер, в частности Р-60 сегодня это компания FLIR Systems, позволяет решать задачи диагностики высоковольтного оборудования на высоком профессиональном уровне.
  8. Применение тепловизионной техники и необходимого компьютерного обеспечения позволяет создавать необходимую базу данных состояния всего оборудования АО «Энерго», с последующим информационным обеспечением руководства, начиная от дежурного по ПС до высших руководителей АО и предприятий, для принятия необходимых решений при ремонте, отключении, приобретения нового или его замене по мере необходимости.

Список литературы

  1. РАО ЕЭС РФ «Объем и нормы испытаний электрооборудования» РД.34.45-51.300-97 с изменениями и дополнениями.
  2. С. А. Бажанов «Инфракрасная диагностика электрооборудования распределительных устройств».
  3. Cосинович В.И., Сидоренко М.Г. «Расчет tgd изоляции трансформаторов тока 110 кВ. на основе приема инфракрасного излучения в длинноволновом диапазоне». Журнал «Энергетик №7,8 2003 год
  4. В. С. Поляков «Тепловизионная диагностика» Новгород-Санкт-Петербург 1997 год.
  5. В. С. Поляков «Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования». Выпуск №11 2000 год, стр.195-200, стр.272-287.
  6. Курбатова А. Ф., Гречко О. Н. «Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования». Выпуск №11 2000 год, стр.329-336.
  7. А. В. Афонин, Р. К. Ньюпорт, В. С. Поляков и др. «Инфракрасная термография в энергетике». Том 1. ПЭИПК, Академия Инфракрасной термографии (Канада) Санкт-Петербург 2000 год.

Консультация и заказ