2014-01-28
1
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Awaryjność transformatorów
Przegląd
Krzysztof Walczak
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Przykłady awarii katastrofalnych
Awaria transformatora, 2000 r., Polska, pożar trwał 4 dni!
2
2014-01-28
2
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Przykłady awarii katastrofalnych
Awaria transformatora, 2009 r., Polska, pożar gasiło 29
jednostek straży pożarnej
3
Przykłady awarii katastrofalnych
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Transformator blokowy
4
2014-01-28
3
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Przykłady awarii katastrofalnych
Transformator sieciowy
5
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Przykłady awarii katastrofalnych
6
2014-01-28
4
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Uszkadzalność transformatorów
7
Krzywa „wannowa”
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Transformatory w PSE
8
0
2
4
6
8
10
12
14
19
60
19
63
19
66
19
69
19
72
19
75
19
78
19
81
19
84
19
87
19
90
19
93
19
96
19
99
20
02
20
05
20
08
Rok produkcji
Li
cz
ba
tr
an
sf
or
m
ato
rów
2014-01-28
5
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Transformatory w PSE
9
0
2
4
6
8
10
12
14
46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
Wiek
Li
cz
ba
tr
an
sf
or
m
ato
rów
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Transformatory w RWE
10
0
50
100
150
200
250
300
50-54 55-59 60-64 65-69 70-74 75-79 80-84 85-89 90-94 95-99
delivery year
a
m
o
u
n
t
420kV
245kV
123kV
2014-01-28
6
Awaryjność transformatorów
11
Przyczyny uszkodzeń transformatorów energetycznych
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
uzwojenia
rdzeń
układ chłodzenia
kadź
przepusty
podobciążeniowy
przełącznik zaczepów
odpływy
Awaryjność transformatorów
12
Przyczyny uszkodzeń transformatorów energetycznych
Uszkodzenie izolacji: czynniki
mające wpływ to przegrzanie, utlenienie,
zakwaszenie, zawilgocenie.
Średni wiek transformatorów w tej kategorii to 18 lat.
Błędy w projektowaniu/produkcji: czynniki uwzględnione w tej kategorii to: luźne
połączenia, brak blokad przed rozkręcaniem, kiepskie spawy, zła izolacja
rdzenia, przedmioty pozostawione w kadzi.
Zanieczyszczenie oleju: czuli szlam,
obecność cząstek przewodzących (ścieżki
węglowe), zawilgocenie.
Przeciążenie: przekroczenie znamionowej mocy.
Pożar/eksplozja: awaria wywołana przez zewnętrzny pożar lub eksplozję.
Przepięcia łączeniowe w sieci: zawiera awarie spowodowane przez przepięcia
manewrowe, skoki
napięcia, zwarcia i wyładowania w liniach.
Niewłaściwa eksploatacja: rozłączone lub nieprawidłowo skonfigurowane układy
kontrolne,
niewłaściwe chłodzenie, akumulacja zanieczyszczeń w oleju i korozja.
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
7
Awaryjność transformatorów
13
Przyczyny uszkodzeń transformatorów energetycznych
Powódź: awaria na skutek powodzi naturalnej lub spowodowanej przez
działalność człowieka. Kategoria zawiera również tzw. powodzie błotne.
Złe połączenia: połączenia nieodpowiednich metali, wykonanie połączeń z
niewłaściwym momentem.
Wyładowania piorunowe: awarie na skutek wyładowań piorunowych (pioruny
liniowe).
Zawilgocenie:
awaria
wywołana przez zawilgocenie izolacji poprzez
nieszczelności kadzi, nieszczelności przepustów, potwierdzona przez nadmierne
zawilgocenie oleju.
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Awaryjność transformatorów
14
Awaryjność transformatorów energetycznych
Warunki polskie
Element
[%]
Kadź
3,6
Uszczelnienia
5,4
Przepusty GN
0,8
Przepusty DN
9,6
Uzwojenie GN
16,9
Uzwojenie GN i DN
21,7
Uzwojenie DN
17,5
Przełącznik zaczepów
0,5
Przerwy w uzwojeniu SN
1,7
Wygrzane sworznie nn
0,8
Inne
21,6
Typowe przyczyny awarii
transformatorów na
podstawie:
„Analiza awaryjności stacji
transformatorowych SN/nn na
przykładzie
Spółek dystrybucyjnych”, Raport PTPiREE,
Poznań 2001 i 2002.
Element
[%]
Przełącznik zaczepów
37,6
Uzwojenia
22,6
Przepusty
18,8
Połączenia odpływu DN ze
sworzniem izolatora
10,0
Nieszczelność
3,1
Rdzeń i układ magnetyczny
2,5
Przeskoki na odpływach
1,2
Inne
3,7
Układ izolacyjny
0,6
Zestawienie
dotyczące
terenu
byłego
Zakładu
Energetycznego
Okręgu
Północnego Bydgoszcz; 159 uszkodzeń
transformatorów z lat 1970 -1992.
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
8
15
Awaryjność transformatorów energetycznych
Warunki polskie c.d.
Zestawienie
dotyczące Południowego Obszaru Energetycznego (7 Zakładów
Energetycznych -
Częstochowa, Bielsko, Gliwice, Będzin, Opole, Kraków,
Tarnów); 158 uszkodzeń transformatorów z lat 1980 ¸ 1989
Element
[%]
Przełącznik zaczepów
26,6
Niska wytrzymałość zwarciowa uzwojeń (uszkodzenia przy zwarciach w
sieci i prawidłowym działaniu zabezpieczeń)
17,7
Samoistne zwarcia zwojowe (uszkodzenia izolacji przy braku
zewnętrznych zakłóceń w sieci)
13,3
Osprzęt pomocniczy
12,7
Uszkodzenia wewnętrzne (uzwojenia, rdzeń) przy długotrwałym
zasilaniu zwarć po stronie średniego napięcia (brak wyłączenia)
11,4
Inne
11,4
Uszkodzenia wewnętrzne (uzwojenia, rdzeń, izolatory, przełącznik
zaczepów) przy pierwszym włączeniu do sieci oraz w trakcie ruchu
próbnego po zamontowaniu transformatora na stanowisku
7,0
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
16
Awaryjność transformatorów energetycznych
Warunki polskie c.d.
Analizy
uszkodzeń w energetyce krajowej z lat 1969-1978 i 1983 -1986
1969-1978
1983-1986
Przyczyny uszkodzenia
transformatora
110 kV
220 kV
110 kV
220 kV
Uzwojenia
52,2
33,3
Odpływy
37,6
34,2
3,9
3,3
Przełącznik zaczepów
25,3
7,3
26,4
20,0
Przepusty
23,5
26,8
9,6
36,7
Inne
13,6
31,7
7,9
6,7
Usterki w
transformatorach
Zakład 1
Zakład 2
Zakład 3
Zakład 4
Zwarc
ia wewnętrzne
9,8%
1,5%
21,3%
brak danych
Izolatory
9,8%
21,5%
8,2%
18,8%
PPZ
13,1%
35,4%
21,3%
16,9%
Nieszczelności
68,8%
100,0%
brak danych
10,9%
El wyposażenia
32,8%
69,2%
brak danych
6,9%
Odpryski lakieru
24,6%
93,8%
brak danych
6,9%
Układ chłodzenia
62,3
4,6%
brak danych
5,9%
Zestawienie
awaryjności transformatorów grupy II (>1,6 MVA) wybranych spółek
dystrybucyjnych
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
9
17
Awaryjność transformatorów energetycznych
Warunki amerykańskie
Przyczyny awarii
transformatorów (>=25 MVA) w USA w latach 1997-2001
Przyczyna awarii
Liczba
Uszkodzenie izolacji
24
Błędy projektowe, materiałowe, montażowe
22
Nieznana
15
Zanieczyszczenie oleju
4
Przeciążenie
5
Pożar/eksplozja
3
Przepięcia łączeniowe
4
Niewłaściwa eksploatacja
5
Powódź
2
Niewłaściwe połączenia
6
Wyładowanie piorunowe
3
Zawilgocenie
1
Razem
94
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
18
Awaryjność transformatorów energetycznych
CIGRE
Przyczyny
uszkodzeń (w %)
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
Przyczyny
ElectraNet SA
Australia-Nowa Zelandia
Świat
Dielektryczne
8,6
29,1
30,8
Cieplne
11,4
10,2
9,2
Mechaniczne
68,6
48,2
53,1
Chemiczne
0,0
3,0
1,1
Nieznane
11,4
9,4
5,8
2014-01-28
10
19
Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń
Uszkodzenia
– przykłady praktyczne
Uszkodzenie izolacji: czynniki
mające wpływ to przegrzanie, utlenianie,
zakwaszanie,
zawilgocenie,
zwarcia
powodujące
odkształcenia
mechaniczne
uzwojeń, zanieczyszczenie izolacji.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
20
Przykład 5012005
Autotransformator jednofazowy 500/230/13.8 kV, OA/FA1/FA2, 146/194/243 MVA
Po
dwóch latach eksploatacji trzech siostrzanych jednostek, w fazie C nastąpił
wzrost
ilości gazu w oleju. Stały wzrost wodoru rozpoczął się w lutym 2005 roku.
Wszystkie metody DGA
wskazywały na obecność wyładowań niezupełnych. Test
z wykorzystaniem metody EA przeprowadzono w maju 2005 roku. Transformator
był monitorowany przez 5 dni. Wykryto znaczącą aktywność wyładowań, ale
tylko w pewnym
określonym czasie. Wnz uaktywniły się tylko w sytuacji, gdy
obciążenie przyjmowało wartość minimalną. To sugerowało, że źródło wnz było
aktywne tylko wtedy, gdy
napięcie przyjmowało wartość maksymalną.
Trójwymiarowa lokalizacja wykazała, że istnieją dwa źródła wnz, w górnej i
dolnej
części rdzenia (jak pokazano na rysunku).
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
11
21
Przykład 5012005
Autotransformator jednofazowy 500/230/13.8 kV, OA/FA1/FA2, 146/194/243 MVA
Transformator
uległ uszkodzeniu 2 lipca 2005 roku. Obszary uszkodzone
pokrywały się z tymi zlokalizowanymi za pomocą metody akustycznej (rysunek
poniżej.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
22
Wybrane przykłady defektów transformatorów długo
eksploatowanych
Zanieczyszczenie
części aktywnej transformatora skrawkami metalu: odpływ uzwojenia WN
transformatora 80000/110, 23 lata w eksploatacji; oraz uzwojenie WN 80000/110, 28 lat w
eksploatacji
Zanieczyszczenie
węglem części aktywnych transformatora 250000/500: uzwojenie oraz
belka jarzma
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
12
23
Wybrane przykłady defektów transformatorów długo
eksploatowanych
Deformacja uzwojenia autotransformatora 167000/500/220 i defekty termiczne izolacji
uzwojenia WN transformatora 25000/10, spowodowane przez
przepływ prądu zwarciowego
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
24
Przykład 10
T
ransformator blokowy 175 MVA, 525 kV, wyprodukowany w 1997 roku
Krótko po przyłączeniu transformatora w 1999 roku
uległ on uszkodzeniu pomiędzy 2 i 3 dyskiem
uzwojenia GN fazy U. Najbardziej
prawdopodobną
przyczyną awarii była obca cząstka, która przedostała
się do uzwojenia w wyniku wymuszonego obiegu
oleju. Dla tego przypadku metoda FRA
została
wykorzystana do identyfikacji tego efektu. Wykonano
pomiar w efekcie
uzyskując funkcje przejścia jak na
rysunku.
Porównanie poszczególnych faz wykazało
znaczące różnice w odpowiedziach fazy U w
stosunku do faz V i W. Analizy te
potwierdziła
inspekcja po otwarciu transformatora.
Diagnoza: analiza DGA,
międzydyskowe zwarcie
między dyskiem 2 i 3 od uziemionej strony
uzwpojenia GN z dodatkowym
następczym efektem
wyładowania poosiowego z powodu wygenerowania
się gazu
Podjęte
czynności:
z
powodu
silnego
zanieczyszczenia
węglem uzwojenia zostało ono
wymienione
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
a) Transfer Function of Phase U
b) Transfer Function of Phase V
c) Transfer Function of Phase W
2014-01-28
13
25
Przykład 10
Autotransformator: 160 MVA, 230/120/21 kV, 1967 r.
Ze
względu na prowadzone prace remontowe na
innej stacji transformator
musiał zostać dociążony
mocą
znamionową.
Spowodowało
to
wzrost
temperatury
uzwojeń, który potęgował dodatkowo fakt
awarii jednego z
wentylatorów. W pewnym momencie
w transformatorze
zaczęło rosnąć ciśnienia, co
spowodowało uszkodzenie uszczelnienia pomiędzy
kadzią główną a komorą PPZ. Dalszy wzrost ciśnienia
(jednostki nie
można było odłączyć, gdyż bez
napięcia
pozostałaby
duża
część
miasta)
spowodował wytłaczanie oleju poprzez odwilżacz na
zewnątrz kadzi.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
26
Przykład 10
Autotransformator: 160 MVA, 230/120/21 kV, 1967 r.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
120
o
C
– rdzeń, ponad 100
o
C
– olej w
górnej części
Znaczący wyciek oleju przez
przewód z odwilżaczem
nadciśnienie
2014-01-28
14
27
Przykład 10
Autotransformator: 160 MVA, 230/120/21 kV, 1967 r.
Oprócz wspomnianych wcześniej czynników analiza metodami FDS i RVM wykazała silne
zawilgocenie izolacji, co z kolei w
obecności wysokiej temperatury wywołało zjawisko
bąbelkowania (gazowania), które bezpośrednio spowodowało wzrost ciśnienia.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
izolacja zawilgocona w 3,8%
odtwarzanie
5x
szybciej niż w rzeczywistości
28
Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń
Uszkodzenia
– przykłady praktyczne
Błędy w projektowaniu/produkcji/montażu: luźne połączenia, brak blokady przed
samorozkręcaniem, kiepskie spawy, zła izolacja rdzenia, przedmioty
pozostawione w kadzi.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
15
29
Przykład A
Transformator 220/110/10,5 kV
Pomiary na transformatorze
produkującym
gaz w oleju
wykazały silną aktywność wnz
(klasa C).
Trzynaście dni po pierwszym
pomiarze wykonano pomiar kolejny. Charakter
wyładowań się nie zmienił, ale wzrosła ich
intensywność (uległa podwojeniu). Pomiar
metodą akustyczną w różnych częściach
transformatora
pozwolił na oszacowanie
miejsca
generowania
wyładowań
niezupełnych (lokalizacja: środkowa faza,
górna część kadzi). Po usunięciu przepustu
znaleziono
podkładkę na uzwojeniu górnego
napięcia (patrz rysunek obok).
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
30
Przykład A
Transformator 220/110/10,5 kV
Po 11 latach pracy transformatora po analize
DGA wykryto w oleju gazy
pochodzące z
termicznego
rozkładu. Dodatkowo wykryto
wysokie
stężenie CO/CO2<3, co sugerowało
również degradację elektryczną celulozy.
Transformator poddano zatem inspekcji on-
site. Pomiar rezystancji DC
wykazał jej
znaczący wzrost, transformator został zatem
odesłany do fabryki. Odkryto uszkodzenie
uzwojenia, jeden z
przewodów bliźniaczego
pręta uległ przerwaniu, czemu towarzyszyło
uszkodzenie izolacji. Uszkodzonym miejscem
był wadliwy spaw. Uszkodzone miejsce było
źródłem ciepła, ponieważ stopień DP
sąsiadującej izolacji papierowej był nadal
prawidłowy
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
16
31
Przykład 8032004
Transformator Waukesha 115/13.8 kV, 54/72/90 MVA, OA/FA/FA, wyprodukowany w 2001
Transformator blokowy
został zainstalowany
po awarii katastrofalnej swojego poprzednika.
Obsługa stacji poprosiła o test metodą EA w
celu
określenia stanu jednostki.
Badania wnz
poprzedziła analiza DGA, która
wskazał na obecność gazów CH
4
i C
2
H
6
.
Dodatkowo wykonany skan z wykorzystaniem
kamery termowizyjnej nie
wykazał żadnych
gorących punktów ani przegrzań.
Pomiar EA
wskazał na jedno ognisko wnz
umiejscowione w dolnej
części przepustu
strony dolnego
napięcia (rysunek). Inspekcja
wewnętrzna potwierdziła poluzowanie śrub w
połączeniu tego przepustu, co zostało
naprawione.
Obecnie
jednostka
jest
w
eksploatacji i nie notuje
się wzrostu gazu w
oleju.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
32
Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń
Uszkodzenia
– przykłady praktyczne
Niewłaściwa eksploatacja: rozłączone lub nieprawidłowo skonfigurowane układy
kontrolne,
niewłaściwe chłodzenie, akumulacja zanieczyszczeń w oleju i korozja.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
17
33
Przykład II
Transformator
ASEC 400/400/100 MVA, 400/220/31.5 kV
Fragment
wewnętrznej powierzchni rury olejowej i zanieczyszczenia kadzi
transformatora
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
34
Przykład 5
Transformator 340 MVA-, 245 kV, wyprodukowany w 1977 roku
Przez okres 20 lat transformator
był eksploatowany na tej
samej stacji, bez jakichkolwiek
problemów. Po tym
okresie
został przeniesiony na rok do innej stacji, gdzie
podłączono zewnętrzny układ chłodzenia. Po powrocie
zaobserwowano
stały przyrost gazów rozpuszczonych w
oleju,
szczególnie wodoru. Aby dać pełna odpowiedź na
temat przyczyny wykonano pomiary metodami RVM i
FDS,
które jednak nic nie wykazały. Po tych badaniach
zdecydowano
się na pomiar wnz z wykorzystaniem
metody PRPDA (Phase Resolving Partial Discharge
Analyser). W wyniku
pomiarów wykryto 2 źródła
wyładowań o podobnym charakterze zlokalizowane w
fazach V i W. Z tego powodu transformator
został
odesłany do producenta. Po otwarciu jednostki
stwierdzono silne zanieczyszczenie
uzwojeń (szczególnie
górnej części izolacji uzwojenia WN) cząstkami
pochodzącymi z układu chłodzącego (rysunek).
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
18
35
Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń
Uszkodzenia
– przykłady praktyczne
Zanieczyszczenie oleju: czyli
obecność szlamu, cząstek przewodzących (ścieżki
węglowe), zawilgocenie.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
36
Przykład I
Transformatora 40500/110
Szlam w
części aktywnej transformatora 40500/110, który pracował 44 lata oraz fragment
membrany
filtrującej poddanej działaniu szlamu
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
19
37
Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń
Uszkodzenia
– przykłady praktyczne
Uszkodzenia rdzenia:
powstałe w wyniku uszkodzenia jego izolacji, na skutek
przegrzania
prądami.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
38
Przykład 3
T
ransformator 74 MVA-, 123 kV , wyprodukowany w 1989
Krótko po rewizji w roku 1990 zaobserwowano
szybko
narastającą ilość gazu w oleju, która była
związana
z
termiczna
jego
degradacją
(przegrzanie 300-1000
o
C); nie stwierdzono
gazów
pochodzących z degradacji izolacji stałej.
Transformator
został odesłany do fabryki. Okazało
się, że przyczyną awarii było uszkodzenie rdzenia
podczas
transportu (rysunek).
Rdzeń uległ
spaleniu na skutek
prądów wirowych powstałych w
wyniku jego uszkodzenia. Uszkodzenia
usunięto.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
20
39
Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń
Uszkodzenia
– przykłady praktyczne
Uszkodzenia
przełącznika zaczepów: upalenie się styków, przebicie izolacji ,
szlam, zanieczyszczenie oleju w komorze PPZ.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
40
Przykład 3
T
ransformator 74 MVA-, 123 kV , wyprodukowany w 1989
Analizując stan oleju w przełączniku zaczepów wykryto wzrost stężenia gazów
pochodzących z termicznej jego degradacji. Pomiar rezystancji przy DC przełącznika
zaczepów wykazał tylko pomijalny wzrost rezystancji styków PPZ w pewnym obszarze. Po
kilku operacjach
przełączania wartości te wróciły do normalnego poziomu i nie wykazywały
zależności od wartości prądu. Jednakże równocześnie wykryto nietypowo wysoką i
niestabilną wartość rezystancji styków wybieraka. W tym przypadku dodatkowo
przeprowadzono pomiar rezystancji powierzchniowej. Nawet po przeprowadzeniu szeregu
operacji
łączeniowych parametry styku nie uległy poprawie. To zjawisko wskazywało na
istnienie
poważnego zwęglenia na styku, które jest trudne do usunięcia poprzez operacje
łączeniowe. Transformator zatem został otwarty i zlokalizowano na stykach wybieraka
grubą warstwę zerodowanego materiału (rysunek). Taki rodzaj degradacji styków zachodzi
na
ogół w przypadku, gdy styk ruchomy wybieraka jest miedziany a gniazdo wykonane z
brązu, co jest rzadkim przypadkiem.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
21
41
Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń
Uszkodzenia
– przykłady praktyczne
Uszkodzenia
przepustów: uszkodzenie rdzenia lub jego powierzchni, starzenie
się oleju w przepuście, defekty wewnętrznej powierzchni przepustu
porcelanowego, defekty przewodnika oraz defekty
wewnętrzne np. zabrudzenie,
uszkodzenie powierzchni.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
42
Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń
Uszkodzenia
– przykłady praktyczne c.d.
Uszkodzenia
przepustów: wypalenie złącza
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
2014-01-28
22
43
Przykład 75
Autotransformator 138/69 kV, OA/FA/FOA, 50/66/83/93 MVA produkcji Westinghouse, ale
remontowany przez GE w 1989
Olej w
górnej części przepustu fazy 2 od strony
wysokiego
napięcia przybrał kolor ciemny
(sprawiał wrażenie jakby w oleju pojawił się
węgiel). Przepust ten był instalowany w marcu
2002 roku.
W czerwcu 2003 roku przeprowadzono pomiar
metodą EA. Nie spodziewano się żadnej
aktywność wnz w kadzi głównej, ponieważ
badania nie
wykazywały wzrostu gazu w oleju.
Zarejestrowano
jednakże i zlokalizowano pewne
wyładowania, które wskazywały na miejsce pod
izolatorem przepustowym fazy 2 (rysunek).
Odstawiono zatem transformator w celu zbadania
tan delta. Spuszczono olej z przepustu i wykonano
jego
analizę za pomocą Hydranu oraz wysłano
próbki do laboratorium. Test laboratoryjny wykazał
obecność dużej ilości gazu, co wskazywało na
wnz. Izolator wymontowano zatem i
wysłano do
producenta.
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
44
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a
-
zastosowanie lepszych materiałów do konstrukcji
transformatora,
-
ochrona obiektu przed czynnikami zewnętrznymi
(stosowanie ograniczników przepięć i dławików w
punkcie zerowym, zmniejszenie temperatury pracy)
-
spowolnienie procesów starzeniowych
(kontrolując czynniki: maksymalną temperaturę w uzwojeniu,
zawartość wilgoci i tlenu w izolacji, oraz stosując wymianę lub
regenerację oleju)
-
właściwa diagnostyka stanu izolacji oraz możliwość
jego prognozowania w dłuższych okresach czasu,
- zastosowanie diagnostyki on-line (monitoring).
Metody zapobiegania awarii i przedłużenia trwałości izolacji papierowo - olejowej
2014-01-28
23
45
Dziękuję za uwagę!
Awaryjność transformatorów
W
y
k
ł
a
d
V
r
o
k
E
l
e
k
t
r
o
t e
c
h
n
i
k
a