Научные основы физико-химической диагностики высоковольтного маслонаполненного электрооборудования с изоляцией конденсаторного типа

• Автор: Дарьян, Леонид Альбертович
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 445 с. : ил.

Обозначения и сокращения

1. АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО МАСЛОНАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ЕГО
СОСТОЯНИЯ
1.1. Анализ надежности работы высоковольтного маслонаполненного электрооборудования на объектах РАО «ЕЭС России»

1.1.1. Оценка сроков эксплуатации высоковольтного МНЭО на объектах ЕНЭС

1.1.2. Автотрансформаторы и шунтирующие реакторы

1.1.3. Трансформаторы напряжения

1.1.4. Трансформаторы тока

1.2. Статистика повреждаемости высоковольтного МНЭО на объектах ЕНЭС

1.2.1. Статистика повреждаемости силовых трансформаторов (автотрансформаторов) и шунтирующих реакторов

1.2.2. Статистика повреждаемости трансформаторов напряжения

1.2.3. Статистика повреждаемости силовых конденсаторов
1.2.4. Статистика повреждаемости трансформаторов тока
1.2.5. Анализ аварийности трансформаторов тока на ПС 1150 кВ «Итатская»
1.2.6. Особенности конструкции ТТ типа 1МВ
1.2.7. Исследование поврежденных ТТ
1.3. Газообразные продукты разложения изоляции, образующиеся в высоковольтном МНО в процессе их эксплуатации
1.3.1. Механизм газообразования в комбинированной бумажно-масляной изоляции при термическом и электрическом воздействиях
1.3.2. Образование газов в трансформаторных маслах, не подверженных эксплуатационным воздействиям
1.3.3. Методы оценки стойкости изоляционных жидкостей к газообразованию
1.4. Приборно-аналитическое обеспечение физико-химической диагностики высоковольтного МНЭО
1.4.1. Хроматографический анализ газов, растворенных в трансформаторном масле
1.4.2. Методы интерпретации результатов хроматографического анализа газов, растворенных в трансформаторных ТМ
1.5. Выводы по первому разделу и постановка задач исследований
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГАЗООБРАЗОВАНИЯ В ИЗОЛЯЦИОННЫХ ЖИДКОСТЯХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
2.1. Методика хроматографического анализа газообразных продуктов разложения изоляционных жидкостей
2.2. Хроматограмма анализа газообразных продуктов разложения касторового масла
2.3. Испытания изоляционных жидкостей на стойкость к газообразованию при воздействии частичных разрядов
2.3.1. Измерительная установка для регистрации характеристик частичных разрядов
2.3.2. Разработка конструкций испытательных ячеек
2.3.3. Исследование газообразования в касторовом и минеральном маслах в ячейках с конденсаторной секцией
2.3.4. Исследование газообразования в касторовых маслах различных типов в ячейке с чисто - масляным промежутком

2.4. Исследование разложения касторовых масел под действием тепла
2.5. Разложение изоляционных жидкостей в условиях кавитации
2.5.1. Теоретические аспекты вопроса
2.5.2. Исследование процесса газообразования при воздействии ультразвуковых колебаний па различные изоляционные жидкости
2.6. Выводы по второму разделу
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАСТВОРЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ В ИЗОЛЯЦИОННЫХ ЖИДКОСТЯХ
3.1. Фазовое состояние газа в жидкости
3.2. Регистрация микропузырьков в трансформаторном масле
3.3. Определение растворимости газов в изоляционных жидкостях
3.3.1. Состояние вопроса по растворимости газов в ИЖ
3.3.2. Определение растворимости газов в ИЖ с применением метода ГХ-анализа
3.3.3. Экспериментальное определение растворимости газов в касторовом и трансформаторном маслах динамическим методом
3.3.4. Статический вариант метода АРГ
3.3.5. Результаты определения растворимости газов
3.4. Исследование процесса растворения и распределения газообразных продуктов разложения изоляции в объеме высоковольтного МНЭО
3.4.1. Исследование динамики растворения газовых включений в изоляционной жидкости
3.4.2. Анализ механизмов распределения растворенных газов в жидкости
3.4.3. Экспериментальное исследование процесса распределения газообразных продуктов разложения изоляции в объеме импульсного конденсатора
3.5. Выводы по третьему разделу

Система компенсации температурного расширения масла реализована в виде герметичных сильфонных компенсаторов из нержавеющей стали, расположенных внутри металлического бака с ребрами, обеспечивающими температурную компенсацию масла и теплоотвод от ТТ в окружающую среду. В сильфонах имеется небольшое избыточное давление СОа, которое, по-видимому, было выбрано из технологических соображений. Сильфоны выбраны с таким расчетом, что при снижении температуры до -60°С давление в ТТ будет не ниже 0,5атм.
Опыт производства трансформаторов тока типа ІМВ составляет более 50 лет. Интересно отметить, что всего было произведено 125000 ТТ указанной конструкции на классы напряжения от 36 до 800 кВ, в том числе около 1500 ТТ на классы напряжения 550 кВ и выше. Согласно официально зарегистрированным компанией АВВ данным интенсивность отказов ТТ составляет 0.57-10'4 трансформаторов/год.
В таблице 1.11 приведены причины отказов ТТ, произведенных за последние 25 лет.
Таблица 1
Причины отказов ТТ типа ІМВ
Год поставки Год отказа Покупатель Причина отказа
1977 1984 HIDRONOR, Аргентина Высокочастотные колебания
1979 1987 FURNAS Centrais Electricas, Бразилия Короткое замыкание на землю на подстанции
1971 1991 CHURCHILL FALLS, Канада Высокочастотные колебания
2002 2002 PECO, США Открытый вторичный контур
2002 2003 Итатская подстанция, Россия Неравномерное нагревание в процессе сушки
Замена 21 группы (63 фазы) ТТ типа ТФРМ-500 на ТТ типа ІМВ -550 не привела к повышению надежности эксплуатации ПС. Наоборот, ситуация еще более усложнилась, т.к. уже через один месяц после ввода в работу новых ТТ произошел отказ одного из них с возгоранием. Кроме того, в нескольких ТТ