Деструкция бумажной изоляции силовых трансформаторов в эксплуатации

• Автор: Бондарева, Вера Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.16, 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Литературный обзор. Старение изоляции силового

энергетического оборудования и его повреждаемость.

1.1. Повреждаемость силовых трансформаторов, характер аварийных ситуаций, их основные причины.
1.2. Современные методы оценки ресурса бумажной изоляции силовых трансформаторов электростанций и подстанций.
1.3. Отбор пробы как следствие условий эксплуатации бумажной изоляции силовых трансформаторов.
1.4. Деградация бумажной изоляции, как совокупность физикохимических процессов в условиях эксплуатации.

1.5. Методы определения молекулярномассовых характеристик целлюлозы.

1.6. Вязкостные характеристики бумажной изоляции силовых трансформаторов.

1.7. Определение характеристической вязкости и степени полимеризации бумажной изоляции силовых трансформаторов.

1.8. Ресурсные характеристики изоляции.

1.9. Оценка ресурса изоляции но изменению степени полимеризации.
1 Постановка задачи.
Глава 2. Экспериментальная часть.
2.1. Определение степени полимеризации бумажной изоляции силовых трансформаторов.
2.1.1. Методика получения и регенерации растворов кадмийэтилендиаминового комплекса, применяемых для определения степени полимеризации бумажной изоляции силовых трансформаторов.
2.1.2. Методика определения степени полимеризации бумажной изоляции силовых трансформаторов.
2.2. Фракционирование электроизоляционных бумаг.
2.3. Стандартные аналитические методы для оценки состояния бумажной изоляции силовых трансформаторов.
2.4. Эксперименты с применением ионизирующего излучения.
2.4.1. Источники излучения и дозиметрия.
2.4.2. Радиационнотепловая обработка бумажномасляной изоляции.
Глава 3. Методические особенности определения степени полимеризации.
3.1. Особенности подготовки пробы целлюлозной изоляции к анализу.
3.2. Выбор стандартного растворителя целлюлозы и методические особенности его синтеза.
3.3. Методические особенности определения степени полимеризации бумажной изоляции силовых трансформаторов.
3.4. Моделирование процессов деструкции бумажной изоляции методами химии высоких энергий.
3.5. Особенности изменения степени полимеризации по глубине намотки изоляции отводов и обмоток.
3.6. Отбор образца бумажной изоляции из силового трансформатора.
Глава 4. Кинетика процессов деструкции витковой изоляции Силовых трансформаторов.
4.1. Кинетическое уравнение деструкции изоляции обмоток силовых трансформаторов.
4.2. Прогнозирование остаточного ресурса изоляции обмоток силовых трансформаторов по ее состоянию.
4.3. Сравнительная оценка кинетических моделей изменения степени полимеризации изоляции.
4.4. Зона риска и аналитические признаки состояния
бумажной изоляции ниже предельнодопустимого.
Выводы.
Приложение.
Список литературы


Самым потенциально опасным элементом силового трансформатора, наиболее подверженным развитию процессов старения и фактически определяющим его ресурс, является целлюлозная изоляция обмоток 6. Деградация целлюлозной изоляции обмоток приводит к снижению механической прочности бумаги и развитию дегидратации, приводящей к местному увеличению концентрации влаги в твердой изоляции и снижению пробивного напряжения трансформаторною масла. Развитие процессов деградации целлюлозной изоляции в сочетании с возможным ослаблением механического закрепления обмотки ведет к возрастанию риска витковых замыканий и повреждению трансформатора при рабочем напряжении, а также при воздействии токов короткого замыкания, грозовых и коммутационных перенапряжений. Анализ повреждаемости за последние пять лет блочных трансформаторов мощностью МВА и более, напряжением кВ со сроком эксплуатации более лет показывает, что около общего числа их повреждений, сопровождающихся внутренними короткими замыканиями, связано с возникновением витковых замыканий при значительном износе изоляции. При этом из имевших место случаев с внутренними КЗ сопровождались взрывами и пожарами трансформаторов 3, что приводило к негативным воздействиям на окружающую среду. Тем не менее, повреждаемость при возрасте трансформаторов от 5 до лет остается стабильной и относительно невысокой 0, в год для блочных трансформаторов и 0, в год для автотрансформаторов. Такое положение в большой степени определятся выполнением предписаний нормативнотехнической документации РАО ЕЭС России по системе диагностического и ремонтного обслуживания силового трансформаторного оборудования, одним из важных элементом которой является оценка состояния изоляции обмоток силовых трансформаторов по степени полимеризации 7. В связи с вышеизложенным, настоящая работа посвящена исследованию деструкции бумажной изоляции длительно эксплуатируемых силовых трансформаторов. Глава 1. Литературный обзор. Анализ повреждаемости парка блочных трансформаторов и автотрансформаторов напряжением кВ мощностью МВА и более, эксплуатируемых на 3 тепловых и гидравлических электростанциях России, за период годы показывает, что удельное число технологических нарушений в работе указанных трансформаторов, приведших к отключению действием автоматических защитных устройств или вынужденному отключению персоналом по аварийной заявке, составляет 2,4 в год. КЗ 3. РПН . Из имевших место случаев с внутренними КЗ сопровождались взрывами и пожарами трансформаторов. При этом удельная повреждаемость блочных трансформаторов напряжением кВ мощностью МВА и более при внутренних КЗ, как уже указано выше, составляет 0, в год. Основной причиной разрушения силовых трансформаторов при этом является недопустимо большое повышение давления в масляном баке, вызванное вскипанием трансформаторного масла при КЗ. Мишуев , Казеннов В. В., Громов Н. В. указано, что по данным I за последние несколько лет на территории США произошло 0 взрывов трансформаторов, сопровождавшихся пожарами. При этом финансовые потери достигли сотен миллионов долларов, отмечены гибель людей, загрязнение окружающей среды, перебои с электроснабжением. Там же указано, что степень риска аварий на масляных трансформаторах и регуляторах напряжения велика и лежит в пределах при обычной величине риска, закладываемой в проект КГМО5. На рисунке 1 приведена зависимость удельной повреждаемости блочных трансформаторов, отключенных действием защит или выведенных из работы персоналом по аварийной заявке, от срока службы на территории РФ 3. Рис. Удельная повреждаемость блочных трансформаторов напряжением кВ мощностью МВА и более, отключенных действием защит или выведенных из работы персоналом по аварийной заявке, в зависимости от срока эксплуатации. Необходимо подчеркнуть, что характер зависимости полностью соответствует классической фундаментальной зависимости числа отказов при функционировании различных технических систем, которая характеризуется периодами приработки, стабильным функционированием и старением 4.