Категории окончания эффективного срока службы трансформаторов
Различаются три категории конца службы оборудования -
Технический — отказ или риск неизбежного отказа.
Стратегический — отличия между специфицированными условиями эксплуатации.
Экономический — неадекватно высокие расходы на обслуживание и высокая стоимость потерь.
Технический срок службы трансформатора
Техническая «жизнь» трансформатора определяется степенью риска внезапного отказа, особенно с ка1асфофическими последствиями. Имеются несколько аспектов риска продолжения эксплуатации. При этом различают следующие процессы в трансформаторе:
Тепловое старение — срок службы до критической деструкции целлюлозной изоляции и деградации механических свойств бумаги. Очевидно, что процессы старения имеют необратимый характер.
Электроизоляционный износ — срок службы до критического снижения электрической прочности изоляции. Процессы старения имеют в основном обратимый характер, и состояние изоляции может быть восстановлено.
Механический износ — нарушение механического состояния обмоток под воздействием кумулятивного эффекта токов КЗ, сверхтоков, вибрации и пр. Изменения имеют как обратимый характер (снижение усилий запрессовки обмоток), так и необратимый (деформации обмоток).
Снижение электрической и механической прочности изоляции
Наиболее опасными факторами риска
· Образование пузырьков из-за (пара) в масле в зоне повышенной напряженности.
· Образование (наличие) свободной и эмульгированной воды.
· Накопление проводящих примесей в масле.
· Повышение влажности масла в присутствии примесей (волокон целлюлозы).
· Снижение механической прочности витковой изоляции в результате старения. Риск значительно возрастаем при появлении частичных разрядов при рабочем напряжении.
Модель возможного ухудшения электроизоляционных свойств приведена на рис. 1.
Дефекты, вызывающие снижение электрической прочности, имеют в большинстве случаев обратимый характер и могут быть устранены, в том числе методами, не требующими отключения оборудования от сети.
Рис. 1. Модель ухудшения изоляционных свойств главной и продольной изоляции обмоток .
Механическое ослабление креплений
Механический износ, в частности ослабление прессовки обмоток, обуславливают снижение механической прочности и устойчивости обмоток к воздействию токов КЗ. Возникновение частичных деформаций обмоток (необратимых повреждений) создает риск внезапного отказа. В ряде случаев конструкция трансформаторов, выбранная по устаревшим критериям, оказывается неустойчивой к воздействиям токов КЗ, что требует специальной проверки.
Изменение состояния остова
Старение межлистовой изоляции магнитопровода, развитие местных дефектов, например, из-за образования короткозамкнутых контуров в остове может вызывать повышенный местный нагрев и пиролиз масла.
Ухудшение состояния комплектующих узлов
Во многих случаях срок службы вводов, переключающих устройств, элементов системы охлаждения и пр. оказывается ниже, чем основных узлов трансформатора, что требует специального внимания. Следует отметить также значительное моральное старение контрольно-измерительной и защитной аппаратуры, систем управления системой охлаждения и РПН, обусловленных в частности интенсивным развитием процессорной техники.