Averías en el funcionamiento de los transformadores de potencia.
Durante la operación, no se excluye la aparición de varios tipos de defectos y mal funcionamiento de los transformadores, que afectan su funcionamiento en diversos grados. En algunas fallas, los transformadores pueden permanecer en servicio por mucho tiempo, en otras deben ser inmediatamente puestos fuera de servicio. En cualquier caso, la posibilidad de continuar el trabajo está determinada por la naturaleza del daño. La incapacidad del personal, la adopción intempestiva de medidas destinadas a eliminar defectos a veces menores conducen a paradas de emergencia de los transformadores.
Las causas de los daños son condiciones de trabajo insatisfactorias, reparación de mala calidad e instalación de transformadores. Defectos de elementos estructurales individuales de transformadores modernos, el uso de calidad insuficiente. Materiales aislantes.
Es típico que se dañen el aislamiento, los circuitos magnéticos, los dispositivos de conmutación, las espiras, los bujes llenos de aceite y de porcelana.
Daños en el aislamiento de los transformadores.
El aislamiento principal a menudo se daña debido a una violación de su resistencia eléctrica cuando está mojado, así como en presencia de pequeños defectos. En transformadores de 220 kV y superiores, las fallas están asociadas con la ocurrencia de la llamada "descarga progresiva", que es una destrucción gradual del aislamiento por la propagación de descargas locales en la superficie del dieléctrico bajo la acción del voltaje de operación. . En el aislamiento de la superficie, aparece una rejilla de canales conductores, mientras que el espacio de aislamiento calculado se reduce, lo que conduce a la destrucción del aislamiento con la formación de un arco poderoso dentro del tanque.
El intenso desgaste térmico del aislamiento del serpentín es causado por el hinchamiento del aislamiento adicional de los serpentines y el cese asociado de la circulación de aceite debido al bloqueo parcial o total de los canales de aceite.
El daño mecánico al aislamiento de las bobinas a menudo ocurre cuando hay cortocircuitos en la red eléctrica externa y resistencia electrodinámica insuficiente de los transformadores, que es el resultado de un debilitamiento de los esfuerzos para presionar los devanados.
Daños en los núcleos magnéticos de los transformadores
Los circuitos magnéticos se dañan debido al sobrecalentamiento debido a la destrucción de la película de barniz entre las láminas y la sinterización de las láminas de acero, en el caso de romper el aislamiento de los pines de presión, en el caso de un cortocircuito, cuando los elementos individuales del magnético circuito resultan estar cerrados entre sí y al tanque.
Fallo de los dispositivos de conmutación de los transformadores.
La falla de los dispositivos de conmutación PMB ocurre cuando se rompe el contacto entre los anillos deslizantes móviles y las varillas conductoras estacionarias.El deterioro del contacto ocurre con una disminución en la presión de contacto y la formación de una película de óxido en las superficies de contacto.
Los interruptores de los cambiadores son dispositivos bastante complejos que requieren un ajuste cuidadoso, inspección y pruebas especiales. Las causas de falla del interruptor de carga son fallas en el funcionamiento de los contactores e interruptores, contactos quemados de los dispositivos del contactor, atascamiento de los mecanismos del contactor, pérdida de resistencia mecánica de las piezas de acero y guata de papel y baquelita. bobina resultante de la superposición del espacio exterior de la vía de chispas protectora.
La falla de los grifos desde los devanados hasta los dispositivos de conmutación y los bujes se debe principalmente a la condición insatisfactoria de las raciones. enlaces de contacto, así como el acercamiento de salidas flexibles a las paredes de los tanques, contaminación del aceite con impurezas mecánicas conductoras, incluidos óxidos y partículas metálicas de los sistemas de refrigeración.
Daño a los bujes del transformador
La falla de los aisladores de 110 kV y superiores se relaciona principalmente con la humectación de la base de papel. La penetración de humedad en los bujes es posible si los sellos son de mala calidad, al rellenar los bujes. aceite del transformador con baja rigidez dieléctrica. Tenga en cuenta que la falla de los aisladores, por regla general, va acompañada de incendios en los transformadores, lo que provoca daños importantes.
Una causa típica de falla de los aisladores de porcelana es el calentamiento por contacto en las uniones roscadas de los pines conductores compuestos o en el punto de conexión de las barras colectoras externas.
Protección de transformadores contra daños internos.
Los transformadores están protegidos contra daños internos. dispositivos de protección de relés... Las principales protecciones de alta velocidad son protección de corriente diferencial contra todo tipo de cortocircuitos en los devanados y en los terminales del transformador, protección de gas contra cortocircuitos que ocurren dentro del tanque del transformador y acompañados por la liberación de gas y {bajando el nivel de aceite, interrupción actual no hay demora de tiempo por una falla del transformador acompañada por el paso de corrientes de cortocircuito relativamente grandes.
Todas las protecciones contra daños internos operan cuando todos los interruptores del transformador están apagados y en las subestaciones construidas de acuerdo con esquemas simplificados (sin interruptores en el lado HV), cuando un interruptor de cortocircuito está cerrado o un interruptor de línea de alimentación está apagado.
Monitorización y detección de los daños a la salud de los transformadores que se producen en los mismos mediante análisis de gases disueltos en aceite
Para detectar fallas en los transformadores en las etapas más tempranas posibles de su ocurrencia, cuando la liberación de gas aún puede ser muy débil, en la práctica operativa se utilizan ampliamente mediante el análisis cromatográfico de gases disueltos en aceite.
El hecho es que con el desarrollo de fallas del transformador causadas por el calentamiento a alta temperatura, el aceite y el aislamiento sólido se descomponen con la formación de hidrocarburos ligeros y gases (con una composición y concentración bastante específica), que se disuelven en el aceite y se acumulan en el relé de gas del transformador. El período de acumulación de gas en el relé puede ser bastante largo, y el gas acumulado en él puede diferir significativamente de la composición del gas que se toma cerca del lugar de su liberación.Por lo tanto, el diagnóstico de fallas basado en el análisis del gas tomado del relé es difícil e incluso puede retrasarse.
El análisis de una muestra de gas disuelto en aceite, además de un diagnóstico más preciso de la falla, permite observar su evolución antes de disparar el relé de gas. E incluso en el caso de daños importantes, cuando la protección de gas se activa con el disparo del transformador, la comparación de las composiciones del gas tomado del relé y disuelto en el aceite puede ser útil para una evaluación más correcta de la gravedad del daño. el daño.
Se determinó la composición y concentraciones límite de gases disueltos en aceite, transformadores en buen estado y con tipos típicos de daño. Por ejemplo, cuando el aceite se descompone bajo la acción de un arco eléctrico (solapamiento en el interruptor), se libera principalmente hidrógeno. De los hidrocarburos insaturados predomina el acetileno, que en este caso es un gas característico. El monóxido de carbono y el dióxido de carbono están presentes en pequeñas cantidades.
Y aquí está el gas liberado durante la descomposición del aceite y el aislamiento sólido (que se cierra de vuelta en vuelta en el devanado) difiere del gas formado solo durante la descomposición del aceite en un contenido notable de óxido y dióxido de carbono.
Para diagnosticar el daño de los transformadores periódicamente (2 veces al año) tome muestras de aceite para el análisis de cromatografía de gases disueltos en aceite, mientras que las jeringas médicas se utilizan para tomar muestras de aceite.
El muestreo de aceite se lleva a cabo de la siguiente manera: limpiado de suciedad en la tubería de derivación de la válvula destinada a la toma de muestras, se coloca una manguera de goma en la tubería de derivación.Se abre el grifo y se enjuaga la manguera con aceite del transformador, se levanta el extremo de la manguera para eliminar las burbujas de aire. Se instala una abrazadera al final de la manguera; la aguja de la jeringa se inyecta en la pared de la manguera. ¡Pon el aceite en la jeringa y luego! se drena el aceite a través de la aguja de lavado de la jeringa, se repite la operación de llenado de aceite de la jeringa, se inyecta la jeringa llena de aceite con la aguja en el tapón de goma y de esta forma se envía al laboratorio.
El análisis se lleva a cabo en condiciones de laboratorio utilizando un cromatógrafo. Los resultados del análisis se comparan con los datos agregados sobre la composición y concentración del gas liberado durante varios tipos de fallas del transformador, y se llega a una conclusión sobre la capacidad de servicio del transformador o sus fallas y el grado de peligro de estas fallas.
Por la composición de los gases disueltos en el aceite, es posible determinar el sobrecalentamiento de las conexiones conductoras y elementos estructurales del marco del transformador, descargas eléctricas parciales en el aceite, sobrecalentamiento y envejecimiento del aislamiento sólido del transformador.