Диагностика обмоток силового трансформатора
ВВЕДЕНИЕ
Безотказная работа силовых трансформаторов как одного из основных видов электрооборудования определяет надежность энергосистемы. Из-за затрат на их приобретение и эксплуатацию, силовые трансформаторы являются наиболее важным оборудованием на любой электростанции и подстанции. Они регулярно подвергаются постоянным электрическим, тепловым, механическим, природным воздействиям, что ухудшает их технические характеристики и свойства. Опыт эксплуатации трансформаторов свидетельствует о значительном увеличении их повреждений по мере увеличения их времени работы. Значительное количество силовых трансформаторов, эксплуатируемых сегодня на энергенических объектах Российской Федерации, было введено в работу еще в 70-е годы прошлого столетия. Оборудование, эксплуатирующееся более 25 лет, отработало срок службы, установленный ГОСТом [1, 2].
В настоящее время наблюдается значительный морально-технический износ парка силовых трансформаторов. А динамика ввода нового оборудования в эксп
СОДЕРЖАНИЕ:
Введение………………………………………………………………………. 6
1.ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ АКТИВНОЙ ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРА………………………………………………………. 12
Дефекты магнитопровода трансформатора и их причины……………. 14
1.2 Дефекты обмоток трансформатора……………………………………... 23
1.3 Вывод по главе 1………………………………………………………….. 30
2.МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ АКТИВНОЙ ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРА………………………………………………………… 31
2.1Диагностика магнитопровода силовых трансформаторов…………... 32
2.2Диагностика обмоток силовых трансформаторов…………………… 39
2.3Обзор теоретических основ исследования…………………………… 51
2.4Вывод по главе 2……………………………………………………….. 55
3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ……………………… 56
3.1Постановка и проведение экспериментального исследования……… 58
3.2Обработка полученных данных……………………………………….. 59
3.2.1 Сравнение характеристик напряжения при нормальной работе трансформатора и при наличии замкнутого витка…………………………. 63
3.2.2 Сравнение Uвых-Uвх при нормальной работе трансформатора и при наличии короткозамкнутого витка……………………………………… 66
3.2.3Диагностические параметры, характеризующие сигнал при нормальной работе трансформатора и при наличии дефектов…………….. 69
3.3 Вывод по главе 3……………………………………………………..... 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….. 76
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………….. 78
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: Изд-во Стандартов, 1986.
2. ГОСТ 11677-65. Трансформаторы (автотрансформаторы) силовые. Общие технические требования. М.: Изд-во. Стандартов, 1971.
3. И.М. Валеев, В.К. Козлов, Т.В. Лопухова, С.А. Зимняков. Диагностика в эксплуатации трансформаторного оборудования, учебное пособие, Казань, 2008
4. Плотников Д.Т., Паламарчук Д.В., Мельников Н.А., Мельников С.А., Шакенов Е.Е. Межвитковые короткие замыкания в силовых трансформаторах // Академический журнал западной Сибири. 2017. № 71. С. 28-30.
5. А.В. Иванов-Смоленский, Электрические машины, том 1, Москва, 2006
6. Голоднов, Ю.М. Контроль за состоянием трансформаторов / Ю.М. Голоднов. - М.: Наука, 2013. - 6 c.
7. Киреева Э.А. Полный справочник по электрооборудованию и электротехнике (с примерами расчетов): справочное издание / Э.А. Киреева, С.Н. Шерстнев; под общ.ред. С.Н. Шерстнева. - 2-е изд., стер. - М.-: Кнорус, 2013. - 101 с.
8. Диагностика электрооборудования электрических сетей и подстанций: учеб. пособие / С.А. Зимняков, В.К. Козлов, Г.А. Муратаева, И.А. Муратаев. – Казань: Казан. Гос. Энерг. Ун-т, 2013. – 37 с.
9. Усольцев А.А. Нелинейные электрические и магнитные цепи/Учебное пособие. – СПб: Университет ИТМО, 2018, – 114 с.
10. Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С36 С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина, М.: Энергоиздат, 2004. – 616 с.
11. Электрические машины: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / М.М. Кацман. – 12 изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2013. 496 с.
12. Шабад М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей. — Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. — 136 с., ил.
13. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения - М.: Высш. шк., 2006. С 494
14. Эксплуатация сооружений городской электрической сети. – 2 изд., перераб. – Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1979. – 304 с., ил
15. РД 163 63-87. Трансформаторы
Эти силы растягивают внешнюю обмотку, а внутреннюю — сжимают (или наоборот, зависит от направления тока). Тангенциальные (или осевые) силы возникают в результате взаимодействия элементов одной обмотки (например, только ВН или НН) и сжимают её в одном направлении.
Рис. 7. Действие осевых и радиальных сил на обмотки двухобмоточного трансформатора: а) – при одинаковой высоте обмоток; б) – при укороченной наружной обмотке; в) – радиальных сил на катушки обмоток
Тангенциальные силы зависят от взаиморасположения обмоток. Они оказывают давление на межвитковую, опорную изоляцию и изоляцию между катушками обмотки. Радиальные силы оказывают различное воздействие на наружную и внутреннюю обмотки трансформатора. Радиальные силы наиболее опасны для проводника внутренней обмотки, поскольку под действием радиальных сил последняя испытывает сжатие и изгиб в пролетах между рейками, на которых она намотана.
В связи с тем, что электромагнитные силы изменяют геометрию