Причины отказов силовых трансформаторов

Частота отказов трансформаторов в значительной степени зависит от

габаритов, класса напряжения и условий эксплуатации. Основными причинами

повреждений трансформаторов являются нарушения изоляции обмоток

вследствие воздействия внешних и внутренних перенапряжений, сквозных

токов короткого замыкания, дефектов изготовления. Причинами повреждения

изоляции обмоток трансформаторов зачастую являются износ и ее старение из-

за перегрузок и недостаточного охлаждения, повреждения устройств,

регулирующих напряжение (особенно автоматических под нагрузкой),

повреждения вводов трансформаторов из-за перекрытия изоляции,

повреждения контактных соединений, пуска масла (течи масла).

Приблизительное распределение причин отказов трансформаторов и

автотрансформаторов следующее:

− заводские дефекты – 35%;

− грозовые повреждения – 25%;

− неправильная эксплуатация – 20%;

− неудовлетворительный ремонт – 10%;

− старение изоляции – 10%.

Ремонт трансформаторов малых габаритов (до 20 кВ) производится

централизованно, а поврежденный трансформатор заменяется в течение

короткого времени (единицы часов). Ремонт трансформаторов больших

габаритов осуществляется на месте достаточно длительное время (десятки и

сотни часов), при этом применяются подъемные механизмы.

Рис.1 При переключении ПБВ в другое положение произошло недоведение клем переключателя.

Рис.2 Ослабление контакта произошло из-за вибрации во время эксплуатации и (или) плохая затяжка контакта.

Причины отказов коммутационных аппаратов, трансформаторов тока и напряжения

Коммутационные аппараты являются более сложными объектами

электроэнергетической системы с точки зрения надежности. Они

подразделяются на автоматические и неавтоматические. К автоматическим

относятся силовые выключатели, выключатели нагрузки, отделители с

короткозамыкателями, автоматические выключатели, предохранители. К

неавтоматическим относятся разъединители и рубильники. Повреждения

коммутационных аппаратов происходят в стационарном состоянии и при

выполнении ими операций: отключение коротких замыканий, нагрузок,

оперативных переключений и т.д.

Основными причинами повреждения коммутационных аппаратов

являются: несрабатывания приводов; механические повреждения; износ

дугогасительных устройств; обгорание контактов; перекрытия изоляции при

внешних и внутренних перенапряжениях.

Рассмотрим примерное распределение причин отказов выключателей.

У масляных выключателей отказы распределяются следующим образом:

− приводы – 38%;

− электромагниты, вспомогательные контакты, цепи управления – 14%;

− вводы – 10%;

− опорная изоляция – 9% и внутренняя изоляция – 9%;

− дугогасительное устройство – 7%;

− передаточные механизмы - 4%;

− воздушная и междуфазная изоляция – 4%;

− прочие отказы – 5%.

Отказы воздушных выключателей происходят по следующим причинам:

− поломка изоляторов – 27%;

− разрушение дугогасительного устройства из-за не погасания дуги (при

отключениях коротких замыканий и малых токов) – 20%;

− отказы привода и цепей управления – 20%;

− перекрытие опорных изоляторов и воздуходувных труб – 10%;

− повреждение контактной системы – 9%;

− дефекты резиновых уплотнений – 4%;

− остальные причины – 10%.

В настоящее время значительная часть отказов масляных выключателей

(до 33%) происходит при выполнении их основной функции – отключении

токов коротких замыканий (к.з.) и в подавляющем большинстве случаев (66 –

100%) отказ сопровождается к.з. в ячейке, а, следовательно, и на шинах. У

воздушных выключателей число отказов, связанных с отключением токов к.з.,

лежит в пределах 14 – 25%, однако число отказов, сопровождающихся к.з. в

ячейке также высоко (20 – 100%).

Главным недостатком вакуумных выключателей и комплектных

распределительных устройств (КРУ) с их использованием является

недостаточная механическая прочность, разгерметизация дугогасительного

устройства вследствие плохой пайки. По элегазовым выключателям пока нет

достоверной статистической информации о причинах их повреждений.

Отказы разъединителей проявляются как короткие замыкания, вызванные электрическими и механическими повреждениями. Отказы короткозамыкателей проявляются не только как указанные короткие замыкания, но и как самопроизвольные включения и отказы во включении. К отказам отделителей, кроме перечисленных выше, относится отказ в отключении в бестоковую паузу. Отказами высоковольтных предохранителей являются не только к.з., но в основном (до 80%) неселективные и ложные срабатывания.

Примерное распределение причин отказов следующее:

разъединители:

− обледенение или разрегулировка – 40%;

− пробой или повреждение изоляции – 20%;

− отказ привода – 20%;

− неисправность механизма – 10%;

− дефекты контактных соединений – 5%;

− ошибки персонала – 5%.

короткозамыкатели:

− повреждение изоляции – 60%;

− отказ привода – 10%;

− отказ релейной защиты – 9%;

− низкое качество ремонта – 8%;

− деформация включающей пружины – 5%;

− замерзание смазки – 4%;

− гололед – 4%.

отделители:

− отказ привода – 27%;

− деформация включающей пружины – 20%;

− повреждение изоляции – 10%;

− замерзание смазки – 10%;

− гололед – 10%.

− низкое качество ремонта – 8%;

− отказ релейной защиты – 7%;

− низкое качество изготовления – 5%;

− ошибки персонала – 3%.

Продолжительность восстановления коммутационных аппаратов

возрастает с увеличением номинального напряжения электроустановок и, как

правило, соизмерима с продолжительностью восстановления воздушных линий

(единицы, десятки часов).

Отказы в комплектных распределительных устройствах распределяются

следующим образом: недостатки эксплуатации (попадание на оборудование

влаги и пыли, а также животных через незакрытые проемы, ошибочные

действия персонала и др.) – 24,8%; старение материалов в процессе

эксплуатации – 11,7%; недостатки изготовления и конструкции – 9,7%; влияние

климатических и атмосферных условий – 9%; нерасчетные режимы в сети –

11,7%; дефекты ремонта – 4,7%; монтажа – 2,4%; прочие воздействия – 23%.

Примерное распределение отказов опорных маслонаполненных и с литой

изоляцией трансформаторов тока следующее: недостатки конструкции и

изготовления (пробои литой изоляции, обрывы и замыкания вторичных

обмоток, старение изоляции и усталостные явления, пробой бумажно-масляной

изоляции) – 31 - 48%; недостатки эксплуатации (попадание влаги и

несвоевременная чистка изоляции, нарушение сроков испытаний и др.) – 14 –

18%; старение изоляции – 20 – 26%; воздействие перенапряжений – 8 – 10% и

пр.

Отказы трансформаторов напряжения распределяются примерно так:

воздействие перенапряжений – 51,9%; недостатки конструкции и изготовления

(недостаточная герметичность, витковые замыкания и др.) – 22,9%; старение

изоляции и износовые явления – 12,3%; недостатки эксплуатации (плохой

контроль уплотнений и воздухоосушителей, нарушение сроков ремонтов и

испытаний и др.) – 12,9%.__