4.2. Причины отказов силовых трансформаторов

Частота отказов трансформаторов в значительной степени зависит отгабаритов, класса напряжения и условий эксплуатации. Основными причинамиповреждений трансформаторов являются нарушения изоляции обмотоквследствие воздействия внешних и внутренних перенапряжений, сквозныхтоков короткого замыкания, дефектов изготовления. Причинами поврежденияизоляции 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 иавтотрансформаторов следующее:

− заводские дефекты – 35%;

− грозовые повреждения – 25%;

− неправильная эксплуатация – 20%;

− неудовлетворительный ремонт – 10%;

− старение изоляции – 10%.

Ремонт трансформаторов малых габаритов (до 20 кВ) производитсяцентрализованно, а поврежденный трансформатор заменяется в течениекороткого времени (единицы часов). Ремонт трансформаторов большихгабаритов осуществляется на месте достаточно длительное время (десятки исотни часов), при этом применяются подъемные механизмы.

5. ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ,

ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ. ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ. ОТКАЗЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

План лекции

1. Причины отказов коммутационных аппаратов

2. Причины отказов линий электропередачи

3.Отказы в электроэнергетических системах

Краткое содержание лекции

5.1 Причины отказов коммутационных аппаратов,трансформаторов тока и напряжения

Коммутационные аппараты являются более сложными объектамиэлектроэнергетической системы с точки зрения надежности. Ониподразделяются на автоматические и неавтоматические. К автоматическимотносятся силовые выключатели, выключатели нагрузки, отделители скороткозамыкателями, автоматические выключатели, предохранители. Кнеавтоматическим относятся разъединители и рубильники. Повреждениякоммутационных аппаратов происходят в стационарном состоянии и привыполнении ими операций: отключение коротких замыканий, нагрузок,оперативных переключений и т.д.Основными причинами повреждения коммутационных аппаратовявляются: несрабатывания приводов; механические повреждения; износдугогасительных устройств; обгорание контактов; перекрытия изоляции привнешних 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 (приотключениях 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 – отключениитоков коротких замыканий (к.з.) и в подавляющем большинстве случаев (66 –100%) отказ сопровождается к.з. в ячейке, а, следовательно, и на шинах. Увоздушных выключателей число отказов, связанных с отключением токов к.з.,лежит в пределах 14 – 25%, однако число отказов, сопровождающихся к.з. вячейке также высоко (20 – 100%).Главным недостатком вакуумных выключателей и комплектныхраспределительных устройств (КРУ) с их использованием является

недостаточная механическая прочность, разгерметизация дугогасительногоустройства вследствие плохой пайки. По элегазовым выключателям пока нетдостоверной статистической информации о причинах их повреждений.Отказы разъединителей проявляются как короткие замыкания, вызванныеэлектрическими и механическими повреждениями. Отказы короткозамыкателейпроявляются не только как указанные короткие замыкания, но и каксамопроизвольные включения и отказы во включении. К отказам отделителей,

кроме перечисленных выше, относится отказ в отключении в бестоковуюпаузу.Отказами высоковольтных предохранителей являются не только к.з., но восновном (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 аппаратоввозрастает с увеличением номинального напряжения электроустановок и, какправило, соизмерима с продолжительностью восстановления воздушных линий(единицы, десятки часов).Отказы в комплектных распределительных устройствах распределяютсяследующим образом: недостатки эксплуатации (попадание на оборудованиевлаги и пыли, а также животных через незакрытые проемы, ошибочныедействия персонала и др.) – 24,8%; старение материалов в процессеэксплуатации – 11,7%; недостатки изготовления и конструкции – 9,7%; влияниеклиматических 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 литойизоляцией трансформаторов тока следующее: недостатки конструкции иизготовления (пробои литой изоляции, обрывы и замыкания вторичныхобмоток, старение изоляции и усталостные явления, пробой бумажно-маслянойизоляции) – 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% ипр.Отказы трансформаторов напряжения распределяются примерно так:воздействие перенапряжений – 51,9%; недостатки конструкции и изготовления(недостаточная герметичность, витковые замыкания и др.) – 22,9%; старениеизоляции и износовые явления – 12,3%; недостатки эксплуатации (плохойконтроль уплотнений и воздухоосушителей, нарушение сроков ремонтов ииспытаний и др.) – 12,9%.