ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Лекции / Ещё трансформаторы

ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАЩИТЫ

МЕТОД ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ГАЗОВ, РАСТВОРЕННЫХ В ТРАНСФОРМАТОРНОМ МАСЛЕ (ХАРГ)

2

ОСОБЕННОСТИ ХАРГ

+возможность проведения на работающем оборудовании, что определяет его доступность;

+реализацию одним специалистом за короткое время, что обусловливает низкую стоимость;

+применимость к любому маслонаполненному трансформаторному оборудованию и высоковольтным вводам, что делает его универсальным;

+возможность выявления широкого спектра дефектов в оборудовании, из-за чего при комплексной диагностике ХАРГ занимает ведущее место

-дорогостоящее оборудование;

-неоднозначность применяемых методик;

-сложность интерпретации результатов

3

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГАЗООБРАЗОВАНИЯ

Вкачестве охлаждающих диэлектрических жидкостей в трансформаторах применяют:

• минеральные масла;

• синтетические эфиры;

• кремнийорганические жидкости;

• органические простые эфиры.

ВРоссии в трансформаторах используются минеральные трансформаторные масла, получаемые путём переработки нефти. Они состоят из смеси различных углеводородных молекул содержащих СН3, СН2 и СН группы, соединенные между собой углеродуглеродными молекулярными связями.

Углеводородные компоненты можно разделить на три основные структурные группы: парафиновые, нафтеновые и ароматические.

5

РАЗЛОЖЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

Расщепление некоторых из С-Н и С-С связей может возникать в результате электрических или термических дефектов с образованием небольших нестабильных фрагментов, в радикальной или ионной форме, таких как Н•, СН3•, СН2•, СН• или С• (среди многих других более сложных форм), которые быстро рекомбинируют через сложные реакции в газовые молекулы такие, как водород (Н-Н), метан (СН3-Н), этан (СН3-СН3), этилен (СН2=СН2) или ацетилен (СН≡СН). Кроме этого образуются газы, имеющие в составе молекулы три или четыре атома углерода.

При возникновении повреждения внутри трансформатора состав газа, растворенного в масле, будет изменяться весьма интенсивно как качественно, так и количественно. Образовавшиеся газы растворяются в масле или накапливаются, как свободные газы.

6

РАЗЛОЖЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

Полимерные цепочки твердой целлюлозной изоляции содержат большое число ангидроглюкозных колец и слабых молекулярных С-О связей и гликозидных связей, которые термически менее стабильны, чем углеводородные связи в масле, и которые разрушаются при более низких температурах.

При температурах выше чем 105 ºС полимерная цепочка разрушается весьма активно, а при температурах свыше 300 ºС она полностью распадается. При этом оксид углерода, диоксид углерода и вода, образуются в значительно больших количествах, чем при окислении масла при той же самой температуре. При этом, также, выделяется незначительное количество углеводородных газов и фурановых соединений.

Образование СО и СО2 возрастает не только с температурой, но так же с увеличением содержания кислорода в масле и влаги в бумаге. Газовыделение за счет диссоциации воды, имеющейся в изоляции, может происходить под воздействием высокого напряжения.

9

ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ГАЗА В МАСЛЕ

Газы в некоторых случаях могут образовываться не в результате повреждений в оборудовании, а благодаря коррозии и другим химическим реакциям.

Водород может образовываться:

•при образовании ржавчины стали в присутствии воды у дна бака;

•при гидратации цинка в присутствии воды на оцинкованных поверхностях;

•благодаря каталитической реакции некоторых типов нержавеющих сталей с маслом;

•в специфических маслах, содержащих растворенный кислород при повышенных температурах;

•в новой нержавеющей стали, путем абсорбции в процессе ее производства или выделения во время сварочных работ, с последующим медленным переходом в масло;

•при разложении тонкой масляной пленки между пере-гретыми пластинами сердечника, при температурах 140 °С и выше.

Газы могут также выделяться при облучении масла солнечным светом или образовываться во время ремонтов оборудования.

Внутренние покрасочные покрытия трансформатора, такие как алкидные смолы и модифицированные полиуретаны, имеющие в своем составе жирные кислоты, также могут образовывать газы. Наличие в масле ацетилена может быть следствием низкотемпературного нагрева эпоксидной смолы, которая иногда применяется в технологическом процессе изготовления некоторых узлов трансформатора.

10