ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Лекции / Презы РЗ 8 сем

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

КИПЕНИЕ МАСЛА

Кипение масла в месте значительного перегрева происходит в локальной зоне.

Кипение в большом объеме начинается с образования на нагреваемой поверхности мелких пузырьков. Этот вид кипения называется пузырчатым. При пузырчатом кипении от поверхности нагрева отрывается большое количество мелких пузырьков.

При определенном значении теплового потока наступает так называемое пленочное кипение. Оно характеризуется образованием сплошной паровой пленки, отделяющей нагретое тело от жидкости.

Теплоотдача от нагретого тела уменьшается, и температура его резко возрастает. Такое

явление называется кризисом кипения или пережогом/

11

ХРОМАТОГРАФЫ

Основные показатели лабораторных хроматографов:

•быстродействие;

•количество определяемых компонентов;

•минимально определяемая концентрация компонентов;

•повторяемость результатов;

•трудоемкость и частота повторения калибровки

Существуют стационарные газовые хроматографы.

Для полевых измерений на месте установки оборудования применяются хроматографы, обеспечивающие экспресс-анализ масла и оперативное получение результата.

Для непрерывного контроля газов, растворённых в масле, используются хроматографы, которые монтируются непосредственно на контролируемый трансформатор.

13

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ХАРГ

Необходимо принимать во внимание особенности контролируемого оборудования:

•с ростом мощности и класса напряжения трансформатора возрастают потоки рассеяния и обусловленные ими добавочные потери;

•высокое напряжение создает предпосылки для возникновения частичных разрядов на поверхности и в глубине целлюлозной изоляции;

•дефекты, связанные с работой РПН – перегрев контактных соединений отводов, особенно в РПН, установленных в обмотках, соединенных в треугольник;

•в шунтирующих реакторах чаще проявляются дефекты, обусловленные их конструкцией.

Интерпретация результатов ХАРГ осложняется следующими обстоятельствами:

•дефекты различной природы и вызываемые ими совершенно разные по степени тяжести последствия с точки зрения ХАРГ могут восприниматься практически одинаково;

•повышение концентрации газов в масле трансформатора может быть вызвано не появлением дефектов, а другими причинами;

•даже при наличии дефектов в трансформаторе концентрации газов в масле могут снижаться, а не расти в силу разных причин;

•места взятия пробы и образования дефекта могут быть существенно разнесены друг от друга (в пределах размера бака);

•газы имеют разную растворимость в масле: наиболее растворим в масле ацетилен (400 % по объему), наименее – водород (7 % по объему).

Возможны ситуации, когда явные дефекты не вызывают роста концентраций газов в масле, а также случаи одновременного наличия двух и более дефектов с разными законами газовыделения.

14

ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ УВЕЛИЧЕНИЕ ГАЗОВ

Эксплуатационные и другие факторы, которые могут вызвать увеличение концентрации растворенных в масле газов бездефектных трансформаторов:

•остаточные концентрации газов от устраненного во время ремонта дефекта трансформатора;

•увеличение нагрузки трансформатора;

•перемешивание свежего масла с остатками старого;

•доливка маслом, бывшим в эксплуатации;

•десорбция газов из селикагеля термосифонных фильтров;

•проведение сварочных работ на баке, залитом маслом;

•повреждения масляных насосов с неэкранированным статором;

•перегревы из-за дефектов системы охлаждения;

•сезонные изменения интенсивности процесса старения твердой изоляции и масла;

•воздействие токов короткого замыкания;

•значительные количества СО2 и СО могут образовываться и при нормальных рабочих температурах;

•водород выделяется при образовании ржавчины стали;

•причиной газовыделения может явиться замыкание активной части на бак.

15

ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ УМЕНЬШЕНИЕ ГАЗОВ. СЛУЧАЙНЫЕ ФАКТОРЫ

Эксплуатационные факторы, которые могут привести к уменьшению концентрации растворенных в масле газов:

•продувка азотом в трансформаторах с азотной защитой масла;

•уменьшение нагрузки трансформатора;

•замена силикагеля;

•длительное отключение;

•дегазация масла;

•доливка дегазированным маслом;

•частичная или полная замена масла в баке трансформатора, в маслопроводах, навесных баках, расширителе, избирателе РПН и т.д.;

•заливка маслом под вакуумом.

Случайные факторы:

старение целлюлозной изоляции;

изменение нагрузки трансформатора;

колебание температуры и метеоусловий окружающей среды;

погрешности, накапливающиеся в технологической цепочке от отбора пробы масла до введения пробы в хроматограф вместе с систематической ошибкой расчета концентраций газов, присущей используемой методике проведения ХАРГ;

постоянный обмен газами между маслом и твердой изоляцией;

 обмен газами между надмасляным пространством трансформатора и атмосферой.

16