Задать вопрос

Задайте вопрос надзорным органам

Календарь новостей

март 2024

пн вт ср чт пт сб вс
 
 
 
 
1
 
2
 
3
 
4
 
5
 
6
 
7
 
8
 
9
 
10
 
11
 
12
 
13
 
14
 
15
 
16
 
17
 
18
 
19
 
20
 
21
 
22
 
23
 
24
 
25
 
26
 
27
 
28
 
29
 
30
 
31
 

Номера в бесплатном доступе

Партнеры

Энергетика и промышленность России - информационный портал

Нулевые показатели травматизма и профессиональных заболеваний – таковы основные показатели работы одной из самых высокотехнологичных нефтеперерабатывающих компаний Российской Федерации, акционерного общества «ТАИФ-НК» за 2023 год. Данные в сфере охраны труда, промышленной и экологической безопасности были озвучены на традиционном совещании по итогам года.

Статья находится в свободном доступе благодаря АО «ТАИФ-НК» ИНН 1651025328
Бузанакова Елена Бариевна, прокурор отдела по обеспечению участия прокуроров  в гражданском  и арбитражном  процессе прокуратуры Удмуртской  Республики, советник юстиции

О практике оспаривания лесохозяйственных регламентов, генеральных планов, правил землепользования и застройки городских поселений в случаях включения в них недостоверных сведений о лесах, находящихся в муниципальной собственности, рассказали в прокуратуре Удмуртской Республики.

Статья находится в свободном доступе благодаря Журнал ПЭБОТ ООО Промбезопасность ИНН 1831183845
Шадрин  Феликс  Владимирович, Удмуртский  природоохранный  межрайонный  прокурор, советник юстиции

Удмуртская межрайонная природоохранная прокуратура подвела итоги надзорной деятельности в 2023 году. Непростые природно-климатические условия определили основные направления надзорной деятельности природоохранной прокуратуры.

Статья находится в свободном доступе благодаря Журнал ПЭБОТ ООО Промбезопасность ИНН 1831183845

Свежий номер

№ 03 (203), март, 2024
В номере:

Теги

Устройство диагностики электрической изоляции

 
ГБОУ ВПО «Нижегородский государственный инженерно-экономический институт»:, ОСОКИН В. Л.,  доцент, к.т.н.;  СЕМЕНОВ Д. А.,  к.т.н.

ГБОУ ВПО «Нижегородский государственный инженерно-экономический институт»:
ОСОКИН В. Л., доцент, к.т.н.; СЕМЕНОВ Д. А., к.т.н.

Номер журнала: 

Рубрика: 

Чтобы своевременно выявлять развивающиеся дефекты и не допускать аварий за счет внезапных пробоев электрической изоляции, ее свойства в процессе эксплуатации необходимо периодически проверять. 
Периодический контроль с целью прогнозирования расходования ресурса трансформаторного оборудования необходим и для обоснования выбора очередности замены этого оборудования.
Для этого на кафедре «Электрификация и автоматизация» в НГИЭИ было разработано устройство (рис. 1), защищенное патентом [5], которое предназначено для профилактических испытаний и диагностики изоляции высоковольтных электрических машин и трансформаторов разного класса напряжения. С использованием данного устройства при тестовой диагностике повышается объективность и достоверность оценки остаточного срока службы высоковольтной изоляции. Разработанное устройство обладает уникальным программным обеспечением «PROSTARESIS-1» (а.с. № 2013617538), позволяющим выполнить [3]:
- анализ качества изоляции;
- определение остаточного ресурса трансформатора;
- определение других параметров, характеризующих качество изоляции, таких как ток абсорбции, коэффициент абсорбции и отношение.
Работа устройства основана на методе диагностики по напряжению саморазряда и возвратному напряжению изоляции. Как показали проведенные нами исследования [1], данный метод является актуальным по определению остаточного ресурса трансформаторов, отработавших свой ресурс времени, регламентированный нормативными документами, а таких трансформаторов 70 %.
Устройство управляется программно с помощью ноутбука через USB-порт. Результаты измерений выводятся на монитор ноутбука (рис. 2) и накапливаются в базе данных для последующей обработки. 
В нем имеется регулируемый источник испытательного напряжения, позволяющий устанавливать  требуемые значения напряжения 500 В, 1000 В или 2500 В в зависимости от номинального напряжения объекта испытания. Для защиты устройства при коротких замыканиях в объекте испытания бесконтактное токовое реле обеспечивает быстрое снятие напряжения, а ограничитель напряжения при коротких замыканиях ограничивает уровень сигнала, снимаемого с эталонного сопротивления и тем самым предохраняет коммутатор и АЦП от повреждений.
Переносное устройство применяется как универсальная система для диэлектрической диагностики высоковольтных электродвигателей и трансформаторов с использованием известных измерительных методов: измерение возвратного напряжения (RVM-анализ) и напряжения саморазряда. Устройство (рис. 1) благодаря небольшому зарядному напряжению  абсолютно не разрушает маслонаполненную изоляцию. С целью обработки результатов измерений программное обеспечение содержит банк данных с автоматизированным информационным поиском банка данных для расчета значения прочности и протоколирование результатов.
Время для измерения каждого параметра (сопротивление изоляции, напряжение саморазряда, возвратное напряжение) устанавливается, как правило, в течение 60 сек, регламентируемых НТД [6, стр. 20]. Весь цикл измерений длится 255 сек. По окончании измерений вводятся данные по объекту измерений (тип трансформатора, температура окружающей среды, год выпуска трансформатора, степень загруженности в процессе эксплуатации и т.д.). 
Результаты измерений сохраняются в базе данных и в дальнейшем могут обрабатываться, для этого автоматически формируется файл Excel в виде таблицы с результатами измерений (рис. 3). Помимо этого по запросу также автоматически формируется протокол измерений.
С помощью устройства нами были проведены измерения распределительных трансформаторов, установленных в сетях Княгининского района, новым устройством для контроля качества электрической изоляции по напряжению саморазряда и возвратному напряжению. По результатам измерений, взяв усредненное значение параметров примерно одного года эксплуатации трансформаторов, построили кривые саморазряда, которые показаны на рис. 4. Здесь приведены реальные зависимости напряжения саморазряда от времени для распределительных трансформаторов с разными сроками эксплуатации. Нагрузка трансформаторов составляла в среднем 70-80 % от номинальной. Измерения проведены при температуре 25 0С.
Из рис. 4 видно, что полученные параметры существенно различаются в зависимости от степени старения изоляции и позволяют объективно судить о ее состоянии.
Как показали исследования, наиболее информативным является напряжение саморазряда, измеренное на 15 секунде  после начала измерения, его обозначают UС15. 
В течение срока эксплуатации изоляция стареет, и напряжение саморазряда и возвратное напряжение снижаются (напряжение саморазряда uс15 снижается при номинальной нагрузке примерно на 28-30 В за год, а возвратное напряжение UВ30 — примерно на 6-7 В за год). Существенно изменяется и момент времени, при котором наблюдается максимум возвратного напряжения. 
Трансформаторы, у которых UС15 меньше 100 В и UВ30 меньше 15 В, следует считать изношенными по изоляции более чем на 80 % и при возможности заменять их новыми трансформаторами. 
На основе проведенных опытов предлагается соотношение для определения ресурса изоляции по кривой возвратного напряжения [1]:
Р = Umax·tmax/200.
Для новой изоляции ресурс составляет Р = 240·25/200 = 6000В·с/200 В·с  = 30 лет. Для изоляции, проработавшей 28 лет, Р = 200·2/200 = 400 В·с/200 = 2 года. В среднем за год эксплуатации ресурс уменьшается на 200 В·с. При Р  < 100 В·с изоляцию следует считать изношенной.
Итак, о старении изоляции без ее разрушения, как показали исследования, можно судить по характеру процессов поляризации, а именно по величине возвратного напряжения как ни по одному другому  параметру. Это доказывается следующими положениями.
На рис. 5 показаны кривые возвратного напряжения главной изоляции распределительных трансформаторов с разными сроками эксплуатации. 
Как видно из рис. 5, по мере увеличения срока эксплуатации изменяется максимальное значение возвратного напряжения и время, когда этот максимум наступает.
Трансформаторы, у которых Uс15 меньше 100 В и произведение меньше 300 В·с, следует считать изношенными по изоляции более чем на 90 % и при возможности заменять их новыми трансформаторами.
Итак, о старении изоляции без ее разрушения, как показали исследования, можно судить по характеру изменения напряжения саморазряда и возвратного напряжения [1]. 
С увеличением срока эксплуатации изоляция изнашивается, ее электрическая прочность снижается.
При неразрушающих испытаниях для оценки качества изоляции большое значение имеет изменение ее характеристик во времени. Поэтому с повышением частоты контроля увеличивается вероятность своевременного выявления дефектов.
Хочется отметить, что если судить о состоянии изоляции только по сопротивлению изоляции, то у второго трансформатора на рис. 6 оно выше, чем у первого, и можно сделать ошибочный вывод о том, что состояние изоляции у второго трансформатора лучше, чем у первого. При этом нагрузка второго трансформатора с индексом 2 была больше, чем у первого. Этот трансформатор часто работал со значительными перегрузками, поэтому его изоляция оказалась более изношенной, чем у первого. Что видно по возвратному напряжению — ресурс у второго трансформатора меньше и составляет по приведенной формуле немногим больше года. Трансформатор был поставлен под наблюдение. Параметры его возвратного напряжения были измерены через год. Измерения показали, что трансформатор полностью выработал свой срок по изоляции, и, вероятнее всего, необходимо приготовиться к его замене. Действительно, трансформатор вышел из строя через один месяц после измерения. Причина отказа — выход из строя главной изоляции. Поскольку замена трансформатора была запланирована, и трансформатор был подготовлен, то ущерб от выхода из строя был минимальный.
С помощью предлагаемого устройства можно определить остаточный ресурс трансформаторов различной мощности. Это позволит составить график очередности замены трансформаторов, отработавших свой срок службы. Тем самым можно достичь снижения эксплуатационных расходов и повысить качество электроснабжения за счет уменьшения внезапных отказов.
Также с помощью данного устройства были произведены измерения остаточного ресурса трансформаторов 10/0,4 кВ, расположенных на ТП ПО «КЭС», питающихся по нормальной схеме от ПС «Работки». По результатам данных исследований были составлены соответствующие графики по замене трансформаторов на ТП, где приоритет составления данных графиков основывался на остаточном ресурсе трансформаторов, а не на годе выпуска (таблица 1). Большинство трансформаторов, несмотря на дату производства (1965-1980-е гг.), имеют довольно большой остаточный ресурс (таблица 1). Это связано, прежде всего, с тем, что они в процессе эксплуатации были загружены в среднем на 50 %. По результатам измерений к трансформаторам, имеющим наименьший остаточный ресурс около 1,5 лет, уделяется особое внимание (более частый осмотр), кроме того, им подготавливается замена. Также каждый год формируется ремонтная программа (которую составляют на местах каждый РЭС, службы подстанций, релейной защиты и автоматики и т.д.) на следующий год. В данную ремонтную программу, в которой также формируется и перечень  необходимого электрооборудования, будут внесены трансформаторы с остаточным ресурсом работы менее 1,5 лет. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Серебряков А.С. Определение оставшегося ресурса главной изоляции распределительных трансформаторов. / А.С. Серебряков,  Д.А. Семенов — Электротехника, 2013. № 6. С. 2-8.
2. Семенов Д.А. Результаты измерений параметров корпусной изоляции автотрансформатора класса 500 кВ. / Д.А. Семенов — Вестник НГИЭИ, выпуск 6 (25), г. Княгинино,  2013.
3. Свидетельство Роспатента РФ № 2013617538 от 19 августа 2013 года о государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ программы расчета остаточного ресурса изоляции трансформаторов (PROSTARESIS-1) / Серебряков А.С., Семенов Д.А.
4. Патент на ПМ № 119125 РФ. Устройство для контроля качества электрической изоляции. Серебряков А.С., Семенов Д.А., Степанов Б.С., Игнаткин Д.Н.  Опубл. 10 августа 2012 года, Бюл. № 22.
5. Патент на изобретение  № 2483312 РФ. Устройство  для контроля качества электрической изоляции / Серебряков А.С., Семенов Д.А.// Опубл.  27 мая 2013 года, Бюл. № 15.
6. Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45 — 51300 — 97. М., «НЦ ЭНАС», 2004.

Все статьи рубрики