Falhas na operação de transformadores de potência

Durante a operação, não é excluído o aparecimento de vários tipos de defeitos e mau funcionamento dos transformadores, afetando sua operação em vários graus. Em algumas faltas, os transformadores podem permanecer em serviço por muito tempo, em outras devem ser imediatamente retirados de serviço. Em qualquer caso, a possibilidade de trabalho adicional é determinada pela natureza do dano. A incapacidade do pessoal, a adoção intempestiva de medidas destinadas a eliminar defeitos, às vezes menores, levam a desligamentos de emergência dos transformadores.

As causas dos danos são condições de trabalho insatisfatórias, reparos de baixa qualidade e instalação de transformadores. Defeitos de elementos estruturais individuais de transformadores modernos, uso de qualidade insuficiente materiais isolantes.

Danos ao isolamento, circuitos magnéticos, dispositivos de comutação, voltas, buchas cheias de óleo e de porcelana são típicos.

Danos no isolamento dos transformadores

O isolamento principal é frequentemente danificado devido à violação de sua resistência elétrica quando molhado, bem como na presença de pequenas falhas. Nos transformadores de 220 kV e superiores, as falhas estão associadas à ocorrência da chamada "descarga rastejante", que é uma destruição gradual do isolamento pela propagação de descargas locais na superfície do dielétrico sob a ação da tensão operacional . No isolamento da superfície, aparece uma grade de canais condutores, enquanto a lacuna de isolamento calculada é reduzida, o que leva à destruição do isolamento com a formação de um poderoso arco no interior do tanque.

O intenso desgaste térmico do isolamento da bobina é causado pelo inchaço do isolamento adicional das bobinas e a interrupção associada da circulação de óleo devido ao bloqueio parcial ou total dos canais de óleo.

Danos mecânicos no isolamento das bobinas geralmente ocorrem quando ocorrem curtos-circuitos na rede elétrica externa e resistência eletrodinâmica insuficiente dos transformadores, resultado de um enfraquecimento dos esforços para pressionar os enrolamentos.

Danos aos núcleos magnéticos dos transformadores

Os circuitos magnéticos são danificados devido ao superaquecimento devido à destruição do filme de verniz entre as chapas e sinterização das chapas de aço, no caso de quebra do isolamento dos pinos de pressão, no caso de curto-circuito, quando elementos individuais do magnético circuito acabam por ser fechados entre si e para o tanque.

Falha de dispositivos de comutação de transformadores

A falha dos dispositivos de comutação PMB ocorre quando o contato é interrompido entre os anéis coletores móveis e as hastes condutoras estacionárias.A deterioração do contato ocorre com a diminuição da pressão de contato e a formação de um filme de óxido nas superfícies de contato.

As chaves do trocador são dispositivos bastante complexos que requerem ajuste cuidadoso, inspeção e testes especiais. As causas de falha do interruptor de carga são mau funcionamento de contatores e chaves, contatos queimados de dispositivos contatores, bloqueio de mecanismos de contator, perda de resistência mecânica de peças de aço e enchimento de papel baquelite. Acidentes recorrentes associados à falha do regulador bobina resultante da sobreposição da folga externa do centelhador de proteção.

A falha das derivações dos enrolamentos para os dispositivos de comutação e buchas é causada principalmente pela condição insatisfatória das rações. links de contato, bem como a aproximação de saídas flexíveis às paredes dos tanques, contaminação do óleo com impurezas mecânicas condutoras, incluindo óxidos e partículas metálicas provenientes de sistemas de refrigeração.

Danos nas buchas do transformador

A falha das buchas de 110 kV e acima está relacionada principalmente ao umedecimento da base do papel. A penetração de umidade nas buchas é possível se as vedações forem de má qualidade, ao reabastecer as buchas óleo de transformador com baixa rigidez dielétrica. Observe que a falha das buchas, via de regra, é acompanhada de incêndios nos transformadores, causando danos significativos.

Uma causa típica de falha de buchas de porcelana é o aquecimento de contato em juntas roscadas de pinos condutores compostos ou no ponto de conexão de barramentos externos.

Proteção de transformadores contra danos internos

Os transformadores são protegidos contra danos internos dispositivos de proteção de relé... As principais proteções de alta velocidade são proteção de corrente diferencial contra todos os tipos de curtos-circuitos nos enrolamentos e nos terminais do transformador, proteção de gás contra curtos-circuitos ocorridos no interior do tanque do transformador e acompanhados pela liberação de gás e {diminuindo o nível do óleo, interrupção atual não há atraso de tempo de uma falha do transformador acompanhada pela passagem de correntes de curto-circuito relativamente grandes.

Todas as proteções contra danos internos operam quando todos os disjuntores do transformador são desligados e em subestações feitas de acordo com esquemas simplificados (sem disjuntores no lado de alta tensão) - quando um disjuntor de curto-circuito é fechado ou um disjuntor de linha de energia é desligado.

Monitoramento e detecção de danos à saúde dos transformadores que ocorrem neles por meio da análise de gases dissolvidos no óleo

Para detectar falhas em transformadores nos estágios iniciais possíveis de sua ocorrência, quando a liberação de gás ainda pode ser muito fraca, na prática operacional eles são amplamente utilizados por análises cromatográficas de gases dissolvidos em óleo.

O fato é que, com o desenvolvimento de falhas do transformador causadas pelo aquecimento a alta temperatura, o óleo e o isolamento sólido se decompõem com a formação de hidrocarbonetos leves e gases (com composição e concentração bastante específicas), que se dissolvem no óleo e se acumulam no relé de gás do transformador. O período de acúmulo de gás no relé pode ser bastante longo, e o gás acumulado nele pode diferir significativamente da composição do gás retirado próximo ao local de sua liberação.Portanto, o diagnóstico de falha com base na análise do gás retirado do relé é difícil e pode até ser atrasado.

A análise de uma amostra de gás dissolvida em óleo, além de um diagnóstico mais preciso da falha, permite observar seu desenvolvimento antes de acionar o relé de gás. E mesmo no caso de grandes danos, quando a proteção de gás é acionada quando o transformador é desarmado, a comparação das composições do gás retirado do relé e dissolvido no óleo pode ser útil para uma avaliação mais correta da gravidade do dano. o dano.

Foram determinadas a composição e as concentrações limite de gases dissolvidos em óleo, transformadores em bom estado e com tipos típicos de danos. Por exemplo, quando o óleo é decomposto sob a ação de um arco elétrico (sobreposição na chave), o hidrogênio é liberado principalmente. Dos hidrocarbonetos insaturados, predomina o acetileno, que neste caso é um gás característico. O monóxido de carbono e o dióxido de carbono estão presentes em pequenas quantidades.

E aqui está o gás liberado durante a decomposição do óleo e do isolamento sólido (fechando de volta a volta no enrolamento) difere do gás formado apenas durante a decomposição do óleo em um teor perceptível de óxido e dióxido de carbono

Para diagnosticar danos de transformadores periodicamente (2 vezes ao ano) coleta amostras de óleo para análise cromatográfica de gases dissolvidos em óleo, enquanto seringas médicas são usadas para coletar amostras de óleo.

A amostragem de óleo é realizada da seguinte forma: limpa de sujeira no ramal da válvula destinada à amostragem, uma mangueira de borracha é colocada no ramal.A torneira é aberta e a mangueira é lavada com óleo do transformador, a ponta da mangueira é levantada para remover as bolhas de ar. Uma braçadeira é instalada na extremidade da mangueira; a agulha da seringa é injetada na parede da mangueira. Pega o óleo na seringa e pronto! o óleo é drenado pela agulha de lavagem da seringa, repete-se a operação de encher a seringa com óleo, a seringa cheia de óleo é injetada com a agulha na rolha de borracha e desta forma é enviada ao laboratório.

A análise é realizada em condições de laboratório usando um cromatógrafo. Os resultados da análise são comparados com os dados agregados sobre a composição e concentração do gás liberado durante vários tipos de falhas do transformador, e uma conclusão é feita sobre a operacionalidade do transformador ou suas falhas e o grau de perigo dessas falhas.

Pela composição dos gases dissolvidos no óleo, é possível determinar superaquecimento de conexões condutivas e elementos estruturais da carcaça do transformador, descargas elétricas parciais no óleo, superaquecimento e envelhecimento do isolamento sólido do transformador.