К вопросу определения технического состояния и выявления дефектов конденсаторов связи 110 кВ в процессе эксплуатации методом тепловизионного контроля

Page 1
background image

Page 2
background image

К

 

вопросу

 

определения

 

технического

 

состояния

 

и

 

выявления

 

дефектов

 

конденсаторов

 

связи

 110 

кВ

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

 

методом

 

тепловизионного

 

контроля

Рассмотрен

 

вопрос

 

оценки

 

технического

 

состояния

 

конден

-

саторов

 

связи

 110 

кВ

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

 

и

 

выявления

 

различных

 

дефектов

 

по

 

результатам

 

комплексного

 

обсле

-

дования

Представлены

 

результаты

тепловизионного

 

кон

-

троля

 c 

выявленными

 

локальными

 

неравномерными

 

нагре

-

вами

 

фарфоровой

 

покрышки

высоковольтных

 

испытаний

 

и

 

измерений

а

 

также

 

физико

-

химического

 

и

 

хроматографи

-

ческого

 

анализа

 

масла

 

конденсатора

Приведены

 

результа

-

ты

 

осмотра

 

составных

 

частей

 

вскрытых

 

конденсаторов

 

для

 

выявления

 

характера

 

повреждения

.

З

а

 

последние

 

годы

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

 

конден

-

саторов

 

связи

 110 

кВ

 

в

 

филиале

 

АО

  «

Тюменьэнер

-

го

» — 

Сургутские

 

электрические

 

сети

 

участились

 

случаи

 

их

 

разрушения

вызванные

 

внутренними

 

дефектами

Взрыв

 

колонны

 

происходит

 

после

 

пробоя

 

изо

-

ляции

 

всех

 

секций

Протекание

 

тока

 

короткого

 

замыкания

 

внутри

 

покрышки

 

конденсатора

 

приводит

 

к

 

выделению

 

в

 

нем

 

значительного

 

количества

 

энергии

 

и

 

резкому

 

повышению

 

давления

что

 

в

 

итоге

 

приводит

 

к

 

их

 

разрушению

.

Помимо

 

этого

 

из

 

эксплуатации

 

изъяты

 

конденсаторы

у

 

которых

 

контролируемые

 

параметры

характеризующие

 

их

 

техническое

 

состояние

 (

такие

 

как

 

емкость

 

конденсатора

 

C

x

 

и

 

тангенс

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

 

tg

), 

не

 

соответство

-

вали

 

требованиям

 

нормативных

 

документов

.

Надежность

 

конденсатора

 — 

это

 

его

 

свойство

 

выпол

-

нять

 

заданные

 

функции

 

в

 

заданных

 

условиях

 

эксплуата

-

ции

 

в

 

течение

 

требуемого

 

промежутка

 

времени

сохраняя

 

эксплуатационные

 

показатели

 

в

 

заданных

 

пределах

Кон

-

денсаторы

 

связи

 

относятся

 

к

 

неремонтируемым

 

изделиям

Прекращение

 

конденсатором

 

выполнения

 

своих

 

функций

 

вследствие

 

возникновения

 

в

 

нем

 

дефектов

  (

пробой

 

и

 

т

.

д

.) 

или

 

изменение

 

его

 

параметров

 

сверх

 

допустимых

 

значений

при

 

котором

 

происходит

 

нарушение

 

нормальной

 

работы

 

устройства

в

 

котором

 

он

 

установлен

называется

 

его

 

отка

-

зом

 [1, 

стр

. 162].

Для

 

более

 

детального

 

рассмотрения

 

данного

 

вопроса

 

нами

 

был

 

проведен

 

статистический

 

анализ

 

основных

 

видов

 

дефектов

 

конденсаторов

 

связи

В

 

таблице

 1 

представлены

 

дефекты

явившиеся

 

первичной

 

причиной

 

вывода

 

данного

 

оборудования

 

из

 

работы

.

Из

 

указанных

 37 

конденсаторов

 27 

штук

 

изготовлены

 

с

 2007 

по

 2009 

год

а

 10 — 

с

 1977 

по

 1992 

год

то

 

есть

 

де

-

Ильяр

 

УРАЗАЛИЕВ

заместитель

 

началь

-

ни

 

ка

 

Службы

 

изо

-

ляции

 

и

 

защиты

 

от

 

перенапряжений

 

филиала

 

АО

 «

Тюмень

-

энерго

» — 

Сургутские

 

электрические

 

сети

Виталий

 

БУТКЕВИЧ

первый

 

заместитель

 

директора

 — 

главный

 

инженер

 

филиала

 

АО

 «

Тюменьэнерго

» — 

Сургутские

 

электри

-

ческие

 

сети

30

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 1(8), 

май

 2018

Диагностика

 

и

 

мониторинг


Page 3
background image

сять

 

конденсаторов

 

эксплуатировались

 25 

лет

 

и

 

более

в

 

то

 

время

 

как

 27 

штук

 

не

 

превысили

 

порог

 

пятилетней

 

эксплу

-

атации

.

Предлагаем

 

к

 

рассмотрению

 

дефекты

выявленные

 

по

 

результатам

 

тепловизионного

 

контроля

 

на

 

нескольких

 

кон

-

денсаторах

.

Тепловизионная

 

диагностика

 

входит

 

в

 

общую

 

систему

 

тех

-

нического

 

контроля

 

электрооборудования

 

распределитель

-

ных

 

устройств

регламентированную

 

нормами

 [2, 

стр

. 241].

Она

 

основана

 

на

 

том

что

 

наличие

 

некоторых

 

видов

 

де

-

фектов

 

высоковольтного

 

оборудования

 

вызывает

 

измене

-

ние

 

температуры

 

дефектных

 

элементов

 

и

как

 

следствие

из

-

менение

 

интенсивности

 

инфракрасного

 

излучения

которое

 

может

 

быть

 

зарегистрировано

 

тепловизионным

 

прибором

.

ИССЛЕДОВАНИЕ

 

КОНДЕНСАТОРА

 

СВЯЗИ

 

110 

КВ

 

НА

 

ПОДСТАНЦИИ

 «

ЗАПАДНАЯ

»

В

 

ноябре

 2015 

на

 

подстанции

 110/10/10 

кВ

 «

Западная

» 

про

-

ведено

 

тепловизионное

 

обследование

 

конденсаторов

 

связи

 

110 

кВ

Было

 

выявлено

 

неравномерное

 

распределение

 

на

-

грева

 

на

 

фарфоровой

 

покрышке

 

конденсатора

 

связи

 

на

 

ВЛ

 

110 

кВ

 

Сургут

 — 

Западная

ф

. «

С

» (

рисунок

 1), 

в

 

результате

 

чего

 

конденсатор

 

связи

 

был

 

заменен

.

Согласно

 

методике

 [3, 

стр

. 86], 

при

 

выявлении

 

локально

-

го

 

или

 

общего

 

нагрева

 

конденсатора

 

необходимо

:

 

провести

 

пофазное

 

сравнение

 

температур

 

конденсато

-

ров

 

и

 

характер

 

их

 

распределения

 

по

 

периметру

 

и

 

высоте

;

 

провести

 

дополнительное

 

измерение

 

емкости

 

и

 

тангенса

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

При

 

тепловизионном

 

контроле

 

конденсаторов

 

оценка

 

их

 

состояния

по

-

мимо

 

указанных

 

выше

должна

 

учитывать

 

следу

-

ющие

 

факторы

:

 

характер

 

тепловыде

-

ления

 

в

 

конденсаторе

при

 

локальном

 

тепловыделении

 

его

 

источник

 

опреде

-

ляется

 

и

 

анализируется

 

построением

 

вертикального

 

термопрофиля

производится

 

измерение

 

емкости

 

и

 

тан

-

генса

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

;

 

характер

 

распределения

 

превышения

 

температуры

 

по

 

высоте

 

элемента

 

конденсатора

анализируется

 

законо

-

мерность

 

изменения

 

температуры

 

с

 

течением

 

времени

значений

 

емкости

 

элементов

 

и

 

т

.

п

.

При

 

построении

 

вертикального

 

термопрофиля

 

по

 

высоте

 

конденсатора

 

температура

 

в

 

зоне

 

локального

 

нагрева

 

была

 

равна

 8,5°

С

а

 

избыточная

 

температура

 (

то

 

есть

 

превыше

-

ние

 

измеренной

 

температуры

 

конденсатора

 

фазы

  «

С

» 

над

 

температурой

 

других

 

фаз

находящихся

 

в

 

одинаковых

 

усло

-

виях

составляла

 11,4°

С

По

 

предоставленной

 

термограмме

 

видно

что

 

в

 

верхней

 

части

 

фарфоровой

 

покрышки

 

процесс

 

нагревания

 

происходит

 

не

 

равномерно

 

по

 

всей

 

поверхности

а

 

имеет

 

локальный

 

характер

 («

срез

»). 

После

 

демонтажа

 

конденсатор

 

связи

 

фазы

 «

С

» 

был

 

до

-

ставлен

 

в

 

производственную

 

лабораторию

 

для

 

проведения

 

комплекса

 

диагностических

 

процедур

.

Проведены

 

испытания

 

и

 

измерения

 

конденсатора

 

связи

результаты

 

которых

 

представлены

 

в

 

таблице

 2.

Из

 

полученных

 

результатов

 

видно

что

 

измеренные

 

зна

-

чения

 

тангенса

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

 

значительно

 

выше

 

допустимой

 

нормы

 (0,8 %) [2, 

стр

. 121].

При

 

снятии

 

верхней

 

крышки

 

конденсатора

 

оказалось

что

 

он

 

находился

 

под

 

избыточным

 

давлением

Ощущался

 

явно

 

выраженный

 

кислый

 

запах

 

конденсаторного

 

масла

.

Рис

. 1. 

Термограмма

 

ПС

 «

Западная

» 

КС

-110 «

Сургут

» 

ф

. «

С

»

31

Табл

. 1. 

Конденсаторы

 

связи

повредившиеся

 

в

 

период

с

 2012 

по

 2017 

год

Вид

 

дефекта

Завод

-

изготовитель

Итого

УККЗ

,

Казахстан

КВАР

,

г

Серпухов

Разрушение

1

4

5

Увеличение

 

C

x

tg

14

4

18

Дефект

 

ТВК

4

7

11

Нарушение

 

герметичности

2

1

3

Всего

21

16

37

Из

 

них

 

с

 2007 

года

изготовления

11

16

27

Табл

. 2. 

Результаты

 

высоковольтных

 

испытаний

 

конденсатора

 

связи

 

фазы

 «

С

»

t

, °

С

U

кВ

tg

, %

tg

пред

*, %

C

изм

нФ

C

паспорт

нФ

C

пред

*, 

нФ

Отличие

 

C

изм

 

от

, %

C

паспорт

C

пред

19

10

2,496

0,359

6,397

6,4

6,229

0,13

2,9

* — 

указаны

 

значения

 

предыдущих

 

измерений

 (

от

 2014 

года

)


Page 4
background image

При

 

визуальном

 

осмотре

 

выяв

-

лено

:

 

уровень

 

масла

 

ниже

 

допустимого

начинался

 

с

 

уровня

 18 

мембран

-

ной

 

коробки

;

 

после

 

поднятия

 

фарфоровой

 

по

-

крышки

 

обнаружены

 

незатянутые

 

гайки

 

крепления

 

самой

 

конструк

-

ции

  (

пакеты

стяжные

 

диэлектри

-

ческие

 

рейки

 

и

 

т

.

д

.) 

относительно

 

нижней

 

крышки

  (

рисунок

 2), 

активная

 

часть

 

наклонена

что

 

подтверждает

 

неравномерный

 

нагрев

 

поверхности

 

покрышки

с

 

образованием

 

так

 

называемого

 

«

среза

».

Для

 

дальнейшего

 

определения

 

технического

 

состояния

 

конденса

-

тора

 

было

 

отобрано

 

конденсатор

-

ное

 

масло

 

и

 

проведен

 

физико

-

хими

-

ческий

 

анализ

 

масла

 

и

 

определение

 

некоторых

 

его

 

показателей

:

 

тангенс

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

 

при

 

температуре

 

100°

С

 

и

 

частоте

 50 

Гц

 

составил

 0,0201;

 

пробивное

 

напряжение

 

при

 

частоте

 50 

Гц

 

и

 

температуре

 

21°

С

 

составило

 46 

кВ

.

Полученные

 

результаты

 

не

 

соответствовали

 

нормируе

-

мым

 

значениям

 [4].

Дополнительно

 

был

 

проведен

 

хроматографический

 

ана

-

лиз

 

растворенных

 

в

 

масле

 

газов

 (

таблица

 3).

Так

 

как

 

в

 

соответствии

 

с

 

действующими

 

нормами

 

ис

-

пытаний

 

электрооборудования

 [2, 

стр

. 120] 

конденсаторное

 

масло

 

не

 

подлежит

 

хроматографическому

 

анализу

 

газов

растворенных

 

в

 

масле

то

 

оценка

 

была

 

проведена

 

в

 

соответ

-

ствии

 

с

 

методическими

 

указаниями

 

для

 

трансформаторного

 

оборудования

 [6].

С

 

помощью

 

хроматографического

 

анализа

 

можно

 

обна

-

ружить

 

две

 

группы

 

дефектов

электрического

 

и

 

термического

 

характера

.

Из

 

таблицы

 3 

видно

что

 

основными

 (

ключевыми

газами

наиболее

 

характерными

 

для

 

определенного

 

вида

 

дефекта

являются

 

водород

  (

Н

2

), 

метан

  (

СН

4

), 

этан

  (

С

2

Н

6

). 

Наличие

 

в

 

пробе

 

масла

 

упомянутых

 

газов

 

указывает

 

на

 

развитие

 

по

-

вреждения

 

внутри

 

конденсатора

Полученные

 

результаты

 

указывают

 

на

 

наличие

 

дефектов

 

термического

 

и

 

электриче

-

ского

 

характера

а

 

именно

 

нагрев

 

масла

частичные

искро

-

вые

 

и

 

дуговые

 

разряды

.

Электрическая

 

дуга

возникающая

 

в

 

масле

представ

-

ляет

 

собой

 

один

 

из

 

видов

 

газового

 

разряда

Она

 

отлича

-

ется

 

высокой

 

температурой

большой

 

плотностью

 

тока

 

и

 

сравнительно

 

низким

 

падением

 

напряжения

При

 

воз

-

действии

 

частичных

 

разрядов

 

на

 

масло

 

и

 

пропитанные

 

им

 

изоляционные

 

части

 

в

 

основном

 

образуется

 

водород

затем

 

метан

Процесс

 

термического

 

разложения

 

масла

 

начинается

 

с

 300–400º

С

и

 

скорость

 

разложения

 

воз

-

растает

 

по

 

мере

 

повышения

 

температуры

То

 

есть

 

вся

-

кое

 

повреждение

 

или

 

возникновение

 

сильных

 

местных

 

перегревов

 

вызывают

 

выделение

 

газа

 

определенного

состава

.

Можно

 

предположить

что

 

в

 

данном

 

случае

 

фактором

вызвавшим

 

увеличение

 

концентрации

 

газов

 

в

 

масле

яви

-

лось

 

ослабление

 

болтовых

 

соединений

вследствие

 

чего

 

произошел

 

нагрев

 

масла

 

и

 

искровые

 

разряды

.

Исходя

 

из

 

выше

 

изложенного

можно

 

констатировать

что

 

в

 

данном

 

конденсаторе

 

выявлен

 

неравномерный

 

на

-

грев

 

фарфоровой

 

покрышки

и

 

наличие

 

внутренних

 

де

-

фектов

 

подтвердилось

 

после

 

разборки

 

конденсатора

  (

не

 

затянуты

 

гайки

 

крепления

 

внутренней

 

конструкции

 

кон

-

денсатора

низкий

 

уровень

 

масла

). 

Значение

 

тангенса

 

угла

 

диэлектри

-

ческих

 

потерь

 

выше

 

допустимой

 

нормы

увеличенные

 

концентрации

 

растворенных

 

газов

 

в

 

масле

 

явля

-

ются

 

дополнительным

 

подтверж

-

дением

 

объективности

 

результатов

 

тепловизионного

 

контроля

.

Рис

. 2. 

Нижняя

 

часть

 

КС

-110 «

Сургут

» 

ф

. «

С

»

32

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 1(8), 

май

 2018

Табл

. 3. 

Результаты

 

хроматографического

 

анализа

 

конденсаторного

 

масла

Тип

 

оборудования

ХАРГ

H

2

CH

4

C

2

H

2

C

2

H

6

C

2

H

4

С

O

2

CO

Норма

 

для

 

силового

 

трансформатора

0,01

0,01

0,001

0,005

0,01

0,8

0,06

Результаты

 

испытания

5,928

0,855

0,003

0,648

0,013

0,147

0,0169

Диагностика

 

и

 

мониторинг


Page 5
background image

ИССЛЕДОВАНИЕ

 

КОНДЕНСАТОРА

 

СВЯЗИ

 

110 

КВ

 

НА

 

ПОДСТАНЦИИ

 «

ГЕОЛОГ

»

В

 

феврале

 2013 

года

 

проведено

 

внеплановое

 

тепловизион

-

ное

 

обследование

 

оборудования

 

подстанции

 110/10/10 

кВ

 

«

Геолог

». 

При

 

осмотре

 

конденсатора

 

связи

 

фазы

  «

С

» 

ВЛ

 

110 

кВ

 

Победа

 — 

Геолог

 

типа

 

СМПВ

-110/

3-6,4

ХЛ

произ

-

водства

 

ТОО

 «

Усть

-

Каменогорский

 

конденсаторный

 

завод

» 

(

республика

 

Казахстан

был

 

обнаружен

 

выраженный

 

ло

-

кальный

 

нагрев

 

на

 

фарфоровой

 

покрышке

 

между

 10 

и

 11 

ребрами

 (

рисунок

 3, 

крайняя

 

справа

), 

в

 

связи

 

с

 

чем

 

данная

 

воздушная

 

линия

 

была

 

выведена

 

в

 

ремонт

 

и

 

указанный

 

кон

-

денсатор

 

заменен

.

В

 

соответствии

 

с

 

методикой

 [3, 

стр

. 86], 

при

 

пробое

 

ди

-

электрика

 

одной

 

или

 

нескольких

 

секций

 

пакета

 

на

 

термо

-

грамме

 

будет

 

выражено

 

место

 

локального

 

нагрева

В

 

результате

 

обработки

 

термограммы

 

при

 

построении

 

вертикального

 

термопрофиля

 

по

 

высоте

 

конденсатора

 

тем

-

пература

 

в

 

зоне

 

локального

 

нагрева

 

составила

 9°

С

а

 

из

-

быточная

 

температура

то

 

есть

 

превышение

 

измеренной

 

температуры

 

конденсатора

 

фазы

  «

С

» 

над

 

температурой

 

других

 

фаз

находящихся

 

в

 

одинаковых

 

условиях

 — 2,1°

С

 

(

рисунок

 3).

После

 

демонтажа

 

конденсатор

 

связи

 

был

 

доставлен

 

в

 

производственную

 

лабораторию

 

службы

 

изоляции

 

и

 

за

-

щиты

 

от

 

перенапряжений

 

для

 

проведения

 

высоковольтных

 

испытаний

Результаты

 

измерения

 

значений

 

емкости

 

и

 

тан

-

генса

 

дельта

 

приведены

 

в

 

таблице

 4.

Из

 

представленной

 

таблицы

 

видно

что

 

отклонение

 

из

-

меренного

 

значения

 

емкости

 

C

изм

 

конденсатора

 

от

 

емкости

измеренной

 

на

 

заводе

 

C

зав

составило

 15%, 

что

 

превышает

 

допустимые

 

значения

 ±5% [2, 

стр

. 121] 

и

 [4, 

стр

. 20]. 

Конденсатор

 

связи

 

состоит

в

 

том

 

числе

из

 

тонких

 

металлических

 

лент

  (

обкладок

 

из

 

алюминиевой

 

фольги

с

 

проложенными

 

между

 

ними

 

слоями

 

изолирующего

 

мате

-

риала

К

 

изолированным

 

металлическим

 

лентам

 

прикре

-

плены

 

выводы

обкладки

 

с

 

диэлектриком

 

свернуты

 

в

 

пло

-

ские

 

секции

поочередно

 

уложены

 

друг

 

на

 

друга

 

и

 

образуют

 

пакет

В

 

диэлектрической

 

системе

 

КС

 

в

 

качестве

 

твердого

 

диэлектрика

 

между

 

обкладками

 

используется

 

ограничен

-

ный

 

ассортимент

а

 

именно

бумажный

 

диэлектрик

 (

состо

-

ит

 

только

 

из

 

конденсаторной

 

бумаги

), 

комбинированный

 

бумажно

-

пленочный

 

и

 

чисто

 

пленочный

 

диэлектрик

В

 

ос

-

новном

начиная

 

с

 2006–2007 

годов

заводами

 

в

 

качестве

 

межобкладочного

 

диэлектрика

 

используется

 

полипро

-

пиленовая

 

конденсаторная

 

пленка

а

 

в

 

качестве

 

жидкого

 

диэлектрика

 — 

минеральное

 

конденсаторное

 

масло

Кон

-

структивным

 

элементом

 

конденсатора

 

является

 

секция

 

(

элементарный

 

конденсатор

). 

При

 

разборке

 

конденсатора

 

и

 

рассоединении

 

пакетов

 

обнаружен

 

выраженный

 

след

 

пробоя

 (

выгорания

на

 

первой

 

секции

 

третьего

 

пакета

ориентировочное

 

место

 

на

 

фарфо

-

ровой

 

покрышке

 

между

 10 

и

 11 

ребрами

 (

рисунок

 4).

После

 

разматывания

 

обкладок

 

первой

 

секции

 

выявлен

 

пробой

 

изоляции

 

и

 

выгорание

 

ленты

 

на

 

протяжении

 

не

-

скольких

 

витков

 

обкладок

 (

рисунок

 5). 

Рис

. 3. 

Термограмма

 

ПС

 «

Геолог

» 

КС

-110 «

Победа

»

Табл

. 4. 

Результаты

 

высоковольтных

 

испытаний

 

конденсатора

 

связи

 

фазы

 «

С

»

t

, °

С

U

кВ

tg

, %

C

изм

нФ

C

зав

нФ Отличие

 

C

изм

 

от

 

C

зав

, %

7

10

0,0239 7,39 

6,4

15,4

Рис

. 4. 

Разобранный

 

КС

-110 (

след

 

пробоя

 

на

 

первой

 

секции

 

третьего

 

пакета

)

Рис

. 5. 

Следы

 

пробоя

 

между

 

обкладками

 

первой

 

секции

 

третьего

 

пакета

33


Page 6
background image

Межобкладочный

 

диэлектрик

 (

в

 

данном

 

случае

 

полипро

-

пиленовая

 

пленка

потерял

 

свои

 

изоляционные

 

свойства

что

 

привело

 

к

 

его

 

пробою

Выделение

 

тепловой

 

энергии

 

в

 

резуль

-

тате

 

протекания

 

тока

 

через

 

место

 

повреждения

 

секции

 

позво

-

лило

 

выявить

 

дефект

 

методом

 

тепловизионного

 

контроля

.

КОМПЛЕКСНОЕ

 

ОБСЛЕДОВАНИЕ

 

КОНДЕНСАТОРА

 

СВЯЗИ

 110 

КВ

 

НА

 

ПОДСТАНЦИИ

 «

ЧЕРНЫЙ

 

МЫС

»

В

 

январе

 2016 

года

 

проведено

 

внеплановое

 

тепловизионное

 

обследование

 

оборудования

 

подстанции

 110/10/10 

кВ

 «

Чер

-

ный

 

мыс

». 

При

 

осмотре

 

конденсатора

 

связи

» 

фазы

 «

А

» 

воз

-

душной

 

линии

 110 

кВ

 

Победа

 — 

Черный

 

мыс

-2 

типа

 

СМПВ

-

110/

3-6,4

ХЛ

производства

 

ОАО

  «

КВАР

» 

был

 

обнаружен

 

выраженный

 

локальный

 

нагрев

 

на

 

фарфоровой

 

покрышке

 

между

 1 

ребром

 

и

 

нижним

 

фланцем

  (

рисунок

 6), 

в

 

связи

 

с

 

чем

 

данная

 

воздушная

 

линия

 

была

 

выведена

 

в

 

ремонт

 

и

 

указанный

 

конденсатор

 

заменен

.

При

 

построении

 

вертикального

 

термопрофиля

 

по

 

высо

-

те

 

конденсатора

температура

 

в

 

зоне

 

локального

 

нагрева

 

составила

 23,1°

С

а

 

разность

 

температур

 

по

 

профилю

 (

вы

-

соте

) 6,2°

С

 (

рисунок

 6). 

На

 

данной

 

подстанции

 

конденсатор

 

связи

 

установлен

 

один

поэтому

 

отсутствовала

 

возможность

 

сравнения

 

по

 

избыточной

 

температуре

.

После

 

демонтажа

 

конденсатор

 

связи

 

был

 

доставлен

 

в

 

производственную

 

лабораторию

 

для

 

выявления

 

причины

 

дефекта

Результаты

 

высоковольтных

 

испытаний

 

представ

-

лены

 

в

 

таблице

 5.

Из

 

полученных

 

результатов

 

видно

что

 

контролируе

-

мые

 

значения

 

соответствуют

 

допустимым

 

показателям

 

[2, 

стр

. 121].

При

 

вскрытии

 

конденсатор

 

оказался

 

под

 

давлением

во

 

время

 

снятия

 

верхней

 

крышки

 

произошел

 

выброс

 

конденса

-

торного

 

масла

 

темного

 

цвета

.

При

 

визуальном

 

осмотре

 

были

 

выявлены

:

1) 

ярко

 

выраженные

 

следы

 

электрических

 (

искровых

раз

-

рядов

 («

подгара

») (

рисунок

 7):

 

между

 

верхним

 

фланцем

 

и

 

металлической

 

крышкой

установленной

 

над

 

первой

 

мембраной

;

 

на

 

токопроводящем

 

поводке

;

 

в

 

центре

 

верхнего

 

фланца

 

и

 

металлической

 

крышки

 

между

 

нижней

 

мембранной

 

коробкой

 

и

 

металлической

 

крышкой

установленной

 

над

 

первым

 

пакетом

;

2) 

продукты

 

разложения

 

углеводородов

 

в

 

виде

 

черного

 

осадка

 

на

 

поверхности

 

верхнего

 

фланца

металличе

-

ской

 

крышке

фарфоровой

 

рубашке

образовавшиеся

 

в

 

конденсаторном

 

масле

 

при

 

воздействии

 

на

 

него

 

ис

-

кровых

 

разрядов

.

Следы

 

копоти

  (

нагара

внутри

 

фарфоровой

 

покрыш

-

ки

 

имели

 

место

.

Рис

. 6. 

Термограмма

 

ПС

 «

Черный

 

мыс

» 

КС

-110 «

Победа

-2» 

ф

. «

А

»

Табл

. 5. 

Результаты

 

высоковольтных

 

испытаний

 

конденсатора

 

связи

 

фазы

 «

А

»

t

, °

С

U

кВ

tg

, %

tg

пред

*, %

C

изм

нФ

C

паспорт

нФ

C

пред

*, 

нФ

Отличие

 

C

изм

 

от

, %

C

паспорт

C

пред

17

10

0,006

0,0176

6,317

6,4

6,345

1,3

0,9

* — 

указаны

 

значения

 

предыдущих

 

измерений

 

при

 

температуре

 24°

С

 (

протокол

 

от

 24.06.2015 

года

)

Рис

. 7. 

Следы

 

электрических

 (

искровых

разрядов

34

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 1(8), 

май

 2018

Диагностика

 

и

 

мониторинг


Page 7
background image

Чтобы

 

обеспечить

 

компенсацию

 

давления

 

конденса

-

торного

 

масла

 

внутри

 

конденсатора

 

связи

 

при

 

колебаниях

 

температуры

 

окружающей

 

среды

применяют

 

расширители

представляющие

 

собой

 

набор

 

мембранных

 

коробок

которые

 

укладываются

 

над

 

пакетом

Мембранные

 

коробки

 

изготав

-

ливают

 

из

 

двух

 

стальных

 

тарельчатых

 

мембран

герметично

 

сваренных

 

между

 

собой

В

 

связи

 

с

 

тем

что

 

мембранные

 

коробки

 

не

 

имеют

 

четкой

 

(

фиксированной

электрической

 

связи

 

с

 

высоковольтным

 

вы

-

водом

образуется

 

так

 

называемый

  «

плавающий

» 

контакт

То

 

есть

 

при

 

колебаниях

 

температуры

 

окружающей

 

среды

 

происходит

 

изменение

 

давления

 

масла

 

внутри

 

конденсатора

 

связи

соответственно

 

изменяется

 

плотность

 

соприкоснове

-

ния

  (

частичное

 

нарушение

 

контакта

как

 

между

 

мембранной

 

коробкой

 

относительно

 

высоковольтного

 

вывода

так

 

и

 

отно

-

сительно

 

верхней

 

обкладки

 

первого

 

пакета

Вследствие

 

чего

 

и

 

возникал

 

электрический

 

разряд

Следует

 

также

 

отметить

что

 

мембранные

 

коробки

 

по

 

всей

 

высоте

 

изолированы

 

диэлектрическим

 

картоном

 

от

 

токопро

-

водящего

 

поводка

который

 

подсоединяется

 

к

 

верхней

 

крыш

-

ке

 

и

 

верхней

 

обкладке

 

первого

 

пакета

Образование

 

газов

 

при

 

эксплуатации

 

конденсаторов

 

свя

-

зи

 

может

 

происходить

 

в

 

результате

 

разрушения

 

электроизо

-

ляционных

 

материалов

 

под

 

действием

 

локального

 

выделе

-

ния

 

тепла

 

в

 

результате

 

воздействия

 

дуги

частичных

 

разрядов

 

и

 

т

.

д

При

 

горении

 

в

 

масле

 

дуги

 

в

 

конденсаторе

 

образуются

 

продукты

 

глубокого

 

разложения

 

углеводородов

Основной

 

реакцией

 

любых

 

углеводородов

 

при

 

дуговом

 

электрическом

 

разряде

 

следует

 

считать

 

деструктивное

 

разложение

 (

крекинг

с

 

выделением

 

углерода

водорода

углеводородных

 

газов

 

и

 

жидких

 

продуктов

 

разложения

Также

 

следует

 

отметить

что

 

в

 

результате

 

искровых

 

разря

-

дов

 

внутри

 

конденсатора

 

значительно

 

ухудшаются

 

электриче

-

ская

 

прочность

 

масла

снижается

 

температура

 

его

 

вспышки

растет

 

количество

 

осадка

Накопление

 

этого

 

осадка

 

в

 

масле

 

происходит

 

главным

 

образом

 

за

 

счет

 

термического

 

разложе

-

ния

 

масла

 

в

 

зоне

 

горения

 

дуги

Накопление

 

проводящих

 

ча

-

стиц

 

осадка

 

на

 

изоляционных

 

деталях

 

даже

 

при

 

нормальных

 

условиях

 

работы

 

может

 

послужить

 

причиной

 

возникновения

 

ползущих

 

разрядов

 

и

 

привести

 

к

 

перекрытию

.

В

 

данном

 

случае

 

наблюдались

 

характерные

 

следы

 

ис

-

кровых

 

разрядов

особенно

 

интенсивных

 

в

 

центре

 

верхнего

 

фланца

металлической

 

крышки

 

и

 

на

 

токопроводящем

 

повод

-

ке

 (

в

 

двух

 

местах

 

оплавление

 

металла

). 

Метод

 

тепловизионного

 

контроля

 

позволил

 

выявить

 

де

-

фект

 

в

 

конденсаторе

 

связи

 

при

 

нормальных

 

нормируемых

 

показателях

.

КОМПЛЕКСНОЕ

 

ОБСЛЕДОВАНИЕ

 

КОНДЕНСАТОРА

 

СВЯЗИ

 110 

КВ

 

НА

 

ПП

 

«

ПОБЕДА

»

В

 

феврале

 2016 

года

 

на

 

ПП

 110 

кВ

  «

Победа

» 

произошло

 

отключение

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Победа

 — 

Олимпийская

При

 

прове

-

дении

 

осмотра

 

обнаружено

 

разрушение

 

КС

-110 «

Олимпий

-

ская

» 

ф

. «

В

» 

типа

 

СМПВ

-110/

3-6,4 

ХЛ

производства

 

ОАО

 

«

КВАР

». 

В

 

связи

 

с

 

указанным

 

инцидентом

 

был

 

проведен

 

вне

-

плановый

 

тепловизионный

 

контроль

 

конденсаторов

 

связи

 

110 

кВ

установленных

 

на

 

объектах

 

филиала

производства

 

ОАО

 «

КВАР

» 2009 

года

 

изготовления

.

При

 

проведении

 

тепловизионного

 

осмотра

 

КС

-110 «

Чер

-

ный

 

мыс

-2» 

ф

. «

А

» 

обнаружен

 

явно

 

выраженный

 

локальный

 

нагрев

 

на

 

фарфоровой

 

покрышке

 

между

 7 

и

 8 

реб

 

рами

 (

ри

-

сунок

 8). 

Данная

 

воздушная

 

линия

 

была

 

выведена

 

в

 

ремонт

 

и

 

указанный

 

конденсатор

 

заменен

.

При

 

построении

 

вертикального

 

термопрофиля

 

по

 

высоте

 

конденсатора

 

температура

 

в

 

зоне

 

локального

 

нагрева

 

соста

-

вила

  0,2°

С

а

 

разность

 

температур

 

по

 

профилю

 (

высоте

) — 

4,9°

С

Избыточная

 

температура

 — 1°

С

 (

рисунок

 8).

После

 

демонтажа

 

конденсатор

 

связи

 

был

 

доставлен

 

в

 

производственную

 

лабораторию

 

для

 

выявления

 

причины

 

дефекта

.

Результаты

 

высоковольтных

 

испытаний

 

представлены

 

в

 

таблице

 6.

Из

 

полученных

 

резуль

-

татов

 

видно

что

 

контро

-

лируемые

 

значения

 

со

-

ответствуют

 

допустимым

 

показателям

 [2, 

стр

. 121].

После

 

вскрытия

 

конден

-

сатора

 

при

 

рассоединении

 

Рис

. 8. 

Термограммы

 

ПП

 «

Победа

» 

КС

-110 «

Черный

 

мыс

-2» 

ф

. «

А

»

Табл

. 6. 

Результаты

 

высоковольтных

 

испытаний

 

КС

–110 «

Черный

 

мыс

-2» 

ф

. «

А

»

t

, °

С

U

кВ

tg

, %

tg

пред

*, %

C

изм

нФ

C

паспорт

нФ

C

пред

*, 

нФ

Отличие

 

C

изм

 

от

, %

C

паспорт

C

пред

15

10