2014-01-28

1

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Awaryjność transformatorów

Przegląd

Krzysztof Walczak

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Przykłady awarii katastrofalnych

Awaria transformatora, 2000 r., Polska, pożar trwał 4 dni!

2

2014-01-28

2

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Przykłady awarii katastrofalnych

Awaria transformatora, 2009 r., Polska, pożar gasiło 29

jednostek straży pożarnej

3

Przykłady awarii katastrofalnych

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Transformator blokowy

4

2014-01-28

3

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Przykłady awarii katastrofalnych

Transformator sieciowy

5

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Przykłady awarii katastrofalnych

6

2014-01-28

4

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Uszkadzalność transformatorów

7

Krzywa „wannowa”

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Transformatory w PSE

8

0

2

4

6

8

10

12

14

19

60

19

63

19

66

19

69

19

72

19

75

19

78

19

81

19

84

19

87

19

90

19

93

19

96

19

99

20

02

20

05

20

08

Rok produkcji

Li

cz

ba

tr

an

sf

or

m

ato

rów

2014-01-28

5

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Transformatory w PSE

9

0

2

4

6

8

10

12

14

46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Wiek

Li

cz

ba

tr

an

sf

or

m

ato

rów

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Transformatory w RWE

10

0

50

100

150

200

250

300

50-54 55-59 60-64 65-69 70-74 75-79 80-84 85-89 90-94 95-99

delivery year

a

m

o

u

n

t

420kV

245kV

123kV

2014-01-28

6

Awaryjność transformatorów

11

Przyczyny uszkodzeń transformatorów energetycznych

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

uzwojenia

rdzeń

układ chłodzenia

kadź

przepusty

podobciążeniowy
przełącznik zaczepów

odpływy

Awaryjność transformatorów

12

Przyczyny uszkodzeń transformatorów energetycznych

Uszkodzenie izolacji: czynniki

mające wpływ to przegrzanie, utlenienie,

zakwaszenie, zawilgocenie.

Średni wiek transformatorów w tej kategorii to 18 lat.

Błędy w projektowaniu/produkcji: czynniki uwzględnione w tej kategorii to: luźne
połączenia, brak blokad przed rozkręcaniem, kiepskie spawy, zła izolacja
rdzenia, przedmioty pozostawione w kadzi.

Zanieczyszczenie oleju: czuli szlam,

obecność cząstek przewodzących (ścieżki

węglowe), zawilgocenie.

Przeciążenie: przekroczenie znamionowej mocy.

Pożar/eksplozja: awaria wywołana przez zewnętrzny pożar lub eksplozję.

Przepięcia łączeniowe w sieci: zawiera awarie spowodowane przez przepięcia
manewrowe, skoki

napięcia, zwarcia i wyładowania w liniach.

Niewłaściwa eksploatacja: rozłączone lub nieprawidłowo skonfigurowane układy
kontrolne,

niewłaściwe chłodzenie, akumulacja zanieczyszczeń w oleju i korozja.

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

7

Awaryjność transformatorów

13

Przyczyny uszkodzeń transformatorów energetycznych

Powódź: awaria na skutek powodzi naturalnej lub spowodowanej przez
działalność człowieka. Kategoria zawiera również tzw. powodzie błotne.

Złe połączenia: połączenia nieodpowiednich metali, wykonanie połączeń z
niewłaściwym momentem.

Wyładowania piorunowe: awarie na skutek wyładowań piorunowych (pioruny
liniowe).

Zawilgocenie:

awaria

wywołana przez zawilgocenie izolacji poprzez

nieszczelności kadzi, nieszczelności przepustów, potwierdzona przez nadmierne
zawilgocenie oleju.

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Awaryjność transformatorów

14

Awaryjność transformatorów energetycznych

Warunki polskie

Element

[%]

Kadź

3,6

Uszczelnienia

5,4

Przepusty GN

0,8

Przepusty DN

9,6

Uzwojenie GN

16,9

Uzwojenie GN i DN

21,7

Uzwojenie DN

17,5

Przełącznik zaczepów

0,5

Przerwy w uzwojeniu SN

1,7

Wygrzane sworznie nn

0,8

Inne

21,6

Typowe przyczyny awarii

transformatorów na

podstawie:

„Analiza awaryjności stacji

transformatorowych SN/nn na

przykładzie

Spółek dystrybucyjnych”, Raport PTPiREE,
Poznań 2001 i 2002.

Element

[%]

Przełącznik zaczepów

37,6

Uzwojenia

22,6

Przepusty

18,8

Połączenia odpływu DN ze
sworzniem izolatora

10,0

Nieszczelność

3,1

Rdzeń i układ magnetyczny

2,5

Przeskoki na odpływach

1,2

Inne

3,7

Układ izolacyjny

0,6

Zestawienie

dotyczące

terenu

byłego

Zakładu

Energetycznego

Okręgu

Północnego Bydgoszcz; 159 uszkodzeń
transformatorów z lat 1970 -1992.

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

8

15

Awaryjność transformatorów energetycznych

Warunki polskie c.d.

Zestawienie

dotyczące Południowego Obszaru Energetycznego (7 Zakładów

Energetycznych -

Częstochowa, Bielsko, Gliwice, Będzin, Opole, Kraków,

Tarnów); 158 uszkodzeń transformatorów z lat 1980 ¸ 1989

Element

[%]

Przełącznik zaczepów

26,6

Niska wytrzymałość zwarciowa uzwojeń (uszkodzenia przy zwarciach w
sieci i prawidłowym działaniu zabezpieczeń)

17,7

Samoistne zwarcia zwojowe (uszkodzenia izolacji przy braku
zewnętrznych zakłóceń w sieci)

13,3

Osprzęt pomocniczy

12,7

Uszkodzenia wewnętrzne (uzwojenia, rdzeń) przy długotrwałym
zasilaniu zwarć po stronie średniego napięcia (brak wyłączenia)

11,4

Inne

11,4

Uszkodzenia wewnętrzne (uzwojenia, rdzeń, izolatory, przełącznik
zaczepów) przy pierwszym włączeniu do sieci oraz w trakcie ruchu
próbnego po zamontowaniu transformatora na stanowisku

7,0

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

16

Awaryjność transformatorów energetycznych

Warunki polskie c.d.

Analizy

uszkodzeń w energetyce krajowej z lat 1969-1978 i 1983 -1986

1969-1978

1983-1986

Przyczyny uszkodzenia

transformatora

110 kV

220 kV

110 kV

220 kV

Uzwojenia

52,2

33,3

Odpływy

37,6

34,2

3,9

3,3

Przełącznik zaczepów

25,3

7,3

26,4

20,0

Przepusty

23,5

26,8

9,6

36,7

Inne

13,6

31,7

7,9

6,7

Usterki w

transformatorach

Zakład 1

Zakład 2

Zakład 3

Zakład 4

Zwarc

ia wewnętrzne

9,8%

1,5%

21,3%

brak danych

Izolatory

9,8%

21,5%

8,2%

18,8%

PPZ

13,1%

35,4%

21,3%

16,9%

Nieszczelności

68,8%

100,0%

brak danych

10,9%

El wyposażenia

32,8%

69,2%

brak danych

6,9%

Odpryski lakieru

24,6%

93,8%

brak danych

6,9%

Układ chłodzenia

62,3

4,6%

brak danych

5,9%

Zestawienie

awaryjności transformatorów grupy II (>1,6 MVA) wybranych spółek

dystrybucyjnych

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

9

17

Awaryjność transformatorów energetycznych

Warunki amerykańskie

Przyczyny awarii

transformatorów (>=25 MVA) w USA w latach 1997-2001

Przyczyna awarii

Liczba

Uszkodzenie izolacji

24

Błędy projektowe, materiałowe, montażowe

22

Nieznana

15

Zanieczyszczenie oleju

4

Przeciążenie

5

Pożar/eksplozja

3

Przepięcia łączeniowe

4

Niewłaściwa eksploatacja

5

Powódź

2

Niewłaściwe połączenia

6

Wyładowanie piorunowe

3

Zawilgocenie

1

Razem

94

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

18

Awaryjność transformatorów energetycznych

CIGRE

Przyczyny

uszkodzeń (w %)

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

Przyczyny

ElectraNet SA

Australia-Nowa Zelandia

Świat

Dielektryczne

8,6

29,1

30,8

Cieplne

11,4

10,2

9,2

Mechaniczne

68,6

48,2

53,1

Chemiczne

0,0

3,0

1,1

Nieznane

11,4

9,4

5,8

2014-01-28

10

19

Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń

Uszkodzenia

– przykłady praktyczne

Uszkodzenie izolacji: czynniki

mające wpływ to przegrzanie, utlenianie,

zakwaszanie,

zawilgocenie,

zwarcia

powodujące

odkształcenia

mechaniczne

uzwojeń, zanieczyszczenie izolacji.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

20

Przykład 5012005

Autotransformator jednofazowy 500/230/13.8 kV, OA/FA1/FA2, 146/194/243 MVA

Po

dwóch latach eksploatacji trzech siostrzanych jednostek, w fazie C nastąpił

wzrost

ilości gazu w oleju. Stały wzrost wodoru rozpoczął się w lutym 2005 roku.

Wszystkie metody DGA

wskazywały na obecność wyładowań niezupełnych. Test

z wykorzystaniem metody EA przeprowadzono w maju 2005 roku. Transformator
był monitorowany przez 5 dni. Wykryto znaczącą aktywność wyładowań, ale
tylko w pewnym

określonym czasie. Wnz uaktywniły się tylko w sytuacji, gdy

obciążenie przyjmowało wartość minimalną. To sugerowało, że źródło wnz było
aktywne tylko wtedy, gdy

napięcie przyjmowało wartość maksymalną.

Trójwymiarowa lokalizacja wykazała, że istnieją dwa źródła wnz, w górnej i
dolnej

części rdzenia (jak pokazano na rysunku).

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

11

21

Przykład 5012005

Autotransformator jednofazowy 500/230/13.8 kV, OA/FA1/FA2, 146/194/243 MVA

Transformator

uległ uszkodzeniu 2 lipca 2005 roku. Obszary uszkodzone

pokrywały się z tymi zlokalizowanymi za pomocą metody akustycznej (rysunek
poniżej.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

22

Wybrane przykłady defektów transformatorów długo
eksploatowanych

Zanieczyszczenie

części aktywnej transformatora skrawkami metalu: odpływ uzwojenia WN

transformatora 80000/110, 23 lata w eksploatacji; oraz uzwojenie WN 80000/110, 28 lat w
eksploatacji

Zanieczyszczenie

węglem części aktywnych transformatora 250000/500: uzwojenie oraz

belka jarzma

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

12

23

Wybrane przykłady defektów transformatorów długo
eksploatowanych

Deformacja uzwojenia autotransformatora 167000/500/220 i defekty termiczne izolacji
uzwojenia WN transformatora 25000/10, spowodowane przez

przepływ prądu zwarciowego

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

24

Przykład 10
T

ransformator blokowy 175 MVA, 525 kV, wyprodukowany w 1997 roku

Krótko po przyłączeniu transformatora w 1999 roku
uległ on uszkodzeniu pomiędzy 2 i 3 dyskiem
uzwojenia GN fazy U. Najbardziej

prawdopodobną

przyczyną awarii była obca cząstka, która przedostała
się do uzwojenia w wyniku wymuszonego obiegu
oleju. Dla tego przypadku metoda FRA

została

wykorzystana do identyfikacji tego efektu. Wykonano
pomiar w efekcie

uzyskując funkcje przejścia jak na

rysunku.

Porównanie poszczególnych faz wykazało

znaczące różnice w odpowiedziach fazy U w
stosunku do faz V i W. Analizy te

potwierdziła

inspekcja po otwarciu transformatora.

Diagnoza: analiza DGA,

międzydyskowe zwarcie

między dyskiem 2 i 3 od uziemionej strony
uzwpojenia GN z dodatkowym

następczym efektem

wyładowania poosiowego z powodu wygenerowania
się gazu

Podjęte

czynności:

z

powodu

silnego

zanieczyszczenia

węglem uzwojenia zostało ono

wymienione

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

a) Transfer Function of Phase U
b) Transfer Function of Phase V

c) Transfer Function of Phase W

2014-01-28

13

25

Przykład 10

Autotransformator: 160 MVA, 230/120/21 kV, 1967 r.

Ze

względu na prowadzone prace remontowe na

innej stacji transformator

musiał zostać dociążony

mocą

znamionową.

Spowodowało

to

wzrost

temperatury

uzwojeń, który potęgował dodatkowo fakt

awarii jednego z

wentylatorów. W pewnym momencie

w transformatorze

zaczęło rosnąć ciśnienia, co

spowodowało uszkodzenie uszczelnienia pomiędzy
kadzią główną a komorą PPZ. Dalszy wzrost ciśnienia
(jednostki nie

można było odłączyć, gdyż bez

napięcia

pozostałaby

duża

część

miasta)

spowodował wytłaczanie oleju poprzez odwilżacz na
zewnątrz kadzi.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

26

Przykład 10

Autotransformator: 160 MVA, 230/120/21 kV, 1967 r.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

120

o

C

– rdzeń, ponad 100

o

C

– olej w

górnej części

Znaczący wyciek oleju przez
przewód z odwilżaczem

nadciśnienie

2014-01-28

14

27

Przykład 10

Autotransformator: 160 MVA, 230/120/21 kV, 1967 r.

Oprócz wspomnianych wcześniej czynników analiza metodami FDS i RVM wykazała silne
zawilgocenie izolacji, co z kolei w

obecności wysokiej temperatury wywołało zjawisko

bąbelkowania (gazowania), które bezpośrednio spowodowało wzrost ciśnienia.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

izolacja zawilgocona w 3,8%

odtwarzanie

5x

szybciej niż w rzeczywistości

28

Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń

Uszkodzenia

– przykłady praktyczne

Błędy w projektowaniu/produkcji/montażu: luźne połączenia, brak blokady przed
samorozkręcaniem, kiepskie spawy, zła izolacja rdzenia, przedmioty
pozostawione w kadzi.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

15

29

Przykład A

Transformator 220/110/10,5 kV

Pomiary na transformatorze

produkującym

gaz w oleju

wykazały silną aktywność wnz

(klasa C).

Trzynaście dni po pierwszym

pomiarze wykonano pomiar kolejny. Charakter
wyładowań się nie zmienił, ale wzrosła ich
intensywność (uległa podwojeniu). Pomiar
metodą akustyczną w różnych częściach
transformatora

pozwolił na oszacowanie

miejsca

generowania

wyładowań

niezupełnych (lokalizacja: środkowa faza,
górna część kadzi). Po usunięciu przepustu
znaleziono

podkładkę na uzwojeniu górnego

napięcia (patrz rysunek obok).

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

30

Przykład A

Transformator 220/110/10,5 kV

Po 11 latach pracy transformatora po analize
DGA wykryto w oleju gazy

pochodzące z

termicznego

rozkładu. Dodatkowo wykryto

wysokie

stężenie CO/CO2<3, co sugerowało

również degradację elektryczną celulozy.
Transformator poddano zatem inspekcji on-
site. Pomiar rezystancji DC

wykazał jej

znaczący wzrost, transformator został zatem
odesłany do fabryki. Odkryto uszkodzenie
uzwojenia, jeden z

przewodów bliźniaczego

pręta uległ przerwaniu, czemu towarzyszyło
uszkodzenie izolacji. Uszkodzonym miejscem
był wadliwy spaw. Uszkodzone miejsce było
źródłem ciepła, ponieważ stopień DP
sąsiadującej izolacji papierowej był nadal
prawidłowy

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

16

31

Przykład 8032004

Transformator Waukesha 115/13.8 kV, 54/72/90 MVA, OA/FA/FA, wyprodukowany w 2001

Transformator blokowy

został zainstalowany

po awarii katastrofalnej swojego poprzednika.
Obsługa stacji poprosiła o test metodą EA w
celu

określenia stanu jednostki.

Badania wnz

poprzedziła analiza DGA, która

wskazał na obecność gazów CH

4

i C

2

H

6

.

Dodatkowo wykonany skan z wykorzystaniem
kamery termowizyjnej nie

wykazał żadnych

gorących punktów ani przegrzań.

Pomiar EA

wskazał na jedno ognisko wnz

umiejscowione w dolnej

części przepustu

strony dolnego

napięcia (rysunek). Inspekcja

wewnętrzna potwierdziła poluzowanie śrub w
połączeniu tego przepustu, co zostało
naprawione.

Obecnie

jednostka

jest

w

eksploatacji i nie notuje

się wzrostu gazu w

oleju.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

32

Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń

Uszkodzenia

– przykłady praktyczne

Niewłaściwa eksploatacja: rozłączone lub nieprawidłowo skonfigurowane układy
kontrolne,

niewłaściwe chłodzenie, akumulacja zanieczyszczeń w oleju i korozja.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

17

33

Przykład II

Transformator

ASEC 400/400/100 MVA, 400/220/31.5 kV

Fragment

wewnętrznej powierzchni rury olejowej i zanieczyszczenia kadzi

transformatora

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

34

Przykład 5

Transformator 340 MVA-, 245 kV, wyprodukowany w 1977 roku

Przez okres 20 lat transformator

był eksploatowany na tej

samej stacji, bez jakichkolwiek

problemów. Po tym

okresie

został przeniesiony na rok do innej stacji, gdzie

podłączono zewnętrzny układ chłodzenia. Po powrocie
zaobserwowano

stały przyrost gazów rozpuszczonych w

oleju,

szczególnie wodoru. Aby dać pełna odpowiedź na

temat przyczyny wykonano pomiary metodami RVM i
FDS,

które jednak nic nie wykazały. Po tych badaniach

zdecydowano

się na pomiar wnz z wykorzystaniem

metody PRPDA (Phase Resolving Partial Discharge
Analyser). W wyniku

pomiarów wykryto 2 źródła

wyładowań o podobnym charakterze zlokalizowane w
fazach V i W. Z tego powodu transformator

został

odesłany do producenta. Po otwarciu jednostki
stwierdzono silne zanieczyszczenie

uzwojeń (szczególnie

górnej części izolacji uzwojenia WN) cząstkami
pochodzącymi z układu chłodzącego (rysunek).

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

18

35

Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń

Uszkodzenia

– przykłady praktyczne

Zanieczyszczenie oleju: czyli

obecność szlamu, cząstek przewodzących (ścieżki

węglowe), zawilgocenie.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

36

Przykład I

Transformatora 40500/110

Szlam w

części aktywnej transformatora 40500/110, który pracował 44 lata oraz fragment

membrany

filtrującej poddanej działaniu szlamu

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

19

37

Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń

Uszkodzenia

– przykłady praktyczne

Uszkodzenia rdzenia:

powstałe w wyniku uszkodzenia jego izolacji, na skutek

przegrzania

prądami.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

38

Przykład 3
T

ransformator 74 MVA-, 123 kV , wyprodukowany w 1989

Krótko po rewizji w roku 1990 zaobserwowano
szybko

narastającą ilość gazu w oleju, która była

związana

z

termiczna

jego

degradacją

(przegrzanie 300-1000

o

C); nie stwierdzono

gazów

pochodzących z degradacji izolacji stałej.
Transformator

został odesłany do fabryki. Okazało

się, że przyczyną awarii było uszkodzenie rdzenia
podczas

transportu (rysunek).

Rdzeń uległ

spaleniu na skutek

prądów wirowych powstałych w

wyniku jego uszkodzenia. Uszkodzenia

usunięto.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

20

39

Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń

Uszkodzenia

– przykłady praktyczne

Uszkodzenia

przełącznika zaczepów: upalenie się styków, przebicie izolacji ,

szlam, zanieczyszczenie oleju w komorze PPZ.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

40

Przykład 3
T

ransformator 74 MVA-, 123 kV , wyprodukowany w 1989

Analizując stan oleju w przełączniku zaczepów wykryto wzrost stężenia gazów
pochodzących z termicznej jego degradacji. Pomiar rezystancji przy DC przełącznika
zaczepów wykazał tylko pomijalny wzrost rezystancji styków PPZ w pewnym obszarze. Po
kilku operacjach

przełączania wartości te wróciły do normalnego poziomu i nie wykazywały

zależności od wartości prądu. Jednakże równocześnie wykryto nietypowo wysoką i
niestabilną wartość rezystancji styków wybieraka. W tym przypadku dodatkowo
przeprowadzono pomiar rezystancji powierzchniowej. Nawet po przeprowadzeniu szeregu
operacji

łączeniowych parametry styku nie uległy poprawie. To zjawisko wskazywało na

istnienie

poważnego zwęglenia na styku, które jest trudne do usunięcia poprzez operacje

łączeniowe. Transformator zatem został otwarty i zlokalizowano na stykach wybieraka
grubą warstwę zerodowanego materiału (rysunek). Taki rodzaj degradacji styków zachodzi
na

ogół w przypadku, gdy styk ruchomy wybieraka jest miedziany a gniazdo wykonane z

brązu, co jest rzadkim przypadkiem.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

21

41

Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń

Uszkodzenia

– przykłady praktyczne

Uszkodzenia

przepustów: uszkodzenie rdzenia lub jego powierzchni, starzenie

się oleju w przepuście, defekty wewnętrznej powierzchni przepustu
porcelanowego, defekty przewodnika oraz defekty

wewnętrzne np. zabrudzenie,

uszkodzenie powierzchni.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

42

Awaryjność transformatorów energetycznych – rodzaje uszkodzeń

Uszkodzenia

– przykłady praktyczne c.d.

Uszkodzenia

przepustów: wypalenie złącza

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

2014-01-28

22

43

Przykład 75

Autotransformator 138/69 kV, OA/FA/FOA, 50/66/83/93 MVA produkcji Westinghouse, ale
remontowany przez GE w 1989

Olej w

górnej części przepustu fazy 2 od strony

wysokiego

napięcia przybrał kolor ciemny

(sprawiał wrażenie jakby w oleju pojawił się
węgiel). Przepust ten był instalowany w marcu
2002 roku.

W czerwcu 2003 roku przeprowadzono pomiar
metodą EA. Nie spodziewano się żadnej
aktywność wnz w kadzi głównej, ponieważ
badania nie

wykazywały wzrostu gazu w oleju.

Zarejestrowano

jednakże i zlokalizowano pewne

wyładowania, które wskazywały na miejsce pod
izolatorem przepustowym fazy 2 (rysunek).

Odstawiono zatem transformator w celu zbadania
tan delta. Spuszczono olej z przepustu i wykonano
jego

analizę za pomocą Hydranu oraz wysłano

próbki do laboratorium. Test laboratoryjny wykazał
obecność dużej ilości gazu, co wskazywało na
wnz. Izolator wymontowano zatem i

wysłano do

producenta.

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

44

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a

-

zastosowanie lepszych materiałów do konstrukcji

transformatora,

-

ochrona obiektu przed czynnikami zewnętrznymi

(stosowanie ograniczników przepięć i dławików w

punkcie zerowym, zmniejszenie temperatury pracy)

-

spowolnienie procesów starzeniowych

(kontrolując czynniki: maksymalną temperaturę w uzwojeniu,

zawartość wilgoci i tlenu w izolacji, oraz stosując wymianę lub

regenerację oleju)

-

właściwa diagnostyka stanu izolacji oraz możliwość

jego prognozowania w dłuższych okresach czasu,

- zastosowanie diagnostyki on-line (monitoring).

Metody zapobiegania awarii i przedłużenia trwałości izolacji papierowo - olejowej

2014-01-28

23

45

Dziękuję za uwagę!

Awaryjność transformatorów

W

y

k

ł

a

d

V

r

o

k

E

l

e

k

t

r

o

t e

c

h

n

i

k

a