Экспертиза
силового трансформатора

Выполнение работ по капитальному ремонту силового трансформатора
Т-1 (зав. № ****) ПС 110/6 кВ «***» проводилось в соответствии с договором подряда от 23.08.2022. Заказчиком работ выступило «***», Подрядчиком – ООО «***».

Предмет договора – работы по капитальному ремонту силового трансформатора Т-1 типа ТДН-16000/110/6 У-1 на ПС 110/6 кВ «***». Цена Договора составляла *******. Окончание работ: 30.11.2022 г.

Сборочный чертеж силового трансформатора ТДН-16000/110/6 У-1 ПС 110/6 кВ «***» с основными габаритными размерами приведен на рис. 1.

Результаты выполненных работ по капитальному ремонту силового трансформатора подтверждаются актами формы КС-2 от 30.11.2022 (№1 и №2), а также актом формы ОС-3 приемки-сдачи отремонтированных объектов основных средств. Фактическая сумма выполненных работ (без НДС) составила ******** руб., с НДС – ******** руб.

Силовой понижающий трансформатор ТДН-16000/110/6 является трехфазным трансформатором с дутьевым охлаждением, оснащенным устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения (ВН) 110 кВ, обмотки низшего напряжения (НН) – 6 кВ. Номинальная мощность трансформатора 16 МВ·А. Год выпуска трансформатора – 2005, год ввода в эксплуатацию – 2006. Тип РПН – РС-9. Вид защиты масла – свободное дыхание. Марка трансформаторного масла – ГК. Изготовитель трансформатора – Чирчикский трансформаторный завод (ЧТЗ) (Республика Узбекистан).

В материалах дела содержатся протоколы испытания трансформаторного масла, хронологически относящиеся к следующим периодам эксплуатации:
– до проведения капитального ремонта (2020 г.);
– после проведения капитального ремонта и до включения в работу (2022 г.);
– по завершении капитального ремонта после включения в работу (2022 г.);
– после проведения дегазации (2023 г.);
– после проведения повторной дегазации (2024-25 гг.).

Имеющиеся в материалах дела протоколы хроматографического анализа масла позволяют оценить динамику изменения концентрации газов, растворенных в масле. Графики изменения концентраций газов – сумма растворенных газов (СРГ), водород (Н2), метан (СН4), этан (С2Н6), этилен (С2Н4), ацетилен (С2Н2) – приведены на рис. 7 – 12 соответственно.

На концентрацию газов, растворенных в масле, оказывает влияние ряд факторов, который может как привести к росту уровня концентрации, так и его падению.
На рост концентрации оказывают влияние следующие факторы:
– увеличение нагрузки трансформатора;
– сезонные изменения температуры;
– воздействия внешних коротких замыканий и др.;
– перегрев масла теплоэлектронагревателями при его обработке в дегазационных и других установках;
– проведение сварочных работ на баке;
– перегрев из-за дефектов системы охлаждения;
– повреждения масляных насосов с неэкранированным статором;
– остаточные концентрации газов от устранённого дефекта, если масло плохо дегазировано или была диффузия газов из целлюлозной изоляции;
– нарушение герметичности уплотнения между основным баком и баком контактора устройства РПН;
– насыщение масла в баке трансформатора газами из бака расширителя контактора устройства РПН, в результате перетока газов, вследствие того, что перегородка в расширителе выполнена не до самого верха (наиболее часто встречалось при установке РПН типов RS–3 и RS–4);
– доливка недегазированным маслом, бывшим в эксплуатации, содержащим повышенные концентрации газов.

На снижение концентрации газов оказывают влияние следующие факторы:
– уменьшение нагрузки трансформатора;
– длительное отключение;
– дегазация масла;
– доливка дегазированным маслом;
– частичная или полная замена масла в баке трансформатора;
– замена силикагеля.

Рост нагрузки трансформатора приводит к увеличению температуры изоляции и интенсивности газообразования. В исправном трансформаторе интенсивность образования газов увеличивается лишь при работе в режиме перегрузки и снижается до начального низкого уровня при падении нагрузки. В трансформаторе с развивающимся дефектом генерация газов сильнее зависит от нагрузки и становится заметной при нагрузках ниже номинальной (характерно для термических дефектов, связанных с потоками рассеяния и дефектами токопроводящей цепи).

На изменение концентрации оказывает влияние сезонный рост температуры окружающего воздуха, который приводит к росту концентрации газов.

Причиной роста концентрации газов могут являться внешние короткие замыкания, внешние и внутренние перенапряжения, несимметрия нагрузки и т.д. В данных случаях рост концентрации при отсутствии дефекта может привести к снижению концентрации газов через 1-3 мес.

Нарушение температурного режима при технологической обработке масла (сушке, дегазации, регенерации) является причиной появления газов, характерных для термического дефекта.

При сварочных работах на баке трансформатора, залитого маслом, нагрев стенки бака может привести к образованию газов, характерных для высокотемпературного нагрева.

В случае снижения эффективности или отказа системы охлаждения происходит повышенное выделение газов, характерных для термического дефекта, с резким ростом содержания оксидов углерода.

Изменение концентрации газов возможно при доливке трансформатора маслом, имеющим концентрации газов, отличающиеся от его концентраций.
Остаточные концентрации газов от устранённого дефекта трансформатора, если не проводилась дегазация его масла, будут маскировать время возникновения нового дефекта и его характер. При дегазации масла газы с высокой растворимостью (С2Н6, С2Н4) редко удается удалить полностью, поэтому дегазированное масло может содержать некоторый уровень этих газов.

При включении трансформатора в работу после длительного охлаждения - например, после проведения ремонтных работ (в том числе связанных с заменой масла) наблюдается десорбция газов из целлюлозной изоляции. Может наблюдаться десорбция газов из силикагеля адсорбционных или термосифонных фильтров, если при ремонте силикагель не был в них заменён. Температурная миграция оксидов углерода, по причине адсорбции газов целлюлозой, заметна при температурах до 80 °C. Обычно рост концентраций CO, CO₂, выделяющихся из целлюлозы при включении трансформатора в работу, спустя несколько дней заканчивается.
Если масло после аварии долго находилось в трансформаторе, то целлюлозная изоляция могла адсорбировать значительное количество газов разложения. При включении в работу такого трансформатора после ремонта с заменой масла из целлюлозной изоляции в масло будут выделяться ранее поглощённые газы, состав которых будет соответствовать устранённому повреждению. При малой нагрузке выделение газов может начаться не сразу после включения, и стабилизация может продолжаться 2-3 месяца.

В масле бака контактора устройства РПН при нормальной его работе (переключениях) образуется большое количество газов, характерных для дефектов электрического характера. Эти газы могут попадать в основной бак трансформатора следующими путями:
– в результате нарушения герметичности уплотнения между основным баком и баком контактора (при этом возможно загрязнение масла бака частицами углерода, которые образуются при работе контактора);
– в результате диффузии газов из масла бака контактора устройств РПН через общий воздушный объем в масло бака трансформатора (наиболее часто встречалось при установке РПН типов RS-3 и RS-4);
– в результате перетока масла между частями расширителя (из части расширителя, сообщающейся с РПН, в часть расширителя, сообщающуюся с баком трансформатора), в случае, если перегородка в расширителе выполнена не до самого верха (наиболее часто встречалось при установке РПН типов RS-3 и RS-4).

Если отношение концентраций газов С2Н2/Н2 в баке трансформатора превышает 2, то вероятно попадание газа из бака контактора в бак трансформатора. Для проверки необходимо отобрать пробы масла из бака контактора РПН и бака трансформатора. Высокое сходство двух графических образов дефектов результатов хроматографического анализа масла является дополнительным признаком, подтверждающим этот вывод.
Газы, попадающие в бак трансформатора из бака контактора, создают ошибочную картину дефекта, не позволяют своевременно выявить дефект самого трансформатора и правильно его идентифицировать. После устранения нарушения герметичности масло в баке трансформатора должно быть дегазировано.

Рассмотренные выше факторы позволяют сформировать следующие рабочие версии изменения концентраций газов, уровни которых установлены при хроматографическом анализе масла, связанные с эксплуатационными факторами:
1)    изменение нагрузки трансформатора;
2)    сезонные изменения температуры;
3)    изменение уровня и частоты внешних коротких замыканий;
4)    дегазация масла;
5)    проведение сварочных работ на баке;
6)    перегрев из-за дефектов системы охлаждения;
7)    замена силикагеля;
8)    доливка дегазированным маслом;
9)    частичная или полная замена масла в баке трансформатора;
10)          доливка недегазированным маслом, бывшим в эксплуатации, содержащим повышенные концентрации газов;
11)          нарушение герметичности уплотнения между основным баком и баком контактора устройства РПН;
12)          развитие дефекта изоляции в ходе эксплуатации;
появление дефекта изоляции после проведения работ по капитальному ремонту.

В материалах дела содержатся данные регистрации напряжений и токов со стороны низшего напряжения (6 кВ), шаг дискретизации которых составляется 12 часов. Данные результаты предоставлены с 2017 по 2025 год и содержат 6 197 измерений.
Результаты измерения напряжения на шинах 6 кВ подстанции *** приведены на рис. 23. Среднее значения напряжения на шинах составляет 6,23 кВ, минимальное – 6,1, максимальное – 6,4 кВ.

Изменение температуры окружающей среды для местности, где расположена подстанция 110 кВ, оценивается за рассматриваемый период предоставления данных, охватывающих период с 2017 по 2025 гг.
Для оценки сезонного колебания температуры использованы статистические данные о температуре воздуха помесячно для г. Оренбург Оренбургской области.
В исследовании использованы материалы, приведенные на сайте «Погода и климат. Летопись погоды в Оренбурге».
Указанные данные позволяют построить график изменения среднемесячных температур (рис. 27).

В материалах дела содержится информация о внешних коротких замыканиях, зафиксированных на ПС110/6.
Зарегистрированные события (в количестве восьми случаев) относятся к периоду эксплуатации с 2015 по 2025 гг. (табл. 2). Во всех зарегистрированных случаях внешних коротких замыканиях зафиксировано действие токовых защит – токовой отсечки (ТО) или максимальной токовой защиты (МТЗ). Токи короткого замыкания находились в диапазоне от 900 до 2000 А.

Комплекс работ по капитальному ремонту силового трансформатора включал в себя следующий вид работ:
– регенерацию и частичную замену масла трансформатора.

Проведение регенерации масла приводит к снижению концентрации газов, растворенных в масле.

По завершении работ (декабрь 2022 г.) концентрация газов в масле трансформатора снизилась как по СРГ, так и по отдельным газам.
При вводе в эксплуатацию трансформатора с января 2023 г. по результатам анализа зафиксирован рост концентраций газов (см. рис. 7 –12).

В зимний период 2023 г. (с 21.12 по 24.12) персоналом ООО «***» проведена дегазация масла, по результатам которой концентрации газов вновь снизились.

В ходе последующей эксплуатации силового трансформатора результаты хроматографического анализа масла (проведенные в 2024 г.) вновь показывают рост концентрации газов (см. рис. 7 –12).

С момента окончания капитального ремонта и проведения работ по дегазации концентрация растворенных в масле газов возрастала – результаты анализа показали рост концентраций в обоих случаях – в 2023 г. (после КР) и в 2024 г. (после проведения дегазации масла).

Снижение концентрации газов после проведения мероприятий по регенерации масла трансформатора в ходе проведения капитального ремонта (2022 г.) и дегазации (2023 г.) позволяет исключить версии, связанные с указанными процессами:
– перегрев масла теплоэлектронагревателями при его обработке в дегазационных и других установках;
– проведение сварочных работ на баке.

Снижение концентрации после проведения капитального ремонта и дегазации свидетельствует о том, что в процессе очистки и дегазации не было нарушений технологического процесса, связанного с перегревом масла в используемых установках регенерации и дегазации, а также вследствие проведения сварочных работ.

Система охлаждения трансформаторов ТДН-16000/110/6 относится к виду «Д» (дутьевое воздушное охлаждение). Охлаждение реализовано за счет радиаторов и установленных внизу двигателей обдува в количестве 4-х штук, расположение которых приведено на рис. 29 (фотографии выполнены с четырех сторон).

Версия повреждения масляных насосов не рассматривается в связи с отсутствием таковых в системе охлаждения типа «Д» силового трансформатора, охлаждение которого предусматривает только воздушное охлаждение с помощью вентиляторов, расположенных на радиаторах.

Версия влияния силикагеля на концентрацию газов маловероятна, поскольку при капитальном ремонте происходит замена силикагеля на новый, которая при включении трансформатора оказывает влияние в виде снижения концентраций газов, а не их роста. При оценке маловероятности указанной версии эксперты исходят из того, что при замене силикагеля ООО «***» не использовался бывший в употреблении загрязненный силикагель, пропитанный маслами с предельными концентрациями газов, специально для создания условий роста концентраций газов в масле трансформатора.

Версия доливки дегазированным маслом не может рассматриваться в качестве рабочей вследствие влияния на снижение уровня концентраций масла, поскольку основным вопросом при рассмотрении условий работы трансформатора является рост концентраций после проведения капитального ремонта, в ходе которого выполнялась доливка дегазированным маслом, и дегазации.

Версия частичной замены и доливки масла также не соотносится с характером выполненных работ по замене и дегазации масла. После проведения указанных работ концентрация газов находилась на минимальных уровнях. Данная версия исключается из рассмотрения.

В перечень работ капитального ремонта трансформатора ТДН-16000/110/6 входили работы, связанные с ремонтом устройства регулирования под нагрузкой (РПН).

Имеющиеся недостатки в техническом состоянии РПН были связаны со следующим состоянием контактов:
– следы нагара на контактах переключателя РПН и предызбирателя (см. подраздел «Основные данные о проведении работ…»).

В перечень работ по капитальному ремонту были включены работы по ремонту РПН:
– ревизия и настройка контактора и предызбирателя;
– монтаж привода РПН с последующей его регулировкой;
– комплексное испытание активной части трансформатора со снятием круговой диаграммы устройства РПН.

Устройство РПН марки РС-9 (RS-9) конструктивно изготавливается в отдельном баке, который заполняется трансформаторным маслом. Бак РПН изолирован от основного бака трансформатора, его внешний вид приведен на рис. 34 и поясняется чертежами, приведенными на рис. 35.

Ухудшение технического состояния трансформатора и его изоляции в ходе эксплуатации связано с развитием дефектов в следующих узлах и элементах, указанных в техническом задании к договору на проведение капитального ремонта силового трансформатора:
1) верхняя ярмовая балка;
2) стержни магнитопровода;
3) конструкция и другие элементы силового трансформатора.

Указанный характер дефектов для верхней ярмовой балки связан с термическими дефектами магнитопровода:
– термический дефект со следами оплавления пластин магнитопровода в его верхней и нижней частях;
– искривления и смещения стальных пластин шихтованной стали.
Дефекты в стержнях магнитопровода также связаны с термическими дефектами и механическими повреждениями:
– оплавление пластин и прессовочных колец;
– деформация пластин магнитопровода.

Дефекты в других элементах связаны с механическими (связанными с воздействием токов внешних коротких замыканий и результатом нагрева) и термическими повреждениями:
– повреждение бандажа обмоток, прессующих колец и отвода обмоток, нарушение геометрии обмоток;
– обгорание изоляции колец и отводов обмоток;
– повреждение изоляции отводов при термическом воздействии и др.

Выявленные дефекты в трансформаторе связаны с электродинамическим и термическим воздействиями на его активную часть и элементы конструкции.

До проведения капитального ремонта наблюдались превышения допустимых концентраций по следующим газам:
 – Н2;
– СН4;
– С2Н6;
– С2Н4;
– С2Н2.

Гистограмма концентраций газов соответствует образу дефекта – высокотемпературный нагрев, переходящий в дугу (см. табл. 1).

Характер дефектов, присутствовавших в силовом трансформаторе до проведения капитального ремонта, был связан с высокотемпературным нагревом, приведшим к термическим дефектам в конструкции активной части, а также результатами электродинамического воздействия токов короткого замыкания, приведших к деформации конструкции обмоток.
На момент проведения анализов (2020 г.) загрузка трансформатора была близка к номинальной – находилась на уровне около 85,7 %, до указанного года был зафиксирован ряд внешних коротких замыканий.

Относительная концентрация газов до проведения капитального ремонта составила:
– Н2 → 1,79;
– СН4 → 21,5;
– С2Н6 → 15,4;
– С2Н4 → 23,3;
– С2Н2 → 1,73.
При рассмотрении отношений концентраций пар газов дефект до проведения капитального ремонта определяется как термический дефект в диапазоне высоких температур свыше 700^оС (рис. 37).

Результаты хроматографического анализа растворенных в масле газов после проведения капитального ремонта позволяют прогнозировать развитие дефекта, связанного с появлением частичных разрядов низкой плотности энергии, что характерно для диаграммы концентраций и соответствующего образа дефекта, а также соответствует характеристике типичного дефекта, связанного с концентрацией водорода Н2 – основной газ и метана СН4 – характерный газ.

Причинами появления и роста концентрации указанных газов выступают следующие:
– неполная пропитка изоляции;
– высокая влажность целлюлозной изоляции;
– перенасыщение масла газом, в том числе в результате кавитации.

До проведения капитального ремонта результаты хроматографического анализа указывали на другой вид дефекта, связанный с нагревом в области высоких температур. При этом относительная концентрация водорода в масле после проведения капитального ремонта возросла на порядок: рост произошел с уровня 1,7 до уровня 35,0 (максимальные значения при проведении анализа до и после проведения капитального ремонта). Дегазация масла позволила снизить концентрацию водорода, однако после включения трансформатора в работу рост концентрации вновь достиг уровня 26,0.

Указанное обстоятельство свидетельствует о том, что в результате проведенных работ образовались дефекты изоляции, приведшие к возникновению частичных разрядов. Источниками частичных разрядов, соответствующих рассмотренным причинам, могут выступать следующие элементы трансформатора:
– магнитопровод (при проведении капитального ремонта выполнены работы, связанные с восстановлением стальных пластин магнитопровода и их изоляции);
– обмотки (в ходе капитального ремонта был выполнен ремонт и частичная замена обмоток);
– ремонт и замена отводов и их изоляции вводов 6 кВ.

Проведение работ по ремонту трансформатора могло привести к возникновению ранее указанных возможных причин появления частичных разрядов: неполная пропитка изоляции; высокая влажность целлюлозной изоляции; перенасыщение масла газом, в том числе в результате кавитации.

Регистрация частичных разрядов в трансформаторе выполняется с помощью трех групп способов, к которым относятся:
– электрические;
– акустические;
– электромагнитные.

На подстанции ПС 110/6 кВ для регистрации частичных разрядов использовался прибор AR700, принцип действия которого основан на акустическом способе регистрации частичных разрядов.
В материалах дела приведены результаты регистрации частичных разрядов трансформатора ТДН-16000/110/6, обработка которых выполнена с помощью программного обеспечения компании ООО «Lbhec» – «INVA Portable» – программа для работы с приборами производства ООО "Димрус".
Результаты регистрации интенсивности частичных разрядов PDI (мВт) приведены за 10.02.2025 г. на рис. 41.

Комплекс работ по капитальному ремонту в соответствии с техническим заданием включал в себя следующий перечень работ по ремонту узлов и элементов силового трансформатора:
1) ремонт магнитопровода;
2) ремонт (замену) отводов и изоляционных частей отводов 6 кВ;
3) замену обмотки НН фазы В;
4) ремонт обмоток ВН и НН фаз А, В (за исключением обмотки НН 6 кВ ф. «В»), и «С» и их изоляции;
5) ремонт шинок заземления;
6) ремонт переключающих устройств с РПН;
7) ремонт бака;
8) ремонт расширителя;
9) ремонт предохранительной трубы;
10) ремонт газового реле;
11) ремонт защитного (струйного) реле;
12) ремонт трубчатого маслоуказателя;
13) ремонт вводов;
14) ремонт фильтров непрерывной регенерации масла;
15) ремонт системы охлаждения типа Д;
16) ремонт арматуры;
17) покраску трансформатора и его навесного оборудования в 2 слоя;
18) ремонт фарфоровых покрышек изоляторов 6 кВ;
19) замену токоотводной шпильки вводов 6 кВ;
20) замену старых резиновых уплотнений под и над вводами НН, СН, ВН смотровых люков, и других технологических местах;
21) отбор и определение влагосодержания твердой изоляции согласно действующих НД по окончании сборки трансформатора;
22) проверку герметичности бака;
23) регенерацию и частичная замена масла трансформатора;
24) замену силикагеля;
25) комплексное испытание активной части трансформатора со снятием круговой диаграммы устройства РПН.

В соответствии с СТО 34.01-24-002-2021 капитальный ремонт – это вид ремонта, который выполняется для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые.
Проведение капитального ремонта подразумевает восстановление исправности и приведение состояния оборудования, близкого к заводскому, что относится и к таким элементам трансформатора как магнитопровод, обмотки, отводы и другие элементы.

Исходя из этого при восстановлении характеристик трансформатора показатели его работы не должны были ухудшиться.
Улучшение параметров трансформатора установлено в процессе испытаний, в ходе которых зафиксировано, что контролируемые параметры силового трансформатора и трансформаторного масла по результатам физико-химического анализа соответствуют нормам НТД.

Однако, рассмотренные результаты хроматографического анализа масла указывают на возникновения дефекта, который ранее при эксплуатации трансформатора не фиксировался. Указанный дефект связан с возникновением частичных разрядов низкой плотности энергии и приводит к росту относительной концентрации водорода выше предельно-допустимых значений.

Результаты регистрации частичных разрядов позволяют зафиксировать низкую интенсивность частичных разрядов, классифицируемых как дефект, не представляющий опасности, по уровню кажущегося заряда и напряжения.

В материалах дела приводятся сведения о состоянии силового трансформатора и возможной причине частичных разрядов.
В частности, подрядная организация приводит следующие сведения (рис. 53).

«Какой характер дефекта, имеющегося в силовом трансформаторе ТДН-16000/110/6, по данным анализа концентраций газов, растворенных в масле, до и после проведения работ по его капитальному ремонту?»

Характер дефекта, диагностируемый в силовом трансформаторе ТДН-16000/110/6 до и после проведения капитального ремонта, отличается (см. подраздел «Результаты анализа трансформаторного…» выше).
При рассмотрении диаграмм концентраций газов дефекты определены по типовому образу (типовым диаграммам) и соотношению концентраций пар газов.

До проведения капитального ремонта диаграммы концентраций, построенные по результатам хроматографического анализа растворенных в масле бака трансформатора газов, указывают на диагностируемый высокотемпературный нагрев, переходящий в дугу. В фототаблицах 1 – 3 приведены фотографии, указывающие на места подгаров и отжогов, подтверждающие имеющиеся факты разрядов, а также дефекты изоляции обмоток.

Указанные дефекты описаны в техническом задании на ремонт трансформатора и использованы для формирования видов работ по капитальному ремонту.

После проведения капитального ремонта результаты хроматографического анализа масла из бака трансформатора показали изменение концентраций и основного газа. Если до капитального ремонта основным газом являлся этилен С2Н4, то после проведения капитального ремонта и ввода трансформатора в эксплуатацию основным газом стал водород Н2. Следует отметить, что концентрация водорода на порядок превысила уровень концентрации водорода до проведения капитального ремонта. Диаграмма концентраций позволяет на основе образа дефекта идентифицировать дефект как связанный с появлением частичных разрядов низкой плотности энергии.

Указанный дефект подтверждается анализом отношений концентраций пар газов, растворенных в масле, как частичные разряды.
Характер дефекта после проведения капитального ремонта не изменялся, в том числе после дегазации, т.е. как в случае после капитального ремонта, так и после дегазации наблюдался рост концентрации газов, в том числе водорода Н2 и этилена С2Н4.

Таким образом, характер дефекта в силовом трансформаторе ТДН-16000/110/6 по данным анализа концентраций газов, растворенных в масле, до проведения капитального ремонта диагностируется как высокотемпературный нагрев, переходящий в дугу. После проведения капитального ремонта характер дефекта изменился и диагностируется как частичные разряды с низкой плотностью энергии.

«Являются ли причиной дефектов, вызывающих сверхнормативное образование газов в трансформаторном масле силового трансформатора Т-1 типа ТДН-16000/110/6 У-1 ПС 110-6 кВ «***» работы по капитальному ремонту указанного трансформатора, проведенные ООО «***» по договору подряда от 23.08.2022?»

При рассмотрении проведения капитального ремонта в качестве причины дефектов, вызывающих сверхнормативное образование газов в трансформаторном масле следует исходить из анализа следующих обстоятельств:
– характер диагностируемого дефекта до проведения капитального ремонта на основании данных хроматографического анализа масла;
– установленные виды дефектов трансформатора;
– виды работ для устранения дефектов, выполняемые при проведении капитального ремонта;
– характер диагностируемого дефекта после проведения капитального ремонта;
– подтверждение диагностируемого дефекта по результатам дополнительных испытаний;
– связь вида дефекта с элементами трансформатора и выполненными работами по его капитальному ремонту.

Сверхнормативное образование газов до и после проведения капитального ремонта подтверждаются протоколами испытания масла (см. раздел «Результаты анализа трансформаторного…» выше).
Концентрации газов до и после проведения капитального ремонта существенно изменились, что подтверждается графиками изменения относительных концентраций, диаграмм концентраций газов и отношений концентраций пар газов.

При рассмотрении рабочих версий, влияния эксплуатационных факторов и результатов анализа масла было установлено следующее:
1)   вид дефекта до и после проведения капитального ремонта изменился;
2)   в ходе проведения работ капитальному ремонту выполнялся ремонт магнитопровода, обмоток, отводов, РПН и других элементов, в том числе их изоляции;
3)   основным фактором, повлиявшим на изменение вида дефекта, являются работы по капитальному ремонту трансформатора, в ходе которых выполнялась сборка-разборка основных элементов и узлов трансформатора;
4)   результатам проведения работ по капитальному ремонту явилось устранение ранее выявленного дефекта, связанного с высокотемпературным нагревом, переходящим в дугу, и появление нового вида дефекта, ранее не диагностируемого, – частичных разрядов с низкой плотностью энергии.

Таким образом, причиной дефектов, вызывающих сверхнормативное образование газов в трансформаторном масле силового трансформатора Т-1 типа ТДН-16000/110/6 У-1 ПС 110-6 кВ «***», явилось проведение работ ООО «***» по договору подряда от 23.08.2022.

«Если не являются, то установить причины возникновения указанного дефекта?»

Диагностируемый после проведения капитального ремонта трансформатора на основании анализа газов, растворенных в масле, дефект относится к дефектам, связанным с появлением частичных разрядов с низкой плотностью энергии.

Причинами образования указанного эффекта (см. раздел «Результаты регистрации частичных разрядов» выше) могут выступать увлажнение изоляции, недостаточная пропитка изоляции и перенасыщение масла газом, в т.ч. в результате кавитации.

Указанные причины могут привести к появлению дефекта на этапе изготовления обмоток, их транспортировки или хранения, в результате повышенной вибрации элементов трансформатора и ряда других.
Для проведения точной диагностики причин возникновения дефектов требуется дополнительное проведение исследования по регистрации частичных разрядов с целью определения локации их источников, а также обследование трансформатора в условиях его вывода в ремонт.
Уровень регистрируемой вибрации трансформатора до и после проведения работ по ремонту позволяет оценить качество выполнения работ и может быть использован для оценки фактора, приводящего к перенасыщению масла газом, в том числе в результате кавитации.
Проведение осмотра элементов трансформатора и проверка контрольных узлов, анализ изоляции обмоток и отводов, устройства РПН при выводе трансформатора в ремонт позволят достоверно установить причину дефекта.

Таким образом, причины возникновения указанного дефекта связаны с проведением работ по капитальному ремонту, в результате которого возникли условия для возникновения частичных разрядов с низкой плотностью энергии в силовом трансформаторе.

«Связаны ли работы по капитальному ремонту силового трансформатора ТДН-16000/110/6 с его узлами, в которых наблюдалось развитие дефекта, характер которого установлен результатами хроматографического анализа газов, растворенных в масле, и наличием частичных разрядов?»

Проведение работ по капитальному ремонту силового трансформатора включало в себя перечень работ (см. подраздел «Акты, подтверждающие выполнение работ…»), основными из которых были работы по ремонту следующих элементов: магнитопровода, обмоток, отводов обмоток, устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН), системы охлаждения и регенерации масла.

Описанные дефекты трансформатора, явившиеся основанием для его капитального ремонта, протоколы испытаний силового трансформатора и анализа газов, растворенных в масле, указывали на повреждения, которые могли образоваться в ходе развития дефектов изоляции и внешних коротких замыканий.

Среди указанных дефектов стоит отметить оплавление и искривления стальных пластин магнитопровода трансформатора, обгорание изоляции колец и отводов обмоток, повреждение обмоток и изоляции отводов термического характера, нарушение геометрии обмоток.
Указанные дефекты связаны с образованием высоких температур (термическое воздействие) и электродинамических сил (механическое воздействие).

Характер указанных дефектов подтверждается результатами анализа масла и испытаниями трансформатора.
Проведение работ по капитальному ремонту, целью которых было восстановление характеристик трансформатора, было связано со сборкой-разборкой указанных элементов (магнитопровода, РПН, обмоток и др.).
При проведении указанных работ дефекты, носящие высокотемпературный характер, были устранены, однако появились условия для возникновения частичных разрядов, которые ранее в ходе эксплуатации трансформатора не фиксировались.

Диагностируемый по результатам хроматографического анализа масла дефект имеет характер частичных разрядов с низкой плотностью энергии и подтверждается результатами регистрации частичных разрядов. Регистрация частичных разрядов (выполнена в 2025 г. в течение суток) позволяет классифицировать дефект на этапе обследования как не представляющий опасности, при этом кажущийся заряд ЧР кратно превышает уровень помех.

Таким образом, работы по капитальному ремонту силового трансформатора ТДН-16000/110/6 связаны с его узлами, в которых наблюдалось развитие дефекта до капитального ремонта, характер которого установлен результатами хроматографического анализа газов, растворенных в масле. После проведения капитального ремонта по результатам хроматографического анализа и измерений частичных разрядов диагностируется другой вид дефекта изоляции.

«Является ли причиной повышения концентраций газов, растворенных в масле силового трансформатора ТДН-16000/110/6, возникновение и развитие внутреннего дефекта?»

Ответ на данный вопрос следует разделить в связи с различием характера дефектов до и после проведения капитального ремонта.
До проведения капитального ремонта внутренний дефект характеризовался как высокотемпературный нагрев, переходящий в дугу. При ответе на предыдущие вопросы было отмечено, что указанный характер дефекта подтверждается описанием состояния элементов трансформатора, по результатам которого подготовлено техническое задание с указанием видов работ по капитальному ремонту трансформатора. Указанные работы охватывают все основные элементы ремонтируемого силового трансформатора.

На этапе до проведения капитального ремонта причиной повышения концентраций являлся внутренний дефект и его развитие.
После проведения капитального ремонта изменились концентрации газов – наблюдался рост концентраций газов, который был не характерен в период эксплуатации силового трансформатора до проведения капитального ремонта. Помимо ранее не отмечавшихся уровней концентрации газов, ставших нетипичным для эксплуатации трансформатора, изменился характер диагностируемого дефекта. Ранее диагностируемый дефект, связанный с высокотемпературным нагревом, не был выявлен в процессе эксплуатации после проведения капитального ремонта и дегазации.
Причиной повышения роста концентраций газов (наибольший рост концентрации водорода Н2 и превышения предельно-допустимого уровня) явился внутренний дефект изоляции, диагностируемый как частичные разряды с низкой плотностью энергии.
Образование внутреннего дефекта, ранее в ходе эксплуатации не диагностируемого, связано с проведением работ по капитальному ремонту силового трансформатора.

Таким образом, причиной повышения концентраций газов, растворенных в масле силового трансформатора ТДН-16000/110/6, является возникновение и развитие внутреннего дефекта на этапах до капитального ремонта (характер – высокотемпературный нагрев, переходящий в дугу) и после проведения капитального ремонта (частичные разряды с низкой плотностью энергии).