Заказать обратный звонок
ЗАКАЗАТЬ ЗВОНОК
Или вы можете позвонить нам сами
+7 904 326 7696
Экспертиза
силового трансформатора ТСЗ-1600/10
Описание процесса исследования в рамках судебной электротехнической экспертизы
Судебная экспертиза по делу №А76-13723/2022
Исковые требования: произвести замену некачественного обрудования
ПРОБЛЕМА
В процессе эксплуатации вышел из строя сухой силовой трансформатор ТСЗ-1600/10-У3. С целью установления причин повреждения инициировано проведение судебной экспертизы трансформатора.
В процессе эксплуатации вышел из строя сухой силовой трансформатор ТСЗ-1600/10-У3. С целью установления причин повреждения инициировано проведение судебной экспертизы трансформатора.
ПОСТАВЛЕННЫЕ НА ЭКСПЕРТИЗУ ВОПРОСЫ
- Какие повреждения Трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ имеются на момент проведения экспертизы?
- Определить причину выхода из строя Трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ: заводской брак/нарушение условий эксплуатации/некачественный монтаж/действие непреодолимой силы/иное?
- Соответствуют ли функциональные, технические, качественные и иные характеристики силового трансформатора указанным в договоре (контракте на поставку)/паспортным данным /проектной и рабочей документации/требованиям нормативно-технической документации, предъявляемым к силовым трансформаторам?
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Органолептический
Инструментальный
Документальный
Аналитический
ТЕОРИЯ
В настоящем разделе приведены основные используемые в исследовании термины и общие теоретические сведения в области устройства и ремонта трансформатора.
Силовой трансформатор – статическое устройство, имеющее две или более обмотки, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного напряжения и тока в одну или несколько других систем переменного напряжения и тока, имеющих обычно другие значения при той же частоте, с целью передачи мощности.
Сухой трансформатор – трансформатор, магнитная система и обмотки которого не погружены в изоляционную жидкость (МЭС 421-01-16).
Класс нагревостойкости – оценка стойкости электрической изоляции электротехнических изделий к воздействию температуры (приняты классы Y, A, E … 250 с соответствующими температурами 90 … 250 oC).
Стойкость трансформатора к коротким замыканиям – свойство трансформатора выдерживать без повреждений термические и динамические воздействия внешних коротких замыканий (трехфазных, двухфазных, двухфазных и однофазных коротких замыканиях на землю).
Ток короткого замыкания в электроустановке: Ток, возникающий при коротком замыкании в электроустановке.
Ударный ток короткого замыкания – наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания в одной из фаз трехфазной электрической цепи, которое имеет место, когда короткое замыкание происходит в момент прохождения напряжения этой фазы через нулевое значение, а до возникновения короткого замыкания ток в цепи носит емкостной характер или отсутствует.
Межвитковое короткое замыкание – короткое замыкание между разными витками одной катушки или секции обмотки электрической машины, трансформатора или электрического аппарата.
Силовой трансформатор – статическое устройство, имеющее две или более обмотки, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного напряжения и тока в одну или несколько других систем переменного напряжения и тока, имеющих обычно другие значения при той же частоте, с целью передачи мощности.
Сухой трансформатор – трансформатор, магнитная система и обмотки которого не погружены в изоляционную жидкость (МЭС 421-01-16).
Класс нагревостойкости – оценка стойкости электрической изоляции электротехнических изделий к воздействию температуры (приняты классы Y, A, E … 250 с соответствующими температурами 90 … 250 oC).
Стойкость трансформатора к коротким замыканиям – свойство трансформатора выдерживать без повреждений термические и динамические воздействия внешних коротких замыканий (трехфазных, двухфазных, двухфазных и однофазных коротких замыканиях на землю).
Ток короткого замыкания в электроустановке: Ток, возникающий при коротком замыкании в электроустановке.
Ударный ток короткого замыкания – наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания в одной из фаз трехфазной электрической цепи, которое имеет место, когда короткое замыкание происходит в момент прохождения напряжения этой фазы через нулевое значение, а до возникновения короткого замыкания ток в цепи носит емкостной характер или отсутствует.
Межвитковое короткое замыкание – короткое замыкание между разными витками одной катушки или секции обмотки электрической машины, трансформатора или электрического аппарата.
ПРОЦЕСС ИССЛЕДОВАНИЯ
Общие сведения об эксплуатации
Трансформатор сухой защищенный марки ТСЗ-1600/10-У3 (далее – Трансформатор) являлся товаром по договору поставки материалов и принадлежностей от 29.10.2018 между Ответчиком (поставщиком) и Истцом (заказчиком, эксплуатирующей организацией).
Общий вид трансформатора приведен на рисунке Рис. 1.
Общий вид трансформатора приведен на рисунке Рис. 1.
Рис. 1 – Общий вид трансформатора типа ТСЗ-1600/10 (фото трансформаторов серии ТСЗ завода-изготовителя, https://slavenergo.ru/transformator_tsz)
На габаритном чертеже (рисунок 2) приведены вид на обмотку стороны высшего напряжения (ВН), где показаны вводы обмоток А, В и С, расположение переключателя без возбуждения (ПБВ) (поз. 4), вид сбоку, вид на обмотку низшего напряжения НН.
На вводе НН шина расположены квадратом согласно техническому заданию на Трансформатор.
На вводе НН шина расположены квадратом согласно техническому заданию на Трансформатор.
Рис. 2 – Габаритный чертеж трансформатора ТСЗ-1600/10
(паспорт трансформатора ТСЗ-1600/10-У3)
(паспорт трансформатора ТСЗ-1600/10-У3)
24.12.2018 выполнены заводские испытания Трансформатора (протокол № ******). Заключение: трансформатор соответствует требованиям ГОСТ 52719-2007.
Паспорт Трансформатора содержит сведения о назначении изделия, технических характеристиках, составе и устройстве, мерах безопасности, транспортировке, монтаже и установке, подготовке к работе при первом включении, вводе в работу, режимах работы трансформатора, неисправностях, техническом обслуживании, осмотре и ревизии активной части, комплектности и гарантийных обязательствах.
В соответствии с УПД (счет-фактура №*** от 26.12.2018) Трансформатор отгружен 26.12.2018 и принят 14.01.2019 в 8-05 на объекте заказчика.
15.01.2019 выполнены испытания перед вводом в работу Трансформатора (протокол № 5). Испытания выполнены при температуре обмоток +15 оС. Заключение: трансформатор пригоден к эксплуатации.
Ввод в эксплуатацию выполнен в соответствии со следующими документами: паспорт на Трансформатор; инструкция по эксплуатации Трансформатора; протокол испытаний Трансформатора № * от 15.01.2019.
15.01.2019 Трансформатор введен в работу (акт ввода в эксплуатацию № *).
Комплексное опробование выполнено в период 12.01 – 15.01.2019.
Имеется несоответствие между датами комплексного опробования в акте ввода в эксплуатацию (с 12.01 по 15.01.2019) и УПД (счет-фактура №*** от 26.12.2018), где Трансформатор принят на объект Заказчика 14.01.2019 в 8-05. Указанное обстоятельство не позволяет достоверно установить период проведения комплексного опробования Трансформатора.
Возможное влияние условий ввода в эксплуатацию на техническое состояние трансформатора обусловливает требования завода-изготовителя в части устранения перепадов температуры окружающей среды и активной части трансформатора во избежание конденсации влаги и увлажнения изоляции.
Указанные требования позволяют устранить перепады температуры, осуществить пробное включение на холостой ход, повторить включения и в случае положительных испытаний ввести трансформатор в работу.
В соответствии с требованиями, указанными в паспорте Трансформатора, подготовка к вводу в эксплуатацию выполняется в следующем порядке:
1) перед первым включением трансформатор должен находиться в помещении для эксплуатации не менее одних суток;
2) включение трансформатора осуществляется на холостом ходу, после чего в течение 30-и минут осуществляется контроль над его работой;
3) после снятия напряжения выполняется 3-5 включений толчком на номинальное напряжение;
4) при удовлетворительных испытаниях трансформатор может быть включен под нагрузку.
В соответствии с однолинейной схемой Трансформатор ТСЗ-1600/10 (заводской номер № ******) имеет оперативное наименование «2Т». Трансформатор вводится в работу для замены и, исходя из однолинейной схемы, может эксплуатироваться как в параллельном режиме с трансформатором «1Т», так и поочередно.
Защита со стороны высшего напряжения (ВН) осуществляется высоковольтными выключателями КР-36 яч. 3 и яч. 15. Уставка токовой отсечки ТО составляет 1120 А, уставка максимальной токовой защиты МТЗ – 160 А с выдержкой времени 0,5 с. Со стороны низшего напряжения –выключателями с номинальным током 5000 А и током срабатывания равным 4000 А.
Номинальный ток трансформатора на стороне ВН 10 кВ – 92 А, на стороне НН 0,4 кВ – 2309 А (Паспорт Трансформатора, п. 2 Технические характеристики).
Дальнейшая эксплуатация Трансформатора выполняется в соответствии с годовым планом ремонта электрооборудования ЭТЦ на 2020 г. и далее (утверждены Техническим директором Заказчика - имеется в дополнительных материалах дела, с. 33).
февраль 2020 г. (дата не указана) – выполнены испытания Трансформатора (протокол № *). Испытания выполнены при температуре +20 оС. Заключение: трансформатор пригоден к эксплуатации.
Указанные испытания не входили в план ремонта февраля и были предусмотрены в ноябре. Фактически указанные испытания проведены ранее на 9 месяцев от запланированного срока.
ноябрь 2020 г. (дата не указана) – выполнена чистка изоляции и протяжка болтовых соединений (ремонтная карта ТП-*** (1, 2), дополнительные материалы, с. 35).
01.08.2021 в 22-24 местного времени при нагрузке 10 кВт Трансформатор отключился от действия токовой защиты (в журнале релейной защиты указан блинкер ТО) яч. 34 фид. КП-** на КП-**.
02.08.2021 – протокол испытаний Трансформатора (после отключения). Испытания выполнены при температуре +25 оС. Заключение: видимый обрыв обмоток высокого напряжения фаз В и С. Видимые следы короткого замыкания обмотки фазы В на трансформаторное железо.
При испытаниях установлено, что отклонение значения сопротивления обмоток ВН постоянному току от значений заводских испытаний превышает 2%.
Сопротивление обмоток НН постоянному току соответствует паспортным данным, отклонение значений от заводских данных менее 2%.
02.08.2021 – составлен акт осмотра Трансформатора, в ходе которого выявлено:
– повреждение обмотки ВН фазы В;
– следы короткого замыкания на кожухе Трансформатора;
– оплавление перемычек на переключателе ступеней фаз В и С;
– оплавление соединительных шин в камере Трансформатора;
– следы перекрытия (поверхностный пробой) опорного изолятора фазы А.
В акте отмечено, что на стороне ВН установлены ОПН (на имеющейся в деле схеме ОПН со стороны ВН не указаны).
Заключение комиссии:
вследствие внутреннего пробоя изоляции обмотки ВН фазы В (заводской дефект), произошли повторные пробои изоляции в камере трансформатора. В результате короткого замыкания повреждены: обмотка ВН фаз В и С; ошиновка трансформатора.
Дальнейшая эксплуатация трансформатора невозможна.
06.08.2021 – освидетельствование технического состояния Трансформатора.
Заключение комиссии аналогично решению, приведенному в акте осмотра от 02.08.2021.
В материалах дела приведена переписка сторон Договора поставки материалов и принадлежностей от 29.10.2018 между Поставщиком и Заказчиком по вопросам направления представителя и определения неисправности Трансформатора.
Выписка из оперативного журнала содержит сведения об отключении выключателя КП-**(2) на КП-**, дата 02.08.2021 в 7-00 нет напряжения на ТП-***(2), в 8-00 зафиксировано отключенное положение выключателя КП-**(2) от ТО. Далее 8-35 (исправлено и неразборчиво в тексте) – выкачена тележка КП-**(2).
Трансформатор находился в эксплуатации с 2019 по 2021 гг. Перед вводом в эксплуатацию и в процессе эксплуатации были выполнены успешные испытания Трансформатора, техническое обслуживание, замечаний по техническому состоянию не зафиксировано.
Имеется несоответствие в датах ввоза Трансформатора и проведения комплексного опробования, зафиксированное в УПД и акте ввода в эксплуатацию.
Указанные даты не позволяют достоверно установить хронологию и порядок ввода Трансформатора в эксплуатацию в соответствии с требованиями завода-изготовителя.
Паспорт Трансформатора содержит сведения о назначении изделия, технических характеристиках, составе и устройстве, мерах безопасности, транспортировке, монтаже и установке, подготовке к работе при первом включении, вводе в работу, режимах работы трансформатора, неисправностях, техническом обслуживании, осмотре и ревизии активной части, комплектности и гарантийных обязательствах.
В соответствии с УПД (счет-фактура №*** от 26.12.2018) Трансформатор отгружен 26.12.2018 и принят 14.01.2019 в 8-05 на объекте заказчика.
15.01.2019 выполнены испытания перед вводом в работу Трансформатора (протокол № 5). Испытания выполнены при температуре обмоток +15 оС. Заключение: трансформатор пригоден к эксплуатации.
Ввод в эксплуатацию выполнен в соответствии со следующими документами: паспорт на Трансформатор; инструкция по эксплуатации Трансформатора; протокол испытаний Трансформатора № * от 15.01.2019.
15.01.2019 Трансформатор введен в работу (акт ввода в эксплуатацию № *).
Комплексное опробование выполнено в период 12.01 – 15.01.2019.
Имеется несоответствие между датами комплексного опробования в акте ввода в эксплуатацию (с 12.01 по 15.01.2019) и УПД (счет-фактура №*** от 26.12.2018), где Трансформатор принят на объект Заказчика 14.01.2019 в 8-05. Указанное обстоятельство не позволяет достоверно установить период проведения комплексного опробования Трансформатора.
Возможное влияние условий ввода в эксплуатацию на техническое состояние трансформатора обусловливает требования завода-изготовителя в части устранения перепадов температуры окружающей среды и активной части трансформатора во избежание конденсации влаги и увлажнения изоляции.
Указанные требования позволяют устранить перепады температуры, осуществить пробное включение на холостой ход, повторить включения и в случае положительных испытаний ввести трансформатор в работу.
В соответствии с требованиями, указанными в паспорте Трансформатора, подготовка к вводу в эксплуатацию выполняется в следующем порядке:
1) перед первым включением трансформатор должен находиться в помещении для эксплуатации не менее одних суток;
2) включение трансформатора осуществляется на холостом ходу, после чего в течение 30-и минут осуществляется контроль над его работой;
3) после снятия напряжения выполняется 3-5 включений толчком на номинальное напряжение;
4) при удовлетворительных испытаниях трансформатор может быть включен под нагрузку.
В соответствии с однолинейной схемой Трансформатор ТСЗ-1600/10 (заводской номер № ******) имеет оперативное наименование «2Т». Трансформатор вводится в работу для замены и, исходя из однолинейной схемы, может эксплуатироваться как в параллельном режиме с трансформатором «1Т», так и поочередно.
Защита со стороны высшего напряжения (ВН) осуществляется высоковольтными выключателями КР-36 яч. 3 и яч. 15. Уставка токовой отсечки ТО составляет 1120 А, уставка максимальной токовой защиты МТЗ – 160 А с выдержкой времени 0,5 с. Со стороны низшего напряжения –выключателями с номинальным током 5000 А и током срабатывания равным 4000 А.
Номинальный ток трансформатора на стороне ВН 10 кВ – 92 А, на стороне НН 0,4 кВ – 2309 А (Паспорт Трансформатора, п. 2 Технические характеристики).
Дальнейшая эксплуатация Трансформатора выполняется в соответствии с годовым планом ремонта электрооборудования ЭТЦ на 2020 г. и далее (утверждены Техническим директором Заказчика - имеется в дополнительных материалах дела, с. 33).
февраль 2020 г. (дата не указана) – выполнены испытания Трансформатора (протокол № *). Испытания выполнены при температуре +20 оС. Заключение: трансформатор пригоден к эксплуатации.
Указанные испытания не входили в план ремонта февраля и были предусмотрены в ноябре. Фактически указанные испытания проведены ранее на 9 месяцев от запланированного срока.
ноябрь 2020 г. (дата не указана) – выполнена чистка изоляции и протяжка болтовых соединений (ремонтная карта ТП-*** (1, 2), дополнительные материалы, с. 35).
01.08.2021 в 22-24 местного времени при нагрузке 10 кВт Трансформатор отключился от действия токовой защиты (в журнале релейной защиты указан блинкер ТО) яч. 34 фид. КП-** на КП-**.
02.08.2021 – протокол испытаний Трансформатора (после отключения). Испытания выполнены при температуре +25 оС. Заключение: видимый обрыв обмоток высокого напряжения фаз В и С. Видимые следы короткого замыкания обмотки фазы В на трансформаторное железо.
При испытаниях установлено, что отклонение значения сопротивления обмоток ВН постоянному току от значений заводских испытаний превышает 2%.
Сопротивление обмоток НН постоянному току соответствует паспортным данным, отклонение значений от заводских данных менее 2%.
02.08.2021 – составлен акт осмотра Трансформатора, в ходе которого выявлено:
– повреждение обмотки ВН фазы В;
– следы короткого замыкания на кожухе Трансформатора;
– оплавление перемычек на переключателе ступеней фаз В и С;
– оплавление соединительных шин в камере Трансформатора;
– следы перекрытия (поверхностный пробой) опорного изолятора фазы А.
В акте отмечено, что на стороне ВН установлены ОПН (на имеющейся в деле схеме ОПН со стороны ВН не указаны).
Заключение комиссии:
вследствие внутреннего пробоя изоляции обмотки ВН фазы В (заводской дефект), произошли повторные пробои изоляции в камере трансформатора. В результате короткого замыкания повреждены: обмотка ВН фаз В и С; ошиновка трансформатора.
Дальнейшая эксплуатация трансформатора невозможна.
06.08.2021 – освидетельствование технического состояния Трансформатора.
Заключение комиссии аналогично решению, приведенному в акте осмотра от 02.08.2021.
В материалах дела приведена переписка сторон Договора поставки материалов и принадлежностей от 29.10.2018 между Поставщиком и Заказчиком по вопросам направления представителя и определения неисправности Трансформатора.
Выписка из оперативного журнала содержит сведения об отключении выключателя КП-**(2) на КП-**, дата 02.08.2021 в 7-00 нет напряжения на ТП-***(2), в 8-00 зафиксировано отключенное положение выключателя КП-**(2) от ТО. Далее 8-35 (исправлено и неразборчиво в тексте) – выкачена тележка КП-**(2).
Трансформатор находился в эксплуатации с 2019 по 2021 гг. Перед вводом в эксплуатацию и в процессе эксплуатации были выполнены успешные испытания Трансформатора, техническое обслуживание, замечаний по техническому состоянию не зафиксировано.
Имеется несоответствие в датах ввоза Трансформатора и проведения комплексного опробования, зафиксированное в УПД и акте ввода в эксплуатацию.
Указанные даты не позволяют достоверно установить хронологию и порядок ввода Трансформатора в эксплуатацию в соответствии с требованиями завода-изготовителя.
Отключение произошло от действия ТО (ток срабатывания защиты 1120 А), по результатам испытаний установлено повреждение обмотки ВН фазы «В».
Анализ данных о нагрузочных режимах Трансформатора
Данные, содержащиеся в актах учета оборота электроэнергии, показывают следующую картину потребления электроэнергии (табл. 1).
Как следует из данных учета, коэффициент загрузки:
по посуточным данным учета электроэнергии принимал максимальное значение 0,512 (см. табл. 1).
Как следует из данных учета, коэффициент загрузки:
kз = Si / Sном , (1)
где Si и Sном – среднесуточная мощность i-го месяца и номинальная мощность трансформатора,по посуточным данным учета электроэнергии принимал максимальное значение 0,512 (см. табл. 1).
Таблица 1 – Данные учета электроэнергии и средняя мощность
Месяц (2020-2021) | Макc. расход ЭЭ за сутки, кВА·ч | Средняя мощность, кВ·А | Загрузка, % | Расход электро-энергии за месяц, кВА·ч | Средняя мощность, кВ·А | Загрузка, % |
август | 15805,0 | 658,5 | 41,2 | 341100,8 | 458,5 | 28,7 |
сентябрь | 16704,4 | 696,0 | 43,5 | 385346,3 | 517,9 | 32,4 |
октябрь | 19286,0 | 803,6 | 50,2 | 431294,8 | 579,7 | 36,2 |
ноябрь | 19650,8 | 818,8 | 51,2 | 420112,9 | 564,7 | 35,3 |
декабрь | 17968,7 | 748,7 | 46,8 | 428018,5 | 575,3 | 36,0 |
январь | 8856,1 | 369,0 | 23,1 | 188304,1 | 253,1 | 15,8 |
февраль | 17371,6 | 723,8 | 45,2 | 365772,5 | 491,6 | 30,7 |
март | 18480,6 | 770,0 | 48,1 | 199803,2 | 268,6 | 16,8 |
апрель | 16190,2 | 674,6 | 42,2 | 373813,8 | 502,4 | 31,4 |
май | 16500,1 | 687,5 | 43,0 | 338236,2 | 454,6 | 28,4 |
июнь | 15478,0 | 644,9 | 40,3 | 341503,4 | 459,0 | 28,7 |
июль | 15790,3 | 657,9 | 41,1 | 215534,5 | 289,7 | 18,1 |
август | 719,0 | 30,0 | 1,9 | 712,1 | 32,4 | 2,0 |
Значения коэффициента загрузки имеют следующие значения за период эксплуатации:
В соответствии с характеристиками Трансформатора завод-изготовитель допускает длительную работу с мощностью, не превышающей номинальную (см. Паспорт Трансформатора).
Из рассмотрения предоставленных данных об электропотреблении по месяцам и по часам суток следует, что Трансформатор не эксплуатировался с перегрузкой, максимальная загрузка по усредненным за час данным составляла 69% от номинальной.
- за день максимального электропотребления – 51,2 % (ноябрь);
- за месяц максимального электропотребления – 36,2 % (октябрь).
В соответствии с характеристиками Трансформатора завод-изготовитель допускает длительную работу с мощностью, не превышающей номинальную (см. Паспорт Трансформатора).
Из рассмотрения предоставленных данных об электропотреблении по месяцам и по часам суток следует, что Трансформатор не эксплуатировался с перегрузкой, максимальная загрузка по усредненным за час данным составляла 69% от номинальной.
Анализ фотоматериалов, полученных при осмотре после повреждения
В материалах дела приведены следующие фотографии (рис. 3). Следы воздействия электрической дуги показаны на рис. 3, а, б, г – е. На фото видны следы оплавлений металла элементов переключателей ступеней ПБВ (а), разрушение изоляции обмоток ВН (внешние по отношению к обмоткам НН) (б), перекрытия опорного изолятора (г), следы термического воздействия электрической дуги и очагового разрушения поверхностного слоя изоляции обмоток ВН (д, е). Паспортные данные трансформатора указаны на шильдике (в).
Указанные фотографии подтверждают инструментальные результаты проверки изоляции обмоток ВН, зафиксированные в актах осмотра после аварийного отключения трансформатора.
Указанные фотографии подтверждают инструментальные результаты проверки изоляции обмоток ВН, зафиксированные в актах осмотра после аварийного отключения трансформатора.
Рис. 3 – Фотографии поврежденного трансформатора ТСЗ-1600/10 в материалах дела
Представленные фотоматериалы показывают, что внешние повреждения Трансформатора соответствуют характеру повреждения обмоток, установленных в ходе испытаний Трансформатора после его аварийного отключения.
Визуальное и инструментальное обследование в заводских условиях
После доставки Трансформатора с объекта эксплуатации на предприятие-изготовитель при снятии кожуха и обмоток Трансформатора с магнитопровода выполнена видео- и фотофиксация результатов осмотра, которые приведены в фототаблице на рис. 4.
Рис. 4 – Результаты осмотра ТСЗ-1600/10 при обследовании на заводе с разбором
По результатам осмотра установлено, что
1) внешние повреждения изоляции имеют обмотки ВН фаз «В» и «С» и переключатели ступеней регулирования ПБВ (а – г);
2) магнитопровод не имеет оплавлений и других видимых повреждений, следы нагара имеются на стержнях магнитопровода обмоток «В» и «С» со сторон, обращенных внутрь, где произошло межфазное короткое замыкание (д – к);
3) обмотки НН не имеют видимых повреждений (л, м);
4) сопротивление обмоток постоянному току для ВН «АВ» составляет 785 мкОм против 753 мкОм от заводских испытаний (отклонение составляет около 4 % без учета температуры, которая не фиксировалась на период измерений). Для обмоток НН сопротивление составило 321, 324 и 324 мкОм против заводских данных 317, 319 и 318 мкОм соответственно (отклонение составляет около 4 %).
1) внешние повреждения изоляции имеют обмотки ВН фаз «В» и «С» и переключатели ступеней регулирования ПБВ (а – г);
2) магнитопровод не имеет оплавлений и других видимых повреждений, следы нагара имеются на стержнях магнитопровода обмоток «В» и «С» со сторон, обращенных внутрь, где произошло межфазное короткое замыкание (д – к);
3) обмотки НН не имеют видимых повреждений (л, м);
4) сопротивление обмоток постоянному току для ВН «АВ» составляет 785 мкОм против 753 мкОм от заводских испытаний (отклонение составляет около 4 % без учета температуры, которая не фиксировалась на период измерений). Для обмоток НН сопротивление составило 321, 324 и 324 мкОм против заводских данных 317, 319 и 318 мкОм соответственно (отклонение составляет около 4 %).
Анализ условий хранения и эксплуатации
Из фотоматериалов, содержащихся в дополнительных материалах дела, следует, что:
1) помещение ТП-*** представляет собой закрытое распределительное устройство 10 кВ (далее – РУ-10 кВ), расположенное в здании из кирпича и железобетона с железобетонными перекрытиями (фото на с. 3 материалов);
2) в помещении Трансформатор установлен между ячейками РУ-10 кВ и ограждающей конструкцией здания (с. 4);
3) с лицевой и тыльной стороны имеется проход вдоль ячеек РУ-10 кВ с двухсторонним обслуживанием (с. 5);
4) шкаф Трансформатора не имеет непосредственного контакта с потолком помещения (с. 6, 7);
5) при хранении Трансформатор находился в закрытом отапливаемом помещении на перемещаемой конструкции (с. 8 – 13).
Приведенные в дополнительных материалах фотографии показывают, что шкаф силового трансформатора боковой правой стенкой примыкал к ячейке в РУ-10 кВ подстанции ТП-***, левая боковая стенка примыкает к ограждающей конструкции здания, от верхней части шкафа до потолка – около одного метра.
Хранение трансформатора осуществлялось в производственном помещении, при этом трансформатор находился в шкафу, помещенном на технологическую тележку для внутрицехового перемещения. Указанная конструкции удалена относительно пола на высоту около полуметра, от стен помещения и потолка – на расстояние более метра.
Расположение технологической тележки на направляющих для перемещения трансформатора может выполняться свободно, какого-либо укрытия или условий для сбора посторонних предметов и их накопления нет.
Условия хранения и эксплуатации трансформатора в подстанции ТП-*** соответствуют эксплуатации в закрытых распределительных устройствах.
1) помещение ТП-*** представляет собой закрытое распределительное устройство 10 кВ (далее – РУ-10 кВ), расположенное в здании из кирпича и железобетона с железобетонными перекрытиями (фото на с. 3 материалов);
2) в помещении Трансформатор установлен между ячейками РУ-10 кВ и ограждающей конструкцией здания (с. 4);
3) с лицевой и тыльной стороны имеется проход вдоль ячеек РУ-10 кВ с двухсторонним обслуживанием (с. 5);
4) шкаф Трансформатора не имеет непосредственного контакта с потолком помещения (с. 6, 7);
5) при хранении Трансформатор находился в закрытом отапливаемом помещении на перемещаемой конструкции (с. 8 – 13).
Приведенные в дополнительных материалах фотографии показывают, что шкаф силового трансформатора боковой правой стенкой примыкал к ячейке в РУ-10 кВ подстанции ТП-***, левая боковая стенка примыкает к ограждающей конструкции здания, от верхней части шкафа до потолка – около одного метра.
Хранение трансформатора осуществлялось в производственном помещении, при этом трансформатор находился в шкафу, помещенном на технологическую тележку для внутрицехового перемещения. Указанная конструкции удалена относительно пола на высоту около полуметра, от стен помещения и потолка – на расстояние более метра.
Расположение технологической тележки на направляющих для перемещения трансформатора может выполняться свободно, какого-либо укрытия или условий для сбора посторонних предметов и их накопления нет.
Условия хранения и эксплуатации трансформатора в подстанции ТП-*** соответствуют эксплуатации в закрытых распределительных устройствах.
Анализ технических характеристик Трансформатора, устройств защиты и графика обслуживания
Трансформатор имеет следующее климатическое исполнение и категорию размещения (паспорт Трансформатора).
Охлаждение трансформатора – естественное воздушное, климатическое исполнение У, категория размещения 3 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
Категория размещения 3 предусматривает эксплуатацию в крытых помещениях без регулирования температурных условий с естественной вентиляцией (температура практически не отличается от уличной, нет брызг и струй воды, незначительное количество пыли).
Рабочая температура для У3:
минимальная — минус 45 °С;
максимальная — плюс 40 °С).
Трансформатор оснащен цифровым температурным реле ТР-100. Реле устанавливается на обмотке НН фазы «В».
В протоколе №* указаны уставки для температурного реле: 140 оС – сигнализация, 150 оС – отключение.
Для защиты Трансформатора используются следующие виды защит.
Устройства релейной защиты включают в себя токовые защиты ТО и МТЗ.
Уставка для ТО установлена на уровне 1120 А (без выдержки времени), уставка МТЗ – 160 А с выдержкой времени 0,5 сек (распоряжение №** от 12.03.2019).
Используемые реле тока МТЗ и ТО подключены ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, установленных в фазах «А» и «С» со стороны 10 кВ Трансформатора.
В соответствии со однолинейной электрической схемой шины НН подстанции секционированы выключателем с номинальным током и током срабатывания 1600 А.
Со стороны ввода НН Трансформатора установлен выключатель с номинальным током 5000 А и током срабатывания 4000 А.
Устройства защиты от перенапряжений.
Устройства защиты представлены ограничителями перенапряжения ОПН, установленными на стороне (акт освидетельствования Трансформатора от 06.08.2021). Данные о технических характеристика ОПН в материалах дела отсутствуют.
В соответствии с годовым планом ремонта электрооборудования на 2020 г. ремонт в объеме межремонтных испытаний был запланирован на ноябрь. Протокол о проведении испытаний составлен в феврале, т.е. ранее.
В предоставленной ремонтной карте Трансформатора стоит отметка о проведении чистки изоляции и протяжке болтовых соединений в ноябре 2020 г., в соответствии с графиком ремонтов.
Охлаждение трансформатора – естественное воздушное, климатическое исполнение У, категория размещения 3 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
Категория размещения 3 предусматривает эксплуатацию в крытых помещениях без регулирования температурных условий с естественной вентиляцией (температура практически не отличается от уличной, нет брызг и струй воды, незначительное количество пыли).
Рабочая температура для У3:
минимальная — минус 45 °С;
максимальная — плюс 40 °С).
Трансформатор оснащен цифровым температурным реле ТР-100. Реле устанавливается на обмотке НН фазы «В».
В протоколе №* указаны уставки для температурного реле: 140 оС – сигнализация, 150 оС – отключение.
Для защиты Трансформатора используются следующие виды защит.
Устройства релейной защиты включают в себя токовые защиты ТО и МТЗ.
Уставка для ТО установлена на уровне 1120 А (без выдержки времени), уставка МТЗ – 160 А с выдержкой времени 0,5 сек (распоряжение №** от 12.03.2019).
Используемые реле тока МТЗ и ТО подключены ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, установленных в фазах «А» и «С» со стороны 10 кВ Трансформатора.
В соответствии со однолинейной электрической схемой шины НН подстанции секционированы выключателем с номинальным током и током срабатывания 1600 А.
Со стороны ввода НН Трансформатора установлен выключатель с номинальным током 5000 А и током срабатывания 4000 А.
Устройства защиты от перенапряжений.
Устройства защиты представлены ограничителями перенапряжения ОПН, установленными на стороне (акт освидетельствования Трансформатора от 06.08.2021). Данные о технических характеристика ОПН в материалах дела отсутствуют.
В соответствии с годовым планом ремонта электрооборудования на 2020 г. ремонт в объеме межремонтных испытаний был запланирован на ноябрь. Протокол о проведении испытаний составлен в феврале, т.е. ранее.
В предоставленной ремонтной карте Трансформатора стоит отметка о проведении чистки изоляции и протяжке болтовых соединений в ноябре 2020 г., в соответствии с графиком ремонтов.
Исследование по вопросу №1
Из имеющихся в материалах дела документов следует, что отключение Трансформатора произошло от действия релейной защиты (ТО) (выписка из оперативного журнала).
В данном случае ток двухфазного короткого замыкания превысил уровень тока срабатывания защиты – 1120 А.
Срабатывание ТО говорит о возникновении короткого замыкания в той части электрической сети, который ТО защищает от коротких замыканий, и повышении уровня тока до тока уставки, т.е. участка линии электропередачи от КП-** до подстанции ТП-***.
В акте освидетельствования технического состояния (от 06.08.2021) указано, что отключение произошло в яч.34 фид. КП-** на КП-** (в материалах обозначения яч.34 и КП-** на однолинейной схеме отсутствуют).
Отключение выключателя от действия ТО произошло в 22-24 01.08.2021.
На момент осмотра зафиксированы следующие повреждения (рисунок 5):
1) повреждения обмотки ВН фазы В (поз. 1);
2) следы короткого замыкания на кожухе (поз. 2);
3) оплавление перемычек на переключателе ступеней ПБВ фаз В и С (поз. 3);
4) оплавление соединительных шин в камере трансформатора фаз А и С (поз. 4);
5) поверхностное перекрытие изоляции опорного изолятора фазы А (поз. 5).
В заключении отмечается, что помимо обмотки ВН фазы «В» повреждена и обмотка ВН фазы «С», что свидетельствует о возникновении двухфазного короткого замыкания (между фазами «В» и «С»).
Выявленные повреждения на габаритном чертеже приведены на рисунке 6.
В данном случае ток двухфазного короткого замыкания превысил уровень тока срабатывания защиты – 1120 А.
Срабатывание ТО говорит о возникновении короткого замыкания в той части электрической сети, который ТО защищает от коротких замыканий, и повышении уровня тока до тока уставки, т.е. участка линии электропередачи от КП-** до подстанции ТП-***.
В акте освидетельствования технического состояния (от 06.08.2021) указано, что отключение произошло в яч.34 фид. КП-** на КП-** (в материалах обозначения яч.34 и КП-** на однолинейной схеме отсутствуют).
Отключение выключателя от действия ТО произошло в 22-24 01.08.2021.
На момент осмотра зафиксированы следующие повреждения (рисунок 5):
1) повреждения обмотки ВН фазы В (поз. 1);
2) следы короткого замыкания на кожухе (поз. 2);
3) оплавление перемычек на переключателе ступеней ПБВ фаз В и С (поз. 3);
4) оплавление соединительных шин в камере трансформатора фаз А и С (поз. 4);
5) поверхностное перекрытие изоляции опорного изолятора фазы А (поз. 5).
В заключении отмечается, что помимо обмотки ВН фазы «В» повреждена и обмотка ВН фазы «С», что свидетельствует о возникновении двухфазного короткого замыкания (между фазами «В» и «С»).
Выявленные повреждения на габаритном чертеже приведены на рисунке 6.
Рис. 5 – Места выявленных повреждений на электрической схеме
Рис. 6 – Места выявленных повреждений на габаритном чертеже
Повреждения обмотки ВН фазы В показаны в фототаблице материалов дела на с. 113 – с 115 (поз 1 на рисунках 5 и 6).
Следы оплавления заземленных металлоконструкций приведены на фотографиях с. 112 – с. 114 (поз. 2).
Оплавление перемычек ПБВ – на фото на с. 111 и 113 (поз 3).
Оплавление соединительных шин – на фото на с. 115 (поз 4).
Поверхностное перекрытие изоляции опорного изолятора фазы А показано на фото на с. 112 материалов дела (поз. 5).
На фотоматериалах, приведенных в материалах дела (с. 111 – с. 116), отчетливо видны повреждения обмотки ВН фазы В. На с. 114 повреждение обмотки фазы В с разрушением поверхностного слоя изоляции наблюдается в верхней ее части. На с. 115 зафиксированы повреждения рассмотренной выше обмотки фазы В и расположенной на фото справа обмотки фазы С. По степени воздействия на изоляцию смежной обмотки можно предположить, что повреждения обмотки фазы С являются следствием повреждения на обмотке фазы В.
Развитие повреждения.
Устройство активной части Трансформатора обуславливает наибольший нагрев элементов активной части (обмоток и магнитопровода) в верхней части оборудования. Нагрев обмоток ВН и НН при протекании тока приводит к выделению теплоты, количество которой определяется законом Джоуля-Ленца (пропорционально квадрату тока, протекающего по обмоткам Трансформатора).
Охлаждение активной части Трансформатора осуществляется естественным образом (конструкция не предусматривает устройства обдува или жидкого охлаждения). При конвекции нагретый воздух поднимается наверх, уступая место менее нагретому. При указанном виде теплообмена создаются условия для распространения возникающей электрической дуги вверх вместе со струями воздуха вдоль активной части Трансформатора.
В рассматриваемом случае наиболее вероятным очагом возникновения электрической дуги являлись контактные сборки ПБВ на фазе «В». Возникновение электрической дуги между болтовыми зажимами ПБВ 1-5-6 привело к ее воздействию на основание крепления болтовых зажимов (возникновение очага между контактами 1-5-6). Между указанными контактами напряжение составляет ½ линейного (фазного) напряжения Трансформатора (рис.7).
Следы оплавления заземленных металлоконструкций приведены на фотографиях с. 112 – с. 114 (поз. 2).
Оплавление перемычек ПБВ – на фото на с. 111 и 113 (поз 3).
Оплавление соединительных шин – на фото на с. 115 (поз 4).
Поверхностное перекрытие изоляции опорного изолятора фазы А показано на фото на с. 112 материалов дела (поз. 5).
На фотоматериалах, приведенных в материалах дела (с. 111 – с. 116), отчетливо видны повреждения обмотки ВН фазы В. На с. 114 повреждение обмотки фазы В с разрушением поверхностного слоя изоляции наблюдается в верхней ее части. На с. 115 зафиксированы повреждения рассмотренной выше обмотки фазы В и расположенной на фото справа обмотки фазы С. По степени воздействия на изоляцию смежной обмотки можно предположить, что повреждения обмотки фазы С являются следствием повреждения на обмотке фазы В.
Развитие повреждения.
Устройство активной части Трансформатора обуславливает наибольший нагрев элементов активной части (обмоток и магнитопровода) в верхней части оборудования. Нагрев обмоток ВН и НН при протекании тока приводит к выделению теплоты, количество которой определяется законом Джоуля-Ленца (пропорционально квадрату тока, протекающего по обмоткам Трансформатора).
Охлаждение активной части Трансформатора осуществляется естественным образом (конструкция не предусматривает устройства обдува или жидкого охлаждения). При конвекции нагретый воздух поднимается наверх, уступая место менее нагретому. При указанном виде теплообмена создаются условия для распространения возникающей электрической дуги вверх вместе со струями воздуха вдоль активной части Трансформатора.
В рассматриваемом случае наиболее вероятным очагом возникновения электрической дуги являлись контактные сборки ПБВ на фазе «В». Возникновение электрической дуги между болтовыми зажимами ПБВ 1-5-6 привело к ее воздействию на основание крепления болтовых зажимов (возникновение очага между контактами 1-5-6). Между указанными контактами напряжение составляет ½ линейного (фазного) напряжения Трансформатора (рис.7).
Рис. 7 – Место возникновения электрической дуги и направление ее распространения
Распространение электрической дуги вследствие конвекции вверх по элементам Трансформатора (обмотке и электрическим соединителям обмоток) привело к поднятию электрической дуги и пробою изоляции обмоток напряжением, близким к межфазному напряжению (10 кВ), и увеличению тока короткого замыкания до уровня двухфазного короткого замыкания.
Вследствие стохастического характера распространения электрической дуги, с учетом трехфазного напряжения источника питания и продолжительности короткого замыкания, обусловленного временем срабатывания релейной защиты и собственным временем отключения выключателя, гашение электрической дуги поддерживалось приложенным линейным напряжением «ВС», далее «СА», «АВ» и т.д. до отключения и сопровождалось переходом электрической дуги на фазу «А». В связи с указанными обстоятельствами следы воздействия электрической дуги зафиксированы в узле крепления опорного изолятора фазы «А», на корпус Трансформатора и соединительных шинах фаз «А» и «С» ВН.
Траектория распространения электрической дуги и очаг возникновения подтверждаются результатами осмотра, приведенными на рис. 8.
Вследствие стохастического характера распространения электрической дуги, с учетом трехфазного напряжения источника питания и продолжительности короткого замыкания, обусловленного временем срабатывания релейной защиты и собственным временем отключения выключателя, гашение электрической дуги поддерживалось приложенным линейным напряжением «ВС», далее «СА», «АВ» и т.д. до отключения и сопровождалось переходом электрической дуги на фазу «А». В связи с указанными обстоятельствами следы воздействия электрической дуги зафиксированы в узле крепления опорного изолятора фазы «А», на корпус Трансформатора и соединительных шинах фаз «А» и «С» ВН.
Траектория распространения электрической дуги и очаг возникновения подтверждаются результатами осмотра, приведенными на рис. 8.
Рис. 8 – Место возникновения электрической дуги и направление ее распространения на Трансформаторе
Таким образом, на момент проведения экспертизы зафиксированы следующие повреждения трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ:
1) очаговое разрушение верхнего слоя изоляции обмоток высшего напряжения фаз «В» и «С»;
2) оплавления металла элементов кожуха Трансформатора из-за воздействия тока короткого замыкания, перемычек переключателя ступеней ПБВ фаз «В» и «С», соединительных шин в камере трансформатора фаз А и С;
3) нарушения поверхностного слоя глазури фарфоровой изоляции опорного изолятора фазы А, выражающиеся в появлении отчетливой пигментации фарфорового покрытия.
1) очаговое разрушение верхнего слоя изоляции обмоток высшего напряжения фаз «В» и «С»;
2) оплавления металла элементов кожуха Трансформатора из-за воздействия тока короткого замыкания, перемычек переключателя ступеней ПБВ фаз «В» и «С», соединительных шин в камере трансформатора фаз А и С;
3) нарушения поверхностного слоя глазури фарфоровой изоляции опорного изолятора фазы А, выражающиеся в появлении отчетливой пигментации фарфорового покрытия.
Исследование по вопросу №2
Полученные в результате исследования выводы опираются на материалы дела и содержащиеся в нем результаты фиксации состояния отдельных элементов поврежденного Трансформатора.
К характерным повреждениям трансформаторов относят следующие:
– междувитковое замыкание;
– замыкание на корпус (пробой);
– междуфазное замыкание;
– обрыв цепи;
– отсутствие контакта;
– оплавление контактной поверхности;
– перекрытие на корпус;
– перекрытие между вводами отдельных фаз;
– увеличение тока холостого хода («пожар стали»);
– течь масла из сварных швов, кранов и фланцевых соединений.
Возможные причины повреждений разнообразны по характеру, среди них наиболее часто встречающимися являются следующие:
– естественное старение и износ изоляции;
– систематические перегрузки трансформатора;
– динамические усилия при сквозных коротких замыканиях;
– старение изоляции;
– внутренние и внешние перенапряжения;
– деформация обмоток вследствие динамических нагрузок при сквозных коротких замыканиях;
– отгорание отводов обмоток в результате низкого качества соединения или электродинамических нагрузок при коротких замыканиях;
– нарушение регулировки переключающего устройства;
– термическое воздействие сверхтоков на контакт при коротких замыканиях и др.
При настройке релейной защиты и автоматики выделяют следующие виды повреждений трансформаторов:
– трехфазные и двухфазные короткие замыкания между обмотками внутри бака трансформатора или между наружными выводами обмоток, расположенными на крышке бака;
– однофазные замыкания обмотки или ее наружного вывода на корпус трансформатора (на землю) и двойные замыкания на землю в двух разных точках;
– замыкания между витками одной фазы обмотки, называемые витковыми замыканиями.
Среди мест возникновения коротких замыканий наиболее часто встречаются короткие замыкания на выводах трансформатора и витковые замыкания в обмотках.
Определение межвитковых замыканий для релейной защиты затруднено низким уровнем токов, которые зачастую оказываются ниже уровня номинальных токов. При этом причинами возникновений межвитковых замыканий могут являться частые междуфазные короткие замыкания в питаемой сети (внешние короткие замыкания), во время которых действие больших токов вызывает деформацию обмоток трансформатора и механическое разрушение витковой изоляции. Другие причины могут быть связаны с длительной перегрузкой трансформатора токами свыше номинального.
Опыт эксплуатации сухих трансформаторов показывает важность учета тепловых процессов, приводящих к возникновению термических повреждений изоляции, и, как следствие, обмоток и других узлов.
Далее рассматриваются основные версии повреждения Трансформатора.
К характерным повреждениям трансформаторов относят следующие:
– междувитковое замыкание;
– замыкание на корпус (пробой);
– междуфазное замыкание;
– обрыв цепи;
– отсутствие контакта;
– оплавление контактной поверхности;
– перекрытие на корпус;
– перекрытие между вводами отдельных фаз;
– увеличение тока холостого хода («пожар стали»);
– течь масла из сварных швов, кранов и фланцевых соединений.
Возможные причины повреждений разнообразны по характеру, среди них наиболее часто встречающимися являются следующие:
– естественное старение и износ изоляции;
– систематические перегрузки трансформатора;
– динамические усилия при сквозных коротких замыканиях;
– старение изоляции;
– внутренние и внешние перенапряжения;
– деформация обмоток вследствие динамических нагрузок при сквозных коротких замыканиях;
– отгорание отводов обмоток в результате низкого качества соединения или электродинамических нагрузок при коротких замыканиях;
– нарушение регулировки переключающего устройства;
– термическое воздействие сверхтоков на контакт при коротких замыканиях и др.
При настройке релейной защиты и автоматики выделяют следующие виды повреждений трансформаторов:
– трехфазные и двухфазные короткие замыкания между обмотками внутри бака трансформатора или между наружными выводами обмоток, расположенными на крышке бака;
– однофазные замыкания обмотки или ее наружного вывода на корпус трансформатора (на землю) и двойные замыкания на землю в двух разных точках;
– замыкания между витками одной фазы обмотки, называемые витковыми замыканиями.
Среди мест возникновения коротких замыканий наиболее часто встречаются короткие замыкания на выводах трансформатора и витковые замыкания в обмотках.
Определение межвитковых замыканий для релейной защиты затруднено низким уровнем токов, которые зачастую оказываются ниже уровня номинальных токов. При этом причинами возникновений межвитковых замыканий могут являться частые междуфазные короткие замыкания в питаемой сети (внешние короткие замыкания), во время которых действие больших токов вызывает деформацию обмоток трансформатора и механическое разрушение витковой изоляции. Другие причины могут быть связаны с длительной перегрузкой трансформатора токами свыше номинального.
Опыт эксплуатации сухих трансформаторов показывает важность учета тепловых процессов, приводящих к возникновению термических повреждений изоляции, и, как следствие, обмоток и других узлов.
Далее рассматриваются основные версии повреждения Трансформатора.
Версия нарушения условий эксплуатации
Из представленных документов о вводе в эксплуатацию Трансформатора и его работе установлено следующее:
Из представленных документов о вводе в эксплуатацию Трансформатора и его работе установлено следующее:
- вследствие имеющегося несоответствия данных о датах ввода в эксплуатацию невозможно достоверно установить сроки комплексного опробования;
- по результатам ввода Трансформатора в работу каких-либо отклонений не выявлено;
- эксплуатация Трансформатора выполнялась в период с 01.2019 по 02.2021, т.е. свыше 2-х лет;
- при проведении заводских испытаний, а также испытаний, выполненных эксплуатирующей организацией до ввода в эксплуатацию и в течение эксплуатации трансформатора отклонений от требований ГОСТ (при заводских испытаниях) и от заводских значений (при эксплуатационных испытаниях) не выявлено;
- действие токовой защиты (ТО) присоединения рассматриваемого Трансформатора является правильным, что подтверждается характером коротких замыканий, позволяющих определить их как двухфазные короткие замыкания с замыканием на корпус (землю);
- представленные в актах учета электроэнергии данные с шагом измерений один час свидетельствуют о том, что средняя полная мощность за наиболее загруженные сутки месяца и средняя мощность за месяц не превышали номинальной мощности. Более точные данные, позволяющие определить наличие или отсутствие перегрузки трансформатора за 1-мин, 3-мин или 10 мин или другие периоды менее одного часа, в материалах дела не представлены;
- хронология отключений присоединений Трансформатора в распоряжение специалистов не предоставлена, установить влияние количества и частоты коротких замыканий не предоставляется возможным;
- однолинейная схема ТП-*** не содержит сведений об установленных ОПН со стороны питающих линий 10 кВ, хотя их наличие упоминается в акте осмотра Трансформатора после повреждения. Требования по установке ОПН на вводе Трансформатора содержатся в паспорте Трансформатора (п. 7 Паспорта).
- характер развития повреждения не может быть подтвержден осциллограммами токов и напряжений ввиду их отсутствия в материалах дела;
- температурный режим, оказывающий влияние на изоляцию исследуемого трансформатора невозможно проанализировать вследствие отсутствия данных с температурного датчика трансформатора, фиксирующего температуру. В материалах дела не содержится данных о срабатывании датчика напряжения, для которого температура срабатывания составляет 140 оС – сигнализация, 150 оС – отключение. Это позволяет утверждать, что температура в месте установки датчика не достигла уровня 140 оС.
- в ходе осмотра трансформатора на предприятии-изготовителе выявлены посторонние предметы – засохшая трава. Указанное обстоятельство не позволяет достоверно установить дату формирования очагов загрязнения. Однако, наличие указанных посторонних загрязнений, выявленных между обмотками ВН и НН Трансформатора, в условиях эксплуатации может привести к ухудшению теплоотдачи и условий охлаждения обмоток (рис. 9).
Рис. 9 – Посторонние загрязнения между обмотками Трансформатора
На основании предоставленных документов можно сделать вывод о том, что доставленный Трансформатор прошел комплексное опробование и испытания, вводился в работу при температуре +15оС, при этом в соответствии с паспортом находился в помещении подстанции около суток. При первичных и последующих периодических испытаниях отклонений от норм и заводских параметров не выявлено.
Не могут быть установлены причины, связанные с высокой частотой коротких замыканий и воздействием коротких замыканий на трансформаторов, наличие перегрузки, температурный режим и характер развития повреждений в связи с отсутствием данных в материалах дела.
Учитывая характер повреждения трансформатора наиболее вероятной версией является следующая. Наличие посторонних загрязнений (сухая трава), температура возгорания которых находится в диапазоне 100 – 150 оС, могло привести к попаданию частей загрязнений на болтовые зажимы. Вследствие нагрева посторонних загрязнений, процессов тления или возгорания могли создаться условия для перекрытия выводов ПБВ на переключателе фазы «В». Дальнейшее развитие дуги (верх вдоль обмотки Трансформатора) привело к пробою изоляции обмоток фаз «В» и «С» и повреждению Трансформатора и сопутствующим перебросам электрической дуги на другие разнопотенциальные элементы до отключения Трансформатора.
В данном случае версия о ненадлежащей эксплуатации подтверждается. Связана она с ненадлежащим уровнем очистки Трансформатора, приведшего к накоплению посторонних предметов между обмотками, ухудшению условий охлаждения обмоток и появлению опасности возгорания указанных посторонних предметов.
Не могут быть установлены причины, связанные с высокой частотой коротких замыканий и воздействием коротких замыканий на трансформаторов, наличие перегрузки, температурный режим и характер развития повреждений в связи с отсутствием данных в материалах дела.
Учитывая характер повреждения трансформатора наиболее вероятной версией является следующая. Наличие посторонних загрязнений (сухая трава), температура возгорания которых находится в диапазоне 100 – 150 оС, могло привести к попаданию частей загрязнений на болтовые зажимы. Вследствие нагрева посторонних загрязнений, процессов тления или возгорания могли создаться условия для перекрытия выводов ПБВ на переключателе фазы «В». Дальнейшее развитие дуги (верх вдоль обмотки Трансформатора) привело к пробою изоляции обмоток фаз «В» и «С» и повреждению Трансформатора и сопутствующим перебросам электрической дуги на другие разнопотенциальные элементы до отключения Трансформатора.
В данном случае версия о ненадлежащей эксплуатации подтверждается. Связана она с ненадлежащим уровнем очистки Трансформатора, приведшего к накоплению посторонних предметов между обмотками, ухудшению условий охлаждения обмоток и появлению опасности возгорания указанных посторонних предметов.
Версия некачественного монтажа
Из представленных документов о вводе в эксплуатацию трансформатора и его работе следует:
Имеющимися в материалах дела документами версия некачественного монтажа не подтверждается.
Из представленных документов о вводе в эксплуатацию трансформатора и его работе следует:
- срок эксплуатации Трансформатора с момента ввода 15.01.2019 составил 2 года и 7 месяцев;
- при проведении периодических испытаний Трансформатор признан годным к эксплуатации;
- в ходе эксплуатации не выявлены признаки ненормальной работы (шум, вибрация, температура и др.);
- невозможно достоверно установить продолжительность комплексного опробования Трансформатора.
Имеющимися в материалах дела документами версия некачественного монтажа не подтверждается.
Версия заводского брака
Версия заводского брака в рассматриваемых условиях связана с возможностью развития межвиткового короткого замыкания. В пользу этой версии свидетельствует повреждение обмотки ВН фаз «В» и «С» в их верхней части.
Однако, если межвитковое замыкание имело место, то оно носило характер развивающегося дефекта после февраля 2020 г., когда были выполнены испытания Трансформатора, в ходе которых измерены сопротивления обмоток ВН постоянному току.
При заводских испытаниях при +15 оС сопротивление составило 502, 501, 501 мОм, в феврале при +20 оС – 495, 496 и 494 мОм соответственно.
Приведение сопротивлений к одной температуре выполняется по выражению:
Версия заводского брака в рассматриваемых условиях связана с возможностью развития межвиткового короткого замыкания. В пользу этой версии свидетельствует повреждение обмотки ВН фаз «В» и «С» в их верхней части.
Однако, если межвитковое замыкание имело место, то оно носило характер развивающегося дефекта после февраля 2020 г., когда были выполнены испытания Трансформатора, в ходе которых измерены сопротивления обмоток ВН постоянному току.
При заводских испытаниях при +15 оС сопротивление составило 502, 501, 501 мОм, в феврале при +20 оС – 495, 496 и 494 мОм соответственно.
Приведение сопротивлений к одной температуре выполняется по выражению:
Версия заводского брака
Версия заводского брака в рассматриваемых условиях связана с возможностью развития межвиткового короткого замыкания. В пользу этой версии свидетельствует повреждение обмотки ВН фаз «В» и «С» в их верхней части.
Однако, если межвитковое замыкание имело место, то оно носило характер развивающегося дефекта после февраля 2020 г., когда были выполнены испытания Трансформатора, в ходе которых измерены сопротивления обмоток ВН постоянному току.
При заводских испытаниях при +15 оС сопротивление составило 502, 501, 501 мОм, в феврале при +20 оС – 495, 496 и 494 мОм соответственно.
Приведение сопротивлений к одной температуре выполняется по выражению:
Версия заводского брака в рассматриваемых условиях связана с возможностью развития межвиткового короткого замыкания. В пользу этой версии свидетельствует повреждение обмотки ВН фаз «В» и «С» в их верхней части.
Однако, если межвитковое замыкание имело место, то оно носило характер развивающегося дефекта после февраля 2020 г., когда были выполнены испытания Трансформатора, в ходе которых измерены сопротивления обмоток ВН постоянному току.
При заводских испытаниях при +15 оС сопротивление составило 502, 501, 501 мОм, в феврале при +20 оС – 495, 496 и 494 мОм соответственно.
Приведение сопротивлений к одной температуре выполняется по выражению:
тогда приведенное к температуре +20оС (для меди k = 235) сопротивление для заводских испытаний составит («АВ»):
тогда отклонение сопротивления от измеренного составит
Допустимое отклонение сопротивления в соответствии с ПТЭЭП составляет 2 %.
В данном случае отклонение сопротивления от заводских значений превышает допустимое.
Другие фазы:
В данном случае отклонение сопротивления от заводских значений превышает допустимое.
Другие фазы:
Отклонение сопротивление составит:
Отклонение сопротивления зафиксировано на всех обмотках ВН.
При рассмотрении предыдущих результатов испытаний (15.01.2019, протокол № *) измерения сопротивления выполнены при температуре +15 оС. В данном случае отклонение составляет:
При рассмотрении предыдущих результатов испытаний (15.01.2019, протокол № *) измерения сопротивления выполнены при температуре +15 оС. В данном случае отклонение составляет:
Сравнение результатов испытаний показывает, что при вводе в эксплуатацию сопротивление обмоток ВН постоянному току отличалось от заводских данных менее чем на 1 %. В ходе эксплуатации указанное отклонение превысило 2 %.
В тоже время по результатам испытаний в феврале 2020 г. отклонение результатов от ПТЭЭП не отмечено, поскольку в протоколе не указано, что измеренные значения каким-либо образом были приведены к температуре заводских испытаний и выполнено их сравнение.
Это может свидетельствовать о развитии дефекта в обмотках ВН Трансформатора на момент проведения испытаний (февраль 2020 г.).
Какой-либо дополнительной диагностики (например, тепловизионного обследования) после указанных испытаний эксплуатирующей организацией не проводилось, в материалах дела информация отсутствует.
Развитие повреждения могло быть вызвано заводским браком, повлекшим за собой развитие межвиткого замыкания, развивавшегося в течение более двух лет эксплуатации Трансформатора.
Развитие межвиткового замыкания привело к межфазному повреждению обмоток и замыканиям на корпус (землю) трансформатора.
Предположительно, указанное развитие дефекта изоляции (межвитковое замыкание) происходило с момента ввода в эксплуатацию и по август 2021 г.
Анализ нагрузок по предоставленным данным не позволяет сделать вывод о наличии систематических перегрузок трансформатора, их не зафиксировано. Следовательно, Трансформатор эксплуатировался в допустимых нагрузочных режимах.
Одной из причин развития межвиткового замыкания могли быть короткие замыкания в электрических сетях до 1000 В подстанции, где установлен Трансформатор, однако, указанных данных эксплуатирующей организацией не представлено, что делает затруднительным анализ данной версии.
В тоже время по результатам испытаний в феврале 2020 г. отклонение результатов от ПТЭЭП не отмечено, поскольку в протоколе не указано, что измеренные значения каким-либо образом были приведены к температуре заводских испытаний и выполнено их сравнение.
Это может свидетельствовать о развитии дефекта в обмотках ВН Трансформатора на момент проведения испытаний (февраль 2020 г.).
Какой-либо дополнительной диагностики (например, тепловизионного обследования) после указанных испытаний эксплуатирующей организацией не проводилось, в материалах дела информация отсутствует.
Развитие повреждения могло быть вызвано заводским браком, повлекшим за собой развитие межвиткого замыкания, развивавшегося в течение более двух лет эксплуатации Трансформатора.
Развитие межвиткового замыкания привело к межфазному повреждению обмоток и замыканиям на корпус (землю) трансформатора.
Предположительно, указанное развитие дефекта изоляции (межвитковое замыкание) происходило с момента ввода в эксплуатацию и по август 2021 г.
Анализ нагрузок по предоставленным данным не позволяет сделать вывод о наличии систематических перегрузок трансформатора, их не зафиксировано. Следовательно, Трансформатор эксплуатировался в допустимых нагрузочных режимах.
Одной из причин развития межвиткового замыкания могли быть короткие замыкания в электрических сетях до 1000 В подстанции, где установлен Трансформатор, однако, указанных данных эксплуатирующей организацией не представлено, что делает затруднительным анализ данной версии.
Версия действия непреодолимой силы
Данные о произошедших обстоятельствах, в которых Трансформатор был подвергнут воздействию природных явлений, катаклизмов, стихийных бедствий или воздействию третьих лиц в материалах дела отсутствуют.
На основании предоставленных документов версия действий непреодолимой силы не усматривается.
Данные о произошедших обстоятельствах, в которых Трансформатор был подвергнут воздействию природных явлений, катаклизмов, стихийных бедствий или воздействию третьих лиц в материалах дела отсутствуют.
На основании предоставленных документов версия действий непреодолимой силы не усматривается.
Иные причины
Версия иных причин не рассматривается ввиду отсутствия в материалах дела существенных фактов, которые могли повлиять на установление причин выхода из строя Трансформатора.
Наиболее вероятной причиной выхода из строя Трансформатора является сочетание двух факторов:
1) возникновение электрической дуги между болтовыми зажимами переключателя ПБВ фазы «В» вследствие наличия посторонних загрязнений;
2) развитие дефекта изоляции (межвиткового замыкания) в верхней части обмоток фаз «В» и «С».
По результатам анализа материалов дела наиболее вероятна следующая картина развития повреждения. При поставке Трансформатора эксплуатирующей организации было существенно сокращена продолжительность времени, требуемая для доведения температуры активной части Трансформатора до температуры окружающей среды в помещении и проведения пуско-наладочных испытаний. Сокращение указанного времени при доставке Трансформатора в зимнее время года при отрицательных температурах создало условия для образования конденсата в изоляции обмоток. Ввод в эксплуатацию Трансформатора в условиях сокращенного времени, вероятно, был выполнен без прогрева и без специальной сушки изоляции. Испытания в феврале 2020 г., проведенные эксплуатирующей организацией, свидетельствуют об увеличении сопротивления обмоток ВН постоянному току, отклонение значений которого от заводских данных превышает 2 %, что не соответствует НТД.
Указанное отклонение позволяет установить факт развития межвиткового замыкания, которое могло быть вызвано как условиями ввода в эксплуатацию, так и заводским браком. По результатам испытаний эксплуатирующая организация должна была принять меры по дополнительной диагностике Трансформатора с выводом его в ремонт. Однако, эксплуатация Трансформатора была продолжена без каких-либо ограничений. Следует отметить, что по данным нагрузки Трансформатора режимов работы с перегрузкой не зафиксировано, что могло снизить воздействие на развивающийся дефект (межвитковое короткое замыкание).
В ноябре 2020 г. была проведена очистка трансформатора, однако, при вскрытии Трансформатора между обмотками обнаружены посторонние загрязнения, которые могли привести к ухудшению условий охлаждения Трансформатора и свидетельствуют о ненадлежащей очистке. Действие релейной защиты (ТО) при возникновении короткого замыкания на отключение Трансформатора является правильным.
Причинами, способствовавшими развитию межвиткового замыкания, явились следующие:
– возможное нарушение сроков при пуско-наладочных испытаниях и вводе в эксплуатацию Трансформатора;
– дефект изоляции обмоток ВН фаз «В» и «С», причинами которого могут являться условия ввода в эксплуатацию и заводской брак;
– ненадлежащая эксплуатация Трансформатора, связанная с продолжением дальнейшей эксплуатации при необходимости вывода в ремонт на основании результатов испытаний (02.2020 г.);
– ненадлежащая эксплуатация Трансформатора, связанная с очисткой активной части от посторонних загрязнений.
Надлежащие действия эксплуатирующей организации при вводе в ремонт, проведении испытаний и техническом обслуживании позволили бы предотвратить выход из строя Трансформатора, вывести его в ремонт и достоверно установить причину развития межвиткового замыкания.
В данном случае вероятный заводской брак не привел бы к повреждению Трансформатора в условиях эксплуатации.
Используемые эксплуатирующей организацией защиты Трансформатора (ТО и МТЗ, контроль температуры и ОПН) являются достаточными для защиты трансформаторов указанного класса напряжения и номинальной мощности, однако, не позволяют предотвратить развитие указанных повреждений.
В случае отсутствия развивающего дефекта изоляции обмоток ВН (межвитковиткового короткого замыкания) у Трансформатора при развитии короткого замыкания на ПБВ электрическая дуга могла распространиться и возникнуть между неизолированными токоведущими частями и корпусом (межфазное короткое замыкание), и, при резком увеличении тока короткого замыкания, от действия ТО произошло бы отключение Трансформатора и сохранение изоляции обмоток ВН. В данном случае развивающийся дефект изоляции обмоток ВН усугубил тяжесть повреждения.
На основе имеющихся материалов дела наиболее вероятной причиной повреждения трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ является возникновение электрической дуги между болтовыми зажимами переключателя ПБВ фазы «В» вследствие наличия посторонних загрязнений, распространение электрической дуги в верхнюю область обмоток ВН фаз «В» и «С» и пробой изоляции вследствие развития дефекта изоляции (межвиткового замыкания) указанных обмоток.
Причиной появления короткого замыкания явилась ненадлежащая эксплуатация Трансформатора, связанная с ненадлежащим качеством проведения технического обслуживания.
Причиной дефекта межвитковой изоляции явился заводской брак, допущенный при изготовлении Трансформатора.
Версия иных причин не рассматривается ввиду отсутствия в материалах дела существенных фактов, которые могли повлиять на установление причин выхода из строя Трансформатора.
Наиболее вероятной причиной выхода из строя Трансформатора является сочетание двух факторов:
1) возникновение электрической дуги между болтовыми зажимами переключателя ПБВ фазы «В» вследствие наличия посторонних загрязнений;
2) развитие дефекта изоляции (межвиткового замыкания) в верхней части обмоток фаз «В» и «С».
По результатам анализа материалов дела наиболее вероятна следующая картина развития повреждения. При поставке Трансформатора эксплуатирующей организации было существенно сокращена продолжительность времени, требуемая для доведения температуры активной части Трансформатора до температуры окружающей среды в помещении и проведения пуско-наладочных испытаний. Сокращение указанного времени при доставке Трансформатора в зимнее время года при отрицательных температурах создало условия для образования конденсата в изоляции обмоток. Ввод в эксплуатацию Трансформатора в условиях сокращенного времени, вероятно, был выполнен без прогрева и без специальной сушки изоляции. Испытания в феврале 2020 г., проведенные эксплуатирующей организацией, свидетельствуют об увеличении сопротивления обмоток ВН постоянному току, отклонение значений которого от заводских данных превышает 2 %, что не соответствует НТД.
Указанное отклонение позволяет установить факт развития межвиткового замыкания, которое могло быть вызвано как условиями ввода в эксплуатацию, так и заводским браком. По результатам испытаний эксплуатирующая организация должна была принять меры по дополнительной диагностике Трансформатора с выводом его в ремонт. Однако, эксплуатация Трансформатора была продолжена без каких-либо ограничений. Следует отметить, что по данным нагрузки Трансформатора режимов работы с перегрузкой не зафиксировано, что могло снизить воздействие на развивающийся дефект (межвитковое короткое замыкание).
В ноябре 2020 г. была проведена очистка трансформатора, однако, при вскрытии Трансформатора между обмотками обнаружены посторонние загрязнения, которые могли привести к ухудшению условий охлаждения Трансформатора и свидетельствуют о ненадлежащей очистке. Действие релейной защиты (ТО) при возникновении короткого замыкания на отключение Трансформатора является правильным.
Причинами, способствовавшими развитию межвиткового замыкания, явились следующие:
– возможное нарушение сроков при пуско-наладочных испытаниях и вводе в эксплуатацию Трансформатора;
– дефект изоляции обмоток ВН фаз «В» и «С», причинами которого могут являться условия ввода в эксплуатацию и заводской брак;
– ненадлежащая эксплуатация Трансформатора, связанная с продолжением дальнейшей эксплуатации при необходимости вывода в ремонт на основании результатов испытаний (02.2020 г.);
– ненадлежащая эксплуатация Трансформатора, связанная с очисткой активной части от посторонних загрязнений.
Надлежащие действия эксплуатирующей организации при вводе в ремонт, проведении испытаний и техническом обслуживании позволили бы предотвратить выход из строя Трансформатора, вывести его в ремонт и достоверно установить причину развития межвиткового замыкания.
В данном случае вероятный заводской брак не привел бы к повреждению Трансформатора в условиях эксплуатации.
Используемые эксплуатирующей организацией защиты Трансформатора (ТО и МТЗ, контроль температуры и ОПН) являются достаточными для защиты трансформаторов указанного класса напряжения и номинальной мощности, однако, не позволяют предотвратить развитие указанных повреждений.
В случае отсутствия развивающего дефекта изоляции обмоток ВН (межвитковиткового короткого замыкания) у Трансформатора при развитии короткого замыкания на ПБВ электрическая дуга могла распространиться и возникнуть между неизолированными токоведущими частями и корпусом (межфазное короткое замыкание), и, при резком увеличении тока короткого замыкания, от действия ТО произошло бы отключение Трансформатора и сохранение изоляции обмоток ВН. В данном случае развивающийся дефект изоляции обмоток ВН усугубил тяжесть повреждения.
На основе имеющихся материалов дела наиболее вероятной причиной повреждения трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ является возникновение электрической дуги между болтовыми зажимами переключателя ПБВ фазы «В» вследствие наличия посторонних загрязнений, распространение электрической дуги в верхнюю область обмоток ВН фаз «В» и «С» и пробой изоляции вследствие развития дефекта изоляции (межвиткового замыкания) указанных обмоток.
Причиной появления короткого замыкания явилась ненадлежащая эксплуатация Трансформатора, связанная с ненадлежащим качеством проведения технического обслуживания.
Причиной дефекта межвитковой изоляции явился заводской брак, допущенный при изготовлении Трансформатора.
Исследование по вопросу №3
В соответствии с приложением №1 к договору поставки в спецификации №1 указан объект поставки – трансформатор сухой защищенный ТСЗ-1600/10-У3, на вводе НН шины расположены квадратом согласно техническому заданию.
Указанный трансформатор отгружен заказчику в соответствии с универсальным передаточным документом УПД – 26.12.2018, принят – 14.01.2019.
Рассматриваемый трансформатор имеет номинальную мощность 1600 кВ·А, что соответствует техническому заданию заказчика в части выбора мощности трансформатора для работы в ТП-***.
Уровень ВН и НН соответствует классам напряжения в ТП-*** – 10 и 0,4 кВ.
Схема соединения обмоток Δ/Y соответствует схеме соединения обмоток трансформатора 1Т в ТП-***.
Трансформатор имеет устройство ПБВ для регулирования напряжения на стороне ВН.
Климатическое исполнения У3 соответствует условиям размещения электрооборудования в ТП-***.
Категория размещения 3 предусматривает эксплуатацию в крытых помещениях без регулирования температурных условий с естественной вентиляцией.
Рабочая температура для У3: минимальная — минус 45 °С; максимальная — плюс 40 °С.
Результаты испытаний на заводе-изготовителе и перед вводом Трансформатора в эксплуатацию показывают, что параметры и характеристики трансформатора соответствуют НТД.
При рассмотрении характеристик и параметров Трансформатора, приведенных в материалах дела, не усматривается какого-либо несоответствия характеристик и параметров условиям эксплуатации, паспортным данным, требованиям НТД, предъявляемым к силовым трансформаторам.
Таким образом, функциональные, технические, качественные и иные характеристики силового трансформатора, указанные в договоре (контракте на поставку) соответствуют паспортным данным/проектной и рабочей документации/требованиям нормативно-технической документации, предъявляемым к силовым трансформаторам.
Указанный трансформатор отгружен заказчику в соответствии с универсальным передаточным документом УПД – 26.12.2018, принят – 14.01.2019.
Рассматриваемый трансформатор имеет номинальную мощность 1600 кВ·А, что соответствует техническому заданию заказчика в части выбора мощности трансформатора для работы в ТП-***.
Уровень ВН и НН соответствует классам напряжения в ТП-*** – 10 и 0,4 кВ.
Схема соединения обмоток Δ/Y соответствует схеме соединения обмоток трансформатора 1Т в ТП-***.
Трансформатор имеет устройство ПБВ для регулирования напряжения на стороне ВН.
Климатическое исполнения У3 соответствует условиям размещения электрооборудования в ТП-***.
Категория размещения 3 предусматривает эксплуатацию в крытых помещениях без регулирования температурных условий с естественной вентиляцией.
Рабочая температура для У3: минимальная — минус 45 °С; максимальная — плюс 40 °С.
Результаты испытаний на заводе-изготовителе и перед вводом Трансформатора в эксплуатацию показывают, что параметры и характеристики трансформатора соответствуют НТД.
При рассмотрении характеристик и параметров Трансформатора, приведенных в материалах дела, не усматривается какого-либо несоответствия характеристик и параметров условиям эксплуатации, паспортным данным, требованиям НТД, предъявляемым к силовым трансформаторам.
Таким образом, функциональные, технические, качественные и иные характеристики силового трансформатора, указанные в договоре (контракте на поставку) соответствуют паспортным данным/проектной и рабочей документации/требованиям нормативно-технической документации, предъявляемым к силовым трансформаторам.
Заключение
- На момент проведения экспертизы зафиксированы следующие повреждения трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ:
- очаговое разрушение верхнего слоя изоляции обмоток высшего напряжения фаз «В» и «С»;
- оплавления металла элементов кожуха Трансформатора из-за воздействия тока короткого замыкания, перемычек переключателя ступеней ПБВ фаз «В» и «С», соединительных шин в камере трансформатора фаз А и С;
- нарушения поверхностного слоя глазури фарфоровой изоляции опорного изолятора фазы А, выражающиеся в появлении отчетливой пигментации фарфорового покрытия. - Повреждение Трансформатора произошло в результате возникновения электродугового короткого замыкания.
- Наиболее вероятным очагом возникновения электрической дуги являлись контактные сборки ПБВ на фазе «В». Возникновение электрической дуги между болтовыми зажимами ПБВ 1-5-6 привело к ее воздействию на основание крепления болтовых зажимов (возникновение очага между контактами 1-5-6). Между указанными контактами напряжение составляет ½ линейного (фазного) напряжения Трансформатора.
- Наиболее вероятной причиной возникновения электрической дуги между болтовыми зажимами переключателя ПБВ фазы «В» явилось наличие посторонних загрязнений, обусловленных ненадлежащей эксплуатацией Трансформатора (несвоевременной очисткой), на что указывает наличие сухой травы между обмотками.
- На значительный масштаб повреждений (трансформатор не подлежит восстановлению) существенное влияние оказало наличие внутреннего дефекта изоляции в верхней части обмоток ВН фаз «В» и «С», что привело к межвитковому КЗ. В отсутствие данного дефекта масштаб повреждений мог быть существенно снижен за счет действия релейной защиты (ТО), осуществившей отключение трансформатора при возникшем КЗ.
- Возможными причинами внутреннего дефекта изоляции являются:
- заводской брак;
- вероятное нарушение требований завода-изготовителя в части устранения перепадов температуры окружающей среды и активной части трансформатора в зимний период (несоблюдение сроков) перед проведением комплексных испытаний и вводом Трансформатора в эксплуатацию, что могло привести к конденсации влаги и увлажнению изоляции, ввиду чего мог развиться внутренний дефект.
Достоверно установить причину возникновения внутреннего дефекта не представляется возможным. - Результаты испытаний сопротивления обмоток постоянному току в феврале 2020 г. (изменение сопротивления более чем на 2% в сравнении с заводскими испытаниями, что не соответствует ПТЭЭП) свидетельствовали о развитии внутреннего дефекта за год до повреждения, однако были проигнорированы эксплуатирующей организацией. Не была выполнена дополнительная диагностика (например, тепловизионное обследование).
- Дополнительная диагностика и вывод трансформатора в ремонт позволили бы достоверно установить причину межвиткового замыкания, избежать повреждения Трансформатора в условиях эксплуатации и существенно снизить ущерб.
ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ
- Вопрос №1Какие повреждения Трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ имеются на момент проведения экспертизы?ОтветНа момент проведения экспертизы зафиксированы следующие повреждения трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ:
1) очаговое разрушение верхнего слоя изоляции обмоток высшего напряжения фаз «В» и «С»;
2) оплавления металла элементов кожуха Трансформатора из-за воздействия тока короткого замыкания, перемычек переключателя ступеней ПБВ фаз «В» и «С», соединительных шин в камере трансформатора фаз А и С;
3) нарушения поверхностного слоя глазури фарфоровой изоляции опорного изолятора фазы А, выражающиеся в появлении отчетливой пигментации фарфорового покрытия.
- Вопрос №2Определить причину выхода из строя Трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ: заводской брак/нарушение условий эксплуатации/некачественный монтаж/действие непреодолимой силы/иное?ОтветПричиной выхода из строя трансформатора ТСЗ-1600/10-УЗ явилось возникновение электрической дуги на контактной сборке ПБВ фазы «В» с дальнейшим ее распространением в верхнюю часть обмоток ВН фаз «B» и «C».
Наиболее вероятной причиной возникновения электрической дуги между болтовыми зажимами переключателя ПБВ фазы «В» явилось наличие посторонних загрязнений, обусловленных ненадлежащей эксплуатацией Трансформатора (несвоевременной очисткой), на что указывает наличие сухой травы между обмотками.
Значительный масштаб повреждения обусловлен наличием внутреннего дефекта изоляции обмоток Трансформатора, на который указывали результаты эксплуатационных испытаний в феврале 2020 год (изменение сопротивления обмоток более чем на 2% по сравнению с заводскими испытаниями), проигнорированные эксплуатирующей организацией. Своевременная диагностика и вывод Трансформатора в ремонт могли предотвратить масштабные повреждения в процессе эксплуатации.
Возможными причинами внутреннего дефекта изоляции являются:
- заводской брак;
- вероятное нарушение требований завода-изготовителя в части устранения перепадов температуры окружающей среды и активной части трансформатора в зимний период (несоблюдение сроков) перед проведением комплексных испытаний и вводом Трансформатора в эксплуатацию, что могло привести к конденсации влаги и увлажнению изоляции, ввиду чего мог развиться внутренний дефект.
Достоверно установить причину внутреннего дефекта не представляется возможным.
- Вопрос №3Соответствуют ли функциональные, технические, качественные и иные характеристики силового трансформатора указанным в договоре (контракте на поставку) / паспортным данным / проектной и рабочей документации / требованиям нормативно-технической документации, предъявляемым к силовым трансформаторам?ОтветФункциональные, технические, качественные и иные характеристики силового трансформатора, указанные в договоре (контракте на поставку) соответствуют паспортным данным/проектной и рабочей документации/требованиям нормативно-технической документации, предъявляемым к силовым трансформаторам.
БОЛЬШЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ЭКСПЕРТИЗ ТРАНСФОРМАТОРОВ
ДРУГИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРТИЗЫ
Остались вопросы?
Получите бесплатную консультацию у профессионалов в области электротехники и теплотехники
Наши эксперты обладают большим опытом выполнения технических экспертиз различной степени сложности и, скорее всего,
уже сталкивались с Вашей проблемой. Мы уверены, что сможем Вам помочь в оказании квалифицированной экспертной помощи
уже сталкивались с Вашей проблемой. Мы уверены, что сможем Вам помочь в оказании квалифицированной экспертной помощи
Заказать экспертизу трансформатора