Трансформатор – одно из самых уязвимых звеньев энергосистемы, о чем свидетельствуют результаты расследований технологических нарушений, связанных с отказами трансформаторов.
Дело не только в том, что устранение последствий подобных нарушений требует серьезных расходов, но и в тех неудобствах и рисках, которым подвергаются потребители.
О том, как снизить вероятность подобных неприятных происшествий, «ЭПР» рассказал Дмитрий Рыбников, заместитель главного инженера по техническому развитию – начальник департамента технического развития ОАО «МРСК Центра» (на фото).
Дорогие исключения
– К сожалению, ЧП различной степени тяжести, причиной которых является выход из строя трансформаторов, достаточно часты. Можно ли сделать вывод о наиболее существенных уязвимых местах трансформаторов (как отечественного, так и зарубежного производства), создающих риск аварий и ЧП? Каковы причины этих уязвимостей? Насколько серьезными, судя по вашему опыту и опыту ваших коллег, могут быть последствия подобных происшествий?
– На самом деле аварийность силовых трансформаторов в общем объеме технологических нарушений занимает не более 0,5‑1 процента. Однако любое технологическое нарушение, связанное с повреждением трансформаторов, создает большие экономические потери для сетевой компании, так как стоимость трансформатора 35 кВ и выше достигает в некоторых проектах 20‑25 процентов стоимости всей подстанции. Повреждение трансформатора – главного элемента подстанции – приносит не только финансовые потери, связанные с необходимостью замены трансформатора и, в некоторых случаях, реконструкции части ОРУ или ЗРУ, но и создает на время восстановления нормальной схемы сложные режимы, при которых питание потребителей отличается от предусмотренной проектной схемы.
Повреждений трансформаторов в нормальных режимах практически не происходит. Основная причина повреждений – динамические нагрузки при близких коротких замыканиях для сетей с глухозаземленной нейтралью либо перенапряжения при длительно не устраняемых замыканиях на землю для сетей с изолированной нейтралью.
Несмотря на то что трансформатор спроектирован для работы в расчетных условиях ненормальных режимов, спрогнозировать изменение состояния его отдельных частей после таких режимов работы достаточно сложно. Дальнейшее накапливание воздействий на обмотки и магнитопровод трансформатора, иными словами – кумулятивный эффект от воздействия, приводит к нарушениям изоляции, смещению магнитопровода, окислению масла.
Наиболее частыми причинами повреждений силовых трансформаторов 35 кВ и выше являются дефекты изоляции (в том числе увлажнение), деформация обмоток, дефекты контактов обмоток и нарушения в работе РПН / ПБВ. Все описанное выше относится как к силовым трансформаторам отечественного производства, так и к импортным.
В МРСК Центра в последнее время приобретаются только трансформаторы 35 кВ и выше отечественного производства. Эта практика оправдывает себя, но есть и исключения. Несмотря на достаточно высокое (в целом) качество производимых отечественных изделий, в нашей практике имели место поставки двух трансформаторов 110 кВ, имевших течи баков. Еще один из поставленных в последние три года трансформаторов 110 кВ вышел из строя в течение первых двух месяцев работы при первом близком коротком замыкании.
Эти трансформаторы произведены разными отечественными предприятиями, так что делать какие‑то системные выводы относительно дефектов продукции тех или иных компаний не стоит.
Информирование снижает риски
– Какие действия предпринимаются и будут предприниматься в ближайшее время производителями, разработчиками, потребителями, другими заинтересованными лицами для того, чтобы если не исключить, то хотя бы свести к минимуму риски ЧП?
– В последнее время трансформаторные заводы применили ряд новых технологий, позволяющих повысить качество трансформаторов и снизить технические потери. Одной из новых технологий является способ шихтовки магнитопровода полным сборным косым стыком Step-lap, которая применяется всеми ведущими отечественными трансформаторостроительными заводами.
Одна из возможностей снизить риски для сетевых компаний – участие в приемке трансформаторов на заводах-изготовителях при комплектации особо важных объектов. Кроме того, существует постоянная обратная связь с производителями. Существенную роль в обмене информацией в области трансформаторостроения между производителями и потребителями играют международные конференции, проводимые ассоциацией ТРАВЭК.
И наконец, представители сетевых компаний постоянно применяют новые разработки в области трансформаторостроения. В настоящее время перспективным направлением для трансформаторов 6‑10 / 0,4 кВ является применение трансформаторов со сниженными потерями холостого хода. Помимо трансформаторов традиционной конструкции, в МРСК Центра применяются силовые трансформаторы с симметрирующими устройствами. На 2012 год запланировано внедрение в опытную эксплуатацию силовых трансформаторов с магнитопроводом из аморфной стали и трансформаторы с тороидальным сердечником.
Возраст – не критерий
– Судя по расследованиям причин ЧП, причиной выхода из строя трансформатора могут быть не только конструктивные недоработки, но и иные предпосылки – к примеру, значительная степень физического износа или «человеческий фактор». Насколько существен процент ЧП такого рода? Какие действия предпринимаются, чтобы свести к минимуму вероятность возникновения данных групп рисков?
– Степень износа трансформатора определяется его характеристиками. Зачастую «возраст» трансформатора не является показателем, определяющим степень риска. В связи с этим в последнее время уделяется большое внимание современным методам диагностики, главная задача которых – обнаружить на ранней стадии изменение параметров и не допустить выхода трансформатора из работы по причине его повреждения.
Кроме того, в настоящее время на трансформаторах большой мощности устанавливаются системы диагностики, позволяющие контролировать технические характеристики трансформатора в режиме реального времени. При дальнейшем удешевлении систем диагностики можно будет расширить диапазон ее применения до трансформаторов меньшей установленной мощности.
Методом защиты от так называемого «человеческого фактора» и недопущения близких замыканий (включение трансформатора на заземленные участки сети) является модернизация схем ПС и восстановление оперативных блокировок. При автоматизированных ПС, выполненных по типовым схемам, и наличии работоспособных оперативных блокировок, риск неправильных действий оперативного персонала практически исключен. В настоящее время в МРСК Центра основным направлением реконструкции объектов является создание надежных схем ПС, автоматизация и обеспечение работоспособными блокировочными устройствами.
.svg)
Василий Поживилов, начальник службы оборудования подстанций МЭС Северо-Запада – филиала ОАО «ФСК ЕЭС»:
