АНАЛИЗА НА ПОЈАВИ ВО АВТОТРАНСФОРМАТОР 400/115 kv, 300 MVA

Transcript

1 ПЕТТО СОВЕТУВАЊЕ Охрид, 7 9 октомври 2007 Милош Буквиќ, дипл.ел.инж. Александар Шекерински,дипл.ел.инж. м-р Вилма Миновска, дипл.технолог АД МЕПСО АНАЛИЗА НА ПОЈАВИ ВО АВТОТРАНСФОРМАТОР 400/115 kv, 300 MVA КУСА СОДРЖИНА После појавата на гасови во автотрансформаторот број 1 (АТр1), во ТС 400/110 kv Скопје 4 (300 MVA, произведен во 1976), се пристапи кон следење и анализа на состојбата со цел да се процени загрозеноста на трансформаторот во погон, затоа што неговото исклучување од погон, во ситуација кога единствениот трансформатор во втората напојна точка за регионот, на 400 kv, е исклучен поради дефект, би предизвикало многу озбилни последици редукции. Имено, после 18. декември 2005 година, во услови на зголемено оптоварување на АТр 1, вградениот on-line мониторинг систем, од ден на ден, почнува да регистрира зголемување на количините на присутните гасови во трансформаторското масло. Извршена е гасно-хроматографска анализа (ГХА) на маслото, која ги потврдува наодите, а во извештајот се сугерира исклучување на АТр 1. Клучни зборови: автотрансформатор, гасови, on-line мониторинг. EVENTS ANALYSIS IN THE POWER AUTOTRANSFORMER 400/115 kv, 300 MVA ABSTRACT After the detection of increasing gases in the autotransformer No. 1 (ATp1) in the 400/110 kv Skopje 4 Substation (300 MVA, produced 1976), we proceeded to monitor and analyze the situation with the aim at evaluating the danger on the transformer that is in operation because putting it out of operation, at the time when the only transformer in the second feeding point at 400 kv of the region has been out of operation, would cause extremely serious consequences reductions in supply. Namely, after 18 December 2005, under conditions of increased loading at ATr 1, the installed online monitoring system started reacting from day to day to the increase in the existing gases in the transformer oil. A gas-chromatographic analysis of oil has been performed that proves the findings, whereas the report suggests disconnection of ATr 1. Keywords: autotransformer, gases, on-line monitoring. Проценката на ризикот од останување на автотрансформаторот во погон се темелеше на индикатори од продлабочената анализа на резултатите од гасно-хроматографската анализа, развојот на гасовите, можните причини за појава на гасови и други измерени величини. A2-09R 1/7

2 MAKO CIGRE 2007 A2-09R 2/7 1 РАБОТИ КОИ ПРЕТХОДЕА НА ПОЈАВАТА НА ГАСОВИ На автотрансформаторот, поради течење масло на повеќе места, во октомври 2004 година е извршено сервисирање на лице место (промена на заптивки и сушење на изолацијата со греење и вакуумирање на активниот дел). Во текот на работата дојде до ненадејно влошување на временските прилики со пад на температурите и чести и долги дождови, што во голема мера го отежна сушењето, а при крајот го направи и невозможно. Дијагностички мерења се направени пред почетокот и по завршувањето на работите на сервисирањето. Според добиените резултати од извршените електрични мерења во тој период, се заклучува дека при сервисирањето на трансформаторот изолацијата не е добро исушена. Останатите параметри се добри и трансформаторот можеше да се пушти во погон, со план да се следи неговата работа. Во Табела 1. се податоците за измерените омски отпори. Измерени омски отпори на намотките на АТр1 во ТС Скопје 4 во [Ω] (вредностите од мерењата се сведени на 20 С) намотка A ma B mb C mc ma N mb N mc N Приемно испитување / 0,5123 0,5114 0,5126 0,053 0,053 0,053 После сервисирањето/ ,5224 0,5214 0, ,0599 0, ,0619 Дијагностичко / ,5145 0,5218 0,5151 0,053 0,053 0,0532 Табела 1. Вредности на омски отпори од извршени мерења. (Напомена: споредба на вредностите најдобро е да се врши само при едно мерење, помеѓу трите фази.) Во август 2005 година на трансформаторите во ТС 400/110 kv Скопје4 е инсталиран, претходно планираниот, систем за континуирано набљудување (On-Line Monitoring System). Од податоците добиени од мониторинг системот може да се види дека овој трансформатор во споредба со другиот трансформатор има пониско почетно количество на гас но се забележува благ и континуиран пораст на количината на гасови растворени во маслото (Слика 1). Слика.1 Количество на гасови во трансформаторот во период од август до ноември 2005 год. 2 ПРОМЕНИ ВО АТр1 ПОСЛЕ ДЕФЕКТОТ ВО ТС СКОПЈЕ 5 На со исклучувањето поради дефект на автотрансформаторот во ТС Скопје 5, доаѓа до зголемување на оптоварувањето на трансформаторите во ТС Скопје4 приближно до

3 MAKO CIGRE 2007 A2-09R 3/7 номиналното. Едновремено е регистриран пораст на количината на гасовите растворени во маслото кај АТр1 (Слика 2). Слика 2. Зголемување на количеството на гасови во АТр1, со зголемување на товарот. На нивото на гас достигнува 200 ppm, кое е ниво за аларм од вградениот систем за on-line мониторинг на трансформаторите во ТС Скопје4. Со цел следење на состојбата, од овој датум, во неколку наврати е направена ГХА на маслото. 3 ДОНЕСЕНА ОДЛУКА И АНАЛИЗИРАЊЕ НА СОСТОЈБАТА Се донесува одлука трансформаторот да остане во погон. Од направените анализи се констатираше: (1) дека е драстично зголемена концентрацијата на водородот, метанот, етиленот и пропиленот; (2) дека овие гасови може да бидат резултат на слаб контакт или прегревање на јадрото или бакарот; (3) дека концентрацијата на другите гасови е зголемена, но сеуште во дозволените граници и (4) дека концентрацијата на гасните продуктите на разорување на хартиената изолација е во дозволени граници. Се заклучи: (1) дека хартиената изолација не е директно загрозена, а што беше основа да се заклучи и (2) дека причината за создавање на гасови е на место каде не ја загрозува оваа изолација. Повторуваните физичко-хемиски испитувања на маслото во овој период не покажуваат влошување на квалитетот на маслото. Претходните заклучоци и податоци, а во отсуство на објективни услови да се превземе нешто друго освен да се следи состојбата, се подлогата на која се темели одлуката АТр1 да остане во погон и покрај сугестијата за исклучување од лабораторијата за ГХА. По вклучување во погон на трансформаторот во ТС Скопје 5 доаѓа до стагнирање на порастот на гасови. Во овој период се потврдува директната поврзаност на количината на гасовите со оптеретувањето на трансформаторот (Слика 3).

4 MAKO CIGRE 2007 A2-09R 4/7 Слика 3. Создавање на гасови со промена на оптеретувањето (период април-јули 2006 год.) Оваа поврзаност, поткрепена со гасовите кои се регистрираните, ја потврдува издржаноста на заклучокот дека појавата на гасови, поврзана со зголемувањето на струјата, е предизвикана со слаб контакт во трансформаторот. Во прилог е и податокот дека при сервисирањето се демонтирани сите проводни изолатори и дека има висока веројатност дека при монтажата настанал лошиот контакт. Како дополнително средство за донесување заклучок за причините беа извршени и термографски испитувања на трансформаторот при што се регистрирани топли места и тоа: (1) на капакот на трансформаторот и (2) во 400 kv проводен изолатор во фаза В на неговиот горен крај. На капакот е измерено 122 С, а на проводниот изолатор, во фаза В, 24 С (за 7 С повеќе од другите две фази). По консултација со производителот на трансформаторот (Кончар Енергетски Трансформатори Сименс, Загреб) се изврши дополнително заземјување (премостувања капак-казан) на капакот на трансформаторот на местата каде се јавуваат топлите места, со претпоставка дека се работи за преоден отпор меѓу казанот и капакот. Понатамошните мерења на температурите на топлите места на капакот на трансформаторот покажуваа пониски температури во споредба со претходните, што може да се должи на дополнителното заземјување или на намаленото оптоварување (во меѓувреме, во погон влезе 1ТА во ТС Скопје 5). Топлите места на капакот не се земаат како причина за создавање на гасови, бидејќи подоцнежните мерења даваа температури од околу 50 С, а во тоа време концентрацијата на гас и понатаму растеше. За топлото место на горниот дел од проводниот изолатор не се дојде до целосно објаснување за причината. Од друга страна не можеше да се поврзе со појавата на гасови затоа што тој дел нема контакт со маслото. Во рамки на следењето на состојбата, на година, направени се нови дијагностички мерења, при што се констатира извесно подобрување на состојбата на изолацијата. Од мерење извршено на содржината на влага во трансформаторското масло е со вредност во дозволени граници. Меѓутоа, едновремено, од направените мерења на омските отпори на намотките се констатира дека во фаза В (400 kv страна) има зголемен отпор во споредба со другите две фази. Разликата ја нема во сите претходни мерења, почнувајќи од фабричките. (Табела 1.) Нема објаснување од кои причини се појавува зголемувањето на омскиот отпор во фаза В. И во овој случај испитувањата на изолацијата на проводните изолатори покажуваат дека тие се во добра состојба (непроменети капацитети и коефициенти на диелектрични загуби) и затоа не се разгледува можност за нивна замена.

5 MAKO CIGRE 2007 A2-09R 5/7 4 МОЖНИ ИНТЕРВЕНЦИИ ЗА САНИРАЊЕ НА СОСТОЈБАТА Припремите за интервенција на автотрансформаторот се темелат на логичниот редослед на можни активности, односно да се пристапи кон интервенции на лице место, а доколку нема резултати, да се планира интервенција во фабрика. На лице место е можно: (1) подобрување на контактниот притисок на фаза В, со краткотрајно исклучување за притегање; (2) доколку нема резултат, понатамошно демонтирање на проводниот изолатор, за визуелен преглед и, во секој случај, (3) сушење на трансформаторот со обработка на маслото за ослободување од гасовите и влагата, со подолготрајно исклучување. (Информациите за можностите да се обработува маслото во погон укажаа дека е потребно планирање на долг рок и дека е со висока цена.) 5 ИЗВРШЕНИ ИНТЕРВЕНЦИИ НА АТр1 Во јули 2006 година се создадоа услови за исклучување на трансформаторот и во периодот од до извршено е сушење на трансформаторот со континуирана обработка на маслото. Со обработката на маслото се постигна значително намалување на концентрацијата на гасовите во маслото (Слика 4), потврдено и со гасно-хроматографска анализа. Слика 4. Намалување на концентрација на гасови при обработка на маслото. По повторното вклучување во погон на автотрансформаторот концентрацијата на гасови повторно се зголеми од 8 на 20 ppm. Понатамошниот пораст укажува дека причината за појавата на гасови сеуште постои, а интензитетот е помал зависно од помалото оптоварување. На 5. септември 2006 година е извршено притегање на контактот на изводот во проводниот изолатор во фаза В на 400 kv, со мерење на омските отпори на намотките пред и после притегањето (Табела 2). Се постигнува значително намалување на омскиот отпор во фаза В (за 8,1 mω). Од фотографиите се гледа поместувањето на матицата за затегнување на контактните површини. Мерење на омските отпори на намотките на АТр1, на 5. септември 2006, при 24 C намотка А mа B mb C mc Пред притегањето R [Ω] 0,5298 0,5365 0,5291 намотка А mа B mb C mc После притегањето R [Ω] 0,5294 0,5284 0,5289 Табела 2. Вредности на омски отпори на намотките.

6 MAKO CIGRE 2007 A2-09R 6/7 Слика 5. Фотографии пред и после притегањето. По извршената интервенција трансформаторот е вклучен во погон и секојдневно е следено развивањето на гасовите. На слика 6 може да се види дека по интервенцијата количината на гасови во трансформаторот е стабилизирана. Слика 6. Развој на гасовите во АТр1 и АТр2 во период од до година. 6 ОЦЕНКА ЗА СЕГАШНАТА И ОЧЕКУВАЊЕ ЗА ИДНАТА СОСТОЈБА НА АТр1 После извршените интервенции состојбата на трансформаторот е нормализирана, од аспект на појава на гасови како резултат на лошиот контакт. On-line мониторингот е појавата на гасови е под контрола. Меѓутоа, влагата во трансформаторот останува да се следи понатаму. Поради влијанието врз животниот век на трансформаторот неопходно е следење на состојбата, а повторување на операцијата за сушење би била корисна, особено заради опременоста за таквата операција. Постојат и објективни услови за исклучување на трансформаторот. Индикацијата за количината на гасовите, преку мониторинг системот, мора да биде дополнувана со целосна анализа за видот на гасовите и посредно за изворот на секој гас, со цел да се донесуваат навремени заклучоци за стареењето на изолацијата, но и за евентуалното присуство на

7 MAKO CIGRE 2007 A2-09R 7/7 опасните гасови. Со таквите анализи би се дошло и до оценка за преостанатиот животен век на трансформаторите и проценка на загрозеноста од потенцијален дефект. 7 ЗАКЛУЧОК Изложениот случај е доказ за неопходното високо ниво на почитување на постапките за работа при извршување на работите од одржувањето и ремонтите на електро-опремата. Проценката на ризикот од погон во одредени состојби е објективна само во услови кога се располага со соодветни податоци. Така се оправдува инвестирањето во on-line мониторинг системите. За сопствениците на вакви големи трансформаторски единици е оправдано и потребно да се инвестира и во примена на модели за проценка на ризик во врска со погонот на истите. Прашања за дискусија: 1. Има ли конкретни информации за on-line обработка на трансформаторското масло? 2. Кое е нивото на опременост на лабораториите за испитување на трансформаторски масла?