Трансформаторы: эксплуатация, диагностирование, ремонт и продление срока службы

Подождите немного. Документ загружается.

160

– âîçäåéñòâèå áëèçêèõ òîêîâ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ;

– âîçäåéñòâèå ãðîçîâûõ èìïóëüñîâ îò áëèçêèõ óäàðîâ ìîëíèé â ëèíèþ ýëåê-

òðîïåðåäà÷;

– ïåðåãðåâû èç-çà äåôåêòîâ ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ;

– ïðîâåäåíèå ñâàðî÷íûõ ðàáîò íà áàêå;

– ïîâðåæäåíèå ìàñëîíàñîñîâ;

– çàìåíà ñèëèêàãåëÿ;

– ñëèâ è äîëèâ ìàñëà;

– äåãàçàöèÿ ìàñëà;

– âðåìÿ, òåìïåðàòóðà è íàãðóçêà ðåàêòîðà ïðè îòáîðå ïðîáû ìàñëà;

– îøèáêè ïðè âçÿòèè ïðîá ìàñëà;

– ñåçîííûå êîëåáàíèÿ.

8.2. Òåõíè÷åñêîå ñîñòîÿíèå ðåàêòîðà â ðÿäå ñëó÷àåâ ìîæåò âëèÿòü íà ðåçóëüòà-

òû ÀÐÃ ìàñëà. Â ÷àñòíîñòè, ïðè ýêñïëóàòàöèè ìîãóò ïðîèçîéòè íàðóøåíèå ïðåñ-

ñîâêè îáìîòîê è ìàãíèòîïðîâîäà, èçìåíåíèå ñîñòîÿíèÿ ïîäøèïíèêîâ ìàñëîíàñî-

ñîâ, ïîâûøåíèå âèáðàöèè ëîêàëüíîãî ìåñòà ñòåíêè èëè âñåãî áàêà â öåëîì. Ýòî

ïðèâîäèò, êàê ïðàâèëî, ê ïîâûøåííûì íàãðåâíûì ïðîöåññàì. Ïîýòîìó â ïðîöåññå

îñìîòðà ðåàêòîðîâ âî âðåìÿ ýêñïëóàòàöèè íàäî îïðåäåëÿòü íà ñëóõ àêóñòè÷åñêèé

óðîâåíü øóìà êîíêðåòíîãî ðåàêòîðà îòíîñèòåëüíî îñòàëüíûõ. Åñëè èìåþòñÿ èç-

ìåíåíèÿ, òî íåîáõîäèìî âûïîëíèòü âèáðàöèîííîå îáñëåäîâàíèå ðåàêòîðà ñ öåëüþ

ïîäòâåðæäåíèÿ èçìåíåíèé è îïðåäåëèòü óðîâåíü âèáðàöèè è ÕÀÐÃ.

Íîðìàëüíî äîïóñòèìûé óðîâåíü âèáðîïåðåìåùåíèÿ ñòåíêè áàêà ðåàêòîðà â

ýêñïëóàòàöèè äîëæåí áûòü íå áîëåå 60 ìêì, à ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ – 85 ìêì.

9. Îñíîâû äèàãíîñòèêè òåõíè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ ðåàêòîðà â ýêñïëóàòàöèè

ïî ðåçóëüòàòàì õðîìàòîãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà ðàñòâîðåííûõ ãàçîâ â ìàñëå

9.1. Ïðè îáñëåäîâàíèè ãðóïïû ðåàêòîðîâ, ýêñïëóàòèðóþùèõñÿ â îäèíàêî-

âûõ óñëîâèÿõ, íà ÕÀÐÃ ìàñëà íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü, èìååòñÿ ëè â äàííîé

ãðóïïå ðåàêòîð ñ îòêëîíÿþùèìèñÿ ïàðàìåòðàìè, åñëè äà, òî åìó äîëæíî áûòü

óäåëåíî ïîâûøåííîå âíèìàíèå.

9.2. Ïðèçíàêè óäîâëåòâîðèòåëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ðåàêòîðîâ:

9.2.1. Êîíöåíòðàöèÿ ÍÎÐÃÃ íå ïðåâûøàåò óðîâíÿ 1 òàáë. 3.

9.2.2. Îäèí èç âñåõ èíäèâèäóàëüíûõ ãàçîâ íå áîëåå àáñîëþòíûõ âåëè÷èí

óðîâíÿ 3.

9.2.3. Îòíîñèòåëüíàÿ ñêîðîñòü óâåëè÷åíèÿ êîíöåíòðàöèè ÍÎÐÃÃ íå áîëåå

10 %/ìåñ.

9.2.4. Ïðè ïðåâûøåíèè îòíîñèòåëüíîé ñêîðîñòè 10 %/ìåñ. (ñ ó÷åòîì ï. 6.6)

ðóêîâîäñòâîâàòüñÿ òðåáîâàíèÿìè òàáë. 4, óðîâåíü 1.

9.3. Ïðè ïðåâûøåíèè êîíöåíòðàöèè ÍÎÐÃÃ, óðîâåíü 1, ðóêîâîäñòâîâàòüñÿ

òðåáîâàíèÿìè òàáë. 4, óðîâíè 2 è 3. Ïðîâåñòè àíàëèç èíäèâèäóàëüíûõ ãàçîâ è

îïðåäåëèòü êëþ÷åâûå è õàðàêòåðíûå ãàçû.

9.4. Ïðè ÑÎ

> 2500 ppm ïðîâåñòè êîíòðîëü îáùåãî ãàçîñîäåðæàíèÿ ìàñëà

èç ðåàêòîðà.

9.5. Ïðè ïðåâûøåíèè êîíöåíòðàöèè ÍÎÐÃÃ è èíäèâèäóàëüíûõ ãàçîâ óðîâ-

161

íÿ 3 è âåëè÷èíû îòíîñèòåëüíîé ñêîðîñòè áîëåå 30 ppm/ìåñ. ïðîâåñòè êîíñóëü-

òàöèè ñ çàâîäîì-èçãîòîâèòåëåì è çàïëàíèðîâàòü îòêëþ÷åíèå.

9.6. Â äàííîé äèàãíîñòèêå ñîîòíîøåíèÿ ÑÎ

/ÑÎ íå ðàññìàòðèâàþòñÿ, ïî-

ýòîìó ïðè äèàãíîñòèêå ñîñòîÿíèÿ ðåàêòîðà íàäî îðèåíòèðîâàòüñÿ íà àáñîëþò-

íûå âåëè÷èíû, óêàçàííûå â òàáë. 3.

1. Èññëåäîâàíèå ýëåêòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ìàñåë ðàçëè÷íîé õèìè÷åñêîé ñòðóêòóðû, â òîì ÷èñ-

ëå ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ. Ðàçðàáîòêà ïðåäëîæåíèé ïî ïåðåñìîòðó ÐÒÌ äëÿ ðåàêòîðîâ, çàïîë

íåííûõ ìàñëîì ÃÊ: òåõí. îò÷åò // Àðõ. ¹ 5786-3100. Ì.: ÂÝÈ, 1988.

2. Ñðàâíåíèå óðîâíÿ êîíöåíòðàöèé ðàñòâîðåííûõ ãàçîâ â ðåàêòîðàõ, çàëèòûõ ìàñëàìè ìàðîê ÃÊ è

Ò-750: òåõí. îò÷åò // Àðõ. ¹ ÒÎ-87-104. Ì. : Ìîñê. Ýëåêòðîçàâîä, 1987.

3. Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ïî äèàãíîñòèêå ðàçâèâàþùèõñÿ äåôåêòîâ òðàíñôîðìàòîðíîãî îáîðóäî

âàíèÿ ïî ðåçóëüòàòàì õðîìàòîãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà ãàçîâ, ðàñòâîðåííûõ â ìàñëå.

ÐÄ 153-34.0-46.302-00. Ì., 2001.

4. IEEE Standart C57.104-1991 – Guide for the Interpretation of Gases Generated in

Oil-Immersed Transformers.

5. International Electrotechnical Commission (IEC 60599 Edition 2), Mineral Oil-Impregnated

Electrical Equipment in Service Interpretation of Dissolved and Free Gas Analysis. 1999.

6. Ïîâåäåíèå ãàçîâ, îáðàçóþùèõñÿ â ðåçóëüòàòå ðàçëîæåíèÿ èçîëÿöèîííûõ ìàñåë â ïðîöåññå èõ

ëîêàëüíîãî íàãðåâàíèÿ: ïåð. ñ ÿï. ÿç. // Äýíêè ãàêêàé ðîìáóíñè. 1978. Ò. 98-À, ¹ 7. Ñ. 381–388.

7. Âåíòöåëü Å. Ñ. Òåîðèÿ âåðîÿòíîñòåé. Ì., 1958.

8. Äæîíñîí Í., Ëèîí Ô. Ñòàòèñòèêà è ïëàíèðîâàíèå ýêñïåðèìåíòà â òåõíèêå è íàóêå: Ìåòîäû îá-

ðàáîòêè äàííûõ. Ì.: Èçä-âî «ÌÈÐ», 1980.

9. Ãìóðìàí Â. Å. Òåîðèÿ âåðîÿòíîñòåé è ìàòåìàòè÷åñêàÿ ñòàòèñòèêà : ó÷åá. ïîñîáèå. 12-å èçä.,

ïåðåðàá. Ì.: Âûñø. îáðàçîâàíèå, 2008.

10. Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ (âðåìåííûå) ïî äèàãíîñòèêå ðàçâèâàþùèõñÿ äåôåêòîâ ïî ðåçóëüòàòàì

õðîìàòîãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà ãàçîâ, ðàñòâîðåííûõ â ìàñëå øóíòèðóþùèõ ðåàêòîðîâ íàïðÿæåíèåì

500 êÂ ïðîèçâîäñòâà ÎÀÎ «Ýëåêòðîçàâîä», 2009.

11. Ïðîòîêîëû õðîìàòîãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà ìàñëà ÃÊ èç øóíòèðóþùèõ ðåàêòîðîâ íàïðÿæåíèåì 500 êÂ.

ÏÅÐÅÍÀÏÐßÆÅÍÈß ÏÐÈ ÊÎÌÌÓÒÀÖÈÈ ÂÊËÞ×ÅÍÈß-ÂÛÊËÞ×ÅÍÈß

ÑÈËÎÂÛÕ ØÓÍÒÈÐÓÞÙÈÕ ÐÅÀÊÒÎÐÎÂ 500 êÂ ÝËÅÃÀÇÎÂÛÌÈ

ÂÛÊËÞ×ÀÒÅËßÌÈ

Þ. À. Ëàâðîâ, Ê. Ï. Êàäîìñêàÿ,

ÃÎÓ ÂÏÎ «Íîâîñèáèðñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò»

À. Ã. Îâñÿííèêîâ, Î. Þ. Øèëëåð, ÍÑÏÁ ôèëèàë ÎÀÎ «Ýëåêòðîñåòüñåðâèñ»

Å. Â. Ëüâîâ, ÌÝÑ Ñèáèðè

Ââåäåíèå

Ïðè ðàáîòå ëèíèé ýëåêòðîïåðåäà÷è ïî íèì ïåðåäàåòñÿ êàê àêòèâíàÿ, òàê è ðå-

àêòèâíàÿ ìîùíîñòü. Äëÿ ðåãóëèðîâàíèÿ ïîòîêîâ ðåàêòèâíîé ìîùíîñòè èñïîëü-

çóþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèå øóíòèðóþùèå ðåàêòîðû (ØÐ). Îíè âêëþ÷àþòñÿ ìåæäó

ôàçàìè ëèíèé è çåìëåé è êîìïåíñèðóþò åìêîñòü ëèíèè. Íåîáõîäèìàÿ ìîùíîñòü

ïîäêëþ÷àåìûõ ðåàêòîðîâ çàâèñèò îò äëèíû ëèíèè è íàãðóçêè. Ðåàêòîðû ÿâëÿþò-

ñÿ îäíèì èç ñðåäñòâ, ïîçâîëÿþùèõ ñíèçèòü êîììóòàöèîííûå ïåðåíàïðÿæåíèÿ è

ïîâûñèòü ðàáî÷èå íàïðÿæåíèÿ. Îíè óìåíüøàþò àìïëèòóäó âûíóæäåííîé ñîñòàâ-

ëÿþùåé è ÷àñòîòó ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé ïðè ïåðåõîäíûõ ðåæèìàõ, ñíèæàþò

âåðîÿòíîñòü ïîâòîðíûõ çàæèãàíèé â âûêëþ÷àòåëÿõ ïðè îòêëþ÷åíèÿõ õîëîñòûõ

ëèíèé, îáëåã÷àþò óñëîâèÿ ãàøåíèÿ äóãè ïðè ÊÇ íà ëèíèè.

162

Òåõíîëîãè÷åñêèå íàðóøåíèÿ â ñõåìàõ, ñîäåðæàùèõ ØÐ, íåðåäêè. Îáû÷íî

îíè âîçíèêàþò èç-çà ïîâðåæäåíèé èçîëÿöèè ðåàêòîðîâ èëè èõ ââîäîâ. Â ñâîþ

î÷åðåäü, ïîâðåæäåíèÿ èçîëÿöèè ìîãóò áûòü ñëåäñòâèåì âîçäåéñòâèÿ íà íåå

êîììóòàöèîííûõ ïåðåíàïðÿæåíèé. Íàïðèìåð, îòêëþ÷åíèå ðåàêòîðà ìîæåò ñî-

ïðîâîæäàòüñÿ ñðåçîì òîêà â âûêëþ÷àòåëå è ïðèâîäèòü ê âûñîêèì êðàòíîñòÿì

ïåðåíàïðÿæåíèé íà èçîëÿöèè ØÐ. Ïðè ýòîì èç-çà íåðàâíîìåðíîãî ðàñïðåäåëå-

íèÿ ïåðåíàïðÿæåíèé ïî îáìîòêå ØÐ ìîãóò âîçíèêíóòü ïîâûøåííûå çíà÷åíèÿ

íàïðÿæåíèé íà ïðîäîëüíîé èçîëÿöèè ØÐ è åå ïîâðåæäåíèå.

Â äîêëàäå ðàññìàòðèâàåòñÿ âîçìîæíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ îïàñíûõ êîììó-

òàöèîííûõ ïåðåíàïðÿæåíèé ïðè âêëþ÷åíèè èëè îòêëþ÷åíèè ØÐ ýëåãàçîâûì

âûêëþ÷àòåëåì. Ðàáîòà âûïîëíåíà íà îñíîâå ðàññëåäîâàíèÿ àâàðèéíîãî îòêëþ-

÷åíèÿ îäíîé èç ôàç øóíòèðóþùåãî ðåàêòîðà òèïà ÐÎÌÁÑ(Ì) 60000/500. Ïðè

îñìîòðå ïîâðåæäåííîé ôàçû â âåðõíåé ÷àñòè îáìîòêè áûëî îáíàðóæåíî âèò-

êîâîå çàìûêàíèå. Äëÿ âûÿñíåíèÿ âîçìîæíîé ïðè÷èíû àâàðèè áûëè ïðîâåäåíû

êîìïüþòåðíûå è ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïåðåíàïðÿæåíèé, âîçäåé-

ñòâóþùèõ íà èçîëÿöèþ ØÐ ïðè åãî êîììóòàöèÿõ.

Ýêñïåðèìåíòàëüíîå èññëåäîâàíèå

Ñõåìà, â êîòîðîé ïðîâîäèëèñü èçìåðåíèÿ, ïðèâåäåíà íà ðèñ. 1.

Ðèñ. 1. Ñõåìà èçìåðåíèé ïåðåíàïðÿæåíèé íà ðåàêòîðå

Â ñõåìå â êà÷åñòâå âåðõíåãî ïëå÷à äåëèòåëåé íàïðÿæåíèÿ èñïîëüçîâàëèñü

åìêîñòè îñíîâíîé èçîëÿöèè ââîäîâ. Áóôåðíûå óñèëèòåëè (ÁÓ) âêëþ÷àëèñü äëÿ

ñîãëàñîâàíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ åìêîñòíîãî äåëèòåëÿ ñ êîàêñèàëüíûìè êàáåëÿìè.

Êîýôôèöèåíò èõ ïåðåäà÷è áûë ðàâåí 1, âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå îêîëî 1 ÌÎì,

âûõîäíîå 50 Îì, ò. å. ðàâíî âîëíîâîìó ñîïðîòèâëåíèþ êàáåëÿ, íàãðóæåííîãî

íà 50 Îì, íà âõîäå îñöèëëîãðàôà (íà ñõåìå íå ïîêàçàíî). Âûõîäíûå ñèãíàëû

ïåðåäàâàëèñü êàáåëÿìè ÐÊ-50 ñ áóôåðíûõ óñèëèòåëåé íà óðîâåíü çåìëè, ãäå

ðàñïîëàãàëñÿ 4-êàíàëüíûé öèôðîâîé îñöèëëîãðàô Tektronix DPO 3014.

Ê èçìåðèòåëüíûì âûâîäàì ââîäîâ âñåõ ôàç ðåàêòîðà ïîäêëþ÷àëèñü äîïîë-

íèòåëüíûå åìêîñòè C

äëÿ ñíèæåíèÿ âåëè÷èí íàïðÿæåíèé äî óðîâíÿ ± 5 Â,

ïðèåìëåìîãî äëÿ áóôåðíîãî óñèëèòåëÿ. Ïðîâåðêà áóôåðíîãî óñèëèòåëÿ ïðîâî-

163

äèëàñü ãåíåðàòîðîì ïðÿìîóãîëüíûõ èìïóëüñîâ òèïà Ã5-54. Êîíòðîëèðîâàëîñü

íàïðÿæåíèå íà âûõîäå óñèëèòåëÿ. Íåèñêàæàþùàÿ ïåðåäà÷à ôðîíòà èìïóëüñà

äëèòåëüíîñòüþ 60 íñ ñâèäåòåëüñòâîâàëà î äîñòàòî÷íîñòè âåðõíåé ïîëîñû ïðî-

ïóñêàíèÿ, à íåèñêàæàþùàÿ ïåðåäà÷à «ïîëêè» èìïóëüñà (10 ìñ) – î äîñòàòî÷-

íîñòè íèæíåé ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ.

Òî÷íîå îïðåäåëåíèå êîýôôèöèåíòà äåëåíèÿ ïðîèçâîäèëîñü ïðè èçìåðåíèÿõ

óñòàíîâèâøèõñÿ íàïðÿæåíèé íà ôàçàõ ðåàêòîðà.

Â òàáë. 1 ïðèâåäåíà ïîñëåäîâàòåëüíîñòü äåéñòâèé â ñåðèè ýêñïåðèìåíòàëü-

íûõ çàìåðîâ óðîâíåé ïåðåíàïðÿæåíèé, âîçäåéñòâóþùèõ íà ØÐ ïðè åãî êîììó-

òàöèè ýëåãàçîâûì âûêëþ÷àòåëåì ïðîèçâîäñòâà ABB (òèï ýëåãàçîâîãî âûêëþ-

÷àòåëÿ HPB 550 Br, ïðèâîä BLG).

Òàáëèöà 1

Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü äåéñòâèé â ñåðèè ýêñïåðèìåíòîâ

Äåéñòâèÿ Àìïëèòóäû

ïåðåíàïðÿæåíèÿ

Ïåðâîå âêëþ÷åíèå Ð4 âûêëþ÷àòåëåì ñ ñèíõðîíèçàòîðîì

± 300 êÂ

Èçìåðåíèå íàïðÿæåíèé íà ôàçàõ ðåàêòîðà Ðèñ. 2.13

Ïåðâîå îòêëþ÷åíèå Ð4 âûêëþ÷àòåëåì ñ

ñèíõðîíèçàòîðîì

+550 è –480 êÂ

Âòîðîå âêëþ÷åíèå Ð4 âûêëþ÷àòåëåì ñ ñèíõðîíèçàòîðîì +450 è – 520 êÂ

Âòîðîå îòêëþ÷åíèå Ð4 âûêëþ÷àòåëåì ñ

ñèíõðîíèçàòîðîì

Íå áûëî çàïóñêà

Òðåòüå âêëþ÷åíèå Ð4 âûêëþ÷àòåëåì ñ ñèíõðîíèçàòîðîì

+470 è –550 (ðèñ. 2.14, à)

Òðåòüå îòêëþ÷åíèå Ð4 âûêëþ÷àòåëåì ñ

ñèíõðîíèçàòîðîì

± 610 êÂ (ðèñ. 2.14, á)

×åòâåðòîå âêëþ÷åíèå Ð4 âûêëþ÷àòåëåì áåç

ñèíõðîíèçàòîðà

+425 è –610 êÂ

×åòâåðòîå îòêëþ÷åíèå Ð4 âûêëþ÷àòåëåì áåç

ñèíõðîíèçàòîðà

+561 è –658 êÂ

Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ÿâëÿþòñÿ

íå çàíèæåííûìè ïî àìïëèòóäå, ïîñêîëüêó, êàê ïîêàçàëè ðàíåå ïðîâåäåííûå

èññëåäîâàíèÿ, ïåðåõîäíûå àìïëèòóäíî-÷àñòîòíûå õàðàêòåðèñòèêè ââîäà ðåàê-

òîðà ïðàêòè÷åñêè íå èñêàæàëè Â×-ñèãíàë.

à á

Ðèñ. 2. Îñöèëëîãðàììû ïåðåíàïðÿæåíèé (îáùèé âèä) ïðè âêëþ÷åíèè (à) è

îòêëþ÷åíèè (á) ðåàêòîðà â òðåòüåì îïûòå èçìåðåíèé

164

Èç ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 2 îñöèëëîãðàìì è äàííûõ òàáë.1 âèäíî, ÷òî óðîâíè

ïåðåíàïðÿæåíèé íà èçîëÿöèè ðåàêòîðà ïðè åãî êîììóòàöèè ýëåãàçîâûì âûêëþ-

÷àòåëåì íåçíà÷èòåëüíî ïðåâûøàëè íîìèíàëüíîå íàïðÿæåíèå è ñîñòàâëÿëè:

– ïðè âêëþ÷åíèè – 520 … 550 êÂ (ñ ñèíõðîíèçàòîðîì);

– ïðè âêëþ÷åíèè – 650 êÂ (áåç ñèíõðîíèçàòîðà);

– ïðè îòêëþ÷åíèè – 550 … 660 êÂ.

Ìîäåëèðîâàíèå

×òîáû óñòàíîâèòü, êàêèå ïåðåíàïðÿæåíèÿ âîçäåéñòâóþò íà èçîëÿöèþ ðåàê-

òîðà ïðè êîììóòàöèÿõ â ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ è äëÿ îïðåäåëåíèÿ íàèáîëåå òÿ-

æåëîãî ðåæèìà, áûëî âûïîëíåíî ìîäåëèðîâàíèå ýòèõ ïðîöåññîâ â ïðîãðàììå

«ÌÀÝÑ».

Ñõåìà ìîäåëè, ðàçðàáîòàííàÿ äëÿ àíàëèçà êîììóòàöèé ðåàêòîðà, ïðèâåäåíà

íà ðèñ. 3.

Ðèñ. 3. Ñìîäåëèðîâàííàÿ ñõåìà ñåòè

Àäåêâàòíîñòü ïðåäñòàâëåííîé ìîäåëè áûëà ïðîâåðåíà ïîñðåäñòâîì ñðàâ-

íåíèÿ ðàñ÷åòíûõ êðèâûõ ñ äàííûìè ïîëåâûõ èñïûòàíèé. Â òàáë. 2 ïðèâåäå-

íû íàèáîëåå çíà÷èìûå õàðàêòåðèñòèêè êîëåáàíèé: ÷àñòîòà, ôðîíò, àìïëèòóäà

ïåðåíàïðÿæåíèé.

Òàáëèöà 2

Ñðàâíåíèå õàðàêòåðèñòèê îñöèëëîãðàìì

Õàðàêòåðèñòèêà Îïûò Ðàñ÷åò Ïîãðåøíîñòü, %

×àñòîòà, f, Ãö

953 950 0,3

Ôðîíò âîëíû, ìêñ

350 350 0

Àìïëèòóäà âîëíû, êÂ 570 560 1,7

165

Ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ, ïðèâåäåííûõ â òàáë. 2, ïîçâîëÿåò ñäåëàòü âûâîä,

÷òî ìîäåëü àäåêâàòíà ðåàëüíîé ñõåìå.

Êîììóòàöèîííûå ïåðåíàïðÿæåíèÿ ïðè âêëþ÷åíèè ðåàêòîðà îáóñëîâëåíû

êîëåáàòåëüíûìè ïåðåõîäàìè îò íà÷àëüíûõ ê óñòàíîâèâøèìñÿ ðàñïðåäåëåíèÿì

íàïðÿæåíèÿ ïðè âêëþ÷åíèè ôàç âûêëþ÷àòåëÿ.

Ïåðåíàïðÿæåíèÿ ïðè êîììóòàöèè ðåàêòîðà ñóùåñòâåííî çàâèñÿò îò ìîìåí-

òà åãî âêëþ÷åíèÿ. Ïðè âêëþ÷åíèè ðåàêòîðà â ìîìåíò ìàêñèìóìà íàïðÿæåíèÿ

íà øèíàõ 500 êÂ âîçíèêàåò îïàñíîñòü ïåðåêðûòèÿ âèòêîâîé èçîëÿöèè (îñîáåí-

íî â îñëàáëåííîì ìåñòå).

Â òàáë. 3 ñâåäåíû äàííûå, ïîëó÷åííûå ïðè âûïîëíåíèè ÷èñëåííûõ ýêñïåðè-

ìåíòîâ, ìîäåëèðóþùèõ íàèáîëåå õàðàêòåðíûå ñëó÷àè âêëþ÷åíèÿ ØÐ:

1 – âêëþ÷åíèå ôàç ðåàêòîðà ïðè íóëåâîì íàïðÿæåíèè íà ôàçå À;

2 – òî æå, íî ðàçáðîñ â ñðàáàòûâàíèè ïîëþñîâ âûêëþ÷àòåëÿ 1 ìñ;

3 – âêëþ÷åíèå ôàç ðåàêòîðà ïðè ìàêñèìàëüíîì íàïðÿæåíèè íà ôàçå À;

4 – òî æå, íî ðàçáðîñ â ñðàáàòûâàíèè ïîëþñîâ âûêëþ÷àòåëÿ 1 ìñ.

Òàáëèöà 3

Âêëþ÷åíèå ôàç ðåàêòîðà

Íîìåð

îïûòà

Àìïëèòóäà

ïåðåíàïðÿæåíèé, U

max

, êÂ

, ìêñ ×àñòîòà êîëåáàíèé,

êÃö

1 684 29,5 12,5

2 786 26,5 12,9

3 790 26,7 12,1

4 795 28,5 12,4

Íà ðèñ. 4 ïðèâåäåíû ðàñ÷åòíûå îñöèëëîãðàììû íàïðÿæåíèé ïðè âêëþ÷å-

íèè êàæäîé ôàçû ðåàêòîðà èäåàëüíî â ìîìåíò ïåðåõîäà ÷åðåç íîëü êàæäîãî

èç ôàçíûõ íàïðÿæåíèé. Íà ðèñ. 5 ïîêàçàíû îñöèëëîãðàììû äëÿ ñëó÷àÿ, êîãäà

âêëþ÷åíèå ïðîèñõîäèò ïðè ìàêñèìàëüíîì íàïðÿæåíèè íà ôàçå À, ïðè ýòîì âñå

ïîëþñà âûêëþ÷àòåëÿ ñðàáàòûâàþò îäíîâðåìåííî.

Ðèñ. 4. Îñöèëëîãðàììû íàïðÿæåíèé

ïðè âêëþ÷åíèè ôàç ðåàêòîðà â ìîìåíòû

íóëåâûõ çíà÷åíèé íàïðÿæåíèÿ

Ðèñ. 5. Îñöèëëîãðàììû íàïðÿæåíèé ïðè

îäíîâðåìåííîì âêëþ÷åíèè ôàç ðåàêòîðà â

ìàêñèìóìå íàïðÿæåíèÿ íà ôàçå À

166

Ñîãëàñíî ÃÎÑÒ 1516.3 [1] èñïûòàòåëüíîå íàïðÿæåíèå èçîëÿöèè ØÐ êîì-

ìóòàöèîííûì èìïóëüñîì ñîñòàâëÿåò 1050 êÂ. Äàæå â íàèáîëåå òÿæåëîì èç

ðàññìîòðåííûõ ñëó÷àåâ ïåðåíàïðÿæåíèÿ ìåíüøå ýòîé âåëè÷èíû â ~1,3 ðàçà.

Îòìåòèì, îäíàêî, ÷òî â äàííîì ñëó÷àå íà èçîëÿöèþ ØÐ âîçäåéñòâóåò íå îäè-

íî÷íûé êîììóòàöèîííûé èìïóëüñ, à ñåðèÿ èìïóëüñîâ ñ áîëåå êðóòûì ôðîíòîì

è ÷àñòîòîé ïîðÿäêà 12–13 êÃö.

Ïåðåíàïðÿæåíèÿ, âîçíèêàþùèå ïðè îòêëþ÷åíèè ØÐ, â áîëüøîé ìåðå çàâè-

ñÿò îò êîíñòðóêöèè äóãîãàñèòåëüíîé êàìåðû âûêëþ÷àòåëÿ, îïðåäåëÿþùåé êàê

âåëè÷èíó òîêà ñðåçà â âûêëþ÷àòåëå, òàê è âîçìîæíîñòü ïîâòîðíûõ çàæèãàíèé

äóãè, åñëè íàïðÿæåíèå íà êîíòàêòàõ âûêëþ÷àòåëÿ â ïðîöåññå åãî îòêëþ÷åíèÿ

ïðåâûøàåò âåëè÷èíó ýëåêòðè÷åñêîé ïðî÷íîñòè ìåæäó ðàñõîäÿùèìèñÿ êîíòàê-

òàìè. Êðîìå òîãî, âåëè÷èíà ñðåçà òîêà çàâèñèò îò ìîìåíòà îòêëþ÷åíèÿ ØÐ.

Òàê, ïðèìåíåíèå ñèíõðîíèçàòîðà ïîçâîëÿåò ðàçìûêàòü êîíòàêòû âûêëþ÷àòå-

ëÿ â ìîìåíò âðåìåíè, êîãäà íàïðÿæåíèå íà îòêëþ÷àåìîé ôàçå ïðîõîäèò ÷åðåç

ñâîå ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå (ψ ≈ 0), ÷òî äàåò ïðàêòè÷åñêè íóëåâîé òîê ñðåçà

≈ 0. Ïîýòîìó îïàñíûõ ïåðåíàïðÿæåíèé ïðè îòêëþ÷åíèè ôàçû ðåàêòîðà íà-

áëþäàòüñÿ íå áóäåò.

Ïðîèçâîäèòåëè íå óêàçûâàþò âåëè÷èíó âûêëþ÷àòåëåé â äîêóìåíòàöèè, çíà-

÷åíèå òîêà ñðåçà äëÿ äóãîãàñèòåëüíûõ êàìåð. Ðàçëè÷íûå àâòîðû ïðè èññëåäî-

âàíèè ýëåãàçîâûõ âûêëþ÷àòåëåé ïîêàçûâàþò, ÷òî òîê ñðåçà ëåæèò â ïðåäåëàõ

3–10 À.

Â êà÷åñòâå îáúåêòîâ äëÿ èññëåäîâàíèÿ áûëè âûáðàíû ñëåäóþùèå õàðàêòåð-

íûå ñëó÷àè îòêëþ÷åíèÿ ðåàêòîðà:

1 – ðàçìûêàíèå êîíòàêòîâ âûêëþ÷àòåëÿ ïðîèñõîäèò ïðè ìàêñèìàëüíîì çíà-

÷åíèè íàïðÿæåíèÿ íà êàæäîé ôàçå;

2 – ðàçìûêàíèå êîíòàêòîâ ïðîèñõîäèò îäíîâðåìåííî, ïðè ìàêñèìàëüíîì

íàïðÿæåíèè íà ôàçå À;

3 – ðàçìûêàíèå êîíòàêòîâ îäíîâðåìåííî â íîëå íàïðÿæåíèÿ íà ôàçå À; îïûò

¹ 4 – ðàçìûêàíèå êîíòàêòîâ îäíîâðåìåííî â íîëå íàïðÿæåíèÿ íà ôàçå À ñ ðàç-

áðîñîì â ñðàáàòûâàíèè ïîëþñîâ âûêëþ÷àòåëÿ;

4 – îòêëþ÷åíèå â íóëå íàïðÿæåíèÿ íà ôàçå À ñî çíà÷åíèåì òîêà ñðåçà 1, 3,

7 è 10 À.

Â îïûòàõ 1–4 ñðåç òîêà â âûêëþ÷àòåëå áûë çàïðåùåí.

Ðåçóëüòàòû ÷èñëåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ ñâåäåíû â òàáë. 4. Íà ðèñ. 6 ïðèâå-

äåíû îñöèëëîãðàììû íàïðÿæåíèé, ïîëó÷åííûå ïî ðåçóëüòàòàì îïûòà ¹ 4, íà

ðèñ. 7 – îñöèëëîãðàììû íàïðÿæåíèé íà êîíòàêòàõ âûêëþ÷àòåëÿ.

Òàáëèöà 4

Îòêëþ÷åíèå ðåàêòîðà

Íîìåð

îïûòà

Òîê

ñðåçà, À

Àìïëèòóäà

ïåðåíàïðÿæåíèé,

max

, êÂ

Íàïðÿæåíèå

íà êîíòàêòàõ

âûêëþ÷àòåëÿ, U

âûêë

êÂ

Âîññòàíàâëèâàþùååñÿ

íàïðÿæåíèå íà

êîíòàêòàõ âûêëþ÷àòåëÿ,

êÂ/ìêñ

1 Íåò

ñðåçà

462 840 2,24

167

Îêîí÷àíèå òàáë. 4

2 Íåò

ñðåçà

462 840 2,12

3 Íåò

ñðåçà

486 842 2,31

4 Íåò

ñðåçà

486 842 2,41

5 1 487 846 2,28

3 497 860 2,32

7 543 912 2,56

10 600 976 2,74

Ðèñ. 6. Îñöèëëîãðàììû ïåðåíàïðÿæåíèé ïðè ðàçìûêàíèè êîíòàêòîâ îäíîâðåìåííî â íóëå

íàïðÿæåíèÿ íà ôàçå À ñ ðàçáðîñîì â ñðàáàòûâàíèè ïîëþñîâ âûêëþ÷àòåëÿ

Ðèñ. 7. Îñöèëëîãðàììû íàïðÿæåíèé íà êîíòàêòàõ âûêëþ÷àòåëÿ

Â îïûòàõ 1–4 ïîëó÷åíû îäèíàêîâûå ðåçóëüòàòû èç-çà òîãî, ÷òî â ìîäåëè

ðàçìûêàíèå öåïè ïðîèñõîäèëî ïðè ïåðåõîäå òîêà ÷åðåç íîëü.

168

×àñòîòà êîëåáàíèé ïðè îòêëþ÷åíèè ðåàêòîðà îêàçàëàñü çíà÷èòåëüíî ìåíü-

øåé, ÷åì ïðè âêëþ÷åíèè, è ñîñòàâèëà 950–960 Ãö, ÷òî ïðèìåðíî ñîîòâåòñòâóåò

ðàñ÷åòíîìó çíà÷åíèþ.

Îöåíêà îñíîâíîé ÷àñòîòû ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé ïðè êîììóòàöèÿõ ØÐ ìî-

æåò áûòü ïðîèçâåäåíà â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè êàê

= 1,07 êÃö.

Ðàñ÷åòíûå äàííûå îêàçàëèñü íåñêîëüêî çàâûøåííûìè, òàê êàê â ðàñ÷åòàõ íå áûëè

ó÷òåíû åìêîñòü è èíäóêòèâíîñòü îøèíîâêè.

Ôðîíò âîëíû ïîëó÷åííûõ êîëåáàíèé ñîñòàâèë Ò

= 350 ìêñ (êàê äëÿ íàïðÿ-

æåíèÿ íà ðåàêòîðå, òàê è äëÿ íàïðÿæåíèÿ íà êîíòàêòàõ âûêëþ÷àòåëÿ).

Â íàèáîëåå òÿæåëîì ñëó÷àå, ïðè òîêå ñðåçà 10 À, ðàñ÷åòíîå çíà÷åíèå íàïðÿ-

æåíèÿ íà êîíòàêòàõ âûêëþ÷àòåëÿ äîñòèãàëî âåëè÷èíû 976 êÂ. Çàâîä-èçãîòîâè-

òåëü ãàðàíòèðóåò íîìèíàëüíûé óðîâåíü âûäåðæèâàåìîãî íàïðÿæåíèÿ êîììó-

òàöèîííîãî èìïóëüñà ìåæäó êîíòàêòàìè 900 (+450) êÂ äëÿ âûêëþ÷àòåëÿ ìàðêè

HPL550B2 ïî ñòàíäàðòàì ÌÝÊ. Â ñêîáêàõ óêàçàíî íàïðÿæåíèå ïðîìûøëåííîé

÷àñòîòû íà îäíîì èç ïîëþñîâ. Ïî òðåáîâàíèÿì ÃÎÑÒ Ð 52565–2006 [3] èñïû-

òàòåëüíîå íàïðÿæåíèå êîììóòàöèîííîãî èìïóëüñà ìåæäó êîíòàêòàìè ñîñòàâ-

ëÿåò 1660 êÂ. Êðîìå òîãî, ïàðàìåòðû âîçäåéñòâóþùèõ êîëåáàíèé çíà÷èòåëüíî

îòëè÷àþòñÿ îò ïàðàìåòðîâ ñòàíäàðòíîãî êîììóòàöèîííîãî èìïóëüñà – 250/25-

00 ìêñ (ïî ñòàíäàðòàì ÌÝÊ) èëè 100/1000 (ïî ÃÎÑÒ).

Âåëè÷èíà âîññòàíàâëèâàþùåãîñÿ íàïðÿæåíèÿ íà êîíòàêòàõ âûêëþ÷àòåëÿ

ïðèìåðíî â 2 ðàçà ìåíüøå, ÷åì ÑÂÝÏ äàííîãî âûêëþ÷àòåëÿ. Âñå ýòî äåëàåò

âåðîÿòíîñòü ïîâòîðíûõ ïðîáîåâ ìåæêîíòàêòíîãî ïðîìåæóòêà êðàéíå íèçêîé.

×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå ïîêàçàëî, ÷òî íè ïðè âêëþ÷åíèè, íè ïðè îòêëþ÷åíèè

íà èçîëÿöèþ ðåàêòîðà íå âîçäåéñòâóþò ïåðåíàïðÿæåíèÿ, ïðåâûøàþùèå óðîâåíü

èñïûòàòåëüíûõ âîçäåéñòâèé. Îäíàêî çàðåãèñòðèðîâàííûå êîëåáàíèÿ çíà÷èòåëüíî

îòëè÷àþòñÿ îò ñòàíäàðòíîãî êîììóòàöèîííîãî èìïóëüñà – 100/1000 ìêñ. Íàïðè-

ìåð, ïðè âêëþ÷åíèè ðåàêòîðà íà åãî îáìîòêè âîçäåéñòâóþò êîëåáàíèÿ ñ ôðîíòîì

30 ìêñ è ÷àñòîòîé 12,5 êÃö, ñëåäîâàòåëüíî, íåâåðíî ïîëàãàòü, ÷òî ïî ñâîåìó âîç-

äåéñòâèþ íà èçîëÿöèþ äàííîå êîëåáàíèå áóäåò òàêèì æå, ÷òî è ñòàíäàðòíûé èì-

ïóëüñ. Ïðèìåíåíèå óñòðîéñòâà äëÿ óïðàâëÿåìîé êîììóòàöèè ïîçâîëÿåò ñíèçèòü

âåëè÷èíó äåéñòâóþùåãî íà èçîëÿöèþ ïåðåíàïðÿæåíèÿ â 1,2–1,3 ðàçà ïî ñðàâíå-

íèþ ñ íàèáîëåå òÿæåëûì ðåæèìîì.

Òàêèì îáðàçîì, ýêñïåðèìåíò è ÷èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå ïîêàçàëè, ÷òî â

äàííîé ñõåìå âîçíèêíîâåíèå êîììóòàöèîííûõ ïåðåíàïðÿæåíèé çíà÷èòåëüíîé

âåëè÷èíû ìàëîâåðîÿòíî.

Äàëüíåéøåå íàïðàâëåíèå èññëåäîâàíèé

Äàííîå èññëåäîâàíèå âûçâàëî íîâûå âîïðîñû. Íàïðèìåð, îñòàåòñÿ íåÿñíûì

ìîæíî ëè ïðèìåíÿòü íîðìàòèâû, ïðîïèñàííûå â ÃÎÑÒ äëÿ êîììóòàöèîííîãî

èìïóëüñà, ïðè âîçäåéñòâèè íà èçîëÿöèþ èìïóëüñîâ ñ îòëè÷íûìè ÷àñòîòíî-âðå-

ìåííûìè õàðàêòåðèñòèêàìè.

Èçìåðåíèå ïåðåíàïðÿæåíèé îòíîñèòåëüíî âíåøíèõ âûâîäîâ ðåàêòîðà íå

äàåò ïðåäñòàâëåíèÿ î ïðîöåññàõ, ïðîèñõîäÿùèõ âíóòðè îáìîòêè. Òàê, íàïðè-

ìåð, â [3] ïîêàçàíî, ÷òî ïðè âîçäåéñòâèè âûñîêî÷àñòîòíûõ êîëåáàíèé ìîæåò

169

âîçíèêíóòü ðåçîíàíñ âíóòðè îáìîòêè, îáóñëîâëåííûé ñîáñòâåííûìè è âçàèì-

íûìè åìêîñòÿìè è èíäóêòèâíîñòÿìè îòäåëüíûõ âèòêîâ. Ïðè èçìåðåíèÿõ àâòî-

ðû [3] ïîëó÷àëè ïî÷òè ÷åòûðåõêðàòíîå ïðåâûøåíèå íàïðÿæåíèÿ âíóòðè îáìîò-

êè ïî îòíîøåíèþ ê íàïðÿæåíèþ íà âûâîäàõ.

Ðàññìîòðåíèå ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ âíóòðè îáìîòêè, ÿâëÿåòñÿ äîâîëü-

íî òðóäíîé çàäà÷åé, òàê êàê ïîëó÷èòü äîñòóï ê îáìîòêå îáîðóäîâàíèÿ, íàõî-

äÿùåãîñÿ â ýêñïëóàòàöèè, íåâîçìîæíî. Ïîëó÷èòü òðåáóåìûå ïàðàìåòðû ðàñ-

÷åòíûì ïóòåì äîâîëüíî ñëîæíî, âî-ïåðâûõ, èç-çà îòñóòñòâèÿ òî÷íûõ äàííûõ

î ãåîìåòðèè îáìîòîê è èçîëÿöèîííîé ñèñòåìå è, âî-âòîðûõ, èç-çà ñëîæíîñòè

ñàìèõ ðàñ÷åòîâ.

1. ÃÎÑÒ 1516.3-96 (2003). Ýëåêòðîîáîðóäîâàíèå ïåðåìåííîãî òîêà íà íàïðÿæåíèÿ îò 1 äî 750 êÂ.

2. ÃÎÑÒ Ð 52565–2006. Âûêëþ÷àòåëè ïåðåìåííîãî òîêà íà íàïðÿæåíèÿ îò 3 äî 750 êÂ. Îáùèå

òåõíè÷åñêèå óñëîâèÿ.

3. Florkowski M., Furgal J. Terminal based recognition of resonance overvoltages in transformer wind-

ings // Proc. of the 16-th Intern. symp. on High Voltage engineering, Innes House, Johannesburg, 2009.

Paper A1.

Î ÂÎÇÌÎÆÍÎÌ ÌÅÕÀÍÈÇÌÅ ÏÎÂÛØÅÍÍÎÃÎ ÃÀÇÎÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß

Â ÐÅÀÊÒÎÐÀÕ

Ñ. Ì. Êîðîáåéíèêîâ, À. Þ. Ðûæêèíà,

ÃÎÓ ÂÏÎ «Íîâîñèáèðñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò»

Èçâåñòíî, ÷òî â ìàñëîíàïîëíåííûõ ðåàêòîðàõ íàïðÿæåíèåì 500 êÂ íàáëþ-

äàåòñÿ ïîâûøåííîå ãàçîîáðàçîâàíèå ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàíñôîðìàòîðàìè. ßñíî,

÷òî ýòî âûçûâàåò áåñïîêîéñòâî ýêñïëóàòèðóþùèõ îðãàíèçàöèé. Îäíàêî ïðî-

èçâîäèòåëü ðåàêòîðîâ ñ÷èòàåò, ÷òî ïîâûøåííîå ãàçîîáðàçîâàíèå äîïóñòèìî

â ýòîì âèäå îáîðóäîâàíèÿ è äàæå ïðåäëàãàåò ïðèíÿòü â êà÷åñòâå ãðàíè÷íûõ

êîíöåíòðàöèé áîëåå âûñîêèå çíà÷åíèÿ. Ýòî âûçûâàåò èíòåðåñ ê ïðîáëåìå ãàçî-

îáðàçîâàíèÿ â ðåàêòîðàõ.

Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû – âûÿâèòü îòëè÷èÿ â êîíñòðóêöèè ðåàêòîðà è òðàíñ-

ôîðìàòîðà è ïðîàíàëèçèðîâàòü ðîëü ýòèõ îòëè÷èé â ãàçîîáðàçîâàíèè.

Êîíñòðóêöèè ðåàêòîðîâ è òðàíñôîðìàòîðîâ ïðèíöèïèàëüíî îòëè÷àþòñÿ

äâóìÿ îáñòîÿòåëüñòâàìè. Âî-ïåðâûõ, â ðåàêòîðå íåò âòîðè÷íîé îáìîòêè, à âî-

âòîðûõ, â ìàãíèòíîé ñèñòåìå ðåàêòîðà èìååòñÿ íåìàãíèòíûé çàçîð. Íà íàø

âçãëÿä, èìåííî ïîñëåäíåå îáñòîÿòåëüñòâî è èãðàåò ãëàâíóþ ðîëü â ãàçîîáðà-

çîâàíèè.

Ïðîöåññàìè, âûçûâàþùèìè ãàçîîáðàçîâàíèå, îáû÷íî ÿâëÿþòñÿ íàãðåâ ðàç-

ëè÷íûõ ÷àñòåé îáîðóäîâàíèÿ, ÷àñòè÷íûå ðàçðÿäû â ïóçûðüêàõ è íåïîñðåäñòâåí-

íî â æèäêîñòè, õèìè÷åñêèå ðåàêöèè. Îäíàêî íàëè÷èå íåìàãíèòíîãî çàçîðà

ìîæåò ïðèâåñòè ê ñîâåðøåííî äðóãîé ïðè÷èíå ãàçîîáðàçîâàíèÿ, ñâÿçàííîé ñ

âèáðàöèåé, à èìåííî ê êàâèòàöèè.

Ïîêàæåì âîçìîæíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ êàâèòàöèè â íåìàãíèòíîì çàçîðå.

Ïðè îöåíêå íåîáõîäèìî ó÷åñòü ñèëû, âîçíèêàþùèå â ýëåìåíòàõ ìàãíèòíîé ñè-