Диагностика электрооборудования подстанций: алгоритм проведения

Трансформаторные подстанции (ТС), выступающие ключевым узлом любой энергосистемы, отвечают за ее бесперебойную работу, надежность и безопасность. В свою очередь, стабильного функционирования самой подстанции можно добиться только при помощи регулярного мониторинга и диагностики электрооборудования трансформаторного узла. Рассмотрим, что представляет собой профессиональная диагностика электрооборудования ТС, как проводится и какие методы включает.

Основные диагностические задачи

Диагностика электрооборудования трансформаторных подстанций преследует несколько целей:

оценить текущее состояние модулей, узлов и структурных элементов ТС;
поддержать стабильную работу системы для максимально надежной эксплуатации;
оценить ресурсные возможности трансформаторной подстанции и уровень риска эксплуатации каждого агрегата;
при наличии неисправности выявить ее причины, масштабы и локализацию;
определить пути решения проблемы, целесообразность устранения неполадки, проведения дополнительной диагностики, полной или частичной замены агрегатов.

Главная задача диагностирования оборудования ТС – долгосрочный прогноз технического состояния с использованием комплексного подхода, четких алгоритмов и онлайн-мониторинга.

Виды и уровни диагностирования

Технологическая диагностика трансформаторных подстанций проводится на 3-х уровнях:

Автоматизированный. Выполняется непрерывно при помощи встроенных диагностических приборов, которые выступают неотъемлемой частью узлов трансформаторной подстанции. Для проведения проверки этого уровня не требуется установка дополнительных устройств – все ключевые параметры измеряются автоматически и интерпретируются квалифицированными сотрудниками, которые отвечают за работу подстанции.
Плановый. Выполняется с определенной периодичностью, прописанной в технической документации к трансформаторной подстанции. От автоматизированной проверки плановая отличается применением специализированного диагностического оборудования и высокой сложностью работ. Для получения достоверных данных все работы выполняются под высоким напряжением специалистами, имеющими специальный допуск к такого рода деятельности. Плановый осмотр позволяет всесторонне изучить оборудование трансформаторной подстанции, выявить мельчайшие неисправности и проблемы.
Испытательно-измерительный. Проводится в том случае, когда плановая и автоматизированная диагностика не выявила причины отклонений в работе узлов подстанции. Испытания и измерения помогают уточнить сведения, полученные предыдущими осмотрами, выявить вышедшие из строя детали и оценить масштабы ремонтных работ.

Если во время диагностики были обнаружены неисправности в работе трансформаторной подстанции, специалисты проводят ремонт, тестовые испытания и финальную настройку системы.

Что касается видов диагностики электрооборудования ТС, то условно их можно разделить на 2 большие группы:

Разрушающий контроль – это совокупность методов, после использования которых объект исследования приходит в негодность (разрушается).
Неразрушающий контроль – проверка надежности объекта щадящими методами, которые не выводят его из строя и не требуют полной разборки узлов.

Для диагностики модулей трансформаторной подстанции чаще всего применяются методы неразрушающего контроля. Разрушающие используются преимущественно в ходе тестовых испытаний на этапе конструирования модулей.

Методы диагностики

Осмотр и анализ электрооборудования трансформаторных подстанций регламентируется ГОСТом 56542-2015. Он подразумевает использование неразрушающих методов контроля в сфере технического диагностирования – выявление и анализ внутренних проблем агрегатов.

Неразрушающий технический контроль узлов подстанций проводится посредством 9 базовых методов, среди которых:

Магнитные. Этими методами изучают вещества, способные менять свои характеристики под действием магнитного поля. В группу входят такие химические элементы, как никель, железо, сталь, кобальт и чугун – то есть металлы, из которых состоят базовые узлы трансформаторной подстанции. Изучение магнитных полей позволяет выявить некоторые дефекты металлических элементов и глубину их залегания.
Акустические. Используются для диагностики элементов электрооборудования, выполненных из диэлектриков, полупроводников, ферритов, тонкостенных металлов. Изучая отражение, излучение, прохождение акустических колебаний, специалисты выявляют нарушения целостности материалов – расслоения, недоклепы, непропаи, коррозии, трещины и т. п.
Радиационные. При помощи рентгеновского и гамма-излучения удается обнаружить микроскопические повреждения деталей трансформаторной подстанции – раковины, поры, трещины. Радиационные методы также направлены на изучение внутренней геометрии модулей – их отклонения от первоначальных схем и наличие зазоров. В ходе диагностики оценивается и качество поверхности элементов, в том числе наличие пленок и загрязнений материалов.
Капиллярные. В ходе диагностики применяется особая жидкость-индикатор, которая после проникновения в вещество создает характерные рисунки. Изучение рисунков помогает выявлять поверхностные и сплошные нарушения целостности материалов, в том числе межкристаллитную коррозию, поры, непровары, трещины.
Визуально-оптические. Подразумевают поверхностный осмотр электрооборудования трансформаторной подстанции – внутренних и наружных поверхностей. Оптическая диагностика не требует использования специальных приборов, поэтому направлена на обнаружение крупных дефектов – царапин, вмятин, негерметичности. Поскольку изучение деталей проводится “невооруженным глазом”, визуальный осмотр считается неточным, субъективным, предварительным методом, который предшествует инструментальной диагностике.
Тепловые. Тепловой принцип исследования подразумевает создание температурного поля вокруг изучаемого электрооборудования. Анализируя процессы теплопередачи, диагносты выявляют разного рода погрешности материалов – инородные включения, локальные перегревы, дефекты заводского литья.
Вихретоковые. Метод диагностики направлен на поиск скрытых несплошностей без прямого контакта с поверхностью. Вихретоковым преобразователем создается электромагнитное поле, которое вызывает напряжение на катушках трансформатора, позволяя проанализировать определенные изменения в материалах.
Электрические. Для диагностики электрооборудования трансформаторных подстанций используют электрическое возмущение поля или возмущения неэлектрической природы (механические, температурные). Изменения, возникающие в процессе взаимодействия материалов с электрическим полем, помогают определить глубину дефектов, выявить сквозные пробои изоляции, провести экспресс-анализ стальных элементов.
Радиоволновые. Диагностика проводится при помощи радиоволнового дефектоскопа. Прибор регистрирует изменения параметров электромагнитных колебаний сверхвысоких частот в процессе взаимодействия с исследуемым объектом. Метод позволяет выявлять различные дефекты и погрешности в диэлектриках, полупроводниках, магнитодиэлектриках и пр.

Совокупность всех методов диагностики дает возможность составить общую картину технического состояния электрооборудования подстанций, выявить мельчайшие дефекты и оценить функциональный ресурс объекта.

Алгоритм проведения тестирования

Плановую диагностику трансформаторных подстанций проводит электромонтер – проверять оборудование надлежит не менее 3-х раз в месяц. Один раз в месяц работу подстанции проверяет начальник участка в соответствии со специально разработанной картой-графиком.

Алгоритм действий проверяющих:

Осмотр силовых трансформаторов – состояние защитного кожуха, наличие повреждений, положение технологических заслонок, уровень масла и отсутствие его течей, состояние изоляторов, воздухоосушителей, заземления и вентиляторов обдува.
Визуальный осмотр распределительных элементов открытого типа – отсутствие оповещений о неисправности трансформатора, уровень давления газа и масла, состояние подвесных и опорных изоляторов, конденсаторов, заградителей, разъединителей, маслоприемников. На этом же этапе изучается состояние опорной конструкции, стоек, фундамента подстанции, целостность замков, исправность сигнализации.
Визуальный осмотр распределительных элементов закрытого типа – содержимого камер трансформаторов, отсеков линейных разъединителей, коридора управления, модулей шинного этажа, оценка состояния коммутационных линий, приборов учета электроэнергии и пр.

При выявлении неисправностей проводится более тщательная глубокая проверка электрооборудования трансформаторной подстанции с использованием радиоволновых, тепловых, электрических, акустических, капиллярных и прочих методов диагностики.

Наша компания берет на себя все обязанности по тестированию и наладке поставляемых модулей трансформаторных подстанций. Современное узкоспециализированное оборудование гарантирует высокоточный монтаж всех элементов и многоступенчатый контроль в соответствии с нормами ГОСТа.