Современные методы диагностики тяговых трансформаторов железных дорог и построение экспертной системы для обработки результатов тепловизионной диагностики тяговых трансформаторов ВСЖД (стр. 12 из 25)
Термографическое обследование трансформатора во многом является вспомогательным средством оценки его теплового состояния и исправности в работе, связанных с ним систем и узлов. Термографическому обследованию трансформатора должно предшествовать ознакомление с конструкцией выполнения обмоток, системы охлаждения, результатов работы трансформатора, объем и характер выполнявшихся ремонтных работ, длительности эксплуатации, анализа повреждений трансформаторов идентичного исполнения (если они происходили), результатов эксплутационных испытаний и измерений и тому подобное.
Поверхности бака трансформаторов, термосифонных фильтров, систем охлаждения должны быть осмотрены и с них, по возможности, должны быть удалены грязь, следы масла, закрашена ржавчина, то есть созданы условия для обеспечения одинаковой излучательной способности поверхностей трансформатора. Обследование предпочтительно проводить ночью (перед восходом солнца), при отключенном искусственном освещении трансформатора, в безветренную, не дождливую погоду, при максимально возможной нагрузке и в режиме холостого хода. Тепловизор или его сканер должен располагаться на штативе, как можно ближе к трансформатору, на оси средней фазы, с использованием объектива 7 - 12 ° и обеспечивать возможность как видео, так и аудиозаписи. После настройки постоянного температурного режима записи тепловизора, ведется no-кадровая регистрация термоизображений, начиная с верхней части крайней фазы (например "А") по направлению к фазе "С", с наложением кадров друг на друга около 10% размера. Достигнув поверхности бака фазы "С" объектив сканера опускается ниже и далее no-кадровая съемка продолжается в противоположном направлении и таким образом, процесс съемки ведется, пока не будет записана вся поверхность бака, включая расположенные под его днищем маслонасосы, маслопроводы и другие узлы.
Термографической съемке подвергается вся доступная для этого поверхность бака по периметру. Тепловизор (2), во всех точках съемки, должен находится на одинаковом расстоянии от трансформатора (1) (Рисунок 15).
Рисунок 15 - План температурной съемки трансформатора
Минимальное количество точек съемки - четыре, максимальное - зависит от расположения и типа системы охлаждения. Так, при установке выносной системы охлаждения (3), количество точек съемки увеличивается до шести, термографическая съемка сопровождается речевыми комментариями, записываемыми на звуковую дорожку кассеты видеомагнитофона. В комментариях должно отражаться - режим работы трансформатора, ход ведения обследования, описание явлений фиксируемых тепловизором и другие события, связанные с видеозаписью. В последующем осуществляется по кадровое совмещение результатов съемки в единый развернутый "тепловой" план. Участки плана с аномальными температурами нагрева должны сопоставляться с технической документацией на трансформатор, характеризующей конструктивное расположение отводов обмоток, катушек, зон циркуляции масла, магнитопровода и его элементов и тому подобное. При этом фиксируется работа систем охлаждения, оценивается зона циркуляции масла, создаваемая каждой из них. Обращается внимание на образование аномальных зон нагрева на поверхности бака в результате смещения потоков масла.
При проведении планового инфракрасного контроля состояния трансформатора, оценивается работоспособность отдельных его узлов в объеме, указанном в таблице 3.
Таблица 3 - Критерии оценки работоспособности отдельных узлов трансформаторов при инфракрасном контроле
| Объект контроля | Критерии оценки | Примечания |
| Контактное соединение ошиновка-ввод | Превышение температуры нагрева(∆t) °С | __________ |
| Верхняя часть остова маслонаполненного ввода (м/н) | Характер распределения температуры по высоте м/н ввода | __________ |
| Крышка бака | Сравнение с показателями датчика температуры | Для уточнения теплового режима работы трансформатора |
| Контактор РПН | Сравнение измеренных температур на стенке контактора пофазно | Для определения работоспособности контактов контактора РПН |
| Термосифонный фильтр (ТФ) | Сравнение измеренных температур на входе и выходе ТФ | Для определения работоспособности ТФ |
| Вентиляторы обдува | Сравнение температур на поверхности корпуса электродвигателей | __________ |
| Трубы вентиляторов системы охлаждения | Аномальные нагревы участков труб | Для выявления труб с отложениями |
| Маслонасосы | Сравнение температур на поверхности корпуса маслонасоса | Определение работоспособности маслонасосов |
| Болты нижнего разъёма колокола бака | Сравнение с температурой нагрева поверхности бака | Для предупреждения термического разложения резинового уплотнения |
| Маслорасширитель | Соответствие измеренного уровня масла фактическому | Для определения работоспособности датчиков уровня масла |
2.5.3.8 Системы охлаждения трансформаторов
Известно, что одним из основных критериев оценки теплового состояния трансформаторов является значение температуры верхних слоев масла (Тв.м).Температура верхних слоев масла нормируется для номинальной нагрузки трансформатора и ее абсолютное значение находится в пределах 70 - 95 °С в зависимости от категории исполнения охлаждающего устройства ( М, Д, ДЦ или Ц ). В процессе эксплуатации трансформаторов в системах охлаждения могут возникать неисправности, оказывающие влияние на тепловое состояние трансформатора и Тв.м. Поузловой инфракрасный контроль систем охлаждения трансформаторов позволяет достаточно эффективно оценить их работоспособность.
Однако в ряде случаев, например, перед проведением ремонта трансформатора, при повышении температуры верхних слоев масла сверх допустимых значений, перед возможным повышением нагрузки трансформатора, при появлении аномальных нагревов на поверхности баков трансформаторов и тому подобное, целесообразно оценить работоспособность каждого из охладителей системы охлаждения.
Испытание охладителей должны проводиться в летнее время года, в сухую погоду, без значительного ветра, при температуре окружающего воздуха выше + 10 °С (для систем охлаждения М, Д и ДЦ). Условия охлаждения трансформатора в разных точках могут существенно отличаться в результате влияния теплового отражения от межфазных противопожарных перегородок, соседних фаз или других трансформаторов, ветра, солнца и других факторов. Поэтому для трансформаторов с системой охлаждения М температуру охлаждающего воздуха измеряют примерно на уровне одной трети высоты бака на расстоянии 2 - 3 м от него, для трансформаторов с системой охлаждении Д на уровне половины высоты установки вентиляторов, для трансформаторов с системой охлаждения ДЦ на уровне нижних вентиляторов. Измерение температуры производится с точностью 0,5 °С.
Оценка работоспособности каждого из охладителей системы охлаждения трансформаторов осуществляется путем сравнения измеренных и расчетных значений температур охлажденного масла, с учетом значений превышения температуры верхних слоев масла над температурой окружающего воздуха (Тв.м).
3. Результаты тепловизионных обследований (ТВО) тяговых подстанций ВСЖД
В 2002-2004 гг. проведены комплексные тепловизионные обследования электрооборудования тяговых подстанций Восточно-Сибирской железной дороги. Обобщающие результаты этих обследований приведены в таблицах 4 - 6 и проиллюстрированы диаграммами, представленными на рисунках 16 - 24.
Таблица 4- Результаты тепловизионных обследований тяговых подстанций ВСЖД
| ЭЧ | ТП | Число дефектов | ||||||
РУ 0.4 кВ,  | РУ 6-10 кВ,  | РУ 27.5 кВ,  | РУ 35кВ,  | РУ 110-220 кВ,  | Суммарное число дефектов  | Среднеезначение  | ||
| 1 | Замзор | 4.00 | 2.00 | 6.00 | 0.00 | 17.00 | 29.00 | 5.80 |
| 1 | Невельская | 5.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 5.00 | 1.00 |
| 1 | Новочунка | 2.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2.00 | 0.40 |
| 1 | Облепиха | 3.00 | 2.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 6.00 | 1.20 |
| 1 | Тайшет-Восток | 5.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 5.00 | 1.00 |
| 1 | Тайшет - Запад | 3.00 | 13.00 | 1.00 | 0.00 | 2.00 | 19.00 | 3.80 |
| 1 | Ук | 2.00 | 4.00 | 7.00 | 0.00 | 0.00 | 13.00 | 2.60 |
| 1 | Тайшет, ЦРП-35 | 1.00 | 15.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 17.00 | 3.40 |
| 2 | Будагово | 3.00 | 2.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 6.00 | 1.20 |
| 2 | ВРЗ | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 4.00 | 4.00 | 0.80 |
| 2 | Зима | 3.00 | 1.00 | 5.00 | 2.00 | 9.00 | 20.00 | 4.00 |
| 2 | Нижнеудинск | 4.00 | 2.00 | 1.00 | 1.00 | 4.00 | 12.00 | 2.40 |
| 2 | Нюра | 3.00 | 0.00 | 1.00 | 2.00 | 2.00 | 8.00 | 1.60 |
| 2 | Тулюшка | 1.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 4.00 | 6.00 | 1.20 |
| 2 | Харик | 3.00 | 0.00 | 2.00 | 1.00 | 0.00 | 6.00 | 1.20 |
| 2 | Худоеланская | 1.00 | 2.00 | 4.00 | 0.00 | 6.00 | 13.00 | 2.60 |
| 5 | Андриановская | 2.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 1.00 | 4.00 | 0.80 |
| 5 | Большой луг | 2.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 4.00 | 0.80 |
| 5 | Головинская | 4.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 5.00 | 1.00 |
| 5 | Гончарово | 1.00 | 3.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 5.00 | 1.00 |
| 5 | Гришево | 3.00 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 4.00 | 0.80 |
| Продолжение таблицы 4 | ||||||||
| 5 | Делюр | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 1.00 | 0.20 |
| 5 | Жаргон | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 2.00 | 0.00 | 3.00 | 0.60 |
| 5 | Залари | 3.00 | 2.00 | 2.00 | 0.00 | 1.00 | 8.00 | 1.60 |
| 5 | Иркутск-Сорт. | 0.00 | 3.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 4.00 | 0.80 |
| 5 | Максимовская | 3.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2.00 | 5.00 | 1.00 |
| 5 | Мальта | 4.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 3.00 | 7.00 | 1.40 |
| 5 | Мегет | 3.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 4.00 | 0.80 |
| 5 | Подкаменная | 5.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 5.00 | 1.00 |
| 5 | Половина | 6.00 | 1.00 | 0.00 | 3.00 | 1.00 | 11.00 | 2.20 |
| 5 | Рассоха | 0.00 | 0.00 | 2.00 | 0.00 | 1.00 | 3.00 | 0.60 |
| 5 | Суховская | 5.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 6.00 | 1.20 |
| 5 | Тельма | 2.00 | 2.00 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 5.00 | 1.00 |
| 5 | Тыреть | 1.00 | 2.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 3.00 | 0.60 |
| 5 | Усолье-Сибирское | 2.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 4.00 | 6.00 | 1.20 |
| 6 | Ангасолка | 1.00 | 0.00 | 1.00 | 2.00 | 2.00 | 6.00 | 1.20 |
| 6 | Байкальск | 7.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 3.00 | 11.00 | 2.20 |
| 6 | Выдрино | 7.00 | 0.00 | 3.00 | 0.00 | 8.00 | 18.00 | 3.60 |
| 6 | Култук | 7.00 | 0.00 | 4.00 | 1.00 | 11.00 | 23.00 | 4.60 |
| 6 | Мысовая | 10.0 | 0.00 | 2.00 | 0.00 | 1.00 | 13.00 | 2.60 |
| 6 | Переёмная | 8.00 | 1.00 | 4.00 | 0.00 | 1.00 | 14.00 | 2.80 |
| 6 | Посольская | 8.00 | 0.00 | 8.00 | 0.00 | 3.00 | 19.00 | 3.80 |
| 7 | Заиграево | 0.00 | 0.00 | 4.00 | 1.00 | 0.00 | 5.00 | 1.00 |
| 7 | Заудинск | 1.00 | 0.00 | 2.00 | 0.00 | 0.00 | 3.00 | 0.60 |
| 7 | Кижа | 2.00 | 0.00 | 3.00 | 0.00 | 4.00 | 9.00 | 1.80 |
| 7 | Новоильинск | 5.00 | 0.00 | 5.00 | 0.00 | 0.00 | 10.00 | 2.00 |
| 7 | Селенга | 0.00 | 0.00 | 8.00 | 0.00 | 3.00 | 11.00 | 2.20 |
| 7 | Татаурово | 4.00 | 0.00 | 4.00 | 0.00 | 3.00 | 11.00 | 2.20 |
| 8 | Чуна | 1.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 2.00 | 0.40 |
| 8 | Чукша | 6.00 | 1.00 | 3.00 | 0.00 | 0.00 | 10.00 | 2.00 |
| 8 | Моргудон | 1.00 | 0.00 | 10.00 | 0.00 | 0.00 | 11.00 | 2.20 |
| 8 | Турма | 0.00 | 0.00 | 5.00 | 0.00 | 0.00 | 5.00 | 1.00 |
| 8 | Гидростроитель | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 0.20 |
| 8 | Огневка | 1.00 | 0.00 | 4.00 | 0.00 | 0.00 | 5.00 | 1.00 |
| 8 | Зяба | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 1.00 | 2.00 | 0.40 |
| 8 | Кежемская | 2.00 | 0.00 | 4.00 | 0.00 | 0.00 | 6.00 | 1.20 |
| 9 | Видим | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 1.00 | 0.20 |
| 9 | Чёрная | 2.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 2.00 | 5.00 | 1.00 |
| 9 | Коршуниха | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 3.00 | 0.60 |
| 9 | Лена Восточная | 4.00 | 0.00 | 4.00 | 0.00 | 3.00 | 11.00 | 2.20 |
| 9 | Осетрово | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 0.20 |
| 9 | Ручей | 1.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2.00 | 0.40 |
| 9 | Семигорск | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 0.20 |
| 9 | Усть-Кут | 1.00 | 3.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 4.00 | 0.80 |
| Продолжение таблицы 4 | ||||||||
| 9 | Хребтовая | 0.00 | 0.00 | 3.00 | 0.00 | 0.00 | 3.00 | 0.60 |
| СУММА | 170.0 | 66.00 | 126.0 | 17.00 | 111.0 | 490.0 | 98.00 | |
| Среднее | 2.62 | 1.02 | 1.94 | 0.26 | 1.71 | 1.51 | 1.51 | |
