Диагностика устройств РПН: много вопросов – одно решение!

13 сентября 2023

БЕЗРАЗБОРНАЯ ДИАГНОСТИКА (DRM) →

РАЗБОРНАЯ ДИАГНОСТИКА →

КРУГОВАЯ ДИАГРАММА →

ОСЦИЛЛОГРАФИРОВАНИЕ →

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ →

В настоящее время устройства регулирование под нагрузкой (РПН) все чаще встречаются и применяются в работе современных силовых трансформаторов. Все это не случайно, т.к. такой тип переключающего устройства удобен в эксплуатации за счет возможности регулировать напряжение у потребителя без отключений. Но все ли на практике используют данный функционал? Это уже тема для отдельного материала.

Устройство РПН в силовом трансформаторе является самым большим и технически-сложным объектом с подвижными и вращающимися механизмами и деталями, через которые постоянно протекает номинальный ток. Соответственно, имея такое положение, данное устройство, как не что иное требует особого внимания и контроля.

В основном устройства РПН делятся на реакторные и резисторные, а гашение дуги при переключении происходит либо в масле, либо в вакууме.

Сам принцип работы устройства РПН, как и любого технически-сложного объекта, определяет и его типовые неисправности, которые требуют заблаговременного определения и устранения. Процесс работы устройства заключается в одной особенности - номинальный ток и ток короткого замыкания (КЗ) протекает через составные элементы устройства - контактора и избирателя, а при переключении устройства РПН гашение дуги происходит на дугогасительных контактах контактора. Все это ведет к нагарам и локальным нагревам. Тут хочется отметить, что запрет на переключения в автоматическом режиме даст некоторый шанс на уменьшение эксплуатационных неисправностей за счет сохранения дугогасительных контактов контактора, но все остальные узлы все-равно будут подвержены воздействию электрического тока.

Понимая принцип работы устройства РПН и определив его неизбежные эксплуатационные "повреждения", можно более конкретно обозначить ряд основных неисправностей, которые могут возникнуть:

• обрыв токограничивающих сопротивлений;
• затягивание и разновременность переключения;
• рассинхронизация валов;
• люфты в механизмах привода;
• дребезги при переключении;
• выгорание контактов контактора или избирателя;
• деформация/повреждение бака устройства РПН;
• и т.д.

Даже зная ряд возможных неисправностей, которые можно и нужно определять с помощью периодической диагностики устройств РПН существует еще одна проблема и она заключается в том, что такой диагностикой никто не занимается, а это значит, что многие дефекты, которые можно было бы выявить на ранней стадии, остаются незамеченными пока не перерастут в критические.

Безусловно, можно измерить сопротивление на каждой ступени, что укажет на расхождение с паспортными данными, либо взять масло на анализ, но при всей точности такой диагностики это потребует трудозатрат по сбору анамнеза и ожидания результатов. Поэтому для локализации проблемы необходим другой подход, а именно диагностика устройств РПН с помощью специализированных современных устройств, которые:

• автоматизируют процесс диагностики;
• не требуют больших трудозатрат и времени на работу;
• экономят деньги предприятия;
• продлевают срок службы устройства;
• для плановой диагностики исключают необходимость разбора устройства РПН;
• определяют проблемы на ранних стадиях.

В соответствии с перечисленными требованиями российский производитель диагностического оборудования - компания ООО "СКБ ЭП" производит и реализует два прибора ПКР-2 и ПКР-2М, основополагающей функцией которых является возможность регистрации осциллограммы работы контактора и круговой диаграммы одновременно по всем фазам, что позволяет провести анализ механической составляющей устройства РПН.

Кроме того, в приборах есть режим "проверка", с помощью которого можно произвести наладку устройства РПН после ремонта или перед запуском в работу.

БЕЗРАЗБОРНАЯ ДИАГНОСТИКА УСТРОЙСТВ РПН (МЕТОД DRM)

Интересной и востребованной функцией приборов может стать режим DRM, который находит свое применение на резисторных устройствах РПН. Он предназначен для экспресс-диагностики или первичной проверки, т.к. позволяет проверить состояние контактора без вскрытия бака устройства РПН, что дает свои понятные преимущества (по умолчанию, данный режим реализован в модификации ПКР-2М).

Данный метод диагностики достаточно просто провести - необходимо лишь подключиться к вводам силового трансформатора, где установлено устройство РПН, запустить измерение на приборе и переключать устройство РПН. Результатом такой диагностики станет осциллограмма, которая благодаря особой математической доработке, реализованной в приборах ПКР, будет приближена к виду привычного "разборного графика" (Рис. 1).

После получения полной осциллограммы, зарегистрированной в режиме DRM, по всем ступеням устройства РПН у пользователя появляется возможность рассмотреть каждый пик за счет масштабирования, как на экране прибора группы ПКР, так и на экране компьютера/ноутбука (далее, ПК) в специальном программном обеспечении (далее, ПО). Даже такой экспресс-анализ уже позволит определить возможные зарождающиеся дефекты и неисправности контактора (Рис. 2 и Рис. 3).

Диагностика методом DRM подходит для оценки состояния контактора и проверки последовательности его работы. По результатам можно оценить целостность сопротивлений, синхронность срабатывания и время работы контактора.

Разборный же метод диагностики позволяет проверить и контактор, и избиратель устройства РПН, а именно очередность срабатывания его элементов. Данный вид диагностики более распространенный, его используют для локализации места повреждения, при наладке устройства РПН перед пуском в работу или для регулировки после завершения ремонтных работ.

РАЗБОРНАЯ ДИАГНОСТИКА УСТРОЙСТВ РПН

Данный метод диагностики наиболее понятный и очевидный. Его применение распространяется как на резисторные, так и на реакторные устройства РПН, но с отличием в типах регистрируемых данных, согласно конструктивным особенностям и требований:

• в резисторных устройствах РПН регистрируют круговую диаграмму и осциллограмму работы контактора;
• в реакторных устройствах РПН регистрируют только круговую диаграмму, так как здесь нет возможности для снятия осциллограммы из-за технических особенностей работы такого типа устройства.

Данный метод диагностики более трудозатратный и долгий, начиная от подготовки к диагностике, самим процессом и конечно же обратной сборкой РПН в рабочий процесс. Для подключения прибора группы ПКР к неподвижным контактам контактора необходимо вскрыть крышку бака устройства РПН и подключиться изнутри бака силового трансформатора, соответственно, необходимо частично или полностью слить масло (Рис. 4).

При разработке приборов ПКР-2 и ПКР-2М учитывались особые сложности, которые встречаются при разборной диагностике, поэтому были реализованы специальные контактные щупы (Рис. 5), чтобы была возможность не сливать масло, либо сделать его частичный слив. Плюс, в тех случаях, когда бак без масла, но он не извлекается, а контакты находятся в глубине, использование щупов исключает "заныривание" специалиста - диагноста в сам бак, что может быть не безопасно.

РАЗБОРНАЯ ДИАГНОСТИКА УСТРОЙСТВ РПН: КРУГОВАЯ ДИАГРАММА

Для регистрации круговых диаграмм приборы группы ПКР комплектуются специальным датчиком угловых перемещений ДП22 (Рис. 6), который устанавливается на вал привода устройства за счет специальных осей и втулок, учитывающих различный конструктив. Датчик позволяет измерять угол поворота и число оборотов вала устройства РПН в диапазоне измерений 0 ÷ 360º.

Диагностика по круговым диаграммам позволяет увидеть весь процесс переключения устройства РПН и оценить его состояние за счет определения люфтов срабатывания. По результатам на дисплее прибора группы ПКР или в ПО на ПК наглядно отображается работа основных узлов и их последовательность действий, угловые значения по всем фазам и возможные дефекты, которые видно невооруженным взглядом - переключения по всем трем фазам должно проходить синхронно, поэтому малейшие сдвиги и отличия видны сразу (Рис. 7).

Например, на круговых диаграммах резисторных устройств РПН отчетливо видна разность по оборотам срабатывания избирателя и контактора в прямом и обратном направлении, а также синхронность работы избирателя (Рис. 8 и Рис. 9).

Представление круговых диаграммам у реакторных и резисторных устройств РПН будет различным, что обусловлено техническими отличиями.

РАЗБОРНАЯ ДИАГНОСТИКА РЕЗИСТОРНЫХ УСТРОЙСТВ РПН: ОСЦИЛЛОГРАФИРОВАНИЕ

В резисторных устройствах РПН помимо круговой диаграммы проводят регистрацию осциллограммы работы контактора, что обусловлено необходимостью контроля этапов его переключения.

При диагностике резисторных устройств РПН подключение приборов группы ПКР осуществляют к неподвижным контактам контактора, при этом, для получения наиболее достоверных данных - контактор должен переключаться в масле, поэтому использование контактных щупов в этом случае является неотъемлемым условием (Рис.5).

Результаты осциллографирования приборами группы ПКР представлены на рисунках ниже (Рис. 10). В данном случае на осциллограммах в прямом и обратном направлении были отмечены дребезги на фазах А и С, которые повторялись на нескольких ступенях, что может указывать на наличие дефекта в контактах контактора, и чаще всего – это подгары.

После полученных осциллограмм и выявленных дефектах на графиках - контактор был изъят из бака и трансформатора. Предварительная оценка по графикам подтвердилась (Рис. 11).

Важно отметить, что для резисторных устройств регистрация круговой диаграммы и осциллографирование с помощью прибора группы ПКР проходит за одно измерение, что значительно сокращает время на диагностику.

РАЗБОРНАЯ ДИАГНОСТИКА РЕЗИСТОРНЫХ УСТРОЙСТВ РПН: ПЕРЕХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОНТАКТОВ КОНТАКТОРА

Разборный метод диагностики позволяет проверить и переходное сопротивление контактов контактора, что может быть проведено микроомметрами или миллиомметрами компании СКБ ЭП из группы МИКО. Измерение переходного сопротивления контактов и гибких связей регламентировано для контроля (паспортные данные, либо протоколы до и после ремонта) и его необходимо отслеживать как цифровым методом с помощью специальных приоров, так и визуально. Как показывает практика, разрушение гибких связей не всегда можно определить по измерениям, иногда необходим именно визуальный осмотр (Рис. 12).

В заключении, отметим, что современное диагностическое оборудование производства компании ООО "СКБ ЭП" из группы ПКР и МИКО позволяет полноценно оценить работоспособность различных устройств РПН, определить различные зарождающиеся или уже развивающиеся дефекты. Люфты, дребезги, затягивания при срабатывании, нарушение синхронности работы, обрывы сопротивлений, неправильная работа устройства РПН, завышение значения сопротивлений контактора и избирателя - всё это и многое другое можно определить благодаря данным приборам.

Использование приборов группы ПКР И МИКО дает возможность точно определять состояние устройства РПН, точно локализовать его дефекты, а также правильно настроить его работу и продлить срок службы контактных соединений устройства.

Если у вас остались вопросы, и Вы хотели бы получить больше информации по какому-то режиму работы приборов ПКР-2 или ПКР-2М – обращайтесь по тел. +7 (812) 500-25-48, e-mail skb@skbpribor.ru или воспользуйтесь кнопкой запроса, специалисты ООО "СКБ ЭП" оперативно дадут ответы на все вопросы.

Представленный материал информационно-аналитический, не носит рекламный характер и не призывает к действию. Сведения предназначены для информирования пользователей сайта www.skbpribor.ru о продукте производителя.