Техническое обслуживание и ремонт трансформаторных подстанций

Техническое обслуживание трансформаторных подстанций

Трансформаторная подстанция — ключевой элемент системы электроснабжения объекта. От её технического состояния зависит работа силовых трансформаторов, распределительных устройств, кабельных линий, систем защиты, автоматики и электрооборудования потребителей.

Регулярное техническое обслуживание ТП позволяет заранее выявлять дефекты, снижать риск аварийных отключений, поддерживать оборудование в исправном состоянии и продлевать срок его службы.

Что такое трансформаторная подстанция

Трансформаторная подстанция — это электроустановка, предназначенная для приёма электроэнергии, преобразования напряжения и распределения электроэнергии между потребителями.

В состав ТП могут входить:

• силовые трансформаторы: масляные или сухие;
• распределительные устройства высокого напряжения: РУ-6 кВ, РУ-10 кВ, РУ-20 кВ, РУ-35 кВ;
• распределительные устройства 0,4 кВ;
• выключатели нагрузки, вакуумные выключатели, разъединители, предохранители, ограничители перенапряжений;
• автоматические выключатели, рубильники, контакторы и аппараты защиты на стороне 0,4 кВ;
• устройства релейной защиты и автоматики;
• автоматический ввод резерва;
• системы коммерческого и технического учёта электроэнергии;
• кабельные линии и кабельные вводы;
• заземляющие устройства;
• цепи оперативного тока, управления и сигнализации;
• системы освещения, вентиляции, отопления, пожарной сигнализации и пожаротушения, если они предусмотрены проектом.

В зависимости от исполнения обслуживаются разные типы подстанций: КТП, БКТП, ЗТП, ВТП, мачтовые, столбовые, киосковые, встроенные и пристроенные трансформаторные подстанции.

Для чего проводится техническое обслуживание ТП

Техническое обслуживание трансформаторных подстанций нужно для поддержания оборудования в исправном и работоспособном состоянии.

Основные задачи обслуживания:

• обеспечение надёжного электроснабжения объекта;
• предупреждение аварийных отключений;
• выявление дефектов до выхода оборудования из строя;
• снижение риска перегрева, короткого замыкания, повреждения изоляции и возгорания;
• контроль состояния силовых трансформаторов, РУ, кабельных линий, РЗА и заземления;
• поддержание эксплуатационной документации в актуальном состоянии;
• подготовка объекта к проверкам сетевых организаций, заказчиков и надзорных органов;
• планирование ремонтов и модернизации на основании фактического состояния оборудования.

Профилактическое обслуживание обычно обходится дешевле аварийного ремонта, замены трансформатора, восстановления кабельных линий и устранения последствий внепланового отключения.

Виды обслуживания и периодичность проведения

Периодичность обслуживания трансформаторной подстанции устанавливается по утверждённому графику технического обслуживания и ремонта. Она зависит от состава оборудования, класса напряжения, нагрузки, условий эксплуатации, требований заводов-изготовителей, проектной документации и фактического состояния ТП.

Универсального срока, который одинаково подходит для всех подстанций, нет. Для каждой ТП график обслуживания должен определяться с учётом её конструкции, режима работы и требований эксплуатирующей организации.

Плановый осмотр

Плановый осмотр выполняется по утверждённому графику. Во время осмотра специалисты проверяют состояние оборудования без полной разборки и, если это возможно по условиям эксплуатации, без длительного вывода подстанции из работы.

При осмотре оценивают:

• состояние силовых трансформаторов;
• состояние РУ высокого и низкого напряжения;
• наличие следов перегрева, загрязнений, влаги, коррозии и механических повреждений;
• состояние изоляторов, шин, кабельных вводов и контактных соединений;
• уровень масла и отсутствие течи у маслонаполненных трансформаторов;
• работу вентиляции, отопления, освещения и вспомогательных систем;
• наличие и состояние плакатов, надписей, маркировки и оперативной схемы.

Внеочередной осмотр

Внеочередной осмотр проводится независимо от графика, если появились признаки неисправности или произошло событие, которое могло повлиять на состояние оборудования.

Такой осмотр нужен:

• после аварийного отключения;
• после короткого замыкания;
• после срабатывания защит с отключением присоединения;
• после перенапряжения, грозового воздействия или повреждения оборудования;
• после подтопления, пожара, сильного загрязнения или механического воздействия;
• при появлении запаха, шума, потрескивания, перегрева или следов перекрытия изоляции;
• при нестабильной работе оборудования 0,4 кВ или высокого напряжения.

Особое внимание уделяется ячейкам, шинам, кабелям, выключателям, трансформаторам и цепям, через которые проходил ток короткого замыкания.

Текущий ремонт

Текущий ремонт выполняется по графику или по результатам осмотров и диагностики. Его задача — устранить выявленные дефекты и восстановить нормальное состояние оборудования.

В состав текущего ремонта могут входить:

• подтяжка контактных соединений с контролем момента затяжки;
• очистка оборудования от пыли, загрязнений и следов масла;
• замена повреждённых изоляторов, предохранителей, ламп индикации, клемм, наконечников и других элементов;
• устранение течи масла;
• восстановление маркировки и надписей;
• регулировка приводов коммутационных аппаратов;
• проверка и восстановление цепей управления, сигнализации и блокировок.

Работы выполняются с выводом оборудования из работы, если этого требуют условия безопасности и программа ремонта.

Капитальный ремонт

Капитальный ремонт проводится не по универсальному сроку, а по техническому состоянию оборудования, требованиям завода-изготовителя, результатам испытаний и утверждённому графику ремонта.

Капитальный ремонт может включать:

• глубокую ревизию оборудования;
• ремонт или замену изношенных узлов;
• восстановление изоляции;
• ремонт или замену коммутационных аппаратов;
• ремонт силового трансформатора;
• замену или регенерацию трансформаторного масла;
• восстановление строительной части подстанции;
• замену устаревших элементов РУ и вторичных цепей.

Аварийно-восстановительные работы

Аварийно-восстановительные работы выполняются при повреждениях оборудования, отключении подстанции, коротких замыканиях, пробоях изоляции, повреждениях кабельных линий, выходе из строя трансформатора или коммутационных аппаратов.

Цель таких работ — определить причину аварии, локализовать повреждение, восстановить электроснабжение и исключить повторное развитие дефекта.

Тепловизионное обследование

Тепловизионный контроль выполняется под нагрузкой и позволяет выявить локальные перегревы, которые невозможно определить обычным внешним осмотром.

Проверяются:

• контактные соединения;
• шины;
• вводы трансформаторов;
• кабельные наконечники;
• автоматические выключатели;
• разъединители;
• предохранители;
• элементы РУ-0,4 кВ и РУ высокого напряжения.

Периодичность тепловизионного контроля определяется графиком обслуживания, режимом нагрузки и критичностью объекта.

Диагностика трансформаторного масла

Для маслонаполненных трансформаторов может выполняться испытание трансформаторного масла.

В зависимости от типа трансформатора и программы работ проверяют:

• пробивное напряжение масла;
• влагосодержание;
• кислотное число;
• тангенс угла диэлектрических потерь;
• наличие механических примесей;
• растворённые газы в масле.

Хроматографический анализ растворённых газов применяется для углублённой диагностики маслонаполненных трансформаторов и позволяет оценить состояние активной части без разборки оборудования.

Модернизация ТП

Модернизация выполняется, когда оборудование морально или физически устарело, не выдерживает текущую нагрузку, не соответствует требованиям эксплуатации или требует частых ремонтов.

В состав модернизации могут входить:

• замена силового трансформатора;
• замена ячеек РУ;
• установка современных выключателей;
• замена аппаратов защиты 0,4 кВ;
• установка или модернизация АВР;
• внедрение телемеханики;
• модернизация учёта электроэнергии;
• замена кабельных линий;
• обновление схем управления, защиты и сигнализации.

Что входит в обслуживание трансформаторной подстанции

Комплексное обслуживание ТП может включать следующие работы.

Силовые трансформаторы

• внешний осмотр трансформатора;
• проверка уровня масла;
• контроль отсутствия течи масла;
• осмотр вводов и изоляторов;
• проверка состояния бака, радиаторов, расширителя и арматуры;
• контроль температуры и нагрузки;
• проверка положения переключателя ответвлений;
• проверка состояния заземления;
• испытание трансформаторного масла;
• измерение сопротивления изоляции обмоток;
• измерение сопротивления обмоток постоянному току;
• проверка коэффициента трансформации и группы соединения, если это входит в программу работ.

Переключение ПБВ выполняется только при отключённом трансформаторе, если иное не предусмотрено конструкцией и заводской документацией.

Распределительные устройства высокого напряжения

• осмотр ячеек РУ;
• проверка состояния шин, изоляторов и контактных соединений;
• проверка выключателей, выключателей нагрузки, разъединителей и заземляющих ножей;
• проверка приводов коммутационных аппаратов;
• ревизия предохранителей;
• проверка ограничителей перенапряжений;
• контроль состояния кабельных вводов и концевых муфт;
• очистка оборудования от загрязнений;
• испытание изоляции повышенным напряжением при необходимости;
• измерение сопротивления изоляции;
• измерение переходных сопротивлений контактных соединений;
• проверка блокировок.

Распределительные устройства 0,4 кВ

• осмотр вводных и отходящих аппаратов;
• проверка автоматических выключателей, рубильников и контакторов;
• контроль состояния шин;
• проверка контактных соединений;
• измерение сопротивления изоляции;
• измерение петли «фаза-ноль»;
• проверка срабатывания защитных аппаратов;
• проверка работы АВР;
• проверка цепей управления, сигнализации и индикации;
• контроль равномерности распределения нагрузки по фазам.

Релейная защита, автоматика и вторичные цепи

• проверка устройств РЗА;
• проверка уставок;
• проверка цепей отключения и включения;
• проверка цепей сигнализации;
• проверка цепей напряжения и тока;
• проверка устройств АВР;
• проверка блокировок;
• испытание вторичных цепей;
• проверка правильности действия защит на коммутационные аппараты.

Кабельные линии

• внешний осмотр доступных участков кабельных линий;
• проверка кабельных вводов и муфт;
• измерение сопротивления изоляции;
• испытание кабельных линий повышенным напряжением;
• проверка фазировки;
• диагностика и поиск повреждения при наличии дефекта.

Заземляющие устройства

• осмотр видимой части заземляющего устройства;
• проверка соединений между заземлителями и заземляемыми элементами;
• измерение сопротивления заземляющего устройства;
• проверка цепи между заземлителем и оборудованием;
• контроль состояния заземляющих проводников и шин PE/PEN.

Строительная часть и вспомогательные системы

• осмотр помещения ТП;
• проверка состояния дверей, замков, ограждений и вентиляционных решёток;
• контроль отсутствия протечек, влаги и посторонних предметов;
• проверка освещения;
• проверка вентиляции и отопления;
• проверка пожарной сигнализации и средств пожаротушения, если они входят в состав объекта;
• проверка наличия оперативной схемы, плакатов, предупреждающих надписей и средств защиты;
• ведение журнала дефектов и актуализация эксплуатационной документации.

Применяемое оборудование

Для обслуживания, испытаний и диагностики трансформаторных подстанций применяются специализированные измерительные приборы и испытательные установки.

В зависимости от состава работ могут использоваться:

• мегаомметры на 500, 1000, 2500 и 5000 В;
• микроомметры для измерения переходных сопротивлений и сопротивления обмоток;
• высоковольтные испытательные установки переменного и выпрямленного напряжения;
• приборы для измерения коэффициента трансформации;
• приборы для измерения тангенса угла диэлектрических потерь;
• установки для испытания трансформаторного масла;
• тепловизоры;
• измерители сопротивления заземления;
• приборы для измерения петли «фаза-ноль»;
• приборы для проверки параметров автоматических выключателей;
• релейные испытательные комплексы для проверки РЗА;
• трассопоисковое и кабельное диагностическое оборудование.

Средства измерений, применяемые при испытаниях, должны иметь действующую поверку или калибровку в случаях, когда это требуется законодательством, методикой измерений или программой испытаний.

Кто может проводить обслуживание ТП

Обслуживание трансформаторных подстанций должны выполнять подготовленные специалисты, имеющие необходимую группу по электробезопасности, допуск к соответствующим видам работ, практический опыт и средства защиты.

Требования к персоналу зависят от характера работ, уровня напряжения, роли работника в бригаде и способа организации работ.

К работам на ТП допускается персонал, который:

• прошёл проверку знаний правил работы в электроустановках;
• имеет группу по электробезопасности, соответствующую выполняемым работам;
• прошёл обучение и инструктажи по охране труда;
• обучен применению средств защиты;
• прошёл обучение по оказанию первой помощи пострадавшим;
• работает по наряду, распоряжению или в порядке текущей эксплуатации, если это допускается условиями объекта.

Для ответственного за электрохозяйство требования зависят от напряжения электроустановок: IV группа применяется для электроустановок до 1000 В, V группа — для электроустановок выше 1000 В.

Испытания и измерения в электроустановках выполняет зарегистрированная электролаборатория с необходимыми приборами, средствами защиты, методиками и обученным персоналом.

Преимущества договора на обслуживание ТП

Договор на техническое обслуживание трансформаторной подстанции позволяет владельцу объекта перейти от аварийного подхода к плановой эксплуатации.

Преимущества долгосрочного обслуживания:

• закреплённый инженер, который знает особенности конкретной ТП;
• регулярные осмотры и диагностика оборудования;
• понятный график обслуживания и ремонтов;
• снижение риска аварийных отключений;
• своевременное выявление дефектов;
• контроль состояния трансформаторов, РУ, кабелей, РЗА и заземления;
• оформление протоколов испытаний и технических отчётов;
• рекомендации по ремонту и модернизации;
• помощь в ведении эксплуатационной документации;
• подготовка объекта к проверкам сетевых организаций, заказчиков и надзорных органов;
• возможность включить в договор аварийный выезд и приоритетное реагирование.

По договору ЛабЭлектро может выполнять техническое сопровождение эксплуатации ТП, плановые осмотры, испытания, ремонт, аварийно-восстановительные работы и модернизацию оборудования.

Нормативная база

Работы по обслуживанию трансформаторных подстанций выполняются с учётом требований:

• ПТЭЭП — Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей электрической энергии;
• Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок;
• ПУЭ, в том числе главы 1.8 «Нормы приёмо-сдаточных испытаний»;
• РД 34.45-51.300-97 «Объём и нормы испытаний электрооборудования» — в части, применимой к конкретному оборудованию;
• инструкций заводов-изготовителей оборудования;
• проектной и исполнительной документации;
• внутренних регламентов владельца объекта и эксплуатирующей организации.

Окончательный состав работ определяется техническим состоянием подстанции, классом напряжения, установленным оборудованием, режимом эксплуатации, требованиями заказчика и утверждённой программой обслуживания.