Значительная часть электрического оборудования подстанций выработала свой ресурс, но продолжает эксплуатироваться, так как на его замену требуются большие финансовые средства. Оценка фактического состояния силового электрооборудования по результатам диагностических измерений – сложная и актуальная задача. В связи с этим с каждым годом возрастают затраты на проведение комплексных обследований и диагностики.
По данным департамента генеральной инспекции по эксплуатации электрических станций и сетей для силовых трансформаторов (СТ) и автотрансформаторов напряжением 110–500 кВ мощностью 63 МВ·А и более, эксплуатируемых в электрических сетях России, около 30 % общего числа технологических нарушений, связанных с отключением оборудования от действия устройств защиты или персоналом по аварийной заявке, сопровождалось возникновением внутренних КЗ. Основные причины: износ и пробой изоляции обмоток, недостаточная электродинамическая стойкость обмоток при КЗ, пробой внутренней изоляции высоковольтных вводов, повреждения устройств РПН.
Опыт испытаний силовых трансформаторов на стойкость при КЗ PI анализ повреждений трансформаторов в эксплуатации показывают, что для трансформаторов мощностью выше 10 МВ·А основной вид повреждений при КЗ – потеря устойчивости обмоток, подверженных воздействию радиальных сжимающих сил.
При мощности более 100 МВ·А этот вид повреждений при КЗ преобладает над всеми остальными.
Причина деформации обмоток в том, что в процессе эксплуатации трансформатора из-за старения и усадки изоляции, существенной вибрации и релаксации системы прессовки происходит ослабление усилия поджатия обмоток. В случае КЗ сети это приводит к деформации витков (при электродинамических усилиях, возникающих в обмотках), их замыканию и, как следствие, выходу трансформатора из строя. Однако если механическое состояние обмоток и свойства изоляции трансформатора удовлетворительные, то замена таких трансформаторов на новые объективно не оправданна. В большинстве случаев целесообразнее провести подпрессовку обмоток.