Эффективность использования диагностируемых параметров трансформаторного масла

УДК 621.314

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИАГНОСТИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

Р. А. ГИНИАТУЛЛИН, В.К. КОЗЛОВ

Казанский государственный энергетический университет

В реальных условиях в энергосистемах используется не больше десяти параметров, характеризующих состояние трансформаторного масла. На основании суммы зарегистрированных процентных значений всех дефектов, влияющих на соответствующие диагностические параметры, можно выявить «удельный вес» каждого из диагностируемых параметров.

Ключевые слова: трансформаторное масло, диагностические параметры.

Ситуация в мировой энергетике, связанная с либерализацией рынка электроэнергии и усилением конкурентной борьбы, потребовала перехода к более эффективной стратегии эксплуатации оборудования, в том числе силовых трансформаторов. Такой стратегией является переход к обслуживанию и ремонтам оборудования не по графику, а в зависимости от его состояния и далее - к эксплуатации с допустимой степенью риска аварии.

Существенные темпы старения парка электрооборудования, в свою очередь, потребовали оценки его работоспособности и продления срока службы, и в нынешней ситуации экономически целесообразно продление срока службы на 20-30 лет.

Сейчас наблюдается особенно быстрый рост объема оборудования, вышедшего за определенные стандартами сроки службы, при крайней степени экономии средств на обслуживание и замену оборудования на новое.

На первый план выходит контроль и оценка состояния работающего оборудования, выявление дефектов на ранних стадиях их развития, когда стоимость ремонта еще невелика, предупреждение аварийных выходов из строя. В зависимости от скорости развития выявляемых дефектов контроль ведется периодически или непрерывно, наибольший охват контролируемых параметров происходит при полном обследовании трансформатора, имеющем целью определить его работоспособность.

Использование при диагностике трансформаторных масел в лабораторных условиях химических методов сопряжено с рядом недостатков: большой трудоемкостью, высокой себестоимостью, значительной продолжительностью получения результата по времени.

На сегодняшний день известно более двух десятков параметров трансформаторного масла. В реальных условиях в энергосистемах используется не больше десяти параметров. Эти параметры позволяют определить начальную стадию зарождающихся дефектов и начало необратимых структурных изменений в трансформаторном масле.

Изношенность высоковольтных трансформаторов на сегодня составляет более 50%. Так как выявление всех видов дефектов не удается обеспечить как по техническим, так и по экономическим причинам, главное внимание уделяется выявлению наиболее часто проявляющихся и наиболее опасных для работоспособности трансформатора дефектов. Ранжирование дефектов по частоте их проявления, по данным анализа Генеральной инспекции РАО «ЕЭС

© Р.А Гиниатуллин, В.К. Козлов Проблемы энергетики, 2009, № 1-2

России» [1] (табл. 1) и НИЦ «ЗТЗ-Сервис» [2] (табл. 2), выглядят примерно одинаково:

Таблица 1

Процентное значение повреждаемости по данным анализа Генеральной инспекции

РАО «ЕЭС России»

Вид повреждения Доля %

Дефекты маслонаполненных вводов 36,2

Повреждения обмотки: 5,4

динамическое

увлажнение 27,3

газовыделение 6,7

Дефекты регулирующих устройств РПН/ПБВ 24,2

Прочие причины 12,3

Таблица 2

Процентное значение повреждаемости по данным анализа НИЦ «ЗТЗ-Сервис»

Вид и место дефекта Количество случаев Доля %

Система охлаждения 146 22,71

Высоковольтные вводы 92 14,31

Выделение газов в масло 58 9,02

Старение масла 48 7,47

Дефекты в устройстве РПН 46 7,15

Течи по уплотнениям 44 6,84

Распрессовка обмоток 42 6,53

Загрязнение твердой изоляции 34 5,29

Увлажнение твердой изоляции 26 4,04

Распрессовка магнитопровода 26 4,04

Загрязнение масла 14 2,18

Деформация обмоток 10 1,56

Повышенная вибрация 8 1,24

Повреждения отводов 7 1,09

Окисление масла 4 0,62

Перегрев разъема 4 0,62

Нарушение герметичности 4 0,62

Объединив выше приведенные данные, можно свести их в таблицу зависимостей параметров масел от вида повреждений (табл. 3). Каждый из дефектов влияет на изменения определенных показателей качества масла. Поэтому в каждой строке дефектов в соответствующих столбцах вносится процентное значение от числа зарегистрированных повреждений для данного дефекта. В строке удельного веса заносится сумма процентных значений всех дефектов, влияющих на соответствующие диагностические параметры. Таким образом можно выявить «удельный вес» каждого из диагностируемых параметров, то есть процентное значение использования данного параметра при обнаружении повреждений, встречающихся у силовых трансформаторов.

Таблица 3

Таблица зависимостей параметров масел от вида повреждений

Вид и место дефекта Вязкость Кислотное число Температура вспышки Содержание водорастворимых кислот Содержание механических примесей Прозрачность Тангенс с1 Цвет Пробивное напряжение Влаго-содержание Газосодержание Содержание фурановых производных

Система охлаждения - 22,71

Высоковольтные вводы - 14,31 14,31 -

Выделение газов в масло 9,02

Старение масла - 7,47 - 7,47 - 7,47 7,47 7,47 7,47 - -

Дефекты в устройстве РПН 7,15 7,15

Течи по уплотнениям - - - - - - - - - 6,84 - -

Загрязнение твердой изоляции 5,29

Увлажнение твердой изоляции 4,04

Загрязнение масла - - - - 2,18 - 2,18 2,18 2,18 - 2,18 -

Деформация обмоток 1,56 -

Окисление масла 0,62 - - 0,62 - - 0,62 - - 0,62 - -

Перегрев разъема - - 0,62 - - - - - 0,62 0,62 0,62 -

Нарушение герметичности - 0,62 - - 0,62 - - - 0,62 0,62 0,62 -

Удельный вес 7,77 45,11 9,64 8,09 2,8 7,47 14,31 2,18 10,89 16,17 26,44 5,29

На основе данных табл. 3 по значению «удельного веса» параметров можно построить гистограмму (см. рисунок).

Из гистограммы видно, что на лидирующие позиции выходят такие параметры, как кислотное число, газосодержание, влагосодержание в масле, тангенс угла диэлектрических потерь, пробивное напряжение, температура вспышки.

Рис. Гистограмма 1:1 - кислотное число; 2 - газосодержание; 3 - влагосодержание; 4 -тангенс угла диэлектрических потерь; 5 - пробивное напряжение; 6 - температура вспышки; 7 - содержание водорастворимых кислот; 8 - вязкость; 9 - прозрачность; 10 - содержание фурановых производных; 11 - содержание механических примесей; 12 - цвет

Полученные статистические данные позволяют сделать вывод о достаточности использования в качестве диагностических параметров масел с наибольшим «удельным весом» параметров, использующихся при обнаружении наиболее часто встречающихся дефектов. Параметры с малым «удельным весом» используются при редко встречающихся дефектах. Как показывает практика, к моменту возникновения таких дефектов, масло уже проверяется по параметрам с большим «удельным весом» и соответственно проводятся мероприятия по улучшению свойств масла и устранению возникающих дефектов. Использование же параметров с большим «удельным весом» в системе непрерывного контроля позволяет значительно уменьшить стоимость анализа, снизить трудоемкость, сократить время, затрачиваемое на проведение анализа трансформаторного масла. Система непрерывного контроля особенно важна как средство перехода к профилактике, опирающейся на реальное состояние трансформатора, которая приводит к сокращению расходов на обслуживание и продлевает срок службы работающих трансформаторов.

Summary

In real conditions in power supply systems it is used no more than ten parameters describing a condition of transformer oil. On the basis of the sum of the registered percentage values of all defects influencing corresponding diagnostic parameters it is possible to reveal "relative density" of each of diagnosed parameters.

Литература

1. Чичинский М.И. Повреждаемость маслонаполненного оборудования электрических сетей и качество контроля его состояния // Энергетик. 2000. № 11. С.29-31.

2. Цурпал С.В. Причины повреждаемости и меры по повышению надежности мощных силовых трансформаторов и шунтирующих реакторов // © Проблемы энергетики, 2009, № 1-2

Тезисы докладов Х Междунар. науч.-техн. конф. «Трансформаторостроение - 2000» (19-21 сент.2000 г.). Запорожье.: ПО ЗТВ. С. 122-126.

Поступила в редакцию 12 ноября 2008 г.

Гиниатуллин Руслан Анатольевич - аспирант кафедры «Электроэнергетические системы и сети» Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ). Тел. 8-905-3170568. Е-шаП: G_Ruslan7@mail.ru.

Козлов Владимир Константинович - д-р физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой «Электроэнергетические системы и сети» Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ). Тел. 8 (843) 274-82-58.