Оптимизация схемы диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.12, кандидат технических наук Ермаков, Евгений Григорьевич

• Ермаков, Евгений Григорьевич
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ермаков, Евгений Григорьевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ДЕФЕКТЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В СИЛОВЫХ

ТРАНСФОРМАТОРАХ ВЫСШИХ КЛАССОВ НАПРЯЖЕНИЯ.

1.1. Основные виды дефектов силовых трансформаторов высших классов напряжения.

1.2. Определение наиболее опасных дефектов силовых трансформаторов высших классов напряжения.

1.3 Выводы.

Глава 2. ТРАДИЦИОННАЯ СХЕМА ДИАГНОСТИКИ

ТРАНСФОРМАТОРОВ. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ.

2.1. Нормативные методы диагностики силовых трансформаторов, применяемые в процессе эксплуатации, и выявляемые ими дефекты.

2.1.1. Испытание трансформаторного масла.

2.1.2. Хроматографический анализ газов, растворенных в масле.

2.1.3. Оценка влажности твердой изоляции.

2.1.4. Измерение диэлектрических характеристик.

2.1.5. Оценка состояния твердой изоляции обмоток.

2.1.6. Измерение сопротивления обмоток постоянному току.

2.1.7. Измерение потерь холостого хода.

2.1.8. Измерение сопротивления короткого замыкания.

2.1.9. Тепловизионный контроль.

2.2. Альтернативные методы диагностики трансформаторов, применяемые в процессе эксплуатации, и выявляемые ими дефекты.

2.2.1. Измерение характеристик частичных разрядов.

2.2.2. Метод локации частичных разрядов.

2.2.3. Метод низковольтных импульсов.

2.2.4. Метод частотного анализа.

2.2.5. Вибродиагностика.

2.3. Традиционная схема оценки технического состояния силовых трансформаторов высших классов напряжения.

2.4. Определение методов контроля наиболее опасных дефектов.

2.5. Выводы.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ ПРИ РАЗВИТИИ ДЕФЕКТОВ В СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ.

3.1. Испытательная установка.

3.1.1. Описание.

3.1.2. Принцип работы измерителя частичных разрядов.

3.1.3. Градуировка измерителя частичных разрядов.

3.1.4. Испытательная камера.

3.2. Методика проведения экспериментов.

3.3. Модель для изучения процесса развития пробоя масляного канала.

3.4. Модель для изучения процесса развития разрядов в масляном клине.

3.5. Модель для изучения процесса развития скользящего разряда.

3.6. Модель для изучения процесса развития ползущего разряда.

3.7. Выводы.

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НА РЕГИСТРИРУЕМЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСФОРМАТОРА И ЭЛЕМЕНТОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ.

4.1. Расчет параметров эквивалентной схемы замещения обмотки трансформатора и элементов измерительной цепи.

4.1.1 Расчет параметров обмотки ВН трансформатора по каталожным данным.

4.1.2. Определение прочих параметров эквивалентной схемы.

4.2. Методика расчета.

4.3 Результаты расчетов.

4.4. Оценка достоверности измерений частичных разрядов при использовании НЧ-фильтра с оптимальными параметрами.

4.5. Выводы.

Глава 5. ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ СХЕМА ДИАГНОСТИКИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ВЫСШИХ КЛАССОВ НАПРЯЖЕНИЯ.

5.1. Описание двухступенчатой схемы.

5.2. Оценка эффективности двухступенчатой схемы.

5.3. Рекомендации по внедрению двухступенчатой схемы диагностики на примере ОАО «МРСК Северо-Запада».

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация схемы диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения»

Развитие промышленности в России в последние годы обуславливает увеличение потребления электрической энергии и, как следствие, рост нагрузки на электроэнергетическое оборудование. В то же время большое количество силовых трансформаторов, которые являются наиболее важным и дорогостоящим оборудованием электроэнергетики, эксплуатируются с превышением назначенного ресурса (расчетного срока службы). Действительно, еще в начале 2000-х годов парк силовых трансформаторов в России на 50 % - 60 % состоял из такого оборудования. И, несмотря на постоянное увеличение средств, выделяемых на обновление парка энергетического оборудования, на сегодняшний день существенно изменить эту ситуацию не удалось [1, 2]. С другой стороны, многие специалисты отмечают, что менять трансформатор по истечении его назначенного ресурса (25 [3] — 30 [4] лет) зачастую оказывается нецелесообразно [5]. Дело в том, что, если, условия работы оборудования на протяжении срока эксплуатации соответствовали расчетным, а нагрузки не превышали номинальных значений, велика вероятность того, что состояние его твердой изоляции (основной параметр, определяющий реальный срок службы трансформатора) после завершения назначенного ресурса останется удовлетворительным.

Вместе с тем для обеспечения требуемого уровня надежности работы энергосистемы, при дальнейшей эксплуатации оборудования, исчерпавшего назначенный ресурс, особое внимание должно быть уделено контролю его технического состояния. Таким образом, на современном этапе развития энергетики повышается актуальность вопросов диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения.

Необходимо отметить, что за прошедшие годы была проделана большая работа по созданию методов диагностики трансформаторного оборудования, позволяющих при комплексном их применении адекватно оценить состояние обследуемого объекта с надежностью, достигающей 98% [6, 7]. Однако, несмотря на это, количество трансформаторов, "доживающих" до отказов по причине термохимического старения твердой изоляции (естественный износовый отказ), составляет по разным источникам от 7 % до 20 % [7]. То есть причиной отказа от 80 % до 93 % трансформаторов являются различные своевременно не выявленные дефекты. Данная ситуация обусловлена низкой эффективностью традиционной схемы диагностики.

Традиционная схема (проведение плановых комплексных обследований) разрабатывалась для условий плановой экономики СССР, принципы которой исключали возможность эксплуатации большого количества оборудования сверх расчетного периода. Соответственно, период комплексных обследований выбирался с учетом вероятностей появления и скоростей развития дефектов в трансформаторах с наработкой до 25 лет и не учитывает особенности развития дефектов в состаренном оборудовании. Вследствие этого в современных условиях участились случаи, когда за период между обследованиями дефект успевает зародиться, развиться и вызвать аварийный отказ трансформатора. При этом простое сокращение интервала проведения обследований приводит к неприемлемому увеличению затрат на диагностику, что говорит о необходимости разработки схемы диагностики, эффективной в современных условиях.

Объектом исследования в данной работе является схема диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения. Предметом исследования - методы диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения.

Современные условия заставляют отказаться от плановых единовременных измерений всех контрольных параметров (физико-химических величин, определяющих процессы, развивающиеся в оборудовании) с тем, чтобы обеспечить учащенный контроль наиболее опасных дефектов без дополнительных затрат на контроль развития дефектов, появление которых маловероятно. Появляются попытки дифференцировать интервалы измерений параметров с учетом их информативности и опасности соответствующих выявляемых дефектов: специалисты эксплуатационных служб энергетических предприятий выбирают параметры для учащенного контроля, основываясь зачастую прежде всего лишь на собственном опыте и интуиции. Так, например, в ОАО «МРСК Северо-Запада», если по результатам проведения на трансформаторе хроматографического анализа растворенных в масле газов (ХАРГ) контрольные параметры выходят за допустимые пределы, трансформатор ставится на учащенный контроль по ХАРГ (проводится 1 раз в 3 месяца).

Безусловно, данные меры в ряде случаев способны повысить надежность эксплуатируемого оборудования. Однако субъективность при выборе методов учащенного контроля существенно снижает эффективность данного подхода. Например, в случае развития разрядных процессов в трансформаторах с длительной наработкой, хроматография обладает значительным запаздыванием и неспособна выявить дефект на ранней стадии развития. Таким образом, оборудование ОАО «МРСК Северо-Запада», стоящее на учащенном контроле (в основном эксплуатируется более 25 лет), фактически не диагностируется на предмет развития частичных разрядов (ЧР). Между тем наличие частичных разрядов является индикатором состояния изоляции трансформатора.

Вышеизложенное формирует цель работы: оптимизация традиционной схемы диагностики трансформаторов высших классов напряжения.

Достижение поставленной цели связывается в данной диссертационной работе с решением следующих задач:

• изучение дефектов, возникающих в силовых трансформаторах высших классов напряжения, определение наиболее опасных из них;

• изучение методов диагностики, применяемых для выявления соответствующих дефектов;

• оценка эффективности традиционной схемы контроля технического состояния силовых трансформаторов;

• определение наиболее эффективных методов диагностики для учащенного контроля наиболее опасных дефектов;

• исследование проблем выявления дефектов методом диагностики трансформаторов, основывающимся на измерении характеристик частичных разрядов и предложение их решений;

• разработка оптимизированной двухступенчатой схемы диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения;

• оценка эффективности применения разработанной оптимизированной схемы.

При решении поставленных задач использовались следующие методы научного исследования: анализ статистических данных по отказам трансформаторов; проведение экспериментов на модельных образцах изоляции трансформатора; компьютерное моделирование.

Научная новизна результатов, полученных в диссертационной работе, и основные положения, выносимые на защиту:

1. Выявлены особенности развития дефектов различного вида по характеристикам частичных разрядов в продольной и главной изоляции трансформатора.

2. Разработана методика проведения измерения частичных разрядов в образцах бумажно-масляной изоляции. Разработаны и изготовлены испытательные камеры и модельные образцы изоляции для проведения соответствующих исследований.

3. Разработана схема измерителя частичных разрядов, позволяющая минимизировать влияние длительности ЧР на достоверность измерений.

4. Разработана двухступенчатая схема диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения, обеспечивающая большую эффективность контроля технического состояния трансформаторов по сравнению с традиционной схемой.

Прикладная ценность полученных результатов:

1. Выявлены характерные признаки развития дефектов, позволяющие идентифицировать дефект изоляции трансформатора по характеристикам частичных разрядов.

2. Усовершенствована методика измерения ЧР: минимизировано влияние параметров трансформатора и измерительной цепи на результаты измерений частичных разрядов.

3. Разработаны алгоритмы проведения обследований трансформаторов по оптимизированной схеме диагностики, обеспечивающие минимальное число коммутаций обследуемого оборудования, а также минимальные трудозатраты.

Реализация результатов. Результаты исследования используются специалистами ООО «Дизкон» (Санкт-Петербург) и ЗАО «Энергобаланс» (Санкт-Петербург) при проведении обследований силовых трансформаторов высших классов напряжения. Результаты исследования включены в материал лекции «Диагностика силовых трансформаторов по характеристикам частичных разрядов», которая читается в Петербургском энергетическом институте повышения квалификации.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

• Научно-практических конференциях «Неделя науки СПбГПУ» (Санкт-Петербург, 2006, 2009);

• Всероссийских форумах студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и инновации в технических университетах» (Санкт-Петербург, 2008, 2009);

• Политехнических симпозиумах «Молодые ученые — промышленности Северо-Западного региона» (Санкт-Петербург, 2008, 2009, 2010);

• XII Международной научно-технической конференции «Трансформаторо-строение 2009» (Украина, Запорожье, 2009);

• Восемьдесят первом всероссийском семинаре с международным участием «Методы и средства исследования и обеспечения надежности систем энергетики» (Санкт-Петербург, 2009);

• Тридцать третьем международном семинаре «Методы и средства оценки -состояния энергетического оборудования» (Казань, 2009);

• Седьмом ежегодном семинаре «Методы и средства контроля изоляции высоковольтного оборудования» (Пермь, 2010);

• Пятой Международной научно-технической конференции «Электрическая изоляция — 2010» (Санкт-Петербург, 2010);

• Международной научно-технической конференции «Трансформаторы: эксплуатация, диагностирование, ремонт и продление срока службы» (Екатеринбург, 2010).

Проект «Индикативная диагностика трансформатора», разработанный на основе материалов, содержащихся в данной диссертационной работе, является победителем «Городского конкурса по поддержке лучших инновационных проектов в сфере науки и высшего образования Санкт-Петербурга» в номинации «Лучшая научно-инновационная идея» (Санкт-Петербург, 2009).

Структура диссертационной работы.

В первой главе произведен обзор дефектов, возникающих в силовых трансформаторах высших классов напряжения. На основании изучения статистики отказов определены наиболее опасные дефекты.

Во второй главе описаны методы диагностики, применяемые для выявления дефектов силовых трансформаторов. Проанализирована традиционная схема диагностики, отмечена ее низкая эффективность. Определены методы эффективные для учащенного контроля наиболее опасных дефектов. Определены основные проблемы эффективного применения электрического метода измерения ЧР для учащенного контроля состояния трансформаторов.

В третьей главе проведены эксперименты на модельных образцах изоляции трансформатора. Разработана методика проведения экспериментов, испытательная камера и модельные образцы. Выявлены характерные уникальные отличительные признаки дефектов и стадий их развития, позволяющие идентифицировать дефект изоляции трансформатора по характеристикам частичных разрядов.

Четвертая глава посвящена минимизации влияния параметров трансформатора и измерительной цепи на результаты измерений ЧР. Выявлена зависимость достоверности результатов измерения частичных разрядов от места возникновения ЧР в обмотке трансформатора, времени нарастания градуировочных импульсов и длительности фронта импульса ЧР. Разработана схема измерителя частичных разрядов, обеспечивающая максимальную достоверность измерений.

В пятой главе на основании проведенных исследований разработана двухступенчатая схема диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения и доказана большая эффективность ее применения по сравнению с традиционной схемой.

Диссертационная работа выполнена на 128 страницах основного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, 46 рисунков, 14 таблиц, списка литературы, который содержит 54 наименования.

Заключение диссертации по теме «Техника высоких напряжений», Ермаков, Евгений Григорьевич

4.5. Выводы

Вследствие влияния параметров трансформатора и измерительной цепи, достоверность измерений характеристик частичных разрядов зависит от места их возникновения в обмотке, длительности, а также от времени нарастания градуировочных импульсов. Расчеты показывают, что без учета этого влияния невозможно не только эффективно применить характерные признаки развития дефектов для их выявления по характеристикам ЧР, но и просто достоверно измерить кажущийся заряд частичного разряда. Данное влияние сводится к высокочастотным помехам, обусловленным наличием индуктивности отвода, соединяющего обмотку трансформатора и высоковольтный ввод, а также индуктивности контура подключения градуировочного генератора. Поэтому измерение сигналов всех частот при регистрации частичных разрядов не является целесообразным.

Эффективным средством снижения влияния выявленных помех является применение низкочастотных фильтров. Подбор оптимальных параметров фильтров позволяет существенно повысить достоверность результатов измерений. Так, применение в измерительной цепи пятиступенчатого фильтра с частотой среза 2 МГц при регистрации ЧР в трансформаторах типа ТРДН-80000/110 позволяет максимально снизить влияние на достоверность измерений длительности фронта частичных разрядов и времени нарастания градуировочного импульса. В результате градуировка происходит достоверно при использовании импульсов с любой длительностью фронта, соответствующей ГОСТ [53], затухание импульсов ЧР не зависит от длительности их фронта импульса, и особо опасные «длинные» ЧР регистрируются с максимальной достоверностью. Кроме этого, разряды, обусловленные локальным дефектом в обмотке, регистрируются с практически одинаковой достоверностью, что позволяет сохранить геометрию фазовых диаграмм и амплитудных спектров и, следовательно, применять выявленные в главе 3 характерные уникальные отличительные признаки дефектов и стадий их развития для диагностирования силовых трансформаторов высших классов напряжения.

Приведенные в третьей и четвертой главах данной диссертационной работы исследования выявили пути решения проблем применения электрического метода измерения ЧР для контроля технического состояния силовых трансформаторов высших классов напряжения и позволили перейти к дальнейшей оптимизации схемы диагностики.

Глава 5. ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ СХЕМА ДИАГНОСТИКИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ВЫСШИХ КЛАССОВ

НАПРЯЖЕНИЯ

5.1. Описание двухступенчатой схемы

Как уже неоднократно утверждалось, традиционная схема диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения неэффективна, так как в большинстве случаев не позволяет выявлять дефекты на ранней стадии развития и предотвратить повреждение оборудования. В современных условиях становится целесообразным отказ от плановых комплексных обследований и обеспечение учащенного контроля ключевых дефектов трансформаторов. Для учащенного контроля наиболее вероятных и опасных дефектов без увеличения затрат на диагностику в данной работе предлагается перейти к диагностике силовых трансформаторов по следующей двухступенчатой схеме.

Задача первой ступени - определить факт наличия или отсутствия в трансформаторе развивающегося дефекта. Если по результатам обследования в объеме первой ступени выявлен дефект, то для подтверждения необходимости проведения ремонтных работ или замены трансформатора переходят ко второй ступени. Ее роль выполняет комплексное обследование как нормативными, так и альтернативными методами диагностики силовых трансформаторов.

Во второй главе проработан вопрос учащенного контроля наиболее вероятных и опасных дефектов трансформаторов. Для этих целей выбраны следующие методы:

• хроматография;

• физикохимический анализ масла;

• измерение характеристик частичных разрядов;

• вибродиагностика. г г >

С учетом разработанных в главах 3 и 4 путей решения выявленных проблем измерения характеристик ЧР - наиболее информативного метода для оперативной оценки состояния продольной и главной изоляции : трансформатора - можно сделать вывод, что предложенная группа методов г1 успешно решает задачу первой ступени.

Измерения в объеме первой ступени необходимо проводить не реже 1 раза в 0,5 года.

Для выполнения работ по проведению измерений контрольных параметров в рамках первой ступени необходима бригада, состоящая из двух инженеров-испытателей. В зависимости от установленного на трансформаторе оборудования, а также от того, требуется ли градуировка схемы измерения частичных разрядов (например, если измерение ЧР на данном трансформаторе ранее уже проводилось, повторную градуировку можно не проводить), возможны несколько алгоритмов проведения измерений с различными временными затратами и количеством отключений трансформатора.

Случай 1. На трансформаторе используются масляные вводы; измерительные выводы высоковольтных вводов не оборудованы устройством присоединения. Градуировочный коэффициент неизвестен.

Первый этап. Работы начинаются с измерения вибрационных характеристик по методике, изложенной в [41]. Измерения проходят на включенном под нагрузку трансформаторе, занимают не более 30 минут и проводятся одним инженером. Второй инженер в это время производит отбор проб масла для ФХА и ХАРГ из бака трансформатора. После этого трансформатор отключают.

Второй этап. Собирается схема измерения ЧР и производится ее градуировка. Данные процессы без учета временных затрат на коммутацию проходят в течение 50 минут.

Третий этап. После этого на одну из сторон трансформатора подается номинальное напряжение, и происходит регистрация характеристик частичных по разрядов электрическими и акустическими методами. Затем испытуемый объект снова отключается для демонтажа измерительного оборудования. Данные процессы без учета временных затрат на коммутацию проходят в течение 70 минут.

Четвертый этап. Демонтаж измерительного оборудования, отбор проб масла для ФХА и ХАРГ из вводов трансформатора. Процессы занимают 40 минут.

Итого, в данном случае требуется 2 раза отключать трансформатор. Временные затраты без учета коммутаций составляют 190 минут.

Случай 2. На трансформаторе используются масляные вводы; измерительные выводы высоковольтных вводов не оборудованы устройством присоединения. Градуировочный коэффициент известен.

Данный случай отличается от предыдущего только отсутствием необходимости градуировки на втором этапе, в связи с чем он занимает 20 мин. Требуется 2 раза отключать трансформатор. Общие временные затраты без учета коммутаций составляют 160 минут.

Случай 3. На трансформаторе используются масляные вводы; измерительные выводы высоковольтных вводов оборудованы устройством присоединения. Градуировочный коэффициент неизвестен.

Первый этап - аналогичен первому случаю.

Второй этап. Собирается схема измерения ЧР одним из инженеров и производится ее градуировка. Второй инженер в это время производит отбор проб масла для ФХА и ХАРГ из вводов трансформатора. Данные процессы без учета временных затрат на коммутацию проходят в течение 60 минут.

Третий этап. После этого на одну из сторон трансформатора подается номинальное напряжение, и происходит регистрация характеристик частичных разрядов электрическими и акустическими методами. Затем происходит отключение измерительного оборудования от устройства присоединения без ill вывода трансформатора. Данные процессы без учета временных затрат на коммутацию проходят в течение 50 минут.

Итого, в данном случае требуется 1 раз отключать трансформатор. Временные затраты без учета коммутаций составляют 140 минут.

Случай 4. На трансформаторе используются масляные вводы; измерительные выводы высоковольтных вводов оборудованы устройством присоединения. Градуировочный коэффициент известен.

Данный случай отличается от предыдущего только отсутствием необходимости градуироваться на втором этапе, в связи с чем он занимает 30 минут. Требуется 1 раз отключить трансформатор. Общие временные затраты без учета коммутаций составляют 110 минут.

Случай 5. На трансформаторе используются вводы с твердой изоляцией; измерительные выводы высоковольтных вводов не оборудованы устройством присоединения. Градуировочный коэффициент неизвестен.

Данный случай отличается от первого только отсутствием отбора проб масла на четвертом этапе. В связи с этим на четвертый этап требуется не более 10 минут. Требуется 2 раза отключать трансформатор. Общие временные затраты без учета коммутаций составляют 160 минут.

Случай 6. На трансформаторе используются вводы с твердой изоляцией; измерительные выводы высоковольтных вводов не оборудованы устройством присоединения. Градуировочный коэффициент известен.

Данный случай отличается от второго только отсутствием отбора проб масла на четвертом этапе. В связи с этим на четвертый этап требуется не более 10 минут. Требуется 2 раза отключать трансформатор. Общие временные затраты без учета коммутаций составляют 110 минут.

Случай 7. На трансформаторе используются вводы с твердой изоляцией; измерительные выводы высоковольтных вводов оборудованы устройством присоединения. Градуировочный коэффициент неизвестен.

Данный случай отличается от третьего только отсутствием отбора проб масла на втором этапе. В связи с этим на второй этап требуется не более 30 минут. Требуется 1 раз отключать трансформатор. Общие временные затраты без учета коммутаций составляют 110 минут.

Случай 8. На трансформаторе используются вводы с твердой изоляцией; измерительные выводы высоковольтных вводов оборудованы устройством присоединения. Градуировочный коэффициент известен.

Данный случай отличается от третьего отсутствием второго этапа. Отключения оборудования не требуется. Общие временные затраты составляют 80 минут.

Временные затраты на проведение измерений (без учета временных затрат на коммутацию), а также необходимые количества отключений испытуемого трансформатора по всем описанным случаям сведены в таблицу 13.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в данной диссертационной работе исследования обеспечили решение комплекса научно-технических проблем по оптимизации традиционной схемы диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения. Была разработана двухступенчатая схема, позволяющая обеспечить эффективный учащенный контроль наиболее опасных дефектов трансформаторов.

Наиболее существенные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1) На основании анализа статистики отказов определены наиболее опасные дефекты трансформаторов.

2) Определены наиболее эффективные для учащенного применения методы диагностики, выявляющие наиболее вероятные и опасные дефекты.

3) Разработаны решения основных проблем, препятствующих эффективному применению электрического метода измерения частичных разрядов:

• разработаны методика исследования, необходимое оборудование, а также модельные образцы изоляции трансформатора, и проведены эксперименты, по результатам которых выявлены характерные признаки развития дефектов главной и продольной изоляции и степени их развития по характеристикам частичных разрядов;

• выявлены зависимости достоверности результатов измерения кажущегося заряда частичных разрядов от времени нарастания градуировочных импульсов и длительности ЧР, а также неприемлемо низкая общая достоверность измерений частичных разрядов в случае регистрации сигналов всех частот в измерительной цепи;

• разработана схема измерительной цепи, обеспечивающая оптимальную достоверность измерения кажущегося заряда и наличие влияния на достоверность только естественного затухания сигнала по обмотке.

4) Разработана двухступенчатая схема диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения, и доказана большая эффективность ее применения по сравнению с традиционной схемой.

5) Разработаны возможные алгоритмы проведения обследований трансформаторов в объеме оптимизированной схемы диагностики, обеспечивающие минимальное количество коммутаций обследуемого оборудования, минимальные трудозатраты, и даны рекомендации по внедрению двухступенчатой схемы на примере ОАО «МРСК Северо-Запада».

К наиболее актуальным задачам дальнейших исследований в области оптимизации диагностической схемы относятся:

- уточнение полученных характерных признаков развития дефектов продольной и главной изоляции по характеристикам частичных разрядов путем проведения экспериментов на обмотках реальных трансформаторов;

- выявление уровней опасности ЧР в силовых трансформаторах высших классов напряжения по кажущемуся заряду в зависимости от вида дефекта;

- разработка программируемого алгоритма, позволяющего автоматически идентифицировать вид дефекта трансформатора и степень его развития по характеристикам ЧР.

Максимальное продление реального срока службы и организация безаварийной работы силовых трансформаторов высших классов напряжения -важнейшие задачи современной энергетики. Выполнение данных задач невозможно без оптимизации существующей традиционной схемы диагностики трансформаторов, так как от эффективности диагностической схемы напрямую зависит возможность своевременно выявить дефект в оборудовании, предотвратить его аварийный отказ, принять обоснованное решение о целесообразности дальнейшей эксплуатации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ермаков, Евгений Григорьевич, 2010 год

1. Давиденко И.В. Разработка системы многоаспектной оценки технического состояния и обслуживания высоковольтного маслонаполненного электрооборудования. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Екатеринбург, 2009. 46 с.

2. Дарьян Л.А. Научные основы физико-химической диагностики высоковольтного маслонаполненного электрооборудования с изоляцией конденсаторного типа. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Новосибирск, 2009. 48 с.

3. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2002. - 39 с.

4. ГОСТ Р 52719-2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2007. - 45 с.

5. Львов М.Ю. Об оценке состояния силовых трансформаторов с длительным сроком эксплуатации // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11.- СПб: ПЭИПК, 2000. С. 264 - 268.

6. Монастырский А.Е., Бунин В.И., Евдокимов Я.А. Технико-экономические проблемы диагностики трансформаторного оборудования // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 28. СПб: ПЭИПК, 2005. - С. 367 - 372.

7. Попов Г.В., Рогожников Ю.Ю. Алгоритм комплексной диагностикимасляных трансформаторов // Электрические станции, 2003, № 8. С. 54 - 59.

8. Ванин Б.В., Львов Ю.Н., Львов М.Ю., Неклепаев Б.Н., Антипов K.M., Сурба A.C., Чичинский М.И. О повреждениях силовых трансформаторов напряжением 110 — 500 кВ в эксплуатации // Электрические станции, 2001, № 9. С. 53 - 58.

9. Монастырский А.Е., Пильщиков В.Е. Методические основы измерения характеристик частичных разрядов в мощных силовых трансфроматорах // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11.- СПб: ПЭИПК, 2000. С. 31 - 34.

10. Маяков В.П., Соколов В.В. Методы диагностики состояния трансформаторного оборудования // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11.- СПб: ПЭИПК, 2000. С. 13-23.

11. Голоднов М.Ю. Контроль за состоянием трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 88 с.

12. Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. М.: Энергоатомиздат, 2004. 616 с.

13. Кучинский Г.С., Кизиветгер В.Е., Пинталь Ю.С. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.

14. Непрокин В.И., Рыбаков Л.М. К вопросу диагностирования изоляции силовых трансформаторов, эксплуатируемых в России // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 31. — СПб: ПЭИПК, 2008. С. 433 - 439.

15. Монастырский А.Е. Анализ повреждаемости маслонаполненного трансформаторного оборудования // Современные проблемы оценки состояния и обслуживания маслонаполненного оборудования. Выпуск 5. — СПб: ПЭИПК, 1997.-С. 7-10.1./

16. Алексеев Б.А. Контроль состояния (диагностика) крупных силовыхтрансформаторов. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. - 216 е.: ил. - (Основное электрооборудование в энергосистемах: обзор отечественного и зарубежного опыта).

17. Осотов В.Н. Некоторые аспекты практической диагностики мощных силовых трансформаторов // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11. СПб: ПЭИПК, 2000. - С. 124 - 127.

18. Монастырский А.Е., Калачева Н.И., Таджибаев А.И., Аничков Д.А. Методы и средства оценки состояния маслонаполненного оборудования СПб: ПЭИПК, 1996. - 78 с.

19. Таджибаев А.И., Монастырский А.Е. Диагностика маслонаполненного электрооборудования электрических станций и подстанций. Изд-во СПбГТУ, 1997. - 88 е., ил.

20. Монастырский А.Е. Экономические аспекты эксплуатации трансформаторного оборудования // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 27. СПб: ПЭИПК, 2004. - С. 5 - 10.

21. Технические средства диагностирования: Справочник / В.В. Клюев, П.П. Пархоменко, В.Е. Абрамчук и др.; Под общ. ред. В.В.Клюева. М.: Машиностроение, 1989 672 е., ил.

22. Объем и нормы испытаний электрооборудования.

23. РД 34.45-51.300-97 6-е изд. М.: ЭНАС, 2001.-256 с.

24. Давиденко И.В. Разработка методик и элементов для экспертно-диагностической системы маслонаполненного оборудования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уральский государственный технический университет, 1998. 194 с.

25. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле. РД 153-34.0-46.302-00 -М., 2001. 26 с.

26. Системы диагностирования высоковольтного маслонаполненного силового электрооборудования: учебное пособие / И.В. Давиденко, В.Н. Осотов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ УПИ, 2003. - 117 с.

27. Калачева Н.И. Основные критерии оценки состояния силовых трансформаторов по анализу растворенных в масле газов // Современные проблемы оценки состояния и обслуживания маслонаполненного оборудования. Выпуск 5. СПб: ПЭИПК, 1997. - С. 217 - 225.

28. Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования / под ред. Ф.Л. Когана. М.: АО «Фирма ОРГРЭС», 2001.-492 с.

29. Калачева Н.И. О методах определения фурановых производных в трансформаторных маслах // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11.- СПб: ПЭИПК, 2000. С. 239 - 245.

30. Хренников А.Ю., Киков О.М. Диагностика силовых трансформаторов в Самарэнерго методом низковольтных импульсов // Электрические станции, 2003, № 11. С. 47 - 51.

31. Поляков B.C. Технологии тепловизионной диагностики электрооборудования и опыт их использования // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 13. СПб: ПЭИПК, 2000.-С. 4-26.

32. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. Д.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1979. - 224 с.

33. Монастырский А.Е. Проблемы эксплуатации и диагностики маслонаполненного оборудования // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 16. СПб: ПЭИПК, 2001. - С. 38 - 43.

34. Андреев A.M., Монастырский А.Е., Соловьев Ю.В., Таджибаев А.И. Частичные разряды и методы их измерения; под ред. А.И. Таджибаева. СПб: ПЭИПК, 2010. - 48 с.

35. A. Cavallini, X. Chen, G.C. Montanari, F. Ciani Diagnosis of EHV and HV transformers through an innovative partial-discharge-based technique, IEEE Transactions on power delivery, vol. 25, no. 2, pp. 814 824, April 2010.

36. Дробышевский A.A., Левицкая Е.И. Диагностика механических деформаций обмоток трансформаторов в эксплуатации // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11. — СПб: ПЭИПК,2000.-С. 61-68.

37. Дробышевский A.A. Диагностика механического состояния обмоток силовых трансформаторов методом частотного анализа // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 16. СПб: ПЭИПК,2001.-С. 176-181.

38. Русов В.А., СофьинаН.Н. Вибрационное обследование и диагностика состояния силовых трансформаторов // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11. СПб: ПЭИПК, 2000.-С. 38-53.

39. Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов. Учеб. для техникумов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 256 е.: ил.

40. Могузов В.Ф. Обслуживание силовых трансформаторов М.: Энергоиздат, 1991. - 192 с.

41. ГОСТ 12965-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения классов напряжения 110 и 150 kB. М.: Изд-во стандартов, 1985.-47 с.

42. Александров Г.Н. Режимы работы трансформаторов. Учебное пособие. Издание Центра подготовки кадров энергетики, 2006 г. 143 с.

43. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. Учебник для ВУЗов М.: Энергомашиздат, 1986. - 528 е.: ил.

44. Вдовико В.П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования. Новосибирск: Наука, 2007. 155 с.

45. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств: учеб. пособие / H.A. Малков, А.П. Пудовкин. Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. - 88 с.

46. Техника высоких напряжений: Учебник для вузов / И.М. Богатенков, Ю.Н. Бочаров, Н.И. Гумерова, Г.М. Иманов и др.; Под ред. Г.С. Кучинского. — СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 2003.-608 е.: ил.

47. Техника высоких напряжений и электротехнические материалы в устройствах железнодорожного транспорта: Учебник / Халилов Ф.Х., Егоров В.В., Смирнов A.A. СПб., 2007. - 540 с.

48. Руководство по защите электрических 6 1150 кВ сетей от грозовых и внутренних перенапряжений. РД 153-34.3-35.125-99 - СПб: ПЭИПК, 1999-227 с.

49. ГОСТ 20074-83. Электрооборудование и электроустановки. Методы измерения характеристик частичных разрядов. М.: Изд-во стандартов, 1983.-22 с.

50. IEC 60270. High-voltage test techniques Partial discharge measurements. - 3-fd edition. - 2000-12. - 51 p.