Акустические характеристики жидкой изоляции, как средства обеспечения безопасной эксплуатации маслонаполненного высоковольтного электрооборудования

• Автор: Коношенко, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 107 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Анализ состояния вопроса и основные задачи исследования
1.1.1 Анализ аварийности силовых трансформаторов
в холдинге ЕНЭС за 1997
1.1.2 Анализ повреждаемости силовых трансформаторов
в филиале ОАО «ФСК ЕЭС» - МЭС Урала за период 2006 - 2009 гг
1.1.3 Анализ повреждаемости силовых трансформаторов
в филиале ОАО «МРСК - Урала» Челябэнерго за период 2002-2007 г.г
1.2 Анализ методов диагностирования маслонаполненного высоковольтного электрооборудования
1 1.2.1 Тепловизионный метод контроля изоляции
1.2.2 Оптический метод контроля изоляции
1.2.3 Электромагнитный метод контроля изоляции
1.2.4 Акустический метод контроля изоляции
1.2.5 Хроматогорафический метод контроля изоляции
1.3 Причины возникновения газовых микровключений
в жидкой изоляции
1.3.1 Кавитация
1.3.2 Возникновение микропузырьков под влиянием
электродинамических сил
1.3.3 Образование микропузырьков из микроскопических
частиц, содержащие адсорбированные газы
1.3.4 Тепловой механизм возникновения микропузырьков
Выводы по главе
2. Теоретическое и экспериментальное обоснование способа исследования физико - механического свойства
трансформаторного масла с микропузырьками
2.1 Нелинейный акустический параметр трансформаторного
масла с микропузырьками

2.2 Уравнение скорости распространение звука
в трансформаторном масле при различных температурах
натурных условий среды
2.3 Техническая реализация модельной установки
Выводы по главе
3. Экспериментальные исследования акустических
характеристик трансформаторного масла с микропузырысами
3.1. Исследование нелинейного акустического параметра
трансформаторного масла без пузырьков
3.2 Исследование нелинейного акустического параметра трансформаторного масла с пузырьками
3.3 Математическая модель эффективного нелинейного акустического параметра трансформаторного
масла с микровключениями
3.4 Обработка экспериментальных зависимостей
Выводы по главе
4. Способ исследования физико - механического свойства трансформаторного масла с микропузырьками
4.1 Методика измерения нелинейного акустического параметра трансформаторного масла с микропузырьками
4.2 Спектральный анализ огибающей сигнала волны
разностной частоты
4.3 Рекомендации и алгоритм обработки спектра огибающей
сигнала волны разностной частоты
Выводы по главе
Заключение
Литература

Введение
Значительная часть электрооборудования энергосистемы была введена в эксплуатацию в 60-70-х годах прошлого века с расчетом на 25-30 лет службы. Прогнозировалось, что после выработки ресурса данного электрооборудования произойдет его замена. Прогнозы не оправдались. Темпы демонтажа и списания производственных основных фондов в 3,5-4 раза отстают от нормативных темпов списания электрооборудования из-за износа. Финансирование воспроизводства и обновления электрооборудования отстает от темпов его старения. Как следствие - повышаются риски аварийных ситуаций для обслуживающего персонала.
Надежность работы силовых электротехнических комплексов во многом определяется работой элементов, составляющих их, и в первую очередь, силовых трансформаторов, обеспечивающих согласование комплекса с системой и преобразование ряда параметров электроэнергии в требуемые величины для дальнейшего ее использования, причем до 70% парка высоковольтных трансформаторов являются маслонаполненными. Высокая степень износа маслонаполненного высоковольтного электрооборудования (МВВЭО) имеет потенциальную опасность для обслуживающего персонала. Негативными факторами производственной среды при работе неисправных МВВЭО, воздействующими на работников, являются: шум, вибрация, электромагнитное поле, электрический ток, в случае аварийных ситуаций - огонь, механические части разрушенного оборудования.
Вследствие частичных разрядов, внутренних, коротких замыканий в МВВЭО проявляются и другие неблагоприятные факторы для обслуживающего персонала. Под действием электрической дуги нагреваются и разлагаются жидкие диэлектрики, выделяются газообразные токсичные вещества.
Существующие на сегодня способы .контроля безопасного состояния внутренней изоляции МВВЭО в основном обнаруживают развивающиеся или существующие дефекты изоляции, а не их причину.

С помощью ХАРГ в силовых трансформаторах можно обнаружить две группы дефектов [98]:
- перегревы токоведущих соединений и элементов конструкции остова
- электрические разряды в масле.
При этом определяются концентрации семи газов: водорода (Н2), метана (СН4), ацетилена (С2Н2), этилена (С2Н4), этана (С2Н6), оксида углерода (СО) и диоксида углерода (С02).
При определении дефектов в силовых трансформаторах используется подразделение газов на основные (ключевые) и характерные (сопутствующие).
При перегревах токоведущих соединений и элементов конструкции остова трансформатора основным газом является С2Н) - в случае нагрева масла и бумажно-масляной изоляции свыше 500°С и С2Н2 - при дуговом разряде. Характерными газами в обоих случаях являются Н2, СН4, и С2Н6.
При частичных разрядах в масле основным газом является Н2, характерными газами с малым содержанием - СН4 и С2Н2.
При искровых и дуговых разрядах основными газами являются Н2 или С2Н2, характерными газами с любым содержанием - СИ) и С2Н4
При перегревах твердой изоляции основным газом является С02.
Основной газ определяется по относительным концентрациям водорода и углеводородных газов с учетом соответствующих граничных концентраций по формуле:
а- = > (1-2) гр1
где а, - относительная концентрация первого газа;
А) - измеренное значение концентрации 1-го газа, % об.;
Агр! - граничная концентрация первого газа, % об.
По расчетным относительным концентрациям максимальное значение а; соответствует основному газу. При этом:
- а;>1 - характерный газ с высоким содержанием;
- 0,1<а]< 1 - характерный газ с малым содержанием;