Контроль технического состояния жидкой изоляции маслонаполненного высоковольтного электрооборудования

• Автор: Святых, Андрей Борисович
• Шифр специальности: 05.09.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание

Введение

1. Анализ состояния вопроса и обоснование задач

исследования

1.1. Анализ технологических нарушений в работе электрооборудования ЕНЭС

1.2. Анализ технологических нарушений в работе электрооборудования ОАО «ФСК ЕЭС» - «МЭС Урала»

и ОАО «МРСК Урапа»-«Челябэнерго

1.3. Пузырьковый механизм пробоя жидкого диэлектрика

1.4. Анализ методов контроля технического состояния изоляции маслонаполненного высоковольтного электрооборудования
1.5 Выводы
1.6. Задачи исследования
2. Исследование процессов тепловой кавитации и
закономерностей в распределении пузырьков в жидкой изоляции
2.1. Физические принципы образования газовых микровключений в жидкой изоляции
2.2. Имитационное моделирование тепловой кавитации в
трансформаторном масле
2.3. Установление закономерностей в распределении газовых микровключений при тепловом механизме
кавитации
2.4. Физико-механические свойства жидкой изоляции с микровключениями
2.5. Выводы

3. Теоретическое обоснование способа контроля технического состояния жидкой изоляции маслонаполненного высоковольтного
электрооборудования
3.1. Волновая модель жидкой изоляции с микровключениями
3.2. Физические принципы параметрической излучающей антенны
3.3. Исследование характеристик и обоснование параметров средства обнаружения газовых микровключений в жидкой изоляции
3.4. Компьютерное моделирование акустических процессов в жидкой изоляции
3.5. Выводы
4. Способ контроля технического состояния жидкой изоляции действующего МВВЭО
4.1. Схема и характеристики натурной установки средства обнаружения газовых микровключений в жидкой изоляции
4.2. Экспериментальные исследования результативности параметрической излучающей антенны, сопоставление расчётных и экспериментальных данных
4.3. Методика контроля технического состояния высоковольтного маслонаполненного
электрооборудования
4.4. Рекомендации по применению способа
4.5. Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложения

Введение
Актуальность работы. Надежная и безопасная эксплуатация электроустановок невозможна без работоспособного высоковольтного электрооборудования и качественного функционирования электрических сетей, которые являются завершающим звеном в системе обеспечения потребителей электрической энергией. При этом работоспособность электротехнических комплексов определяется работой их главных компонентов, в первую очередь, высоковольтных силовых трансформаторов, обеспечивающих согласование и преобразование ряда параметров электроэнергии в требуемые величины для дальнейшего ее использования, причем до 70% парка высоковольтных трансформаторов являются маслонаполненными.
Физический износ, старение и, как следствие, отказ в работе и аварийность маслонаполненного высоковольтного электрооборудования (МВВЭО) снижают эффективность и надежность функционирования электротехнического комплекса, приводят к ухудшению условий производственной среды, к появлению опасных факторов в рабочей зоне электротехнического персонала. Отказы в работе МВВЭО часто приводят к прекращению подачи электрической энергии на значительной территории, ярким примером такой аварии является взрыв маслонаполненного трансформатора тока на подстанции «Чагино», который привел к нарушению работы центральной части энергосистемы, в результате чего без электрической энергии продолжительное время оставались потребители I и II категорий.
Для поддержания в работоспособном состоянии МВВЭО и безаварийной работы электрических сетей в практике их технической эксплуатации используются методы контроля и диагностирования, основанные на обнаружении протекания тока в местах образования дефектов. Поэтому для предупреждения отказов главных элементов электротехнических комплексов, для обеспечения безопасности

за очень короткое время и такие частичные разряды недопустимы даже при испытаниях повышенным напряжением.
Однако, применение диапазона волн (до нескольких десятков мегагерц), практически не позволяет применять данный способ контроля технического состояния электрооборудования в полевых условиях из-за высокого уровня электромагнитных помех, и невозможности создания малогабаритных узконаправленных антенн.
Обнаружение частичных разрядов с помощью акустического способа, как правило, проводится без отключения оборудования, отличается большей оперативностью.
Данный способ основан на локации акустических сигналов от электрических разрядов с помощью ультразвуковых датчиков.
Ультразвук, вызванный частичным искровым или другим электрическим разрядом в жидкости, представляет собой затухающие колебания сжатия-растяжения среды с частотой до 50 кГц. Слуховая модель такого звука - резкий щелчок.
Распространяясь в бумажно-масляной изоляции электрооборудования, исходный звук разряда отражается от различных твердых преград, и, постепенно затухая, создает послезвучание (реверберацию). Проходя через стенку оборудования, звуковая волна сжатия-растяжения превращается в целый спектр разных волн (сдвиговых, изгибных, поверхностных и т. д.).
В силовых трансформаторах источник частичного разряда может находиться в глубине оборудования. В этом случае ультразвук проходит ряд преград и затухает существенно. Если у небольших маслонаполненных объектов величина акустического сигнала практически одинакова в любой точке поверхности, то при обследовании силового трансформатора это отличие более значительно, и необходимо, перемещая датчик, искать область поверхности с максимальным сигналом.
При использовании системы для контроля изоляции силовых трансформаторов [48, 61, 110, 121, 122] с решением, задачи определения