Диагностика и мониторинг высоковольтного маслонаполненного электротехнического оборудования

• Автор: Семенов, Владислав Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 174 с. : ил.

1. Мониторинг и диагностика - основа обслуживания высоковольтного маслонаполненного оборудования
1.1. Классификация отказов (дефектов) высоковольтных
электроэнергетических маслонаполненных аппаратов
1.2. Системы диагностики отказов
1.3. Системы принятия решений
1.4. Состояние вопроса и постановка задач исследования
2. Математическое моделирование тепловых процессов силовых
масляных трансформаторов
2.1. Тепловая схема замещения силового двухобмоточного маслонаполненного трансформатора
2.2. Математическое моделирование тепловых процессов
в силовом маслонаполненном трансформаторе
2.3. Компьютерное моделирование тепловых процессов силовых
маслонаполненных трансформаторов
Выводы по второй главе
3. Прогнозирование изменения состояния силовых трансформаторов
3.1. Алгоритм комплексной диагностики масляных трансформаторов
3.2. Прогнозирование остаточного ресурса изоляции трансформатора
по тепловому износу
3.3. Определение времени сохранения работоспособности объектов
3.4. Предотвращение отказов при эксплуатации
электротехнических систем

3.5. Расчет показателей надежности (безотказности) и методы
обеспечения эксплуатационной безотказности
Выводы по третьей главе
4. Экспериментальные исследования температурных
полей маслонаполненного трансформаторного оборудования
4.1. Исследование влияния тепловых полей от источников нагрева дефектов в обмотках и магнитопроводе трансформатора
4.2. Тепловизионный контроль трансформаторного маслонаполненного оборудования
4.3. Обработка экспериментальных зависимостей
4.4. Программа ТЬегтоБсаппег V. 1.00. Алгоритм обработки термографических данных
4.5. Перспективы развития мониторинга и диагностики
электротехнического трансформаторного оборудования
Выводы по четвертой главе
Заключение
Библиография
Приложение 1. - Статистическая модель расчета вероятностей нахождения трансформатора в различных эксплуатационных и ремонтных состояниях. Алгоритм расчёта функционала эффективности
технического обслуживания
Приложение 2. - Результаты расчета тепловых распределений в силовом трансформаторе с различной температурой дефекта и местом его расположения
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АЦП - аналогово-цифровой преобразователь;
АФ - абсорбционный фильтр;
ВН - высокое напряжение;
ПК - инфракрасный;
КЗ - короткое замыкание;
МБИ - маслобарьерная изоляция;
МКЭ - метод конечных элементов;
ИД - масляное, дутьевое охлаждение;
НН - среднее напряжение;
ннт - наиболее нагретая точка;
ОИК - оперативно-информационный комплекс;
оп - определяющий параметр;
ОЗУ - оперативное запоминающее устройство;
ПУ - переключающее устройство;
ПЭВМ- персональная электронная вычислительная машина;
РПН - регулирование под нагрузкой;
ст - силовой трансформатор;
ткз - ток короткого замыкания;
та - трансформатор напряжения;
то - техническое обслуживание;
тсн - трансформатор собственных нужд;
ТСФ - термосифонный фильтр;
тт - трансформатор тока;
ХАРГ - хроматографический анализ растворенных газов; ЧР - частичные разряды;
ОБ - операционная система.

где с - удельная теплоемкость вещества; у - удельная плотность вещества;
Я т,о ~ мощность внутренних источников теплоты магнитопровода (индекс т),
обмоток (индекс о).
Потери, вызванные протеканием тока в высоковольтных обмотках, рассчитываются по формуле
Роб = 12ра{ + ссе)аУ, (2.10)

где j - плотность тока; р0 - удельное электрическое сопротивление при нулевой температуре; а - температурный коэффициент сопротивления.
Помимо электрических в трансформаторах существуют и магнитные потери, состоящие из потерь на перемагничивание пропорциональных частоте и квадрату индукции, и потерь от вихревых токов пропорциональных квадратам частоты и индукции [62, 64, 65]. Практически магнитные потери рассчитываются по формуле:
/=/+/= Еяо/зо*: (//50)4. (2-:1:1)
где Р10/50 - удельные потери в электротехнической стали при частоте 50 Гц и индукции 1 Тл; тс - масса стали; / - частота.
Работа силового трансформатора сопровождается рассеиванием в диэлектрических материалах энергии, вызывающей превышение их температуры, что приводит к увеличению проводимости и тангенса угла диэлектрических потерь, а это, в свою очередь, вызывает дальнейшее повышение температуры. При этом, при неизменной напряженности электрического поля, прогрессивно увеличиваются проводимость и плотность тока в диэлектрике [63].
Потери мощности в диэлектрике при переменном напряжении увеличивается с ростом температуры по закону [63]:
Рд=соСи2^50)еа(в^ (2-12)