Оптимизация схемы диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения

• Автор: Ермаков, Евгений Григорьевич
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 128 с. : ил.

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 НЧфильтра 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 СевероЗапада
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Предметом исследования методы диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения. 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 СевероЗапада, 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 СевероЗапада, стоящее на учащенном контроле в основном эксплуатируется более 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. Выявлены особенности развития дефектов различного вида по характеристикам частичных разрядов в продольной и главной изоляции трансформатора. Разработана методика проведения измерения частичных разрядов в образцах бумажномасляной изоляции. Разработаны и изготовлены испытательные камеры и модельные образцы изоляции для проведения соответствующих исследований. Разработана схема измерителя частичных разрядов, позволяющая минимизировать влияние длительности ЧР на достоверность измерений. Выявлены характерные признаки развития дефектов, позволяющие идентифицировать дефект изоляции трансформатора по характеристикам частичных разрядов. Усовершенствована методика измерения ЧР минимизировано влияние параметров трансформатора и измерительной цепи на результаты измерений частичных разрядов. 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 СанктПетербург и ЗАО Энергобаланс СанктПетербург 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. Международной научнотехнической конференции Трансформаторы эксплуатация, диагностирование, ремонт и продление срока службы Екатеринбург, . 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 СанктПетербурга в номинации Лучшая научноинновационная идея СанктПетербург, . 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.