РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

Авторы

И.В. Брякин Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова
И. В. Бочкарев Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова
М.Г. Гунина Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова
А.Ж. Иззатов Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова

Ключевые слова:

трансформатор, трансформаторное масло, старение масла, зондирующее высокочастотное гармоническое электрическое поле, конденсатор связи, коаксиальный емкостной датчик, квадратурный синхронный детектор, объемное сопротивление трансформаторного масла, высокочастотный электрический ток обмотки низкого напряжения.

Аннотация

Предложен новый способ оперативного контроля качества трансформаторного масла, суть которого состоит в том, что в работающем трансформаторе создается дополнительный высокочастотный измерительный электрический контур, содержащий измерительный коаксиальный емкостной датчик, в качестве электродов которого предложено использовать непосредственно конструктивные элементы трансформатора. Процедуры определения состава и свойств заполняющего этот датчик трансформаторного масла основаны на контроле зависимости между физико-технологическими параметрами масла и емкостью этого датчика. Посредством высокочастотного гармонического электрического поля в трансформаторном масле, находящемся в датчике, возбуждают поляризационные процессы и регистрируют реакцию масла на них в виде высокочастотного тока обмотки НН, являющегося информационным сигналом. Оценка качества масла осуществляется путем сравнения параметров указанного сигнала с заранее заданными допустимыми значениями. Разработан вариант структурной блок-схемы устройства для реализации предложенного способа, а также электрические схемы первичного измерительного преобразователя, посредством которого преобразуется, фильтруется и усиливается информационный сигнал, и вторичного измерительного преобразователя, регистрирующего необходимые компоненты информационного сигнала. Эффективность предлагаемой системы мониторинга подтверждена соответствующими экспериментальными исследованиями. Получено, что предлагаемая система контроля обеспечивает идентификацию критического дефекта в масле в виде повышенного влагосодержания с погрешностью не хуже 10%, а порог чувствительности достигает порядка десятых долей ppm.

Библиографические ссылки

Давиденко, И.В. Оценка технического состояния силовых трансформаторов по результатам традиционных испытаний и измерений / И.В. Давиденко. – Екатеринбург: УрФУ, 2015. – 96 с.

Гун И.Г., Салганик В.М., Евдокимов С.А., Сарлыбаев А.А. Основные неисправности и методы диагностирования силовых трансформаторов в условиях эксплуатации // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. – 2012. – № 1(37). – С. 102–105.

Прахов И.В., Путенихина А.В., Мельников А.В., Молчанов Н.А., Привалова В.М. Методы оценки технического состояния высоковольтного трансформатора // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2016. – № 3. – С. 59–62.

Баширов М.Г., Прахов И.В., Богданов Д.И., Буланкин Е.И., Молчанов Н.А. Современные методы оценки технического состояния и прогнозирования ресурса высоковольтного трансформатора // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. –2016. –№ 4. – С. 63–66.

Степанов В.М., Андреев К.А. Технические решения по диагностике силовых трансформаторов // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2011. – Вып. 6–1. – С. 74–81. (приведены наиболее массовые виды повреждений, их причины, а также существующие средства их диагностики).

Сизганова Е.Ю., Степанов А.Г., Южанников А.Ю. Методы оценки технического состояния силовых маслонаполненных трансформаторов. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2018. – 165 с.

Кейта А. Оценка технического состояния силовых трансформаторов по каждому виду измерения // Молодой ученый. – 2019. – № 3 (241). – С. 35–50.

Schreiter S., Lohmeyer H., Werle P. Multidimensional Analysis of a Real Transformer Fleet Based on the Evaluation of Oil Properties. Proceedings of the 21st International Symposium on High Voltage Engineering, 2019, pp 697–704. https://doi: 10.1007/978-3-030-31676-1_66.

Jagnandan Negi, Gaurav Maithani. Power Transformer Condition Assessment Through Insulating Oil Testing. Proceedings of Integrated Intelligence Enable Networks and Computing, 2021, pp 161–170. https://doi:10.1007/978-981-33-6307-6_17.

Wilson, A.C.M. Insulating liquids: their uses, manufacture and properties/ London, New York: Peter Peregrinus LTD, 1980. - 221 p.

Sokolov V., Bassetto A., Oommen T.V., Haupert T., Hanson D. Transformer fluid: a powerful tool for the life management of an ageing transformer population. Proceedings of the TechCon 2003 Asia-Pacific. Рр. 1-19.

Куракина О.Е., Козлов В.К., Туранова О.А., Туранов А.Н. Исследование изменения структурно-группового состава трансформаторного масла в процессе эксплуатации // Problemele energeticii regionale, 2018, 2 (37). – С. 39-45.

Fofana I., Borsi H., Gochenbach J. Fundamental investigation on some transformer liquids under various outdoor condition // IEEE Trans, on Dielec. and Electric. Insulat. 2001. V.8. №6. P.1040–1047.

Высогорец С.П., Васильев А.П. Оценка качества эксплуатационных масел силовых трансформаторов напряжением 35–110 кВ // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. – 2013. – № 1 (166). – С. 84–92.

Стандарт организации «Энергетические масла и маслохозяйства электрических станций и сетей. Организация эксплуатации и технического обслуживания/Нормы и требования» НП «ИНВЭЛ». СТО 70238424.27.100.053– 2009.

Испытание мощных трансформаторов и реакторов / Г.В. Алексеенко, А. К. Ашрятов, Е.В. Веремей, Е.С. Фрид; Выпуск 32. –М.: Энергия, 1978. –520 с.

Валиуллина Д.М., Гарифуллин М.Ш., Козлов В.К. Аналитический обзор. Методы и средства диагностики изоляционных масел. – Казань: ООО «ИЦ Энергопрогресс», 2003. –144 с.

Туранова О.А, Козлов В.К., Туранов А.Н. Исследование трансформаторных масел современными методами. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2012. – 92 с.

Козлов В.К., Гарифуллин М.Ш. Спектральный экспресс-анализ изоляционных масел. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2003. – 110 с.

Козлов В.К., Гарифуллин М.Ш. Методы оптической спектроскопии в диагностике состояния изоляции маслонаполненного электрооборудования. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2013. – 192 с.

Мельников А.В., Сырцов А.Б., Ульянов Е.А. Устройство для измерения влажности // Патент РФ № 2377552. 2007148135/28. Опубликовано 27.12.2009 Бюл. № 36.

Шапошников В.В., Лебедев А.В., Щербаков В.Н., Гапонов В.Е. Устройство контроля влажности // Патент РФ № 2471178. 2011132554/28. Опубликовано 27.12.2012. Бюл. № 36.

Брякин И.В., Бочкарев И.В. Система мониторинга технического состояния силового трансформатора по состоянию масла // Вестник КГЭУ. – 2022. –Т. 14. – № 1 (53). – С. 34–46.

Брякин И.В. О некоторых принципах и методах повышения точности измерения технологических параметров длинномерных материалов// Проблемы автоматики и управления.Бишкек, 2001 С. 188 197.

Bryakin I.V., Bochkarev I.V., Khramshin V.R., Khramshina E. A. Developing a Combined Method for Detection of Buried Metal Objects. - Basel: Machines (Switzerland) Machines 2021; 9(5): 92. https://doi.org/10.3390/machines9050092.