DEVELOPMENT AND RESEARCH OF THE SYSTEM ONLINE QUALITY CONTROL TRANSFORMER OIL

Authors

I.V. Bryakin Kyrgyz State Technical University named after I. Razzakova
И. В. Бочкарев Kyrgyz State Technical University named after I. Razzakova
М.Г. Гунина Kyrgyz State Technical University named after I. Razzakova
А.Ж. Иззатов Kyrgyz State Technical University named after I. Razzakova

Keywords:

transformer, transformer oil, oil aging, sensing high-frequency harmonic electric field, coupling capacitor, coaxial capacitance sensor, quadrature synchronous detector, transformer oil volume resistance, low voltage winding high frequency electric current.

Abstract

A new method for online quality control of transformer oil is proposed, the essence of which is that an additional high-frequency measuring electrical circuit is created in the operating transformer, containing a measuring coaxial capacitive sensor, as electrodes of which it is proposed to use directly the structural elements of the transformer. The procedures for determining the composition and properties of the transformer oil filling this sensor are based on controlling the relationship between the physical and technological parameters of the oil and the capacity of this sensor. By means of a high-frequency harmonic electric field in the transformer oil located in the sensor, polarization processes are excited and the reaction of the oil to them is recorded in the form of a high-frequency current of the LV winding, which is an information signal. Oil quality is assessed by comparing the parameters of the specified signal with predetermined allowable values. A variant of the structural block diagram of the device for implementing the proposed method, as well as the electrical circuits of the primary measuring transducer, through which the information signal is converted, filtered and amplified, and the secondary measuring transducer, which registers the necessary components of the information signal, have been developed. The effectiveness of the proposed monitoring system has been confirmed by relevant experimental studies. It has been found that the proposed monitoring system provides identification of a critical defect in the oil in the form of increased moisture content with an error of no worse than 10%, and the sensitivity threshold reaches about tenths of a ppm.

References

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.