Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

Определение состояния и остаточного ресурса силового электроэнергетического оборудования
 

Определение состояния и остаточного ресурса силового электроэнергетического оборудования

Чернышев В.А., Зенова Е.В., Григорян В.Р.

 

 

Дан анализ существующих способов контроля со­стояния изоляционных материалов электрооборудо­вания и предложен новый метод оценки состояния, основанный на измерении степени деформации графи­ка зависимости ε"(t) в процессе старения работаю­щих в промежутке изоляционных материалов.

Ключевые слова: силовые трансформаторы, изоля­ционная система, параметр контроля, индекс поля­ризации, изоляционный промежуток, абсорбционный ток



 


 


Достоверность современных методов оценки технического состояния электроэнергетического оборудования (ЭЭО) несмотря на усилия исследо­вателей и инженеров-практиков все еще не достиг­ла желаемого уровня. Для достижения требуемого уровня достоверности оценок состояния техниче­ски сложного электрооборудования приходится прибегать к комплексному его обследованию или разрабатывать более совершенные методы контро­ля. В первом случае имеется в виду совместное од­новременное использование принципиально раз­личных по своей физической природе методов контроля (например хроматографический анализ растворенных газов в масле и вибрационное обсле­дование корпуса трансформатора [1]). Во втором — использование более эффективных способов полу­чения информации о состоянии объекта контро­ля [2].

В известных на сегодня способах оценки со­стояния ЭЭО пытаются использовать параметры контроля, такие как измеренные значения танген­са угла диэлектрических потерь tg δ, значения со­противления изоляционного промежутка, максиму­ма возвратного напряжения (RVM), плотности аб­сорбционного тока и др. [3]. Используя коррелированность этих величин с прочностными параметра­ми или структурой изоляционных материалов, по эмпирическим соотношениям определяют значе­ние прочности изоляционной конструкции в кон­тролируемый момент времени, что в конечном  итоге позволяет оценить состояние и оставшийся

ресурс времени.

 

Однако информация о степени изношенности работающего изоляционного промежутка опреде­ляется значением деформации всей контролируе­мой зависимостью tg δ в выбранной области темпе­ратур или частот, а не только смещением одной ее точки (например tgδmax). Иными словами, смеще­ния любой точки зависимости tgδ(f) или tgδ(T) в процессе старения материалов изоляционных про­межутков характеризуют изменение подвижности если не основных, то довольно близких к ним релаксирующих молекулярных групп и также явля­ются эффективными носителями своей части ин­формации о состоянии изоляционного промежутка и всего ЭЭО в целом.

В представленном способе контроля состояния ЭЭО [6] сделана попытка исключить потерю зна­чительного объема информации при оценке со­стояния состаренного оборудования путем измере­ния степени деформации всей графической зависи­мости коэффициента диэлектрических потерь в за­данном временном интервале, а не в отдельной ее части.

При изучении спектров поляризационных то­ков, протекающих в объеме контролируемого изо­ляционного промежутка, было установлено, что наличие разнородных по своим электрическим свойствам материалов в нем приводит к появлению ярко выраженной структурной поляризации дебаевского типа. В таком случае на зависимости ε"(t)=tia5c(t) наблюдается один четко выраженный максимум (рис. 1,а). В начальной стадии старения такой изоляционной конструкции наблюдается за­метное изменение параметров материалов проме­жутка, что приводит к изменению не только значе­ния, но и положения релаксационного максимума на графике. Однако это изменение не имеет четко выраженной тенденции и не может быть положено в основу оценки состояния. Напротив, при значи­тельном старении изоляционной системы в ее твердой компоненте появляются микротрещины, микрополости, разрывы целостности структуры, которые проявляют себя как дополнительные эле­менты структурной поляризации, что выражается в появлении дополнительного максимума на зависи­мости ε"(t) (рис. 1,6). И если концентрация таких вновь образованных элементов структурной поля­ризации становится значительной, то размеры и положение второго максимума становятся домини­рующими (рис. 1,в), свидетельствуя о том, что состояние изоляционного промежутка является угро­жающе опасным и требуются срочная разработка и реализация корректирующих мероприятий вплоть до вывода из работы такого ЭЭО.

 

Выявленные физические закономерности по­зволили предложить новый способ определения со­стояния и ресурса эксплуатируемой изоляционной конструкции. Суть его заключается в том, что экс­периментально измеренный спектр поляризацион­ного тока, представленный зависимостью ε"(t), со­поставляется с некоторым семейством реперных кривых, каждая из которых получена опытным пу­тем и отражает определенное состояние контроли­руемого промежутка и значение его ресурса (рис. 1,а-г).

Количественно оцененная степень близости анализируемой зависимости к каждой из реперных позволяет сформировать представление о состоя­нии контролируемого оборудования и значении его остаточного ресурса. Семейство реперных кривых, предварительно установленное экспериментально, в данном случае играет роль системы отсчета (градуировочная кривая), представленной в виде некоторой шкалы баллов.


Описание: Описание: рис


 

Сформированная в статье шкала позволяет про­водить количественную оценку наших представле­ний о состоянии контролируемого объекта (выра­женная в числовом виде степень близости реаль­ной зависимости ε"(t) к каждой реперной кривой). Этим самым семантической шкале баллов удается придать четыре шкалы отрезков или даже шкалы отношений, обладающих не только свойствами ад­дитивности, но и мультипликативности. В резуль­тате «состояние» объекта можно рассматривать как некоторую «физическую» величину, поддающуюся надежному измерению, вместо имеющей в настоящее время экспертной оценки состояния, основанной на опыте и интуиции эксперта.




1.    Degtyarev S.A., Dolin A.P., Pershina N.F., Smekalov V.V. Basic concepts of complex diagnostic inspection of transformers. — Electra, 2003, №2.

2.Аксенов Ю.П., Голубев А.В., Джикидзе В.В., Пронин В.В. Результаты диагностики трансформаторов тока ТФРН 330—750 кВ. Материалы VII симпозиума «Электротехника 2010» — М.: Изд. ВЭИ, 2003.

3.Чернышев В.А., Зенова Е.В. Контроль качества изоляционных промежутков электротехнического оборудования при эксплуатации. - Электричество, 2009, №6.

4.Роспатент №2044326. Способ определения состояния и ресурса электрической установки/А.И. Таджибаев, В.А. Канискин, Б.И. Сажин и др. Опубликован 20.09.95.

5.Канискин В.А, Таджибаев А.И. Определение остаточного ресурса силовых кабелей. — Новости электротехники, 2003, 2(20).

6.Пат. РФ № 2373456. Способ определения состояния и ресурса изоляции/Е.В. Зенова, В.А. Чернышев, В.А. Чернов. Опубликован 20.11.2009.

 

 

 
 
Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Чернышев В.А., Зенова Е.В., Григорян В.Р. Определение состояния и остаточного ресурса силового электроэнергетического оборудования. Электричество, №  1,  2011.– С.32-35.
Материал размещен на www.transform.ru: 15.02.2011 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????