Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

ОЦЕНКИ ВЫРАБОТАННОГО РЕСУРСА ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ МАСЛОНАПОЛНЕННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
 

ОЦЕНКИ ВЫРАБОТАННОГО РЕСУРСА ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ МАСЛОНАПОЛНЕННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Васин В.П., докт. техн. наук, проф., Долин А.П., канд. техн. наук

 

 

Рассматривается процесс старения бумажной изоляции силовых маслонаполненных трансформаторов. С помощью предложенной ранее обобщенной формулы Монтзингера по данным мониторинга работы трансформаторного оборудования России проанализировано влияние роста влагосодержания твердой изоляции, кислотного числа масла и концентрации кислорода, растворенного в масле бака трансформатора, на износ бумажной изоляции.

Показано, что собственно термический износ изоляции очень невелик, но увлажнение бумажной изоляции в реальных пределах (до 3%) при повышении кислотного числа масла (примерно в 2 раза до 0,2 мг/г КОН) и содержания кислорода в нем приводит к возрастанию скорости старения и износа изоляции в десятки раз. Суммарный износ от всех факторов оказывается значительным, хотя сильно меняется для разных сочетаний условий протекания физико-химических процессов и температурных режимов. Формулируются вытекающие из этого требования к системам мониторинга силовых трансформаторов.

Ключевые слова: силовой маслонаполненный трансформатор; бумажная изоляция; износ изоляции; остаточный ресурс; обобщение формулы Монтзингера; требования к системам мониторинга трансформатора

Актуальность создания полноценной методологической основы для расчетов и прогнозирования расходования ресурса трансформаторного оборудования (далее трансформаторов) обусловлена острой проблемой замены значительного числа трансформаторов, которая назрела в ЕЭС России в силу ее жизненного цикла. Поэтому объективное обоснование выбора очередности и временной последовательности такого переоснащения имеет большое практическое значение.

Расчеты исчерпания ресурса изоляции рассмотрены в справочниках, учебниках, статьях, монографиях, руководящих документах, где даны примеры их применения. Наиболее полно приводятся данные по расчету ресурса трансформаторного оборудования в справочной книге «Силовые трансформаторы». Однако практическое использование указанных разработок вызывает существенные затруднения.

Изложенные методики связаны с необходимостью определения степени полимеризации бумажной изоляции, что весьма не просто, а в большинстве случаев нереально. По предложению СИГРЭ ресурс вычисляется по формуле

ресурс=(1/200-1/СП0)exp[13350/(v+273)]/8760А ,      (1)

где СП0 — степень полимеризации целлюлозной изоляции на начало рассматриваемого промежутка времени, v — температура наиболее нагретой точки изоляции; А — показатель скорости старения, зависящий от влагосодержания твердой изоляции wт, кислотного числа масла Кк.ч и содержания кислорода, растворенного в масле СО2.

При этом, как видно из приведенной формулы, приходится считать постоянными температуру обмотки, влагосодержание изоляции и уровень окислительных процессов (в том числе кислотное число масла). В отдельных публикациях предлагается брать частичные интервалы, на которых эти параметры постоянны, а затем суммировать результаты в абсолютных единицах. Как быть при этом со значениями СП на каждом частичном интервале, которые от интервала к интервалу меняются, рекомендации нет. Не решена также проблема и с прогнозированием процессов wт(t), Kк.ч (t), CО2 (t), значения которых необходимы для определения показателя А в формуле (1).

В НТЦ «Электроинжиниринг, диагностика и сервис» (НТЦ «ЭДС») разрабатывается аналитическая методика расчета износа изоляции по данным температурных показателей, влагосодержания твердой изоляции, кислотного числа масла в баке трансформатора и концентрации кислорода, растворенного в масле. Необходимость учета влагосодержания изоляции, окисления масла и наличия кислорода в масле бака установлена давно. Известно, что в кислом растворе целлюлоза может быть полностью разложена на глюкозу при достаточно высокой концентрации кислоты в сроки порядка суток. Наличие кислорода необходимо для деструкции целлюлозы, без которого она устойчива к деградации до температур 120-150ºС.

Увеличение влагосодержания приводит к повышению скорости деполимеризации бумажной изоляции в десятки раз. При этом все эти факторы непрерывно изменяются в процессе эксплуатации, и потому необходим тщательный учет динамики процесса.

 

 
  Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Васин В.П., докт. техн. наук, проф., Долин А.П., канд. техн. наук. Оценки выработанного ресурса изоляции силовых маслонаполненных трансформаторов. Электро, №  2,  2009.– С.37-41.
Материал размещен на  www.transform.ru19.05.2009 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


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