Диагностика масляных трансформаторов на ос-нове кумулятивных повреждений

Аннотация

Актуальность: масляные силовые трансформаторы относятся к наиболее дорогостоящим и ответственным элементам систем электроснабжения, а их отказы приводят к значительному экономическому ущербу и длительным перерывам питания. Существующие средства онлайн-мониторинга, как правило, контролируют один физический процесс (тепловой режим или растворённые в масле газы) и не позволяют оценивать в едином показателе повреждения, накапливающиеся под действием токов короткого замыкания, вибрации и теплового старения.

Цель: разработка математической модели, алгоритма и устройства диагностики с управлением режимами работы в реальном времени, учитывающих кумулятивное повреждение от токов КЗ, виброускорения и температуры наиболее нагретой точки, а также оценка их эффективности.

Методы: правило линейного суммирования повреждений Пальмгрена–Майнера, уравнение Аррениуса, критерий Фишера, экспоненциальная модель теории надёжности, имитационное моделирование в MATLAB/Simulink и годовые экспериментальные исследования на трансформаторе 20 МВА, 110/6 кВ.

Результаты: после внедрения управления доля коммутационных повреждений снизилась с 8,75 до 4,86 %, вибрационных – с 4,0 до 1,6 %, термической деградации – с 3,28 до 0,30 %; суммарное годовое повреждение уменьшилось с 16 до 6,8 % (на 57,5 %). Вероятность безотказной работы за год возросла с 0,852 до 0,934, годовой экономический эффект составил 219 млн сумов, срок окупаемости устройства – менее одного месяца.