Method for assessing unevenness of cellulose insulation layers aging of power transformers winding

Abstract

Вдосконалення методик оцінки старіння целюлозної ізоляції обмоток силового маслонаповненого трансформатора є актуальним завданням для систем моніторингу стану трансформаторів. Наукова новизна роботи полягає в урахуванні нерівномірності розподілів температури та вологості вздовж вертикальної осі обмотки при моделюванні процесів старіння ізоляції та у розробці методики визначення умов, за яких швидкість зносу ізоляції у проміжному шарі буде максимально перевищувати швидкість у найбільш нагрітому шарі обмотки. Метою роботи є оцінка нерівномірності зносу целюлозної ізоляції на основі моделювання розподілу температури та вологості вздовж вертикальної осі обмотки силових трансформаторів. Методи. Обмотка трансформатора подумки розділена на горизонтальні шари рівної висоти, підрахунок скорочення строку служби виконується паралельно за усіма горизонтальними шарами, а шар, що має максимальний ступінь старіння за весь період експлуатації та зберігання трансформатору визнається найбільш ресурс витратним шаром, який визначає скорочення строку служби ізоляції трансформатора в цілому. Розроблена модель взаємодії шарів обмотки, з визначенням температур, вологості, відносної швидкості старіння кожного шару внаслідок дії температури та вологи як функції традиційних розрахункових параметрів, таких як навантаження, температура охолодного середовища, теплоємність та тепловий опір трансформатора. Запропонований показник перевищення швидкості скорочення строку служби пошаровим методом у порівнянні з цієї швидкістю для найбільш нагрітого шару. Методом генетичних алгоритмів визначені умови для отримання максимального значення цього показника. Результати. Розроблена комп’ютерна модель для прогнозування старіння целюлозної ізоляції обмоток. За запропонованою методикою визначено найбільш ресурс витратний шар зі значно меншим часом старіння ізоляції (у прикладі час зменшено на 39,18 %), ніж для верхнього шару, що підтверджує доцільність пошарового моніторингу та моделювання процесів старіння ізоляції обмоток силового маслонаповненого трансформатора.