Метод розпізнавання типу дефектів маслонаповненого обладнання за значеннями відсоткового вмісту газів

Abstract

Одним із основних завдань електроенергетичної сфери є забезпечення надійного постачання електричної енергії. Ключову роль у цьому відіграють трансформатори, оскільки їхнє функціонування визначає надійність енергетичної інфраструктури. Одним із факторів, характерним для всіх країн і який впливає на надійність обладнання, є старіння цього обладнання внаслідок різних процесів, в тому числі внаслідок дефектів, що розвиваються всередині цього обладнання. Одним із найефективніших методів діагностики високовольтного маслонаповненого обладнання є аналіз розчинених у маслі газів, який дозволяє розпізнавати дефекти різних типів. Використовуючи різні діагностичні критерії (значення відношень газів, відсотковий вміст газів, а також значення відношень газів до газу з максимальним вмістом ) можна розпізнавати дефекти різного типу. Одним з найбільш використовуваних діагностичних критеріїв є значення відсоткового вмісту газів. Однак достовірність розпізнавання дефектів різними методами стосовно одних і тих самих даних суттєво відрізняється. Найбільша складність виникає при розпізнаванні дефектів комбінованого типу. Таким чином питання розробки методу для розпізнавання типу дефекту за результатами аналізу розчинених в маслі газів з використанням значень відсоткового вмісту газів як діагностичного критерію є актуальним та має практичне значення. У статті запропонований аналітичний метод розпізнавання типу дефектів у високовольтному маслонаповненому обладнанні за значеннями відсоткового вмісту п’яти газів у маслі. Розглянуто розпізнавання дефектів різного типу, для яких газам із максимальним вмістом є водень, метан, етан, етилен та ацетилен. Значення відсоткового вмісту газів, характерні для того чи іншого типу дефекту, задані у вигляді таблиць, у яких наведені діапазони (мінімальне та максимальне значення) та середні значення відсоткового вмісту газів. В результат аналізу вперше встановлено діапазони значень відсоткового вмісту газів для 50 груп дефектів різного типу, в тому числі й дефектів комбінованого типу. Це дає змогу значно збільшити кількість дефектів, які можна розпізнати з використанням відсоткового вмісту газів як діагностичного критерію. У процесі розробки методу встановлено, що в низці випадків для визначення типу дефекту недостатньо використовувати тільки значення відсоткового вмісту газів, а існує об’єктивна необхідність використання як значень відношень газів, так і номограм дефектів.

One of the main tasks of the electricity sector is to ensure a reliable supply of electricity. Transformers play a key role in this, as their operation determines the reliability of the energy infrastructure. One of the factors that is common to all countries and affects the reliability of equipment is the ageing of this equipment as a result of various processes, including faults developing inside this equipment. One of the most effective methods of diagnosing highvoltage oil-filled equipment is the dissolved gas analysis, which allows for the recognition of various types of faults. Using different diagnostic criteria (gas ratios, percentage of gases, and gas to gas ratios with maximum content), different types of faults can be identified. One of the most commonly used diagnostic criteria is the percentage of gases. However, the reliability of fault detection by different methods for the same data varies considerably. The greatest difficulty arises when recognising combined faults. Therefore, the issue of developing a method for recognising the type of fault based on the results of the analysis of gases dissolved in oil using the percentage of gases as a diagnostic criterion is relevant and of practical importance. The article proposes an analytical method for recognising the type of fault in high-voltage oil-filled equipment based on the percentage of five gases in the oil. The article considers the recognition of different types of faults, for which the gases with the maximum content are hydrogen, methane, ethane, ethylene and acetylene. The values of the percentage of gases characteristic of a particular type of fault are given in the form of tables, which show the ranges (minimum and maximum values) and average values of the percentage of gases. As a result of the analysis, for the first time, the ranges of percentage gas content values for 50 groups of faults of various types, including combined faults, were established. This makes it possible to significantly increase the number of faults that can be recognised using the percentage of gases as a diagnostic criterion. In the process of develo ping the method, it was found that in a number of cases, it is not enough to use only the percentage of gases, but there is an objective need to use both the values of gas ratios and fault nomograms to determine the type of fault.