Аналіз особливостей старіння трансформаторних масел в автотрансформаторах 330 кВ протягом тривалої експлуатації
Вантажиться...
Дата
2022
DOI
doi.org/10.20998/2224-0349.2022.02.12
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Виконано аналіз залежностей показників трансформаторних масел в баках автотрансформаторів напругою 330 кВ від тривалості експлуатації. Наведено опис моделі дисперсійного аналізу для перевірки залежностей на відхилення від лінійності. Показано, що оцінити наявність нелінійності в залежностях показників масла можна шляхом порівняння значення середнього квадрата відхилення від лінійності зі значенням залишкового середнього квадрата, які визначаються в рамках дисперсійного розкладання. На прикладі такого показника як вміст в маслі органічних кислот, використовуючи результати експлуатаційних випробувань по 48 автотрансформаторам 330 кВ з трьох областей України, проаналізовано вплив похибок і грубих промахів в результатах вимірювань на характер залежностей показників. Виділено найбільш характерні типи спотворень. Встановлено, що в переважній більшості випадків причинами спотворень залежностей показників масел від тривалості експлуатації було втручання оперативного персоналу з метою інгібування процесів старіння масел (заміна силікагелю, додавання антиокислювальних присадок, сушка масла, доливання або заміна масел). Це свідчить про високий рівень організації експлуатаційного контролю стану трансформаторних масел в енергосистемах України. Для виділення спотворених і стаціонарних залежностей запропоновано використовувати модель регресійного аналізу показників масла на тривалість експлуатації. А для зниження неоднорідності результатів випробувань стану масел, яка обумовлена відмінностями в конструкції автотрансформаторів і режимах їх експлуатації, був використаний критерій максимуму кореляційного відношення. За результатами аналізу на відхилення від лінійності встановлено, що на спостережуваних інтервалах експлуатації (більше 30 років) швидкість дрейфу значень показників масла в баках автотрансформаторів 330 кВ не є постійною. На аналізованих залежностях показників від часу експлуатації виділено дві характерних ділянки, що відповідають певним стадіям процесу окислення – період індукції (проміжок часу, протягом якого значення показників практично не змінюються) і період самоприскорення (проміжок часу, протягом якого спостерігається інтенсивна зміна значень показників масел). При цьому тривалість індукційного періоду та інтенсивність зміни значень показників значимо відрізняється навіть для одного показника і залежать від режимів роботи трансформатора та умов експлуатації.
The analysis of dependences of transformer oil indicators in 330 kV autotransformer tanks on the duration of operation is performed. The description of the dispersion analysis model for checking the dependences for deviations from linearity is given. It is shown that it is possible to estimate the presence of nonlinearity in the dependences of oil indicators by comparing the value of the mean square of the deviation from linearity with the value of the residual mean square, which are determined within the dispersion decomposition. On the example of such an indicator as the organic acids content in the oil, using the results of operational tests on 48 330 kV autotransformers from three regions of Ukraine, the influence of mistakes and gross errors in the measurement results on the nature of the dependencies of indicators is analysed. The most characteristic types of distortions are highlighted. It was established that in the vast majority of cases the causes of distortions of the dependences of oil indicators on the duration of operation were the intervention of operational personnel to inhibit the aging processes of oils (replacement of silica gel, addition of antioxidant additives, oil drying, topping up or replacing oils). This indicates a high level of organization of operational control of the condition of transformer oils in the power systems of Ukraine. To identify distorted and stationary dependencies, it is proposed to use a model of regression analysis of oil indicators for the duration of operation. To reduce the heterogeneity of the results of oil condition tests, which is caused by differences in the design of autotransformers and their operating modes, the criterion of the maximum correlation ratio was used. According to the results of the analysis for deviations from linearity, it was found that the drift rate of the values of oil indicators in the tanks of 330 kV autotransformers is not constant during the observed operation intervals (more than 30 years). On the analysed dependences of the indicators on the duration of operation, two characteristic areas were identified that correspond to certain stages of the oxidation process - the induction period (a period of time during which the values of the indicators practically do not change) and the period of self-acceleration (a period of time during which an intensive change in the values of oil indicators is observed). At the same time, the duration of the induction period and the intensity of the change in the values of the indicators differ significantly even for one indicator and depend on the operating modes of the transformer and operating conditions.
The analysis of dependences of transformer oil indicators in 330 kV autotransformer tanks on the duration of operation is performed. The description of the dispersion analysis model for checking the dependences for deviations from linearity is given. It is shown that it is possible to estimate the presence of nonlinearity in the dependences of oil indicators by comparing the value of the mean square of the deviation from linearity with the value of the residual mean square, which are determined within the dispersion decomposition. On the example of such an indicator as the organic acids content in the oil, using the results of operational tests on 48 330 kV autotransformers from three regions of Ukraine, the influence of mistakes and gross errors in the measurement results on the nature of the dependencies of indicators is analysed. The most characteristic types of distortions are highlighted. It was established that in the vast majority of cases the causes of distortions of the dependences of oil indicators on the duration of operation were the intervention of operational personnel to inhibit the aging processes of oils (replacement of silica gel, addition of antioxidant additives, oil drying, topping up or replacing oils). This indicates a high level of organization of operational control of the condition of transformer oils in the power systems of Ukraine. To identify distorted and stationary dependencies, it is proposed to use a model of regression analysis of oil indicators for the duration of operation. To reduce the heterogeneity of the results of oil condition tests, which is caused by differences in the design of autotransformers and their operating modes, the criterion of the maximum correlation ratio was used. According to the results of the analysis for deviations from linearity, it was found that the drift rate of the values of oil indicators in the tanks of 330 kV autotransformers is not constant during the observed operation intervals (more than 30 years). On the analysed dependences of the indicators on the duration of operation, two characteristic areas were identified that correspond to certain stages of the oxidation process - the induction period (a period of time during which the values of the indicators practically do not change) and the period of self-acceleration (a period of time during which an intensive change in the values of oil indicators is observed). At the same time, the duration of the induction period and the intensity of the change in the values of the indicators differ significantly even for one indicator and depend on the operating modes of the transformer and operating conditions.
Опис
Ключові слова
автотрансформатори 330 кВ, старіння трансформаторного масла, тривалість експлуатації, результати експлуатаційного контролю, дисперсійний аналіз на відхилення від лінійності, кінетика окислювальних реакцій, індукційний період, період самоприскорення, 330 kV autotransformers, transformer oil ageing, duration of operation, results of in-service control, dispersion analysis for linearity deviation, kinetics of oxidative reactions, induction period, self-acceleration period
Бібліографічний опис
Пономаренко С. Г. Аналіз особливостей старіння трансформаторних масел в автотрансформаторах 330 кВ протягом тривалої експлуатації / С. Г. Пономаренко // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Енергетика: надійність та енергоефективність = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : Energy: Reliability and Energy Efficiency : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2022. – № 2 (5). – С. 58-66.