Прогнозування строку служби силового трансформатора за допомогою комплексної моделі технічного стану целюлозної ізоляції

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 – електричні машини й апарати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено удосконаленню математичних моделей для прогнозуванню залишкового ресурсу силового трансформатора та техніко-економічного обґрунтування стратегії його технічного обслуговування шляхом розробки комплексної моделі технічного стану целюлозної ізоляції. Запропоновано комплексну модель технічного стану целюлозної ізоляції, яка складається з математичної моделі формування реального ресурсу трансформатора на етапі його виробництва та моделі витрати ресурсу целюлозної ізоляції силового трансформатора на етапі експлуатації. Розроблено математичну модель вологообміну в системі целюлозна ізоляція – трансформаторне масло у взаємозв'язку з іншими математичними моделями, які описують стан трансформатора в експлуатації. Проведено аналіз впливу проведення технічного обслуговування силового трансформатора (зокрема, сушіння активної частини) на ресурсні характеристики целюлозної ізоляції. Виконано моделювання витрати ресурсу трансформатора для різних стратегій технічного обслуговування. За допомогою аналізу результатів моделювання обґрунтовано необхідність урахування проведення технічного обслуговування при розрахунках залишкового ресурсу і моделюванні витрати ресурсу ізоляції в експлуатації. Отримав пода-льший розвиток розрахунковий метод визначення скорочення строку служби ізоляції за рахунок корегування відомої формули інтегралу старіння шляхом більш точної інтерполяції вихідних даних, що використовуються для побудови залежності швидкості старіння від вмісту вологи в ізоляції. Вперше запропоновано математичні моделі для оцінки впливу етапу виробництва на призначений ресурс, які відрізняються урахуванням недосконалості засобів контролю і стохастичності процесу зміни ресурсу в ході технологічного процесу.Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in speciality 05.09.01 – Electric machines and apparatus. – National Technical University "Kharkiv Politechnical Institute", 2019. The thesis is dedicated to the improvement of mathematical models for forecasting the residual lifetime of a power transformer and the feasibility study of its maintenance strategy by developing a complex model of cellulose insulation technical condition. The complex model of the cellulose insulation technical condition, which consists of a mathematical model of the transformer's real resource formation at the stage of its production and a model of the resource consumption of the power transformer's cellulose insulation during the exploitation phase, is proposed. The mathematical model of water exchange in the system of cellulose insulation - transformer oil in the interrelation with other mathematical models, describing the condition of the transformer in exploitation is developed. The analysis of the effect of maintenance of power transformer (in particular, drying of the active part) on the characteristics of cellulose insulation is carried out. The transformer resource consumption modeling for different maintenance strategies is executed. The simulation justified the need to take into account the maintenance in the calculations of the residual resource and the modeling of the insulation resource consumption in operation. The calculation method for determining the reduction of insulation's lifetime was further developed by adjusting the known formula of the integral of aging by more accurate interpolation of the original data used to construct the dependence of the rate of aging on the moisture content of the insulation. For the first time, mathematical models for assessing the influence of the production stage on the assigned resource, which differ by the imperfection of control and stochasticity of the process of resource change during the technological process, are proposed.