Аналіз впливу тривалості експлуатації на значення показників масла в автотрансформаторах 330 кВ - Пономаренко, Сергій Григорович (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023)
Наведено результати двофакторного перехресного дисперсійного аналізу впливу тривалості та умов експлуатації на значення показників трансформаторних масел у баках автотрансформаторів 330 кВ. На основі аналізу відомих математичних моделей процесів окислення трансформаторних масел на основі поглинання кисню було зроблено висновок про наявність значущого впливу тривалості окиснення н кількість поглинутого кисню, а, отже, і на значення показників масел. Для перевірки зроблених висновків було використано результати періодичних випробувань стану трансформаторних масел для 49 автотрансформаторів напругою 330 кВ. Загальний обсяг аналізованої вибірки склав 3654 значень за 6 показниками масел. Перед безпосереднім виконанням аналізу масив вихідних даних було піддано двоетапному статистичному опрацюванню, метою якого було видалення стаціонарних і спотворених за знаком кутового коефіцієнта регресійної моделі часових рядів показників масел, з подальшим формуванням масивів даних із близькою швидкістю дрейфу показників у часі. Розв’язання задачі першого етапу виконувалося на основі перевірки статистичної гіпотези про рівність нулю кутового коефіцієнта лінійної регресії показника масла на тривалість експлуатації. Для розв’язання задачі другого етапу було використано критерій максимуму кореляційного відношення, що дало змогу сформувати масиви даних із близькою швидкістю дрейфу показників у часі, в умовах або повної, або часткової відсутності апріорної інформації щодо режимів роботи обладнання електричних мереж. Оскільки для багатьох показників виявлено наявність областей перетину значень, що становлять різні масиви даних, поряд із перевіркою гіпотези про наявність впливу тривалості експлуатації на значення показників масел, перевіряли гіпотезу про значущість відмінностей між значеннями показників із різних масивів даних. Для цього було використано модель двофакторного перехресного дисперсійного аналізу. За результатами аналізу встановлено наявність значущого впливу тривалості експлуатації на значення показників масла. Крім того, виявлено значущі відмінності між значеннями показників із різних масивів даних, а також не адитивність ефектів зміни рівнів факторів, тобто ефект від зміни рівня впливу одного фактора призводить до зміни ефекту від рівня впливу іншого фактора. Отримані результати дають змогу розробити моделі для ранньої діагностики стану трансформаторних масел з використанням варіативних меж показників, а також прогнозувати й управляти залишковим ресурсом трансформаторних масел.

The results of two-factor crossed dispersion analysis of the influence of duration and operating conditions on the values of transformer oils in the tanks of 330 kV autotransformers are presented. On the basis of analysis of known mathematical models of oxidation processes of transformer oils on the basis of oxygen absorption, it was concluded that there is a significant influence of oxidation duration on the amount of absorbed oxygen, and, consequently, on the values of indicators of oils. To verify the conclusions made, the results of periodic tests of transformer oils condition for 49 autotransformers of 330 kV voltage were used. The total volume of the analysed sample amounted to 3654 values for 6 indicators of oils. Before the direct performance of the analysis, the initial data array was subjected to two-stage statistical processing, the purpose of which was to remove stationary and distorted by the sign of the angular coefficient of the regression model time series of oil indicators, with the subsequent formation of data arrays with a close rate of drift of indicators in time. The solution of the problem of the first stage was carried out on the basis of testing the statistical hypothesis of equality to zero of the angular coefficient of the linear regression of the oil indicator on the duration of operation. To solve the problem of the second stage, the criterion of maximum correlation ratio was used, which allowed to form data arrays with a close rate of drift of indicators in time, in conditions of either complete or partial absence of a priori information about the modes of operation of equipment of electric networks. Since for many indicators the presence of areas of intersection between the values of different data sets was revealed, along with testing the hypothesis about the influence of the duration of operation on the values of oil indicators, the hypothesis about the significance of differences between the values of indicators from different data sets was tested. For this purpose the model of two-factor crossed variance analysis was used. According to the results of the analysis it was found that there was a significant influence of the duration of operation on the values of oil indicators. In addition, significant differences between the values of indicators from different data sets, as well as non-additivity of the effects of changing the levels of factors, that is the effect of changing the level of exposure to one factor leads to a change in the effect of the level of exposure to another factor. The obtained results allow us to develop models for early diagnosis of transformer oil condition using variation boundaries of indicators, as well as to predict and manage the residual life of transformer oil.
Keywords: автотрансформатори 330 кВ; трансформаторне масло; показники; тривалість експлуатації; результати періодичних випробувань; похибки; 330 kV autotransformers; transformer oil; indicators; duration of operation; results of periodic tests; errors