Поиск новых методов оценки качества эксплуатационных масел силовых трансформаторов напряжением 35–110 кВ

Page 1
background image

39

39

Поиск

 

новых

 

методов

 

оценки

 

качества

 

эксплуатационных

 

масел

 

силовых

 

трансформаторов

 

напряжением

 35–110 

кВ

ВВЕДЕНИЕ

Силовые

 

трансформаторы

 

являются

 

наиболее

 

ответ

-

ственным

 

и

 

дорогостоящим

 

элементом

 

энергосистемы

от

 

надежности

 

работы

 

которых

в

 

значительной

 

степени

за

-

висит

 

надежность

 

работы

 

сетей

В

 

процессе

 

эксплуатации

 

трансформаторов

 

происходит

 

срабатывание

 

ресурса

 

изоля

-

ции

 

под

 

воздействием

 

ряда

 

факторов

Проведенный

 

анализ

 

эксплуатационной

 

надежности

 

электроустановок

 

показал

что

 

основной

 

причиной

 

отказов

наряду

 

с

 

климатическим

 

воздействиями

 

и

 

дефектами

 

при

 

монтаже

 

и

 

транспортиров

-

ке

является

 

износ

 

оборудования

доля

 

которого

 

в

 

общем

 

количестве

 

отказов

сопровождающихся

 

экономическим

 

ущербом

непрерывно

 

растет

 [1].

Поиск

 

новых

 

способов

 

оценки

 

ресурсных

 

показателей

 

изоляции

 

позволит

 

улучшить

 

систему

 

технического

 

обслу

-

живания

 

трансформаторов

повысит

 

их

 

надежность

 

и

 

долго

-

вечность

Анализируется

 

существующий

 

подход

 

к

 

оценке

 

техниче

-

ского

 

состояния

 

силовых

 

трансформаторов

 

напряжением

35–110 

кВ

 

на

 

основе

 

результатов

 

физико

-

химического

 

ана

-

лиза

 

изоляционных

 

масел

показаны

 

его

 

недостатки

Пред

-

лагается

 

система

 

более

 

достоверной

 

оценки

 

параметров

 

эксплуатационного

 

трансформаторного

 

масла

а

 

также

 

под

-

бора

 

мероприятий

 

по

 

восстановлению

 

и

 

продлению

 

его

 

ре

-

сурса

Разработана

 

модель

 

прогнозирования

 

остаточного

 

ресурса

 

эксплуатационных

 

масел

 

трансформаторов

.

Светлана

 

ВЫСОГОРЕЦ

,

 

к

.

т

.

н

., 

главный

 

специалист

службы

 

эксплуатации

 

департамента

 

технического

 

обслуживания

 

и

 

ремонтов

ПАО

 «

МРСК

 

Северо

-

Запада

»

ВЛИЯНИЕ

 

ЖИДКОГО

 

ДИЭЛЕКТРИКА

 

НА

 

НАДЕЖНОСТЬ

 

И

 

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

 

ТРАНСФОРМАТОРОВ

При

 

длительной

 

эксплуатации

 

изоляционное

 

масло

 

в

 

силовом

 

трансформаторе

 

изменяет

 

свои

 

физико

-

химиче

-

ские

 

и

 

эксплуатационные

 

свойства

 («

стареет

»). 

Изменение

 

свойств

 

трансформаторных

 

масел

 

происходит

 

под

 

влияни

-

ем

 

ряда

 

факторов

наиболее

 

значимыми

 

из

 

которых

 

являют

-

ся

температура

 

нагрева

процентное

 

содержание

 

кислоро

-

да

 

в

 

воздуха

контакт

 

с

 

металлом

Исходя

 

из

 

исследований

 

широкого

 

круга

 

авторов

 [2, 3, 4, 5] 

остаточный

 

ресурс

 

твер

-

дой

 

изоляции

 

тесно

 

связан

 

с

 

остаточным

 

ресурсом

 

транс

-

форматорного

 

масла

продукты

 «

старения

» 

масла

 

в

 

значи

-

тельной

 

степени

 

влияют

 

на

  «

старение

» 

твердой

 

изоляции

Так

значительное

 

ухудшение

 

качества

 

эксплуатационных

 

масел

 

неизбежно

 

ведет

 

к

 

электрическому

 

и

 

механическому

 

износу

 

целлюлозной

 

изоляции

восстановить

 

которую

 

прак

-


Page 2
background image

40

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2, 

сентябрь

 2016

тически

 

невозможно

вместе

 

с

 

тем

 

можно

 

снизить

 

скорость

 

старения

 

изоляционных

 

материалов

Важным

 

является

 

то

что

 

при

 

значительном

 

ухудшении

 

качества

 

эксплуатацион

-

ных

 

трансформаторных

 

масел

и

соответственно

загряз

-

нении

 

целлюлозной

 

изоляции

 

продуктами

 

старения

 

неиз

-

бежно

 

проведение

 

сложных

 

дорогостоящих

 

капитальных

 

0

-1

-2

-3

-4

0,00

0,05

0,10

0,15

0,25

0,20

0,30

Преобразованное

 

значение

 

кислотного

 

числа

 

окисленного

 

масла

(

показатель

 

стабильности

 

масла

)

Преобразованное

 

значение

 

кислотного

 

числа

а

)

0

-1

-2

-3

-4

-2

-1

0

2

1

3

Преобразованное

 

значение

 

кислотного

 

числа

 

окисленного

 

масла

(

показатель

 

стабильности

 

масла

)

Преобразованное

 

значение

 

тангенса

 

угла

диэлектрических

 

потерь

в

)

0

-1

-2

-3

-4

0,00

0,02

0,04

0,06

0,10

0,08

0,12

Преобразованное

 

значение

 

кислотного

 

числа

 

окисленного

 

масла

(

показатель

 

стабильности

 

масла

)

Преобразованное

 

значение

 

содержания

 

водорастворимых

 

кислот

б

)

0

-1

-2

-3

-4

-7

-6

-5

-3

-4

-2

Преобразованное

 

значение

 

кислотного

 

числа

 

окисленного

 

масла

(

показатель

 

стабильности

 

масла

)

Преобразованное

 

значение

 

содержания

антиокислительной

 

присадки

 

анидол

-1 (

ионол

)

г

)

Рис

.1. 

Диаграмма

 

рассеяния

 

для

 

преобразованных

 

переменных

 

фактора

 

и

 

отклика

 

с

 

расслоением

 

по

 

фактору

 

Стабильность

:

а

КЧ

 — 

КЧОМ

б

ВКЩ

 — 

КЧОМ

в

Т

g

δ

м

 — 

КЧОМ

г

Присадка

 — 

КЧОМ

:

 — 

интерпретированный

  

результат

 

измерения

стабильность

 

масла

 

удовлетворительная

 (

не

 

снижена

);

 — 

интерпретированный

  

результат

 

измерения

стабильность

 

масла

 

неудовлетворительная

 (

снижена

)

ремонтов

требующих

 

использования

 

специальной

 

оснастки

 

и

 

оборудования

Своевременное

 

проведение

 

мероприятий

 

по

 

поддержанию

 

стабильных

 

характеристик

 

изоляции

 

путем

 

постоянного

 

удаления

 

продуктов

 

старения

 

из

 

эксплуатаци

-

онного

 

масла

 

и

 

своевременного

 

восстановления

 

его

 

ресурса

 

является

 

превентивной

 

мерой

позволяющей

 

обеспечить

 

Контроль

 

качества

 

изоляции


Page 3
background image

41

требуемый

 

уровень

 

надежности

 

маслонаполненных

 

транс

-

форматоров

Группа

 

залитых

 

электроизоляционных

 

масел

 

в

 

силовые

 

трансформаторы

 

напряжением

 35–110 

кВ

 (

масла

 

со

 

снижен

-

ной

 

противоокислительной

 

стабильностью

имеет

 

менее

 

жесткие

 

требования

 

к

 

качеству

 

по

 

сравнению

 

с

 

требовани

-

ями

предъявляемыми

 

к

 

качеству

 

масел

 

силовых

 

трансфор

-

маторов

 

напряжением

 220 

кВ

 

и

 

более

 [6]. 

Поэтому

 

проблема

 

оценки

 

качества

 

эксплуатационных

 

масел

 

как

 

системы

 

мер

обеспечивающих

 

надежность

 

и

 

долговечность

 

силовых

 

трансформаторов

наиболее

 

актуальна

 

для

 

трансформато

-

ров

 

напряжением

 35–110 

кВ

Эффективный

 

контроль

 

состояния

 

силовых

 

трансфор

-

маторов

 

по

 

результатам

 

физико

-

химического

 

анализа

 

масла

 

является

  «

инструментом

», 

позволяющим

 

определять

 

тот

 

момент

 

времени

когда

 

проведение

 

вышеуказанных

 

меро

-

приятий

 

будет

 

необходимо

 

и

 

эффективно

 

при

 

минимальных

 

эксплуатационных

 

затратах

Своевременное

 

удаления

 

про

-

дуктов

 

старения

 

из

 

масла

 

с

 

последующим

 

восстановлением

 

его

 

ресурса

 

позволяет

 

поддерживать

 

характеристики

 

изоля

-

ции

 

силовых

 

трансформаторов

 

стабильными

АНАЛИЗ

 

СУЩЕСТВУЮЩЕГО

 

ПОДХОДА

 

К

 

ОРГАНИЗАЦИИ

 

КОНТРОЛЯ

 

КАЧЕСТВА

 

ИЗОЛЯЦИОННЫХ

 

МАСЕЛ

 

СИЛОВЫХ

 

ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

НАПРЯЖЕНИЕМ

35–110 

КВ

 

В

 

ТЕКУЩЕЙ

 

ЭКСПЛУАТАЦИИ

Оценка

 

способности

 

существующих

 

требований

 

к

 

каче

-

ству

 

эксплуатационных

 

масел

 

эффективно

 

определять

 

сни

-

жение

 

ресурса

 

масла

 

проведена

 

на

 

основе

 

диаграмм

 

рас

-

сеяния

 (

рисунок

 1). 

При

 

построении

 

диаграмм

 

рассеяния

 

факторами

 

яв

-

лялись

 

независимые

 

переменные

 — 

показатели

 

качества

 

масла

кислотное

 

число

  (

далее

 

КЧ

), 

содержание

 

водорас

-

творимых

 

кислот

 

и

 

щелочей

 (

далее

 

ВКЩ

), 

тангенс

 

угла

 

ди

-

электрических

 

потерь

 

масла

 (

далеее

 

tg 

δ

м

), 

содержание

 

ан

-

тиокислительной

 

присадки

 (

далее

 

Присадка

), 

влияющие

 

на

 

другие

 

переменные

стабильность

 

против

 

окисления

 (

далее

 

Стабильность

), 

кислотное

 

число

 

окисленного

 

масла

 (

далее

 

КЧОМ

и

 

содержание

 

осадка

образованного

 

после

 

окисле

-

ния

 (

далее

 

Осадок

). 

Соответственно

откликом

 

определены

 

показатели

которые

 

находятся

 

под

 

влиянием

 

факторов

т

.

е

показатели

 

стабильности

 

КЧОМ

 

и

 

Осадок

.

В

 

области

 

построения

 

диаграмм

 

отсечена

 

часть

в

 

кото

-

рой

 

все

 

результаты

 

измерений

 (

все

 

трансформаторы

име

-

ли

 

неудовлетворительную

 

стабильность

А

 

заштрихованной

 

остается

 

та

 

часть

 

области

 

построения

 

диаграммы

которая

 

не

 

содержит

 

внутри

 

ни

 

одного

 

результата

 

измерения

Гра

-

ницы

 

заштрихованных

 

областей

 

на

 

диаграммах

 

определены

 

следующим

 

образом

• 

верхняя

 

граница

 

определена

 

прямой

проходящей

 

через

 

значение

 0,1 

мгКОН

/

г

 (

ln 

0,1 = –2,3) 

оси

 

ординат

являю

-

щимся

 

пороговым

 

значением

 

показателя

 

КЧОМ

 

противо

-

Табл

. 1. 

Предельные

 

значения

 

показателей

 

качества

 

масла

 

Наименование

показателя

качества

Значение

 

диаграммы

 

рассеяния

Предельно

 

допустимая

 

норма

установленная

 

НТД

Кислотное

 

число

мгКОН

/

г

0,036

Значение

ограничивающее

 

область

 

нормального

 

состоя

-

ния

не

 

более

 0,1

Содержание

 

водорастворимых

 

кислот

мгКОН

/

г

 

0,0051

Значение

ограничивающее

 

область

 

нормального

 

состоя

-

ния

не

 

более

 0,014

Тангенс

 

угла

 

диэлек

-

трических

 

потерь

 

масла

 

при

 90°

С

, %

6,7

Значение

ограничивающее

 

область

 

нормального

 

состоя

-

ния

не

 

более

 12

Содержание

 

присад

-

ки

 

ионол

, % 

массы

0,045

Значение

ограничивающее

 

область

 

нормального

 

состоя

-

ния

не

 

более

 0,1

окислительной

 

стабильности

 

эксплуатационных

 

масел

 

трансформаторов

 35–110 

кВ

Ниже

 

этого

 

значения

 

ста

-

бильность

 

масел

 

является

 

удовлетворительной

;

• 

левая

 

граница

 

определена

 

прямой

проходящей

 

через

 

последнее

 

значащее

 

значение

 

оси

 

абсцисс

в

 

интервале

 

значений

 

от

 0 

до

 0,1 

мгКОН

/

г

 (

пороговое

 

значение

 

КЧОМ

оси

 

ординат

.

Образованные

 

на

 

диаграммах

 

рассеяния

 

заштрихован

-

ные

 

области

 

указывают

 

на

 

то

что

начиная

 

с

 

определенного

 

значения

 

показателя

 

качества

 

масла

 (

фактора

), 

гарантиро

-

ванно

 

будет

 

иметь

 

место

 

снижение

 

ресурса

 

масла

 (

значение

 

КЧОМ

 

будет

 

 0,1 

мгКОН

/

г

 

и

 

Осадка

 

 0,01). 

Соответствен

-

но

значения

определенные

 

левой

 

границей

 

заштрихован

-

ной

 

области

 

на

 

оси

 

абсцисс

будут

 

являться

 

предельными

 

значениями

 

показателей

 

качества

 

масла

при

 

достижении

 

которых

 

эксплуатационное

 

масло

 

имеет

 

ухудшенный

 

ресурс

 

(

значения

 

указаны

 

в

 

таблице

 1). 

Также

 

в

 

таблице

 1 

приве

-

дены

 

действующие

 

предельно

 

допустимые

 

значения

регла

-

ментирующие

 

необходимость

 

проведения

 

работ

 

по

 

восста

-

новлению

 

качества

 

масла

.

Из

 

диаграмм

 

рассеяния

 (

рисунок

 1) 

и

 

таблицы

 1 

следует

что

 

установленные

 

в

 

действующих

 

нормативных

 

документах

 

предельно

 

допустимые

 

нормы

 

не

 

обеспечивают

 

гарантиро

-

ванного

 

выявления

 

снижения

 

ресурса

 

масла

 

на

 

ранних

 

ста

-

диях

Зафиксированные

на

 

основании

 

проведенных

 

иссле

-

дований

пороговые

 

значения

 

показателей

 

качества

 

масла

 

позволяют

 

с

 

большей

 

вероятностью

 

прогнозировать

 

раннее

 

старение

 

масла

.

Окисление

 

масла

 

является

 

ключевым

 

процессом

опре

-

деляющим

 

изменение

 

свойств

 

жидкого

 

диэлектрика

а

 

суще

-

ствующие

 

нормативная

 

база

 

и

 

порядок

 

контроля

 

силовых

 

трансформаторов

 

напряжением

 35–110 

кВ

 

по

 

результатам

 

физико

-

химического

 

анализа

 

масла

 

не

 

позволяют

 

адекватно

 

оценивать

 

остаточный

 

ресурс

 

изоляционных

 

масел

 

и

 

опре

-

делять

 

оптимальные

 

сроки

 

проведения

 

работ

 

по

 

его

 

восста

-

новлению

.


Page 4
background image

42

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2, 

сентябрь

 2016

ПРОТИВООКИСЛИТЕЛЬНАЯ

 

СТАБИЛЬНОСТЬ

 

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ

 

МАСЕЛ

 

КАК

 

ПОКАЗАТЕЛЬ

 

СТЕПЕНИ

 

СТАРЕНИЯ

 

ЖИДКОГО

 

ДИЭЛЕКТРИКА

Показателем

 

качества

 

масла

определяющим

 

его

 

устойчи

-

вость

 

к

 

факторам

 

старения

является

 «

противоокислительная

 

стабильность

 

масла

». «

Противоокислительная

 

стабильность

 

масла

» — 

способность

 

масла

 

противостоять

 

окислению

в

 

результате

 

которого

 

утрачиваются

 

его

 

эксплуатационные

 

свойства

Стабильность

 

против

 

окисления

 

масел

 

определяет

-

ся

 

следующими

 

показателями

КЧОМ

 

и

 

Осадоком

За

 

поро

-

говые

 

значения

 

приняты

 

следующие

 

величины

измеряемые

 

при

 

определении

 

противоокислительной

 

стабильности

 [6, 7]: 

КЧОМ

 

не

 

более

 0,1 

мгКОН

/

г

 

и

 

Осадок

 

не

 

более

 0,01% 

массы

Исходя

 

из

 

определений

  «

остаточного

 

ресурса

 

масла

»

1

 

и

  «

противоокислительной

 

стабильности

» 

методом

 

оценки

 

ресурса

 

эксплуатационного

 

трансформаторного

 

масла

 

ав

-

тором

 

предложено

 

принять

 

измерение

 

стабильности

 

против

 

окисления

 

трансформаторного

 

масла

стандартизированного

 

ГОСТ

 981-75 «

Масла

 

нефтяные

Метод

 

определения

 

стабиль

-

ности

 

против

 

окисления

» [10]. 

Измеряя

 

противоокислительную

 

стабильность

 

эксплуатационного

 

трансформаторного

 

масла

 

путем

 

форсированного

 

окисления

 

пробы

 

масла

 

в

 

лаборатор

-

ных

 

условиях

оценивается

насколько

 

состояние

 

исследуемо

-

го

 

масла

 

в

 

данный

 

момент

 

времени

 

устойчиво

 

к

 

воздействию

 

ключевых

 

факторов

определяющих

 

течение

 

окислительных

 

процессов

 

в

 

реальных

 

условиях

Иными

 

словами

определя

-

ется

 

состояние

 

эксплуатационного

 

трансформаторного

 

масла

 

на

 

перспективу

чем

 

хуже

 

показатели

определяющие

 

ста

-

бильность

 

против

 

окисления

тем

 

большую

 

долю

 

начального

 

ресурса

 

масло

 

утратило

Важно

 

отметить

что

 

предложенная

 

методика

 

измерения

 

противоокислительной

 

стабильности

 

яв

-

ляется

 

широко

 

используемой

 

в

 

энергетике

 

РФ

Вместе

 

с

 

этим

 

показатель

  «

противоокислительная

 

стабильность

» 

не

 

регла

-

ментирован

 

для

 

оценки

 

качества

 

эксплуатационных

 

трансфор

-

маторных

 

масел

однако

 

данный

 

параметр

 

является

 

наиболее

 

удачным

 

показателем

позволяющим

 

оценить

 

остаточный

 

ре

-

сурс

 

эксплуатационного

 

масла

 

еще

 

и

 

по

 

той

 

причине

что

 

такие

 

показатели

 

как

 

КЧ

tg 

δ

м

 

и

 

Присадка

 

могут

 

изменяться

 

по

 

иным

 

причинам

не

 

связанным

 

с

 

процессами

 

старения

а

 

также

 

пока

-

затели

 

КЧ

tg 

δ

м

 

и

 

Присадка

 

в

 

принципе

 

не

 

позволяют

 

оценить

 

качество

 

жидкого

 

диэлектрика

 

на

 

перспективу

Метод

 

измерения

 

противоокислительной

 

стабильности

 

масла

 

достаточно

 

сложный

 

и

 

трудоемкий

 

процесс

поэтому

 

его

 

применение

 

целесообразно

 

при

 

обнаружении

 

признаков

 

старения

 

масла

а

 

именно

 

в

 

тех

 

случаях

когда

 

по

 

результа

-

там

 

физико

-

химического

 

анализа

 

регистрируется

 

ухудшение

 

качества

 

залитого

 

масла

 

по

 

регламентированным

 

показате

-

лям

индикативным

 

к

 

процессам

 

старения

.

ОЦЕНКА

 

ВОЗМОЖНОСТИ

 

ПОСТРОЕНИЯ

 

ПРОГНОЗА

 

ОСТАТОЧНОГО

 

РЕСУРСА

 

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ

 

МАСЕЛ

 

СИЛОВЫХ

 

ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

НА

 

ОСНОВЕ

 

ИЗМЕРЕННЫХ

 

РЕГЛАМЕНТИРОВАННЫХ

 

ПОКАЗАТЕЛЕЙ

 

КАЧЕСТВА

 

МАСЛА

По

 

результатам

 

теоретических

 

исследований

 

было

 

установлено

что

 

индикативностью

 

к

 

процессам

 

старения

 

обладают

 

следующие

 

регламентированные

 

показатели

 

качества

 

масла

КЧ

ВКЩ

Присадка

tg 

δ

м

 [11]. 

Для

 

поис

-

ка

 

способа

 

прогнозирования

 

остаточного

 

ресурса

 

масла

 

были

 

проведены

 

экспериментальные

 

исследования

 [11]. 

В

 

выборку

подлежащую

 

исследованию

были

 

включены

 

силовые

 

трансформаторы

 

классов

 

напряжения

 35 

и

 110 

кВ

С

 

помощью

 

корреляционно

-

регрессионного

 

анализа

 

была

 

проведена

 

статистическая

 

обработка

 

данных

построены

 

диаграммы

 

рассеяния

В

 

ходе

 

статистической

 

обработки

 

данных

 

степень

 

старения

 

масел

 

была

 

представлена

 

по

-

средством

 

категориальных

 

переменных

удовлетвори

-

тельная

  (

класс

 

стабильности

 

принят

 

равным

 0) 

и

 

неудов

-

летворительная

  (

класс

 

стабильности

 

принят

 

равным

 1) 

стабильность

Факторами

 

определены

 

независимые

 

пере

-

менные

 — 

показатели

 

качества

 

масла

 

КЧ

ВКЩ

tg 

δ

м

При

-

садка

влияющие

 

на

 

переменные

 — 

стабильность

КЧОМ

 

и

 

Осадок

Откликом

 

определены

 

показатели

которые

 

на

-

ходятся

 

под

 

влиянием

 

факторов

то

 

есть

 

показатели

 

ста

-

бильности

 

КЧОМ

 

и

 

Осадок

При

 

анализе

 

диаграмм

 

рассея

-

ния

 

было

 

обнаружено

 

расслоение

 

результатов

 

измерений

 

на

 

две

 

группы

удовлетворительная

 

и

 

неудовлетворитель

-

ная

 

стабильность

 

масла

Проверка

 

значимости

 

различий

 

факторов

  (

КЧ

ВКЩ

tg 

δ

м

Присадка

в

 

разных

 

группах

 

Стабильности

 

проведена

 

графически

 

с

 

построением

 

ящичных

 

диаграмм

 (

рисунок

 2) 

и

 

с

 

помощью

 

критерия

 

Манна

-

Уитни

 [12]. 

Представленные

 

на

 

рисунке

 2 

диаграммы

 

подчеркивают

 

различия

 

по

 

каж

-

дому

 

из

 

четырех

 

показателей

 

качества

 

масла

 

для

 

проб

 

с

 

различной

 

противоокислительной

 

стабильностью

Из

 

ящичных

 

диаграмм

  (

рисунок

 2) 

установлено

что

 

группы

 

трансформаторов

 

по

 

Стабильности

 

содержат

 

квазивыбро

-

сы

 

и

 

выбросы

 (

по

 

показателям

tg 

δ

м

Присадка

), 

которые

 

удалить

 

нельзя

так

 

как

 

изучается

 

многофакторная

 

зависи

-

мость

 

Стабильности

.

Учитывая

 

асимметричность

 

распределений

 

указанных

 

факторов

а

 

также

 

наличие

 

квазивыбросов

 

и

 

выбросов

 

в

  

данных

значимость

 

различий

 

показателей

 

качества

 

мас

-

ла

 

для

 

разных

 

классов

 

Стабильности

 

проверена

 

с

 

помощью

 

критерия

 

Манна

-

Уитни

на

 

основе

 

медианных

 

значений

 

с

 

до

-

верительными

 

интервалами

  (

медианы

 

более

 

устойчивы

 

к

 

выбросам

).

1

 

Понятие

 «

остаточный

 

ресурс

 

трансформаторного

 

масла

» (

определено

 

на

 

основе

 

термина

 «

остаточный

 

ресурс

», 

закрепленного

 

в

 [8]) — 

это

 

сум

-

марная

 

наработка

 

трансформаторного

 

масла

 

от

 

момента

 

контроля

 

его

 

качества

 

до

 

перехода

 

качества

 

масла

 

в

 

предельное

 

состояние

. «

Предельное

 

состояние

 

масла

» (

определено

 

на

 

основе

 

термина

 «

предельное

 

состояние

», 

закрепленного

 

в

 [9]) — 

это

 

состояние

 

масла

при

 

котором

 

оно

 

не

 

способно

 

выполнять

 

заданные

 

функции

а

 

восстановление

 

его

 

работоспособного

 

состояния

 

невозможно

 

и

 (

или

нецелесообразно

Контроль

 

качества

 

изоляции


Page 5
background image

43

Величины

 

достигнутого

 

уровня

 

значимости

 

показателей

 

КЧ

ВКЩ

tg 

δ

м

 

много

 

меньше

 0,05 

и

 

доверительные

 

интер

-

валы

 

медиан

 

для

 

разных

 

классов

 

Стабильности

 

не

 

пере

-

секаются

для

 

показателя

 

Присадка

 

достигнутый

 

уровень

 

значимости

 (0,039) 

близок

 

к

 

значению

 0,05. 

Таким

 

образом

результаты

 

графического

 

анализа

 

и

 

теста

 

Манна

-

Уитни

 

по

-

зволяют

 

сделать

 

вывод

 

о

 

значимости

 

различий

 

значений

 

факторов

 

КЧ

tg 

δ

м

ВКЩ

Присадка

 

в

 

разных

 

группах

 

Ста

-

бильности

Наличие

 

расслоения

 

трансформаторов

 

по

 

классу

 

стабильности

а

 

также

 

подтверждение

 

того

что

 

различия

 

значений

 

факторов

 

в

 

разных

 

классах

 

стабильности

 

стати

-

стически

 

значимы

позволяет

 

предположить

 

возможность

 

прогнозирования

 

снижения

 

ресурса

 

масла

  (

показателя

 

Стабильность

в

 

зависимости

 

от

 

значений

 

показателей

 

качества

 

эксплуатационных

 

масел

 (

факторов

). 

Поскольку

 

показатель

 

Стабильность

 

является

 

неколичественным

0,06

0,04

0,02

0,00

0,00

1,00

Кислотное

 

число

мгКОН

/

г

Класс

 

стабильности

а

)

15,0

10,0

5,0

0,0

0,00

1,00

Тангенс

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

 

масла

 

при

 90°

С

, %

Класс

 

стабильности

в

)

0,012

0,010

0,008

0,006

0,004

0,002

0,000

0,012

0,010

0,008

0,006

0,004

0,002

0,000

0,00

1,00

Содержание

 

водорастворимых

 

кислот

мгКОН

/

г

 

Класс

 

стабильности

б

)

0,00

1,00

Содержание

 

присадки

 

ионол

, % 

массы

Класс

 

стабильности

г

)

Рис

. 2. 

Ящичные

 

диаграммы

 

факторов

 

по

 

классам

 

Стабильности

а

КЧ

б

ВКЩ

в

tg 

δ

м

г

Присадка

то

 

для

 

его

 

прогнозирования

 

следует

 

использовать

 

не

 

классический

 

многофакторный

 

регрессионный

 

анализ

а

 

другие

 

непараметрические

 

методы

 

моделирования

 

вза

-

имосвязи

позволяющие

 

выработать

 

правила

 

классифи

-

кации

 

трансформаторов

 

на

 

группы

 

противоокислитель

-

ной

 

стабильности

.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

 

ПРАВИЛА

 

КЛАССИФИКАЦИИ

 

ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

НА

 

ГРУППЫ

ПО

 

ПОКАЗАТЕЛЮ

 

ПРОТИВООКИСЛИТЕЛЬНАЯ

 

СТАБИЛЬНОСТЬ

 

МАСЛА

Для

 

определения

 

правил

 

классификации

 

трансфор

-

маторов

 

на

 

группы

 

по

 

Стабильности

 

использован

 

непара

-

метрический

 

метод

 — 

деревья

 

классификаций

Задачей

 

данного

 

анализа

 

является

 

определение

на

 

основании

 

ка

-

ких

 

факторов

 

и

 

при

 

каких

 

значениях

 

этих

 

факторов

 

транс

-

форматоры

 

могут

 

быть

 

отнесены

 

в

 

ту

 

или

 

иную

 

группу

 

по

 


Page 6
background image

44

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2, 

сентябрь

 2016

классам

 

Стабильности

Фактически

 

задача

 

состоит

 

в

 

опре

-

делении

 

неких

 

правил

 

классификации

 

трансформаторов

 

в

 

группы

 

по

 

классам

 

Стабильности

 [11]. 

При

 

математиче

-

ском

 

моделировании

 

взаимосвязи

 

применен

 

алгоритм

 

де

-

рева

 

классификаций

 — C

А

RT (Classi

  cation And Regression 

Trees). C

А

RT 

строит

 

бинарное

 

дерево

  (

с

 

разделением

 

только

 

на

 

два

 

узла

 

на

 

каждом

 

шаге

 

ветвления

на

 

основе

 

полного

 

перебора

 

вариантов

 

деревьев

 

с

 

одномерным

 

вет

-

влением

Приемлемой

 

принята

 

классификация

 

по

 

одному

 

фактору

 — 

КЧ

  (

первый

 

уровень

 

данного

 

дерева

). 

Класси

-

фикация

 

по

 

одному

 

фактору

 

методом

 

деревьев

 

приведена

 

на

 

рисунке

 3.

Нулевой

 

узел

 

дерева

 

на

 

рисунке

 3 

показывает

что

 

из

 

всех

 

трансформаторов

 30,8% 

трансформаторов

 

фак

-

тически

 

относятся

 

к

 

классу

 

Стабильность

 = 0 

и

 69,2% 

трансформаторов

 

фактически

 

относятся

 

к

 

классу

 

Ста

-

бильность

 = 1. 

Узел

 2 

показывает

что

 

к

 

классу

 

Стабиль

-

ность

 = 1 

однозначно

 

относятся

 

все

 

трансформаторы

у

 

которых

 

значение

 

КЧ

 > 0,0195 

мгКОН

/

г

Если

 

же

 

значе

-

ние

 

КЧ

 

не

 

превышает

 0,0195 

мгКОН

/

г

то

 

с

 

вероятностью

 

61,5% 

трансформаторы

 

могут

 

быть

 

отнесены

 

к

 

классу

 

Стабильность

 = 0, 

а

 

с

 

вероятностью

 38,5% 

трансформа

-

торы

 

могут

 

быть

 

отнесены

 

к

 

классу

 

Стабильность

 = 1. 

Классификация

 

трансформаторов

 

на

 

группы

 

по

 

классам

 

Стабильности

 

только

 

на

 

основании

 

значения

 

фактора

 

КЧ

 

дает

 80,8% 

правильно

 

классифицированных

 

объектов

При

 

этом

 

в

 

группу

 

Стабильность

 = 0 

правильно

 

классифи

-

цированы

 

все

 100% 

объектов

 (16 

ед

.), 

а

 

в

 

группу

 

Стабиль

-

ность

 = 1 

правильно

 

классифицированы

 

только

 72,2% 

объектов

 (26 

ед

.). 

Средняя

 

доля

 

неправильно

 

классифи

-

цированных

 

объектов

 

при

 

проведении

 

кросс

-

проверки

 

правильности

 

классификации

 

однофакторной

 

модели

 

со

-

ставила

 19%  (4 

ед

.) 

для

 

трансформаторов

 

напряжением

 

35 

кВ

 

и

 19,4% (6 

ед

.) 

для

 

трансформаторов

 

напряжением

 

110 

кВ

что

 

не

 

превышает

 30% 

и

 

указывает

 

на

 

достаточное

 

качество

 

классификации

Таким

 

образом

метод

 

деревьев

 

классификаций

 

позволяет

 

классифицировать

 

трансфор

-

маторы

 

на

 

группы

 

по

 

классу

 

Стабильности

 

на

 

основе

 

зна

-

чений

 

фактора

 

КЧ

пороговым

 (

группирующим

значением

 

которого

 

является

 

значение

 0,02 

мгКОН

/

г

.

На

 

основе

 

полученной

 

модели

 

разработан

 «

Алгоритм

 

подбора

 

системы

 

мер

направленных

 

на

 

поддержание

 

удовлетворительного

 

качества

 

эксплуатационных

 

ма

-

сел

», 

позволяющий

 

эффективно

 

планировать

 

проведе

-

ние

 

работ

необходимых

 

для

 

поддержания

 

качества

 

жид

-

кой

 

изоляции

Решением

 

проблемы

 

выбора

 

оптимального

 

набора

 

системы

 

мер

 

для

 

восстановления

 

ресурса

 

масел

 

явилась

 

разработка

 

нового

 

метода

основанного

 

на

 

организации

 

специального

 

лабораторного

 

эксперимента

моделирую

-

щего

 

различные

 

варианты

 

проведения

 

работ

 

по

 

восста

-

новлению

 

ресурса

 

масла

: «

Метод

 

определения

 

объема

 

материалов

номенклатуры

 

и

 

порядка

 

проведения

 

работ

 

по

 

восстановлению

 

ресурса

 

эксплуатационных

 

трансфор

-

маторных

 

масел

». 

Для

 

реализации

 

вышеуказанных

 

экспе

-

риментальных

 

исследований

 

разработаны

 

лабораторные

 

методики

 

обработки

 

трансформаторных