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
-
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
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
.
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
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
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
fi
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
масел
и
адсор
-
бентов
:
• «
Методика
введения
антиокислительной
присадки
агидол
-1 (
ионол
)
в
трансформаторное
масло
при
ор
-
ганизации
экспериментальных
работ
в
лабораторных
условиях
»;
• «
Методика
обработки
трансформаторного
масла
си
-
ликагелем
при
организации
экспериментальных
работ
в
лабораторных
условиях
»;
• «
Методика
подготовки
в
лабораторных
условиях
сили
-
кагеля
для
организации
экспериментальных
работ
».
ТЕХНИКО
-
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
ЭФФЕКТ
ПРИМЕНЕНИЯ
НОВЫХ
МЕТОДОВ
ДИАГНОСТИКИ
Оценка
достоверности
результатов
исследования
вы
-
явила
удовлетворительное
соответствие
результатов
теоретических
и
экспериментальных
исследований
,
апро
-
бация
результатов
научных
исследований
на
реальных
Рис
.3.
Дерево
классификации
трансформаторов
на
группы
по
классам
Стабильности
на
основе
фактора
КЧ
:
■
0,000 —
Ста
-
бильность
не
снижена
(
удовлетворительная
) = 0;
■
1,000 —
Стабильность
снижена
(
неудовлетворительная
) = 1.
Контроль
качества
изоляции
45
объектах
показала
совпадение
полученных
и
ожидаемых
улучшений
качества
изоляционных
масел
,
установленных
в
ходе
экспериментальных
исследований
в
лабораторных
условиях
.
При
этом
полученные
результаты
автора
согла
-
суются
с
проведенными
ранее
исследованиями
,
направ
-
ленными
на
изучение
кинетических
процессов
окисления
масел
,
а
также
состава
образующихся
в
масле
продуктов
старения
.
Внедрение
новых
методов
и
алгоритма
оценки
каче
-
ства
эксплуатационных
масел
силовых
трансформаторов
напряжением
35–110
кВ
дает
экономический
эффект
,
за
-
ключающийся
в
сокращении
затрат
на
техническую
экс
-
плуатацию
и
ремонты
силовых
трансформаторов
:
для
филиала
ПАО
«
МРСК
Северо
-
Запада
» «
Комиэнерго
»
в
отношении
19
трансформаторов
он
составил
13,105
млн
рублей
;
и
технический
эффект
,
заключающийся
в
увели
-
чении
межремонтного
периода
работы
силовых
транс
-
форматоров
,
а
также
повышения
их
ресурса
(
долговеч
-
ности
).
ВЫВОДЫ
С
целью
поиска
способов
раннего
прогнозирования
процессов
старения
изоляции
трансформаторов
и
подбо
-
ра
эффективных
мер
по
восстановлению
качества
жидкого
диэлектрика
были
проведены
исследования
и
получены
следующие
результаты
по
оценке
качества
эксплуатацион
-
ных
масел
:
1.
Показана
необходимость
ввода
нового
показателя
качества
эксплуатационного
трансформаторного
мас
-
ла
— «
стабильность
против
окисления
»,
ранее
не
при
-
менявшегося
для
оценки
эксплуатационных
масел
.
Проведение
измерений
по
представленному
параметру
качества
необходимо
проводить
при
расширении
объ
-
ема
измерений
.
2.
Определена
зависимость
изменения
значений
ряда
по
-
казателей
качества
эксплуатационного
масла
от
степе
-
ни
его
старения
.
3.
Классификация
трансформаторов
на
группы
по
клас
-
су
стабильности
(
удовлетворительная
и
неудовлет
-
ворительная
)
проведена
с
помощью
непараметриче
-
ского
метода
—
деревья
классификаций
.
С
помощью
метода
деревьев
классификаций
построена
одно
-
факторная
математическая
модель
взаимосвязи
по
-
казателей
качества
масла
от
степени
его
старения
.
Ключевым
фактором
вероятностной
оценки
ресурса
эксплуатационного
трансформаторного
масла
уста
-
новлен
показатель
качества
КЧ
с
пороговым
значе
-
нием
0,02
мгКОН
/
г
.
Модель
,
представленная
устойчи
-
вым
одноуровневым
бинарным
деревом
,
имеет
80,8%
правильных
прогнозов
.
На
основе
полученной
модели
разработан
«
Алгоритм
подбора
системы
мер
,
направ
-
ленных
на
поддержание
удовлетворительного
каче
-
ства
эксплуатационных
масел
».
4.
С
целью
подбора
оптимального
набора
системы
мер
для
восстановления
ресурса
масел
разработан
«
Метод
определения
объема
материалов
,
номенклатуры
и
по
-
рядка
проведения
работ
по
восстановлению
ресурса
эксплуатационных
трансформаторных
масел
»,
а
также
ряд
лабораторных
методик
обработки
трансформатор
-
ных
масел
и
адсорбентов
.
5.
Проведена
успешная
апробация
результатов
исследо
-
ваний
на
реальных
объектах
.
Внедрение
новых
мето
-
дов
оценки
качества
эксплуатационных
масел
силовых
трансформаторов
напряжением
35–110
кВ
имеет
эконо
-
мический
и
технический
эффект
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Основы
управления
техническим
состоянием
элек
-
трооборудования
:
учебн
.
пособие
/
А
.
Н
.
Назарычев
,
А
.
И
.
Таджибаев
,
В
.
В
.
Титков
,
Ф
.
Х
.
Халилов
. —
СПб
.:
Изд
-
во
Политехн
.
ун
-
та
, 2015. 204
с
.
2.
Соколов
В
.
В
.,
Лукащук
В
.
А
.
Вопросы
оценки
и
обеспе
-
чения
надежности
силовых
трансформаторов
/
Соко
-
лов
В
.
В
.
Избранные
труды
/
сост
.
А
.
Г
.
Овсянников
,
В
.
Н
.
Осотов
,
В
.
Н
.
Бережной
.
Екатеринбург
:
Издательский
дом
«
Автограф
», 2010.
С
. 22–30.
3.
Брай
И
.
В
.
Регенерация
трансформаторных
масел
.
М
.:
Химия
, 1972. 168
с
.
4.
Аптов
И
.
С
.,
Хомяков
М
.
В
.
Химические
материалы
в
электрохозяйстве
.
М
.:
Энергия
, 1969. 280
с
.
5.
Липштейн
Р
.
А
.,
Шахнович
М
.
И
.
Трансформаторное
мас
-
ло
.
М
.:
Энергия
, 1968. 352
с
.
6.
РД
34.45-51.300-97
Объемы
и
нормы
испытаний
элек
-
трооборудования
/
Под
общ
.
ред
.
Б
.
А
.
Алексеева
,
Ф
.
Л
.
Когана
,
Л
.
Г
.
Мамиконянца
, 6-
е
изд
.,
с
изм
.
и
доп
.
М
.:
ЭНАС
, 2007. 256
с
7.
ЦИРКУЛЯР
Ц
-01-98 (
Э
)
Об
области
применения
и
порядке
смешивания
трансформаторных
масел
/
М
., 1998
г
. 10
с
.
8.
ГОСТ
27.002-89 (
СТ
СЭВ
3519-81)
Надежность
в
тех
-
нике
.
Основные
понятия
.
Термины
и
определения
/
М
.:
Издательство
стандартов
, 1990. 32
с
.
9.
МУ
1.3.3.99.0037-2009
Диагностика
электрических
аппара
-
тов
,
распределительных
устройств
электростанций
и
под
-
станций
/
Электронная
библиотека
ЗАО
«
Современные
информационные
услуги
». http://www.snti.ru/.
10.
ГОСТ
981-75
Масла
нефтяные
.
Метод
определения
стабильности
против
окисления
/
М
.:
Издательство
стандартов
, 1992. 9
с
.
11.
Высогорец
С
.
П
.
Разработка
новых
методов
и
алгорит
-
ма
оценки
качества
эксплуатационных
масел
силовых
трансформаторов
напряжением
35–110
кВ
.
Диссерта
-
ция
на
соискание
ученой
степени
канд
.
техн
.
наук
.
СПб
.,
2012. 260
с
.
12.
Лапач
С
.
М
.,
Чубенко
А
.
В
.,
Бабич
П
.
Н
.
Статистика
в
на
-
уке
и
бизнесе
.
К
.:
МОРИОН
, 2002. 640
с
.
Оригинал статьи: Поиск новых методов оценки качества эксплуатационных масел силовых трансформаторов напряжением 35–110 кВ
Анализируется существующий подход к оценке технического состояния силовых трансформаторов напряжением 35–110 кВ на основе результатов физико-химического анализа изоляционных масел, показаны его недостатки. Предлагается система более достоверной оценки параметров эксплуатационного трансформаторного масла, а также подбора мероприятий по восстановлению и продлению его ресурса. Разработана модель прогнозирования остаточного ресурса эксплуатационных масел трансформаторов.
