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

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

-


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


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

.


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


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

 


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