Ключові слова
діагностика
трансформаторне масло
пробивна напруга
результати періодичних випробувань
статистичний аналіз
закони розподілу
гранично допустимі значення
мінімальний ризик
Як цитувати
Анотація
Запропоновано метод коригування гранично допустимих значень пробивної напруги трансформаторних масел з метою мінімізації можливого економічного збитку в разі прийняття помилкових рішень при діагностиці стану трансформаторних масел за результатами періодичних випробувань. Наведено опис алгоритму статистичної обробки результатів періодичних випробувань, використання якого дозволяє сформувати масиви з однорідними значеннями показників в умовах апріорної обмеженості вимірювальної інформації. Виконано аналіз законів розподілу значень пробивної напруги для трансформаторних масел, придатних і не придатних до експлуатації за значеннями даного показника. За результатами аналізу встановлено, що значення пробивної напруги масел з різним станом мають розподіл Вейбула. Встановлено, що значення математичних очікувань пробивної напруги масел, придатних до експлуатації зі старінням трансформаторних масел, зсуваються в область низьких значень. З цього випливає, що гранично допустимі значення пробивної напруги масел для даних розподілів повинні відрізнятися. Підтверджено раніше відомий факт, що для одномодальних розподілів гранично допустиме значення показників, що забезпечують мінімум ризику, знаходиться в інтервалі, обмеженому математичними очікуваннями розподілів показника з різним станом. Сформульовано вирішальне правило і складена функція середнього ризику для коригування гранично допустимих значень пробивної напруги трансформаторних масел. На основі мінімізації функції середнього ризику методом Ньютона визначені гранично допустимі значення пробивної напруги масел. Виконаний порівняльний аналіз показав, що коригування гранично допустимих значень пробивної напруги масел дозволяє знизити значення ризиків у 1,52÷19,13 разів, в порівнянні з ризиками, які забезпечують використання гранично допустимих значень, регламентованих в стандартах. Встановлено, що гранично допустимі значення пробивної напруги масел, що забезпечують мінімальне значення середнього ризику, не є постійними. Вони змінюються в залежності від значень цін помилкових рішень і ймовірностей появи різних станів масла дефектного і бездефектного стану трансформаторів.
Посилання
IEC 60422:2013. Mineral insulating oils in electrical equipment – Supervision and maintenance guidance. Geneva, Switzerland: International Electrotechnical Commission, 2013. 93 p.
IEEE Std C57.106–2015. IEEE Guide for Acceptance and Maintenance of Insulating Mineral Oil in Electrical Equipment. Piscataway, NJ, USA: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2015. 38 p.
SOU-N EE 20.302:2020. Normy vyprobuvannya elektroobladnannya [Company Standard 20.302:2020. Test standards for electrical equipment]. PrJSC National Power Company Ukrenergo, 2020. 238 p.
SТО 34.01-23.1-001-2017. Ob"em i normy ispytaniy elektrooborudovaniya [Company Standard34.01-23.1-001-2017. Scope and standards for testing electrical equipment]. PJSC “Rosseti”, 2017. 262 p.
Alekseev B. A. Kontrol' sostoyaniya (diagnostika) krupnykh silovykh transformatorov [Condition monitoring (diagnostics) of large power transformers]. Moscow, NTs ENAS Publ., 2002. 261 p.
Islam M., Lee G., Hettiwatte S. N. A review of condition monitoring techniques and diagnostic tests for lifetime estimation of power transformers. Electrical Engineering. 2018, Vol. 100, no. 2, pp. 581–605. doi: https://www.doi.org/10.1007/s00202-017-0532-4
N’cho J. S., Fofana I., Hadjadj Y., Beroual A. Review of physicochemical-based diagnostic techniques for assessing insulation condition in aged transformers. Energies. 2016, Vol. 9, no. 5, pp. 367. doi: https://www.doi.org/10.3390/en9050367
Degeratu, S., Rotaru, P., Rizescu, S., Danoiu S., Bizdoaca N. G., Alboteanu L. I., Manolea H. O. Condition monitoring of transformer oil using thermal analysis and other techniques. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2015, no. 2015, pp. 1679–1692. doi: https://www.doi.org/10.1007/s10973-014-4276-3
Fofana I., Bouaïcha A., Farzaneh M. Characterization of aging transformer oil–pressboard insulation using some modern diagnostic techniques. European Transactions on Electrical Power. 2011, vol. 21, no. 1, pp. 1110–1127. doi: https://www.doi.org/10.1002/etep.499
Wicaksono B., Kong H., Markova L. V., Han H.-G. Application of fluorescence emission ratio technique for transformer oil monitoring. Measurement. 2013, vol. 46, no. 10, pp. 4161–4165. doi: https://www.doi.org/10.1016/j.measurement.2013.07.033
Hussain K., Karmakar S. Condition assessment of transformer oil using UV-Visible spectroscopy. 2014 Eighteenth National Power Systems Conference (NPSC). Guwahati, India. 2014, pp. 1–5. doi: https://www.doi.org/10.1109/NPSC.2014.7103841
Gouda O. E., El Dein A. Z. Prediction of Aged Transformer Oil and Paper Insulation. Electric Power Components and Systems. 2019, Vol. 47, no. 4-5, pp. 406–419. doi: https://www.doi.org/10.1080/15325008.2019.1604848
Bondarenko V. E., Shchapov P. F., Shutenko O. V. Povyshenie effektivnosti ekspluatatsionnogo izmeritel'nogo kontrolya transformatornykh masel [Monografiya] [Improving the efficiency of in-service measuring control of transformer oils [Monograph]]. Kharkiv, NTU “KhPI” Publ., 2007. 452 p.
Bondarenko V. E., Shutenko O. V. Usovershenstvovanie protsedury prinyatiya resheniy pri otsenke stepeni stareniya transformatornykh masel [Improved decision-making procedure for assessing the ageing of transformer oils]. ELEKTRO. Elektrotekhnika, elektroenergetika, elektrotekhnicheskaya promyshlennost'. 2009, no. 1, pp. 17–21.
Suwanasri T., Phadungthin R., Suwanasri С. Asset management of power transformer practical experience in Thailand. 17th International Symposium on High Voltage Engineering (ISH 2011). Hannover, Germany. 2011, vol. 2011, pp. 22–26.
Azis N., Zhou D., Wang Z. D., Jones D., Wells B., Wallwork G. M. Operational condition assessment of in-service distribution transformers. 2012 IEEE International Conference on Condition and Diagnosis. Bali, Indonesia. 2012, pp. 1156-1159. doi: https://www.doi.org/10.1109/CMD.2012.6416364
Birger I. A. Tekhnicheskaya diagnostika [Technical diagnostics]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1978. 240 p.
Shutenko O. V., Baklay D. N. Osobennosti statisticheskoy obrabotki rezul'tatov ekspluatatsionnykh ispytaniy pri issledovanii zakonov raspredeleniya rezul'tatov khromatograficheskogo analiza rastvorennykh v masle gazov [Particularities of statistical processing of in-service test results when investigating the distribution laws of chromatographic analysis of dissolved gases in oil]. Visnyk Natstekhn. un-tu «KhPI»: zb. nauk. pr. Temat. vyp.: Tekhnika i elektrofizika vysokikh napryazheniy [Bulletin of the National Technical University "KhPI": a collection of scientific papers. Thematic issue: High voltage engineering and electrophysics]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2013, no. 60 (1033), pp.136–150.
Gmurman V. E. Teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika [Probability theory and mathematical statistics]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1977. 479 p.
Shutenko O. V., Baklay D. M. Analiz zakoniv rozpodilu kontsentratsiy haziv, rozchynenykh u masli vysokovol'tnykh transformatoriv nehermetychnoho vykonannya [The analysis of laws of distribution of concentration of the gases dissolved in oil of high-voltage transformers of not hermetically sealed execution]. Visnyk Natstekhn. un-tu «KhPI»: zb. nauk. pr. Temat. vyp.: Enerhetyka: nadiynist' ta enerhoefektyvnist' [Bulletin of the National Technical University “KhPI”: a collection of scientific papers. Thematic issue: Energetics: reliability and energy efficiency]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2014, no. 24, pp. 102–117.
Shutenko О., Zagaynova A., Serdyukova G. Analysis of distribution laws of insulation indicators of high-voltage oil-fillled bushings of hermetic and non-hermetic execution. Technology audit and production reserves. 2018, vol. 4, no. 1 (42), pp. 30–39. doi: https://www.doi.org/10.15587/2312-8372.2018.140873.
Shutenko O. V., Baklay D. N. Planirovanie eksperimental'nykh issledovaniy v elektroenergetike. Metody obrabotki eksperimental'nykh dannykh [Planning experimental studies in the electricity sector. Methods of processing experimental data]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2013. 268 p.
Chernorutskiy I. G. Metody prinyatiya resheniy [Decision-making methods]. Saint Petersburg, BKhV Peterburg Publ., 2005. 416 p.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право (c) 2020 Олег Володимирович Шутенко, Сергій Григорович Пономаренко