РОЗПІЗНАВАННЯ ПЕРЕГРІВІВ У РІЗНИХ ДІАПАЗОНАХ ТЕМПЕРАТУР У ВИСОКОВОЛЬТНОМУ МАСЛОНАПОВНЕНОМУ ОБЛАДНАННІ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ АНАЛІЗУ РОЗЧИНЕНИХ У МАСЛІ ГАЗІВ
Обкладинка журналу

Ключові слова

термічний дефект
аналіз розчинених в маслі газів (АРГ)
відношення газів
відсотковий вміст газів
номограми дефектів
Трикутники Дюваля
надійність розпізнавання

Як цитувати

Кулик, О. С. «РОЗПІЗНАВАННЯ ПЕРЕГРІВІВ У РІЗНИХ ДІАПАЗОНАХ ТЕМПЕРАТУР У ВИСОКОВОЛЬТНОМУ МАСЛОНАПОВНЕНОМУ ОБЛАДНАННІ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ АНАЛІЗУ РОЗЧИНЕНИХ У МАСЛІ ГАЗІВ». Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, вип. 2 (3), Грудень 2021, с. 102-13, doi:10.20998/2224-0349.2021.02.03.

Анотація

Однією з істотних проблем, які багато в чому визначають експлуатаційну надійність силових трансформаторів і, в ряді випадків, надійність постачання споживачів електричною енергією, є старіння парку даного обладнання. Тому завдання розробки, а також удосконалення методів діагностики, що дозволяють виявляти пошкодження високовольтних силових трансформаторів на ранній стадії, є актуальним і практично значущим. Одним з найбільш поширених методів неруйнівної діагностики, який дозволяє виявити до 90 % всіх можливих дефектів високовольтного маслонаповненого обладнання, є метод аналізу розчинених в маслі газів. На сьогодні, для розпізнавання перегрівів у різних діапазонах температур за результатами аналізу розчинених в маслі газів більшістю відомих стандартів і авторських методик використовується кілька діагностичних критеріїв. Проте в даних стандартах і методиках наявні суттєві відмінності в значеннях діагностичних критеріїв, що не дозволяють однозначно поставити діагноз для одних і тих же даних при використанні різних стандартів та методик. Оскільки локальні перегріви окремих ділянок ізоляції і елементів конструкції високовольтних силових трансформаторів є одним з поширених типів дефектів і такі дефекти можуть розвиватися протягом декількох років, їх розвиток представляє серйозну небезпеку для ізоляції трансформаторів. Тому для комплексного аналізу були використані результати аналізу розчинених в маслі газів по 1278 високовольтним силовим трансформаторам, в яких були виявлені перегріви в різних діапазонах температур. Аналізовані 1278 значень були розбиті на 31 масив даних з близькими значеннями відсоткового вмісту газів, відношеннями газів і зі схожими номограмами дефектів. На основі аналізу достовірності розпізнавання перегрівів у різних діапазонах температур з використанням норм та критеріїв, регламентованих найвідомішими стандартами та методиками, встановлено, що найбільшу достовірність розпізнавання забезпечують значення відношень газів, що регламентуються стандартом IEC 60599 та національним стандартом України.

https://doi.org/10.20998/2224-0349.2021.02.03

Посилання

Plan rozvytku systemy rozpodilu AT «Kharkivoblenerho» na 2021–2025 roky [The distribution system development plan of JSC Kharkivoblenergo for 2021–2025.]. Available at: https://www.oblenergo.kharkov.ua/sites/default/files/pdf/prsr_at_harkivoblenergo_21-25.pdf (accessed 02.08.2021).

Chichinskiy M. I. Povrezhdaemost' maslonapolnennogo oborudovaniya elektricheskikh setey i kachestvo kontrolya ego sostoyaniya [Damageability of oil-filled electrical network equipment and the quality of its condition monitoring]. Energetik. 2000, No. 11, pp. 29–31.

Vinogradova L. V., Ignat'ev E. B., Ovsyannikov Yu. M., Popov G. V. Khromatograficheskiy analiz rastvorennykh gazov v diagnostike transformatorov [Chromatographic analysis of dissolved gases in transformer diagnostics]. Ivanovo, State Educational Institution of Higher Professional Education Ivanovo State Power University named after V.I. Lenin, 2013, 104 p.

Shutenko O. V., Kulyk O. S., Ponomarenko S. H. Porivnyal'nyy analiz diyuchykh standartiv i metodyk z interpretatsiyi rezul'tativ ARH: navchal'no-metodychnyy posibnyk dlya vykonannya indyvidual'nykh rozrakhunkovo-hrafichnykh zavdan' [Comparative analysis of existing standards and methodologies for interpreting DGA results: study guide for individual computational and graphical tasks]. Kharkiv, Typography Madrid Publ., 2021. 126 p.

Naganathan G., Senthilkumar M., Aiswariya S., Muthulakshmi S., Santhiya Riyasen G., Mamtha Priyadharshini M. Internal fault diagnosis of power transformer using artificial neural network. Materials Today: Proceedings. 2021. doi: https://www.doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.206.

Apte S., Somalwar R., Wajirabadkar A. Incipient Fault Diagnosis of Transformer by DGA Using Fuzzy Logic. 2018 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES). 2018, pp. 1–5. doi: https://www.doi.org/10.1109/PEDES.2018.8707928.

T. Kari et al. An integrated method of ANFIS and Dempster-Shafer theory for fault diagnosis of power transformer. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2018, vol. 25, no. 1, pp. 360–371. doi: https://www.doi.org/10.1109/TDEI.2018.006746.

Lin N., Zhao J., Li K. Application of data mining technology based on RVM for power transformer fault diagnosis. Advances in Computer Science and Information Engineering. 2012, vol. 2. pp. 121–127.

Pamuk N. Diagnosis of Fault Type by Dissolved Gas Analysis in Transformer Oil Using Petri Net Technology. BAÜ Fen Bil. Enst. Dergisi Cilt. 2014, vol. 2, pp. 79–86.

Wanjare S. B., Swami P. S., Thosar A. G. DGA Interpretation for Increasing the Percent of Accuracy by Bayesian Network Method Comparing IEC TC 10 Database. International Journal of Engineering Trends and Technology. 2018, vol. 62, no. 1, pp. 46–51. doi: https://www.doi.org/10.14445/22315381/IJETT-V62P208.

IEC 60599:2015. Mineral oil-filled electrical equipment in service – Guidance on the interpretation of dissolved and free gases analysis. Geneva, Switzerland: International Electrotechnical Commission, 2015. 78 p.

Shutenko O., Kulyk O. Comparative Analysis of the Defect Type Recognition Reliability in High-Voltage Power Transformers Using Different Methods of DGA Results Interpretation. 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP). Kremenchuk, Ukraine, 2020, pp. 1–6. doi: https://www.doi.org/10.1109/PAEP49887.2020.9240911.

Shutenko O. V. Analiz soderzhaniya gazov v maslonapolnennom oborudovanii s defektami elektricheskogo tipa [Analysis of the Content of Gases in Oil-Filled Equipment with Electrical Defects]. PROBLEMELE ENERGETICII REGIONALE. 2018, Vol. 3, no. 38, pp. 1–16. doi: https://www.doi.org/10.5281/zenodo.2222331.

Shutenko O., Yakovenko I. Analysis of Gas Content in High Voltage Equipment With Partial Discharges. 2018 IEEE 3rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). Kharkiv, Ukraine. 2018, pp. 347–352. doi: https://www.doi.org/10.1109/IEPS.2018.8559534.

Shutenko O. V., Kulyk O. S. Diahnostyka olyvonapovnenoho ustatkuvannya z kombinovanymy defektamy za rezul'tatamy analizu rozchynenykh v masli haziv [Diagnostics of oil-filled equipment with combined defects based on analysis of dissolved gases in oil]. Visnyk Kharkivs'koho natsional'noho tekhnichnoho universytetu sil's'koho hospodarstva imeni Petra Vasylenka. 2019, no. 203, pp. 39–42.

Shutenko O., Kulyk O. Analysis of Gas Content in Oil-Filled Equipment with Low Energy Density Discharges. International Journal on Electrical Engineering & Informatics. 2020, vol. 12, no. 2, pp. 258–277. doi: https://www.doi.org/10.15676/ijeei.2020.12.2.6

Shutenko O., Kulyk O. Recognition of High-Temperature Overheating in High-Voltage Power Transformers by Dissolved Gas Analysis. 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES). 2021, pp. 1–6. doi: https://www.doi.org/10.1109/MEES52427.2021.9598575.

Shutenko O., Kulyk O. Recognition of Mid-Temperature Overheating in High-Voltage Power Transformers by Dissolved Gas Analysis. 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). 2021, pp. 401–406. doi: https://www.doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570059.

Shutenko O. Analysis of gas composition in oil-filled faulty equipment with acetylene as the key gas. Energetika. 2019, vol. 65, no. 1, pp. 21–38. doi: https://www.doi.org/10.6001/energetika.v65i1.3973.

Shutenko O., Kulyk O. Diagnosis of Oil-Filled Equipment with X-Wax Deposition Based on Dissolved Gas Analysis. 2021 IEEE 3rd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). 2021, pp. 1–6. doi: https://www.doi.org/10.1109/UKRCON53503.2021.9575623.

Kulyk O. Analysis of the diagnostic criteria used to defect type recognition based on the results of analysis of gases dissolved in oil. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Energy: Reliability and Energy Efficiency. 2020, no. 1, pp. 15–25. doi: https://www.doi.org/10.20998/2224-0349.2020.01.

SOU-N EE 46.501:2006. Diahnostyka maslonapovnenoho transformatornoho obladnannya za rezul'tatamy khromatohrafichnoho analizu vil'nykh haziv, vidibranykh iz hazovoho rele, i haziv, rozchynenykh u izolyatsiynomu masli. Metodychni vkazivky [Company Standard 46.501:2006. Diagnosis of oil-filled transformer equipment by chromatographic analysis of free gases sampled from the gas relay and gases dissolved in the insulating oil. Methodological guidelines]. Kyiv: Ministry of Fuel and Energy of Ukraine, 2007. 91 p.

RD 153-34.0-46.302-00. Metodicheskie ukazaniya po diagnostike razvivayushchikhsya defektov transformatornogo oborudovaniya po rezul'tatam khromatograficheskogo analiza gazov, rastvorennykh v masle [Guiding Document 153-34.0-46.302-00. Procedural Guidelines for Diagnostics of Defects Developing in Transformer Equipment Using the Results of Chromatographic Analysis of Gases Dissolved in the Oil]. Moscow, NTs ENAS Publ., 2001, 41 p.

Guideline for the refurbishement of Electric Power Transformers. Electrical Cooperative Research Association. 2009, vol. 65, no. 1.

Müller R., Schliesing H., Soldner K. Die Beurteilung des Betriebszustandes von Transformatoren durch Gasanalyse. Elektrizitätswirtschaft. 1977, no. 76, pp. 345–349.

Dörnenburg E., Strittmater W. Monitoring Oil Cooling Transformers by Gas Analysis. Brown Boveri Review. 1974, vol. 61, pp. 238–274.

Rogers R. IEEE and IEC Codes to Interpret Incipient faults in Transformers, Using Gas in Oil Analysis. IEEE Trans. on Electrical Insulation. 1978, Vol. 5, no. 38, pp. 34–354. doi: https://www.doi.org/10.1109/TEI.1978.298141.

IEEE Std C57.104–2019. IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Mineral Oil-Immersed Transformers. Piscataway, NJ, USA: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2019. 98 p. doi: https://www.doi.org/10.1109/IEEESTD.2019.8890040.

Duval M. The Duval Triangle for load tap changers non-mineral oils and low temperature faults in transformers. IEEE Electrical Insulation Magazine. 2008. vol. 24, no. 6, pp. 22–29. doi: https://www.doi.org/10.1109/MEI.2008.4665347.

Kawamura T., Kawada N., Ando K., Yamaoka M., Maeda T., Takatsu T. Analyzing gases dissolved in oil and its application to maintenance of transformers. SIGRE Session Report 12–05. Paris, 1986.

Shutenko O. V. Analiz graficheskikh obrazov, postroennykh po rezul'tatam KhARG dlya vysokovol'tnykh silovykh transformatorov s razlichnymi tipami defektov [Analysis of graphical samples of gases constructed for chromatographic analysis of gases dissolved in oil for high-voltage power transformers with various types of defects]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Energy: Reliability and Energy Efficiency. 2017, no. 31 (1253), pp. 97–121.

Shutenko O., Jakovenko I. Fault Diagnosis of Power Transformer Using Method of Graphic Images. 2017 IEEE International Young Scientists Forum on Applied Physics and Engineering (YSF). Lviv, Ukraine. 2017. P. 66–69. doi: https://www.doi.org/10.1109/YSF.2017.8126594.

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право (c) 2021 Олексій Сергійович Кулик