Научная статья на тему 'Стратегия обслуживания силовых трансформаторов в сельских электрических сетях 10 кВ по результатам диагностирования'

Стратегия обслуживания силовых трансформаторов в сельских электрических сетях 10 кВ по результатам диагностирования Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
436
61
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ / ДИАГНОСТИРОВАНИЕ / СТРАТЕГИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ / ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ / ОБЪЕКТ ОБСЛУЖИВАНИЯ / ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ / АВАРИЙНЫЙ ЗАПАС / ВИТКОВОЕ ЗАМЫКАНИЕ / ВНУТРЕННЯЯ ИЗОЛЯЦИЯ / ВЛИЯЮЩИЕ ФАКТОРЫ / POWER TRANSFORMERS / DIAGNOSTICS / MAINTENANCE STRATEGY / SERVISE OBJECT / TECHNICAL STATE / CURRENT MAINTENANCE / EMERGENCY STOCK / SPIRE CIRCUIT / INTERNAL INSULATION / INFLUENCING FACTORS

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Канюгин Олег Игоревич, Макарова Надежда Леонидовна

Выполнен анализ статистического материала оценки технического состояния силовых трансформаторов 10/0,4 кВ. Определены факторы, влияющие на работоспособность силового оборудования. Приведены результаты экспериментальных исследований по отказам силовых трансформаторов 10/0,4 кВ в сельских электрических сетях. Представлена классификация отказов по элементам, причинам и месяцам. Рассмотрены результаты диагностирования длительно работающих трансформаторов и проведена оценка технического состояния. Выявлено, что основным отказом является витковое замыкание, которое длительное время не оказывает существенного влияния на работу потребителей электрической энергии, но может понижать надежность электроснабжения, увеличивая расходы на обслуживание силовых трансформаторов при их ремонте. Безотказность трансформаторов, установленных в сетях 10 кВ, в основном зависит от состояния внутренней изоляции (главная, витковая), отказы из-за дефектов которой составляют 70,8% от общей повреждаемости трансформаторов, а из-за дефектов витковой 55,2%. Пробой изоляции при внутренних перенапряжениях составляет 34,4%, при грозовых 20,8%. Возникающие перенапряжения и воздействия окружающей среды, как правило, вызывают витковые замыкания высоковольтной обмотки, которые приводят к ухудшению изоляции обмоток относительно корпуса. Предложена стратегия обслуживания трансформаторов по данным оценки технического состояния на основе результатов диагностирования. Определена структура рациональной стратегии технического обслуживания силовых трансформаторов 10/0,4 кВ и установлен план, содержащий следующие основные элементы: составление функциональной модели исследования трансформаторов с учетом региональных (климатических) особенностей эксплуатации и проведение ТО и ТР по фактическому состоянию; определение экономического критерия оптимальности для всех альтернативных подходов (в статье рассматриваются 3 подхода); оптимизация экономического критерия оптимальности альтернативных подходов и выбор управляющих воздействий на объект исследования на основе минимизации; реализация системы ТО и ТР силовых трансформаторов по фактическому состоянию.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Канюгин Олег Игоревич, Макарова Надежда Леонидовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MAINTENANCE STRATEGY OF POWER TRANSFORMERS IN RURAL ELECTRIC NETWORKS OF 10 KV ACCORDING TO RESULTS OF DIAGNOSTICS

The analysis of statistical material of technical state evaluation of power transformers of 10/0,4 kv is made. The factors which influence on the efficiency of power equipment are defined. The results of experimental research in case of failure of power transformers 10/0,4 kv in rural electric networks are given. The classification of failure is represented according to the elements, reasons and months of the year. The results of diagnostics of long-working transformers are examined and the evaluation of the technical state is made. It is found that the vain failure is the spire circuit which can exist for a long time without influence on the electricity and increasing expenses for servise of power transformers in case of their maintenance. Non-failure operation of the internal insulation (main, spiral), failure of which is 70,8% of the part of spiral is 55,2%. The break-down of insulation in case of internal overstrain is 34,4%, in case of storm is 20, 8%. The overstrains and the influence of the environment as a rule cause spire circuit of high voltage winding, which lead to worsening of windings of the relative body. The strategy of transformers maintenance according to the evaluation of the technical state on the basis of the results of the diagnostics is offered. The structure of the efficient strategy of technical servise of power transformers 10/0,4 kv is defined and the plan containing the next main elements is made: functional modeling of research of the transformers according to regional (climate) peculiarities of exploration and taking Technical Servise and Technical Regulations in real condition; determination of the economic optimal criterion for all the alternative approaches (there are 3 approaches in the article); optimisation of economic optimal criterion of the alternative approaches and the choice of the controlling influence on the object under research on the basis of minimization; realization of the system of Technical Servise and Technical Regulations of the power transformers according to the real state.

Текст научной работы на тему «Стратегия обслуживания силовых трансформаторов в сельских электрических сетях 10 кВ по результатам диагностирования»

УДК 621.314.222.6:[621.311.1:631.371] ББК З261.8;З279.125

О.И. КАНЮГИН, Н.Л. МАКАРОВА

СТРАТЕГИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 10 кВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Ключевые слова: силовые трансформаторы, диагностирование, стратегия обслуживания, техническое состояние, объект обслуживания, текущий ремонт, аварийный запас, витковое замыкание, внутренняя изоляция, влияющие факторы.

Выполнен анализ статистического материала оценки технического состояния силовых трансформаторов 10/0,4 кВ. Определены факторы, влияющие на работоспособность силового оборудования. Приведены результаты экспериментальных исследований по отказам силовых трансформаторов 10/0,4 кВ в сельских электрических сетях. Представлена классификация отказов по элементам, причинам и месяцам. Рассмотрены результаты диагностирования длительно работающих трансформаторов и проведена оценка технического состояния. Выявлено, что основным отказом является витковое замыкание, которое длительное время не оказывает существенного влияния на работу потребителей электрической энергии, но может понижать надежность электроснабжения, увеличивая расходы на обслуживание силовых трансформаторов при их ремонте. Безотказность трансформаторов, установленных в сетях 10 кВ, в основном зависит от состояния внутренней изоляции (главная, витковая), отказы из-за дефектов которой составляют 70,8% от общей повреждаемости трансформаторов, а из-за дефектов вит-ковой - 55,2%. Пробой изоляции при внутренних перенапряжениях составляет 34,4%, при грозовых - 20,8%. Возникающие перенапряжения и воздействия окружающей среды, как правило, вызывают витковые замыкания высоковольтной обмотки, которые приводят к ухудшению изоляции обмоток относительно корпуса. Предложена стратегия обслуживания трансформаторов по данным оценки технического состояния на основе результатов диагностирования. Определена структура рациональной стратегии технического обслуживания силовых трансформаторов 10/0,4 кВ и установлен план, содержащий следующие основные элементы: составление функциональной модели исследования трансформаторов с учетом региональных (климатических) особенностей эксплуатации и проведение ТО и ТР по фактическому состоянию; определение экономического критерия оптимальности для всех альтернативных подходов (в статье рассматриваются 3 подхода); оптимизация экономического критерия оптимальности альтернативных подходов и выбор управляющих воздействий на объект исследования на основе минимизации; реализация системы ТО и ТР силовых трансформаторов по фактическому состоянию.

В последние годы в литературных источниках со ссылкой на иностранные издания появляются материалы управления основными фондами [5] ЕАМ (Enterprise Asset Management), которые необходимы для таких отраслей, как предприятия электроэнергетики (электроснабжение сельского хозяйства, электроснабжение городов и промышленных предприятий), жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), транспортные предприятия и др. Для указанных отраслей требуются значительные материальные и финансовые средства для поддержания работоспособности большого объема сложного оборудования.

В целях минимизации затрат на эксплуатацию сложных объектов необходима разработка оптимального уровня обслуживания на весь период их эксплуатации с учетом затрат на профилактическое обслуживание, ремонт,

комплектование запасными частями, вспомогательными материалами, средствами диагностики и оптимального числа обслуживающего персонала.

В настоящее время большинство крупных предприятий различных отраслей переходят на самостоятельную систему электроснабжения, что затрудняет создание управления производственными активами в вопросах совершенствования стратегии технического обслуживания, ремонта оборудования. Поэтому необходим учет специфики отрасли и региональных климатических условий, т.е. необходима модернизация стратегий обслуживания для каждого крупного сложного технического комплекса с учетом региональных особенностей условий эксплуатации.

Выполненный нами анализ статистического материала оценки технического состояния силовых трансформаторов 10/0,4 кВ показывает, что ежегодный их отказ составляет 7,5% от установленных [1, 2, 4, 6, 8, 9, 10].

На состояние силовых трансформаторов в распределительных сетях существенное влияние оказывают факторы окружающей среды и эксплуатационные параметры (рис. 1).

X о — Климатические факторы (температура, ветер, влажность, гололед)

X 4 - Перегрузка трансформатора

X 5 — Химические воздействия _на изоляцию_

Х6- Резонансные перенапряжения

X1 — Отказ средств автоматики

Ошибки обслуживающего _персонала_

X ю - Неисправность системы охлаждения

X п - Неисправность вводов

X \2 ~ Неисправность контрольно-измерительных приборов

Х]4 - Неисправность контактных _соединений_

X15 - Дефекты монтажа

X16 — Заводские дефекты

X18 — Эксплуатация трансформатора с просроченным сроком службы без научно-технического обоснования

X 19 - Ошибки при проектировании

X 20 — Неверный выбор защитных _аппаратов_

Рис. 1. Факторы, воздействующие на силовые трансформаторы 10/0,4 кВ

Большинство силовых трансформаторов, эксплуатирующихся в сельских сетях 10 кВ, подвержено воздействию грозовых, внутренних перенапряжений, действию сверхтоков, перегрузок, коммутационных перенапряжений в питаю-

щих сетях, влажности окружающей среды, температуры воздуха и солнечной радиации. Причинами отказов силовых трансформаторов являются: грозовые перенапряжения - 20,8%, внутренние перенапряжения, короткие замыкания в сетях - 34,4%, перегрузки - 7%, снижение уровня изоляции в процессе эксплуатации - 12%, асимметрия токов нагрузки по фазам - 0,67% [7].

Распределение числа отказов силовых трансформаторов 10/0,4 кВ по причинам, местам их возникновения и месяцам года приведено в табл. 1.

Таблица 1

Распределение числа отказов трансформаторов 10/0,4 кВ по причинам, местам их возникновения и месяцам года

Причина отказов Общее число отказов В том числе по месяцам года, шт.

январь февраль март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь

шт. %

Витковые замыкания 212 55,2 8 4 12 24 32 32 36 16 20 12 12 4

Пробой при внутренних перенапряжениях 132 34,4 8 4 12 16 16 12 12 8 16 12 12 4

Пробой при грозовых перенапряжениях 80 20,8 8 16 20 24 8 4

Дефект проходной изоляции (вводы ВН и НН) 26 6,8 1 2 2 4 3 3 3 3 1 1 1 2

Междуфазное замыкание, перегрузка 25 6,6 6 - - - - - 7 - - - 6 6

Прочие причины (магнитопровод, переключатели и др.) 10 2,4 5 5

Дефект главной изоляции 60 15,6 2 2 3 7 7 9 11 5 5 2 3 4

Место и причина отказов не установлены 52 13,4 2 2 3 5 5 8 10 4 4 2 3 4

Итого 385 19 10 20 40 47 59 65 28 30 17 25 25

Процент от общего числа 100 4,9 2,6 5,2 10,4 12,2 15,3 16,9 7,3 7,8 4,4 6,5 6,5

Как видно из табл. 1, безотказность трансформаторов, установленных в сетях 10 кВ, в основном зависит от состояния внутренней изоляции (главная, витковая), отказы из-за дефектов которой составляют 70,8% от общей повреждаемости трансформаторов, а из-за дефектов витковой - 55,2%. Пробой изоляции при внутренних перенапряжениях составляет 34,4%, при грозовых - 20,8%. Возникающие перенапряжения и воздействия окружающей среды, как правило, вызывают витковое замыкание высоковольтной обмотки, которые приводят к ухудшению изоляции обмоток относительно корпуса, что совершенно не учитывается при заводских испытаниях (табл. 2) [8, 11]. В условиях эксплуатации сказываются особенности работы трансформаторов в связи с увлажнением, а также наличием асимметрии токов по фазам.

Ослабление изоляции витка катушки вызывают дефект провода, заложенного до ввода трансформатора в эксплуатацию, деформация катушек под воздействием токов короткого замыкания, недостаточная толщина витковой изоляции при низком качестве поверхности медной жилы проводника, недопустимые электрические и тепловые воздействия, увлажнение и загрязнении изоляции.

При совместном воздействии этих факторов вероятность появления витковых замыканий возрастает под воздействием вибрации, и при некачественном проводе с течением времени также возможно появление виткового замыкания.

Витковое замыкание может возникнуть от естественного старения при длительной эксплуатации трансформатора, перегрузок, но чаще всего витковое замыкание - следствие динамических нагрузок, воспринимаемых обмоткой при коротких замыканиях со вторичной обмотки трансформатора.

Распределение отказов обмоток по месту повреждения в трансформаторах приведено в табл. 2.

Таблица 2

Распределение отказов обмоток трансформаторов 1-11 габаритов

Обмотки Процентное распределение отказов, %

1ВН 30-64

2ВН 9-11

3ВН 20-34,4

1ВН+1НН 1,92

3ВН+1НН 4-5

3ВН+2НН 2-9,45

3ВН+3НН 16-20

1НН 0,48

3НН 0,96

На рис. 2, а и б показаны соотношения отказов обмоток ВН и НН трансформаторов в зависимости от их мощности.

Витковые замыкания в таких трансформаторах могут существовать длительное время, не нарушая нормальной работы потребителей.

Поэтому своевременная информация о витковых замыканиях и замена трансформатора на начальной стадии появления дефекта позволяют сократить время перерыва электроснабжения потребителей и затраты на ремонтные работы, т.е. способствуют обеспечению работоспособности трансформаторов, установленных в сельских электрических сетях 10 кВ.

Наиболее важными моментами при оценке состояния трансформаторов являются обоснование диагностических параметров, выбор системы диагностирования и на этой основе разработка стратегии обслуживания. Из вышеизложенного видно, что наиболее характерным дефектом для силовых трансформаторов, установленных в сельских сетях, является витковое замыкание, для которого характерным диагностическим признаком является вибрация. Для определения дефектов распространен метод вибродиагностики.

В данной статье рассмотрен вариант стратегии обслуживания силового электрооборудования для предприятия агропромышленного комплекса при проведении технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) силовых трансформаторов, подключенных к распределительным сетям 10 кВ. В настоящее время используется большое количество трансформаторов I и II габаритов в различных климатических регионах РФ. Отсутствие учета отраслевых и региональных особенностей к проведению ТО и ТР вызывает ряд негативных последствий:

- ежегодный отказ силовых трансформаторов в сельских распределительных сетях;

- значительные финансовые и материальные затраты на ремонт трансформаторов, что делает существующую систему ТО и ТР малоэффективной;

- разные подходы к проведению ТО и ТР для одних и тех же видов трансформаторов на предприятиях;

- стихийно сложившиеся пропорции между подходами к проведению ТО и ТР;

- недостаточный учет задач, решаемых технической диагностикой (контроль работоспособности (КР), поиск места и определение причины дефекта, прогнозирование изменения состояния (ПИС)), и их использование в практике современных методов и средств ремонта трансформатора.

а - отказы обмоток низкого (НН) и высокого (ВН) напряжений силового трансформатора ТМ 160 кВА

б - отказы обмоток низкого (НН) и высокого (ВН) напряжений силового трансформатора ТМ 250 кВА

Рис. 2. Соотношение отказов обмоток ВН и НН трансформаторов в зависимости от их мощности

Вследствие этого возникла естественная необходимость разработки рациональной стратегии проведения ТО и ТР, учитывающей сложные климатические и технологические условия эксплуатации, которая бы снимала все отрицательные стороны каждого из существующих подходов стратегии обслуживания [2].

Под рациональной стратегией ТО силовых трансформаторов 10/0,4 кВ понимается общий план, содержащий следующие основные элементы:

- составление функциональной модели исследования трансформаторов с учетом региональных (климатических) особенностей эксплуатации и проведение ТО и ТР по фактическому состоянию;

- определение экономического критерия оптимальности для всех альтернативных подходов (в статье рассматриваются 3 подхода);

- оптимизация экономического критерия оптимальности альтернативных подходов и выбор управляющих воздействий на объект исследования на основе минимизации;

- реализация системы ТО и ТР силовых трансформаторов по фактическому состоянию.

Метод разработки рациональной стратегии ТО и ТР заключается в следующем [11]:

1. Определяется несколько стратегий эксплуатации силовых трансформаторов 10/0,4 кВ из числа существующих, которые объединяются в классы по общему признаку - подходу проведения ТО и ТР (эксплуатация до отказа (Cj); проведение ТО и ТР по временным интервалам (по графику ППР) (С2); проведение ТО и ТР по результатам диагностирования (С3).

2. Рациональная стратегия включает в себя все рассмотренные классы.

3. Составляется экономическая модель эффективности стратегии.

4. Определяется рациональная стратегия ТО и ТР.

Основой математической модели измерения эффективности стратегий является экономическое обоснование существующих подходов к проведению ТО и ТР силовых трансформаторов 10/0,4 кВ.

В настоящее время силовые трансформаторы 10/0,4 кВ эксплуатируются на основе следующих подходов: ТР после «отказа»; ТО и ТР плановый, комплексный ремонт по техническому состоянию. Рациональная стратегия ТО и ТР должна учитывать все подходы на базе сравнения численных значений минимальных суммарных затрат на эксплуатацию по различным подходам Cj-C3 на основе характеристик надежности и стоимости ТО и ТР с учетом составляющих ущерба, прогнозирования состояния и обоснования дальнейшей эксплуатации отработавших свой нормативный срок.

Модель эффективности представляет собой следующее отношение:

с■

м ( р)=с*,

С1уд

где С7уд, С1уд - удельные затраты на эксплуатацию за время t 7-й стратегии и стратегии «после отказа», соответственно.

Задача решается путем сравнения численных значений показателей 7/1 отношения суммарных затрат на эксплуатацию по различным (конкурирующим) подходам С1, (С2, С3) к затратам, возникающим при эксплуатации силовых трансформаторов 10/0,4 кВ по стратегии С1 «до отказа». Для определения условия предпочтительности 7-го и j-го подходов при эксплуатации трансформаторов определяется соотношение

min с7

р7 / j =—с—, с j

где P7 /j - безразмерные показатель эффективности; min С7 - минимальные затраты на эксплуатацию для 7-й стратегии; Cj - затраты на эксплуатацию для j-й «нулевой» стратегии, в качестве которой целесообразно принять стратегию С, «после отказа» (С3).

Рациональная стратегия ТО и ТР для силовых трансформаторов 10/0,4 кВ определяется из условия Р/ / j > 1, где у > I > 1.

Рациональная стратегия ТО и ТР силовых трансформаторов 10/0,4 кВ может быть представлена в виде наглядной схемы, которая является основой организационной части системы обслуживания (рис. 3).

Объект обслуживания -силовой трансформатор 10/0,4 кВ и элементы ТП

Техническое обслуживание

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Совершенствование защиты от увлажнения

Сушка и очистка изоляции

Применение улучшенных адсорбционных фильтров

Защита от перенапряжений

Прогнозирование состояния электрооборудования

Продление срока службы длительно работающего трансформатора

Текущий ремонт

Аварийная замена

Рис. 3. Схема стратегии обслуживания трансформаторов 10/0,4 кВ сельскохозяйственного назначения по результатам диагностирования технического состояния

Рациональная стратегия обслуживания силовых трансформаторов распределительных сетей определяется из условия минимального значения Мд(Р).

На основании представленных выше выражений расчетным путем определяется эффективность стратегии С3 (по результатам диагностирования) для обслуживания силовых трансформаторов 10/0,4 кВ.

На объект осуществляется управляющее воздействие. Для выработки правильных управляющих воздействий производятся сбор, преобразование, хранение и передача информации с объекта обслуживания путем осмотра, обхода, диагностических обследований, а также информации, хранящейся в существующей базе данных. Функционирование ТО и ТР опирается на разработанную нормативную базу, которая включает в себя все необходимые справочные данные по информационному обеспечению принятой стратегии ТО и ТР силовых трансформаторов. Рассмотренная функциональная схема ТО и ТР дает научно обоснованную базу для организации обслуживания силовых трансформаторов 10/0,4 кВ на основе разработанной рациональной стратегии ТО и ТР.

Выводы. 1. Анализ статистического материала оценки технического состояния силовых трансформаторов 10/0,4 кВ показывает, что ежегодный отказ составляет 7,5% от установленных.

Вследствие этого возникла естественная необходимость разработки рациональной стратегии проведения ТО и ТР, учитывающей сложные климатические и технологические условия эксплуатации.

2. На состояние силовых трансформаторов и элементов распределительных сетей существенное влияние оказывают факторы окружающей среды и эксплуатационные параметры.

Произведена оценка влияния внешних воздействующих факторов на безотказность силовых трансформаторов в распределительных сетях 10 кВ, имеющих практическое значение при обосновании мероприятий по созданию запаса для замены отказавших элементов; в период май-август количество отказов будет определяться количеством осадков, числом грозовых часов, взаимодействием количества осадков и грозовых часов, а также взаимодействием величины относительной влажности воздуха, количества осадков и грозовых часов. Полученные закономерности позволяют в процессе эксплуатации регулировать резерв запасных элементов с учетом сезонности проявления осадков.

Наиболее важными моментами при оценке состояния электроустановок являются выбор диагностических параметров и разработка системы диагностирования применительно к оборудованию.

Рациональная стратегия обслуживания силовых трансформаторов определяется из условия минимального значения Мд(Р).

Рассмотренная функциональная схема ТО и ТР дает научно обоснованную базу для организации обслуживания силовых трансформаторов 10/0,4 кВ на основе разработанной рациональной стратегии ТО и ТР.

Разработана рациональная стратегия обслуживания силовых трансформаторов по результатам диагностирования технического состояния, которая обеспечивает повышение работоспособности распределительных сетей с одновременным снижением затрат на ремонтно-восстановительные работы. Эту стратегию целесообразно использовать для обслуживания потребителей первой и второй категории надежности.

Литература

1. Котиков В.И., Рыбаков Л.М., Столяров С.В. Анализ технического состояния распределительных сетей 10-35 кВ // Методы и средства технической диагностики: сб. науч. ст. меж-дунар. межвуз. шк.-семинара. Йошкар-Ола, 2000. Вып. XVII. С. 140-145.

2. Кустов С.С. Совершенствование системы капитальных ремонтов трансформаторов на напряжение 6-35 кВ распределительных электрических сетей: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1981. 173 с.

3. Макарова Н.Л.,Рыбаков Л.М. Комплексная оценка состояния силовых трансформаторов // Достижения науки - агропромышленному производству: материалы XLIX Междунар. науч.-техн. конф. / ЧГАА. Челябинск, 2010. Ч. 2. С. 335-341.

4. Макарова Н.Л., Ахметшин Р.С. Диагностирование состояния изоляции силовых трансформаторов сельских электрических сетей. М.: ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012. 90 с.

5. Невский А. Управление активами энергетики // Энергорынок. 2006. № 10. С. 1-8.

6. Овчаров В.В. Эксплуатационные режимы работы и непрерывная диагностика электрических машин в сельскохозяйственном производстве. Киев: Изд-во УХСА, 1990. 168 с.

7. Рыбаков Л.М. Методы и средства обеспечения работоспособности электрических распределительных сетей 10 кВ. М.: Энергоатомиздат, 2004. 422 с.

8. Рыбаков Л.М., Сошников А.Е., Соловьев Д.Г. Анализ причин аварийных отключений в распределительных сетях 10-35 кВ // Электрика. 2001. № 3. С. 16-20.

9. Рыбаков Л.М., Шумелева Е.С., Соловьев Д.Г. Анализ повреждений в распределительных сетей 10 кВ // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. № 1. С. 25-27.

10. Рыбаков Л.М., Столяров С.В., Наумов Е.Н. Техническое состояние сетей 10 кВ // Электрика. 2002. № 2. С. 19-21.

11. Сушков В.В, Ровкина Н.Г., Зябкин А.А. Исследование причин возникновения дефектов силовых трансформаторов, питающих установки погружных электроцентробежных насосов нефтяных скважин // Омский научный вестник. 2012. № 3(113). С. 231-235.

КАНЮГИН ОЛЕГ ИГОРЕВИЧ - аспирант кафедры электроснабжения и технической диагностики, Марийский государственный университет, Россия, Йошкар-Ола (kanyugin@mail.ru).

МАКАРОВА НАДЕЖДА ЛЕОНИДОВНА - кандидат технических наук, доцент кафедры электроснабжения и технической диагностики, Марийский государственный университет, Россия, Йошкар-Ола (eef@marsu.ru).

O. KANYUGIN, N. MAKAROVA

MAINTENANCE STRATEGY OF POWER TRANSFORMERS IN RURAL ELECTRIC NETWORKS OF 10 kV ACCORDING TO RESULTS

OF DIAGNOSTICS

Keywords: power transformers, diagnostics, maintenance strategy, servise object, technical state, maintenance strategy, current maintenance, emergency stock, spire circuit, internal insulation, influencing factors.

The analysis of statistical material of technical state evaluation of power transformers of 10/0,4 kV is made. The factors which influence on the efficiency of power equipment are defined. The results of experimental research in case of failure of power transformers 10/0,4 kV in rural electric networks are given. The classification of failure is represented according to the elements, reasons and months of the year. The results of diagnostics of long-working transformers are examined and the evaluation of the technical state is made. It is found that the vain failure is the spire circuit which can exist for a long time without influence on the electricity and increasing expenses for servise of power transformers in case of their maintenance. Non-failure operation of the internal insulation (main, spiral), failure of which is 70,8% of the part of spiral is 55,2%. The break-down of insulation in case of internal overstrain is 34,4%, in case of storm is 20,8%. The overstrains and the influence of the environment as a rule cause spire circuit of high voltage winding, which lead to worsening of windings of the relative body.

The strategy of transformers maintenance according to the evaluation of the technical state on the basis of the results of the diagnostics is offered. The structure of the efficient strategy of technical servise ofpower transformers 10/0,4 kV is defined and the plan containing the next main elements is made: functional modeling of research of the transformers according to regional (climate) peculiarities of exploration and taking Technical Servise and Technical Regulations in real condition; determination of the economic optimal criterion for all the alternative approaches (there are 3 approaches in the article); optimisation of economic optimal criterion of the alternative approaches and the choice of the controlling influence on the object under research on the basis of minimization; realization of the system of Technical Servise and Technical Regulations of the power transformers according to the real state.

References

1. Kotikov V.I., Rybakov L.M., Stolyarov S.V. Analiz tekhnicheskogo sostoyaniya raspredeli-tel'nykh setei 10-35 kV [Analysis of technical condition of distributive networks of 10-35 kV]. Metody i sredstva tekhnicheskoi diagnostiki: sb. nauch. st. Mezhdunar. mezhvuz. shk.-seminara [Methods and means of technical diagnostics: collection of scientific articles of the international interuniversity workshop]. Yoshkar-Ola, 2000, iss. XVII, pp. 140-145.

2. Kustov S.S. Sovershenstvovanie sistemy kapital'nykh remontov transformatorov na napryaz-henie 6-35 kv raspredelitel'nykh elektricheskikh setei: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk [Improvement of system of capital repairs of transformers on voltage of 6-35 kV of distributive electric networks. Diss. Abstract]. Moscow, 1981, 173 p.

3. Makarova N.L., Rybakov L.M. Kompleksnaya otsenka sostoyaniya silovykh transformatorov [Complex assessment of a condition of power transformers]. Dostizheniya nauki - agropromyshlen-nomu proizvodstvu: materialy XLIX Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. [Proc. of XLIX Inr. Sci. Conf. «Achievements of science - to agro-industrial production »]. Chelyabinsk, 2010, part. 2, pp. 335-341.

4. Makarova N.L. Akhmetshin R.S. Diagnostirovanie sostoyaniya izolyatsii silovykh transformatorov sel'skikh elektricheskikh setei [Diagnosing of a condition of isolation of power transformers of rural electric networks]. Moscow, 2012, 90 p.

5. Nevskii A. Upravlenie aktivami energetiki [Management of power assets]. Energorynok, 2006, no. 10, pp. 1-8.

6. Ovcharov V.V. Ekspluatatsionnye rezhimy raboty i nepreryvnaya diagnostika elektri-cheskikh mashin v sel'skokhozyaistvennom proizvodstve [Operational operating modes and continuous diagnostics of electrical machines in agricultural production]. Kiev, 1990, 168 p.

7. Rybakov L.M. Metody i sredstva obespecheniya rabotosposobnosti elektricheskikh raspredelitel'nykh setei 10 kV [Methods and means of ensuring of operability of electric distributive networks of 10 kV]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 2004, 422 p.

8. Rybakov L.M., Soshnikov A.E., Solov'ev D.G. Analiz prichin avariinykh otklyuchenii v raspredelitel'nykh setyakh 10-35 kV [The analysis of the reasons of emergency shutdowns in distributive networks of 10-35 kV]. Elektrika [Electrician], 2001, № 3, pp. 16-20.

9. Rybakov L.M., Shumeleva E.S., Solov'ev D.G. Analizpovrezhdenii v raspredelitel'nykh setei 10 kV [The analysis of damages in distributive networks of 10 kV]. Mekhanizatsiya i elektrifkatsiya sel'skogo khozyaistva [Mechanization and electrification of agriculture], 2003, no. 1, pp. 25-27.

10. Rybakov L.M., Stolyarov S.V., Naumov E.N. Tekhnicheskoe sostoyanie setei 10 kV [Technical condition of networks of 10 kV]. Elektrika [Electrician], 2002, no. 2, pp. 19-21.

11. Sushkov V.V, Rovkina N.G., Zyabkin A.A. Issledovanie prichin vozniknoveniya defektov silovykh transformatorov, pitayushchikh ustanovki pogruzhnykh eletkrotsentrobezhnykh nasosov nef-tyanykh skvazhin [Research of the causes of defects of the power transformers feeding installations submersible the eletkrotsentrobezhnykh of pumps of oil wells]. Omskii nauchnyi vestnik [Omsk scientific bulletin], 2012, no. 3(113), pp. 231-235.

KANYUGIN OLEG - Post-Graduate Student of Power Supply and Technical Diagnostics Department, Mari State University, Russia, Yoshkar-Ola (kanyugin@mail.ru).

MAKAROVA NADEZHDA - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Power Supply and Technical Diagnostics Department, Mari State University, Russia, Yoshkar-Ola (eef@marsu.ru).

Ссылка на статью: Канюгин О.И., Макарова Н.Л. Стратегия обслуживания силовых трансформаторов в сельских электрических сетях 10 кВ по результатам диагностирования // Вестник Чувашского университета. - № 3. - С. 58-67.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.