CC BY
48
УДК 621.314:543.42
СПЕКТРАЛЬНЫЙ МЕТОД ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА
В.К. КОЗЛОВ, М.Ш. ГАРИФУЛЛИН, Р.А. ГИНИАТУЛЛИН,
Казанский государственный энергетический университет
В результате проведённых исследований установлена корреляционная связь между интенсивностью в спектрах люминесценции трансформаторных масел и ипр и tg6, а также между коэффициентом пропускания масел и температурой
вспышки. В связи с установившимися зависимостями предлагается определять параметры масел спектральными методами.
На сегодняшний момент используются методы, позволяющие диагностировать масло только в лабораторных условиях. Они обладают рядом недостатков, а именно: высокой себестоимостью получения результатов, большой
трудоёмкостью, продолжительным временем получения результатов. Предлагается использовать спектральный метод, у которого эти недостатки отсутствуют при той же точности получения результатов, а перспективность его применения показана в работах [1-4].
Для проведения работ отобрано несколько образцов масел из разных трансформаторов, у которых определены такие параметры, как пробивное напряжение ипр и тангенс угла диэлектрических потерь tg6. Результаты
испытаний образцов масел представлены в таблице.
Таблица
Значения параметров масел
№ образца Марка масла со а р п tg5, при 90С Интенсивность люминесценции
1 ГК (0К) 40,4 0,27 0,221
2 ГК (3К) 44 0,15 0,172
3 ГК (7К) 37,2 0,12 0,183
4 ГК (7БК) 43,5 0,08 0,203
5 ГК (12Б) 37,1 0,17 0,104
6 ТКп (0К) 28,4 0,33 0,141
7 ТКп (9БК) 31,6 0,47 0,05
8 ТКп (9БК) 37,5 0,32 0,069
9 ТКп (28К) 32 0,3 0,05
В состав трансформаторного масла входят ароматические составляющие, наличие которых постоянно изменяется. Спектры люминесценций образцов масел с различными параметрами показаны на рис. 1.
Из спектров люминесценции образцов трансформаторных масел с различными значениями tg6 и Ї7пр видно, что интенсивность люминесценции
масла изменяется, но структура спектра сохраняется - это говорит об изменении количественного состава люминесцирующих молекул. На длине волны X = 400 нм наблюдается пик наибольшей интенсивности люминесценции масла. Именно на этой волне по полученным результатам и построена
© М.Ш. Гарифуллин, Р.А Гиниатуллин, В.К. Козлов Проблемы энергетики, 2006, № 11-12
зависимость значений tg6 от интенсивности люминесценции
трансформаторного масла (рис. 2).
Рис. 1. Спектры люминесценции трансформаторных масел с различными характеристиками
Из построенного графика прослеживается обратная корреляционная зависимость
/ = 0,21212638 - 0,28307464^5 с коэффициентом корреляции г=-0,621.
Рис. 2. График корреляционной зависимости интенсивности люминесценции трансформаторного масла на длине волны 400 нм от tg6
Отклонения значений исследуемых параметров у отдельных образцов масел показывают, что используемый в настоящее время лабораторный метод получения результатов основан на интерпретации косвенных измерений и не дает
однозначных сведений. Это подтверждает и практика наблюдений за диагностируемыми трансформаторными маслами, по результатам которой можно судить о том, что tg6 может быть «нормальным» для изоляции, находящейся в
неудовлетворительном состоянии, и наоборот [5].
На рис. 3 приведена прямая корреляционная зависимость между
значениями ипр и интенсивностью люминесценции трансформаторного масла:
1 = 0,1188151+0,00716968- ищ с коэффициентом корреляции г = 0,694 на длине волны I = 400 нм.
0,26
0,24
0,22
0,20
0,18
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
26
О.
00
28
30
32
34 36 38
Vнр» кВ
40
42
44
46
*/пр, кВ: Интенсивность: г - 0,6947; у = -0,118415147 + 0,00716968448
Рис 3. График корреляционной зависимости интенсивности люминесценции трансформаторного масла на длине волны 400 нм от и пр
Рис. 4. Зависимость температуры вспышки изоляционного масла от значений коэффициентов
пропускания в области 414 нм
Помимо того, проведены исследования спектров пропускания образцов трансформаторного масла с различной температурой вспышки. Как видно из рис.
4, здесь наблюдается прямая корреляционная зависимость между температурой
вспышки и коэффициентом пропускания трансформаторного масла, это объясняется улетучиванием из масла лёгких фракций под действием высокой напряженности электромагнитного поля и температуры в баке трансформатора.
Из полученных результатов можно сделать вывод о возможности внедрения и замене косвенных химических методов получения результатов спектральным методом, основанном на физико-химических изменениях в молекулах масла.
Все вышеперечисленные параметры масла и бумажной изоляции определяются одним прибором и могут быть вычислены одновременно как в стационарных условиях, так и полевых непосредственно у испытываемого оборудования или применяться постоянно в режиме реального времени.
Summary
As a result of the lead researches correlation communication between intensity in spectra of a luminescence of transformer oils both Unp and tgd, and also between factor propuskanija oils and temperature of flash is established. In connection with the established dependences it is offered to define parameters of oils spectral methods.
Литература
1. Валиуллина Д.М., Козлов В.К. Определение кислотного числа изоляционного масла по спектрам люминесценции // Известия вузов. Проблемы энергетики. - 2004. - № 9-10. - С. 144 -147.
2. Гарифуллин М.Ш., Козлов В.К., Широков А.В. Исследование показателей качества трансформаторного масла // Известия вузов. Проблемы энергетики. - 1993. - № 5-6. - С. 51-57.
3. Гарифуллин М.Ш. Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа концентрации присадки ионола и кислотного числа в изоляционных маслах: дис. канд. техн. наук. - Казань, 2001. - 148 с.
4. Митрофанов Г.А., Гарифуллин М.Ш., Козлов В.К. Применение спектроскопии в видимой и ближней ИК-области спектра для анализа изоляционных масел // Известия вузов. Проблемы энергетики. - 2001. - № 9-10. -С. 133-135.
5. Осотов В.Н. О проблемах организации диагностирования трансформаторного оборудования // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Вып. 27.: Материалы семинара «Современные проблемы производства, эксплуатации и ремонта трансформаторного оборудования» 21-26 июня 2004 г. - С.-Пб.: ПЭИПК, 2004. - С. 11-16.
