Расчет весовых коэффициентов для оценки индекса технического состояния силовых трансформаторов 35 кВ и выше

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет весовых коэффициентов для оценки индекса технического состояния силовых трансформаторов 35 кв и выше

Антонов В.О.

Аннотация

В работе на основании частоты отказов рассчитаны и предложены весовые коэффициенты групп параметров и функциональных узлов для расчета индекса технического состояния силовых трансформаторов с разделением по классу напряжения.

Ключевые слова: индекс технического состояния, весовой коэффициент, группа параметров, трансформатор, класс напряжения, расчет.

Abstract

Antonov V.O.

CALCULATION OF WEIGHTING COEFFICIENTS FOR ASSESSING TECHNICAL CONDITION INDEX OF POWER TRANSFORMERS 35 KV AND ABOVE

In the paper on the basis of failure rate the weight coefficients of groups of parameters andfunctional units for calculation of technical condition index ofpower transformers with division by voltage class are calculated and proposed.

Keywords: technical condition index, weighting factor, parameter group, transformer, voltage class, calculation.

Анализ существующих методик оценки индекса технического состояния силовых трансформаторов.

Действующий метод расчета индекса технического состояния (ИТС) энергетического оборудования описан в приказе Министерства Энергетики РФ от 26.07.2017 №676 «Об утверждении методики оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей» (далее - Методика) [1].

Оценка технического состояния осуществляется путем сопоставления фактических значений параметров технического состояния узлов с предельнодопустимыми значениями, а также соответствия требованиям, установленными нормативно-технической документацией (НТД) и (или) конструкторской -(проектной) документацией организаций изготовителей.

ИТС принимает значения в диапазоне от 0 (наихудшее значение) до 100 (наилучшее значение) с округлением до целого числа. Он рассчитывается с помощью весовых коэффициентов и значений параметров узлов, указанных в Методике.

Силовые трансформаторы (автотрансформаторы), в отношении которых применима Методика, относятся к классу напряжения 35 кВ и выше. В табл. 1 показан частный случай распределения по Методике весовых коэффициентов для групп параметров и узлов трансформатора без РПН с высоковольтным герметичным вводом с твердой изоляцией класса напряжения 500 кВ.

Таблица 1. Оценка групп параметров функциональных узлов трансформатора без РПН с высоковольтным герметичным вводом с твердой изоляцией класса напряжения 500 кВ по действующему методу расчета ИТС.

Автор экспертно-диагностической информационной системы (ЭДИС) управления техническим обслуживанием высоковольтного электрооборудования «Альбатрос» [2] предлагает принципиально другой подход к оценке ИТС. Он определяется на основе вида предполагаемого дефекта, а не суммой контролируемых параметров, превышающих регламентируемые значения. При этом ИТС каждого вида контроля рассчитывается с помощью коэффициентов, отражающих:

оценку тяжести и опасности вида дефекта каждого измерения (значение зависит от вида дефекта, идентифицируемого ЭДИС),

оценку скорости развития дефекта каждого измерения (значение зависит от оценки трендов контролируемых параметров, проведенных ЭДИС),

оценку истории эксплуатации и длительности наблюдения развития дефекта каждого измерения (значение зависит от рекомендаций ЭДИС).

ЭДИС рассчитывает интегральный ИТС трансформатора как взвешенное среднее число индексов состояния, определенных по результатам традиционных и специальных методов контроля с помощью:

коэффициента важности каждого вида измерения, учитывающего достоверность, чувствительность и регулярность проведения разных видов контроля,

максимального значения коэффициентов каждого измерения, которое используется при нормировке результата.

Оценка итогового ИТС трансформатора по рассматриваемой методике принимает значения от 0 (исправное состояние) до 10 (ремонт экономически не целесообразен или невозможен).

Для дальнейшей работы принят подход, утвержденный в приказе Министерства Энергетики РФ. В данной статье предлагается корректировка весовых коэффициентов, заданных в Методике, на основании анализа статистики технологических отказов узлов силовых трансформаторов. Предлагаемый подход учитывает класс напряжения и наличие РПН у трансформатора.

Расчет весовых коэффициентов для функциональных узлов.

Расчет вводимых весовых коэффициентов для функциональных узлов (ФУ) основан на частоте отказов соответствующих узлов по результатам анализа статистики отказов для различных классов напряжения [3]. Приняты следующие допущения:

«система охлаждения», «бак» и «упуск масла» относятся к ФУ «вспомогательное оборудование» в соответствии с Методикой,

ФУ «изоляционная система» не участвовал в анализе статистики отказов, но из соображений важности сохранения качества масла принято приравнивать его по весу к наибольшему значению из остальных ФУ,

ФУ «обобщенный узел» не участвовал в анализе статистики отказов, его значение для трансформаторов с РПН принято оставить неизменным по Методике - 0,07,

для трансформаторов без РПН вес данного ФУ принято в равной ,степени разнести по остальным ФУ для трансформаторов 35 кВ в списке ФУ отсутствует «изоляционная система»,

«другое» из статистики принято не учитывать.

Далее показан пример расчета весовых коэффициентов ФУ для трансформаторов классов напряжения 330-500 кВ.

Составим табл. 2 известных и неизвестных значений весовых коэффициентов ФУ трансформаторов с РПН классов напряжения 330-500 кВ по рис. 16 в зависимости от их отношения и рассмотренных выше допущений.

Таблица 2. Расчет весовых коэффициентов функциональных узлов трансформаторов 330-500 кВ с РПН.

Рассчитанные значения весовых коэффициентов с учетом округления для получения в сумме 1 представлены в табл. 3.

Таблица 3. Весовые коэффициенты функциональных узлов трансформаторов 330-500 кВ с РПН.

Для трансформаторов без РПН принято распределить полученный для него весовой коэффициент в равной степени на все остальные ФУ: 0,151/6 = 0,025. Полученные значения с учетом округления для получения в сумме 1 представлены в табл. 4.

Таблица 4. Весовые коэффициенты функциональных узлов трансформаторов 330-500 кВ без РПН.

Расчет весовых коэффициентов для групп параметров.

Расчет вводимых весовых коэффициентов для групп параметров основан на собранной в [3] статистике причин и характера отказов определенных узлов трансформатора. По имеющимся данным можно определить и ввести весовые коэффициенты для групп параметров следующих ФУ: вводы, обмотки, РПН. Дифференцирование по классам напряжения трансформаторов в данном случае отсутствует. Однако учтены отличающиеся для 35 кВ группы параметров по Методике.

Расчет принято производить для групп параметров следующих ФУ: герметичные вводы с твердой изоляцией, обмотки, магнитопровод, РПН.

Высоковольтные вводы герметичные с твердой изоляцией.

Для вводов с твердой изоляцией трансформаторов от 110 кВ по Методике выделены 2 группы параметров: общие сведения и состояние изоляции. Рассматривая список параметров этих групп и сопоставляя их со статистикой причин отказов из [3], можно составить табл. 5 для определения весовых коэффициентов групп параметров.

Таблица 5. Определение весовых коэффициентов групп параметров вводов с твердой изоляцией трансформаторов 110 кВ и выше.

Для вводов трансформаторов 35 кВ по Методике выделена только одна группа параметров - общие сведения. Поэтому ее весовой коэффициент равен 1.

Обмотки.

Для обмоток трансформаторов от 110 кВ по Методике выделены следующие группы параметров: состояние геометрии обмотки, состояние обмотки, состояние изоляции, состояние твердой изоляции, группа ресурсоопределяющих параметров. Последняя группа является важнейшим показателем для оценки технического состояния обмоток, поэтому принято ввести для нее весовой коэффициент, равный сумме всех остальных групп для данного ФУ - 0,5. Рассматривая список параметров остальных групп и сопоставляя их со статистикой характера отказов из [3], можно составить табл. 6 для определения весовых коэффициентов групп параметров.

Таблица 6. Определение весовых коэффициентов групп параметров обмоток трансформаторов 110 кВ и выше.

Для групп параметров трансформаторов 35 кВ расчет аналогичен. Единственное различие - вместо группы «состояние твердой изоляции» - «состояние масла».

РПН.

Для РПН трансформаторов всех классов напряжения по Методике выделены 2 группы параметров: состояние изоляционной системы (масло), состояние механизмов привода и контактора. Отклонения параметров из последней группы относятся к механическому характеру повреждения. Поэтому, в соответствии с [3] принято ввести для данной группы весовой коэффициент 0,55, а для оставшейся - состояние изоляционной системы (масло) - 0,45.

Магнитопровод.

Для магнитопровода трансформаторов всех классов напряжения по Методике выделены следующие группы параметров: потери холостого хода, локальный нагрев бака, состояние магнитопровода, группа ресурсоопределяющих параметров. Последняя группа является важнейшим показателем для оценки технического состояния обмоток, поэтому принято ввести для нее весовой коэффициент, равный сумме всех остальных групп для данного ФУ - 0,5. Остальные группы, ввиду отсутствия статистики причин и характера отказов, на которую можно было бы сделать упор для расчетов, принято распределить во весу пропорционально Методике, что отображено в табл. 7.

Таблица 7. Определение весовых коэффициентов групп параметров магнитопровода.

Результаты расчета весовых коэффициентов.

Результаты расчета представлены в табл. 8-11 с весовыми коэффициентами групп параметров и ФУ трансформаторов с РПН с разделением по классу напряжения.

Таблица 8. Весовые коэффициенты групп параметров и ФУ трансформатора 35 кВ с РПН.

Таблица 9. Весовые коэффициенты групп параметров и ФУ трансформатора 110 кВ с РПН.

Таблица 10. Весовые коэффициенты групп параметров и ФУ трансформатора 220 кВ с РПН.

Таблица 11. Весовые коэффициенты групп параметров и ФУ трансформатора 330-500 кВ с РПН.

Таким образом, на основе частоты отказов функциональных узлов трансформаторов 35 кВ и выше получены весовые коэффициенты групп параметров и самих узлов с распределением по классу напряжения. Полученные результаты могут быть использованы для расчета ИТС трансформаторов 35-500 кВ с герметичными высоковольтными вводами с твердой изоляцией. силовой трансформатор напряжение

Список литературы

1. Об утверждении методики оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей : приказ Министерства энергетики Российской Федерации от 26 июля 2017 г. № 676. - 54 с;

2. Давиденко И. В. Индекс технического состояния: улучшение методики расчета на основе опыта работы ЭДИС «Альбатрос» // Силовые и распределительные трансформаторы. Реакторы. Системы диагностики. Материалы XXIII Международной научнотехнической и практической конференции Международной Ассоциации делового сотрудничества по трансформаторам, высоковольтной аппаратуре, электротехнической керамике и другим комплектующим изделиям и материалам «ТРАВЭК». - 2016. - С. 10;

3. Антонов В. О. Анализ статистики технологических отказов функциональных узлов силовых трансформаторов 35 кВ и выше / В. О. Антонов // Вестник науки. - 2024. - Т. 4, № 1(70). - С. 755-762

Размещено на Allbest.ru