Діагностика технічного стану високовольтного обладнання під робочою напругою

Автор(и)

  • Олександр Анатолійович Сахно ТОВ «ЕНЕРГОАВТОМАТИЗАЦІЯ», Україна https://orcid.org/0000-0002-3283-3731
  • Людмила Степанівна Скрупська Національний університет «Запорізька політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-9494-1009
  • Костянтин Валерійович Одіяка Національний університет «Запорізька політехніка», Україна https://orcid.org/0009-0001-4583-3845
  • Володимир Валентинович Василевський Національний університет «Запорізька політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-6220-8398
  • Сергій Іванович Шило Національний університет «Запорізька політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-4094-6269

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.325777

Ключові слова:

системи онлайн моніторингу, трансформаторне масло, попередження аварійних випадків, аналіз розчинених газів, частковий пробій ізоляції

Анотація

Об’єкт дослідження – системи безперервного контролю технічного стану маслонаповненого високовольтного електротехнічного обладнання в процесі експлуатації, що використовуються для автоматизованого діагностування технічного стану обладнання, прогнозу ресурсу та зменшення вірогідності аварійних випадків.

Робота присвячена пошуку можливостей зниження витрат на системи безперервного контролю, з врахування воєнного стану в Україні. Проблема зумовлена необхідністю застосування таких систем для підвищення безпеки персоналу та надійності енергопостачання, зниження ризиків відмов внаслідок погіршення технічного стану обладнання через непередбачуване вичерпання ресурсу або прискорений розвиток прихованих дефектів через воєнні дії (наднормовані струми короткого замикання, перенапруги). Але з врахування того, що відновлення електроенергетичної структури України відбувається в умовах обмежених фінансових ресурсів, одним з важливих завдань є застосування систем безперервного контролю з оптимальним співвідношенням ціна/діагностичні можливості для забезпечення необхідного рівня діагностики з скороченням матеріальних затрат на такі системи.

В роботі наведено результати аналітичного дослідження експлуатації систем неперервного контролю, що експлуатуються на різних електроенергетичних об’єктах протягом останніх 20 років. Запропонований у даному дослідженні підхід до діагностики під робочою напругою спрямований, перш за все, на запобігання аварійних ситуацій, викликаних найбільш частими причинами аварійних випадків, пов’язаних з: частковим перекриттям конденсаторної ізоляції, ростом відносного вологонасичення трансформаторного масла, появою розчинених газів у маслі. Застосування такого підходу дозволить підвищити надійність енергетичної інфраструктури та покращити стратегії виявлення несправностей та профілактичного обслуговування при зниженні витрат на організацію автоматизованої діагностики по відношенню до звичайних систем безперервного контролю стану високовольтного обладнання, які активно встановлюються на електроенергетичних об’єктах України в останні роки.

Біографії авторів

Олександр Анатолійович Сахно, ТОВ «ЕНЕРГОАВТОМАТИЗАЦІЯ»

Кандидат технічних наук, виконавчий директор, головний електрик

Людмила Степанівна Скрупська, Національний університет «Запорізька політехніка»

Кафедра електричних та електронних апаратів

Костянтин Валерійович Одіяка, Національний університет «Запорізька політехніка»

Кафедра електричних і електронних апаратів

Володимир Валентинович Василевський, Національний університет «Запорізька політехніка»

Кандидат технічних наук

Кафедра електричних і електронних апаратів

Сергій Іванович Шило, Національний університет «Запорізька політехніка»

Кафедра електричних і електронних апаратів

Посилання

  1. Sakhno, A. A., Konograi, S. P. (2017). Diagnostika vysokovoltnogo oborudovaniia s primeneniem sistem nepreryvnogo kontrolia AFE-T. Energetika ta elektrifіkatcіia, 10/11, 6–12.
  2. Reva, I., Bialobrzheskyi, O., Todorov, O., Bezzub, M. (2022). Review of electric methods and systems for monitoring power transformers in the SMART GRID environment. Electrical Engineering and Power Engineering, 1, 30–41. https://doi.org/10.15588/1607-6761-2022-1-3
  3. Tenbohlen, S., Jagers, J., Vahidi, F. (2017). Standardized survey of transformer reliability: On behalf of CIGRE WG A2.37. 2017 International Symposium on Electrical Insulating Materials (ISEIM), 593–596. https://doi.org/10.23919/iseim.2017.8166559
  4. Meng, J., Singh, M., Sharma, M., Singh, D., Kaur, P., Kumar, R. (2021). Online Monitoring Technology of Power Transformer based on Vibration Analysis. Journal of Intelligent Systems, 30 (1), 554–563. https://doi.org/10.1515/jisys-2020-0112
  5. Sikorski, W., Walczak, K., Gil, W., Szymczak, C. (2020). On-Line Partial Discharge Monitoring System for Power Transformers Based on the Simultaneous Detection of High Frequency, Ultra-High Frequency, and Acoustic Emission Signals. Energies, 13 (12), 3271. https://doi.org/10.3390/en13123271
  6. Research and Design of Power Transformer Online Monitoring System. (2024). Journal of Electrotechnology, Electrical Engineering and Management, 7 (2), 149–155. https://doi.org/10.23977/jeeem.2024.070219
  7. Ali, M. S., Abu Bakar, A. H., Omar, A., Abdul Jaafar, A. S., Mohamed, S. H. (2023). Conventional methods of dissolved gas analysis using oil-immersed power transformer for fault diagnosis: A review. Electric Power Systems Research, 216, 109064. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2022.109064
  8. de Faria, H., Costa, J. G. S., Olivas, J. L. M. (2015). A review of monitoring methods for predictive maintenance of electric power transformers based on dissolved gas analysis. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 46, 201–209. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.02.052
  9. Gmati, G., Picher, P., Arroyo-Fernandez, O., Fofana, I., Rebaine, D., Rao, U. M. (2022). Impact of Insulation Degradation on the Thermal and Moisture Models of Oil Filled Power Transformers. 2022 IEEE Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP), 376–379. https://doi.org/10.1109/ceidp55452.2022.9985327
  10. Guerrero, J. M., Castilla, A. E., Fernandez, J. A. S., Platero, C. A. (2021). Transformer Oil Diagnosis Based on a Capacitive Sensor Frequency Response Analysis. IEEE Access, 9, 7576–7585. https://doi.org/10.1109/access.2021.3049192
  11. Ansari, M. A., Martin, D., Saha, T. K. (2019). Investigation of Distributed Moisture and Temperature Measurements in Transformers Using Fiber Optics Sensors. IEEE Transactions on Power Delivery, 34 (4), 1776–1784. https://doi.org/10.1109/tpwrd.2019.2924271
  12. Jerbic, V., Keitoue, S., Puskaric, J., Tomic, I. (2024). Improving the Reliability of Online Bushing Monitoring. Journal of Energy – Energija, 73 (1), 18–23. https://doi.org/10.37798/2024731511
  13. Pravyla ulashtuvannia elektroustanovok (2017). Zatverdzheno Nakaz Ministerstva enerhetyky ta vuhilnoi promyslovosti Ukrainy No. 476. 21.07.2017. Available at: https://sies.gov.ua/storage/app/sites/4/uploaded-files/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE.%20%D0%9D%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%B7%D0%B8%20%D0%9C%D1%96%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE/Nakaz%20476%20vid%2021.07.2017/stranitsy-iz-pue-skan1.pdf
  14. SOU-N MPE 40.1.46.301:2006. Proverka yzoliatsyy transformatorov toka 330-750 kV pod rabochym napriazhenyem (2006). Kyiv: GRIFRE: Ministry of Energy and Energy of Ukraine, 31.
  15. Sokolov, V., Kanninhem, M., Skelli, D., Vanin, B., Berezhnyi, V. (2007). Efektyvnist metodiv vyznachennia vmistu volohy olii sylovykh transformatoriv. SIHRE, 12.
  16. EARA.421451.001-027. Systema bezperervnoho kontrolia sylovoho transformatornoho obladnannia SAFE-T. Kerivnytstvo operatora (2024). TOV “ENERHOAVTOMATYZATsIIa”. Zaporizhzhia, 65.
  17. SOU-N EE 46.501:2006. Diahnostyka maslonapovnenoho transformatornoho obladnannia za rezultatamy khromatohrafichnoho analizu vilnykh haziv, vidibranykh iz hazovoho rele, i haziv, rozchynenykh u izoliatsiinomu masli. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/document.html?id_doc=70928
  18. WANO SOER 2011-1: Report on significant operating experience (2011). World Association of Nuclear Operators.
  19. CIGRE (TB No. 409, 2010): Report on Gas Monitor for Oil-Filled Electrical Equipment, Recommendations and Methods for Interpreting Concentration Measurement Results (2010). CIGRE.
  20. IEEE C 57104: IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers (2009). Institute of Electrical and Electronics Engineers, United States of America.
  21. IEC 60599:2015: Mineral oil-impregnated electrical equipment in service – Guide to the interpretation of dissolved and free gases analysis (2015). International Standard.
  22. Berezhnyi, V. M. (2019). On-lain monitorynh transformatornoho obladnannia po rozchynenym v masli hazakh. Ekspluatatsiia, diahnostuvannia, remont transformatoriv ta inshoho sylovoho obladnannia, diahnostyka transformatornykh olyv. Bezpeka personalu pry vykonanni robit z ekspluatatsii ta remontu. Normatyvna baza v enerhetytsi Ukrainy. Mizhnarodnyi ta vitchyznianyi dosvid. Lviv.
  23. Sakhno, O. A., Domoroshchyn, S. V., Skrupska, L. S. (2021). Monitoring of Gas Concentrations Dissolved in Transformer Oil During Operation of Power Transformer Equipment. Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, 159 (6), 44–50. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-159-6-44-50
Diagnostics of the technical state of high-voltage equipment under operating voltage

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-03-31

Як цитувати

Сахно, О. А., Скрупська, Л. С., Одіяка, К. В., Василевський, В. В., & Шило, С. І. (2025). Діагностика технічного стану високовольтного обладнання під робочою напругою. Technology Audit and Production Reserves, 2(1(82), 35–44. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.325777

Номер

Том 2 № 1(82) (2025): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Електротехніка та промислова електроніка

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Oleksandr Sakhno, Liudmyla Skrupska, Kostiantyn Odiyaka, Volodymyr Vasylevskyi, Serhii Shylo

Creative Commons License

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

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.