Experience in determining technical condition and evaluating the lifetime of transformers based on the results of a comprehensive diagnostic examination

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article considers a comprehensive approach to assessing the residual lifetime for transformers with a significant service of more than 30 years. Using the example of a comprehensive diagnostic examination of two transformers, it is demonstrated that transformers have different options for aging the active part and the approach to resource assessment should be different. The first option is a uniform general «aging» of the active part, the fact of aging affects reliability after 50–60 years. The second option is the occurrence of a local defective node with vibration (VIBRO) and electric discharge phenomena (ERA), the defect appears spontaneously after 15–25 years.

The appearance of critical defects can be recorded on-line using innovative techniques. The processes that determine the aging of the nodes of the active part are the phenomena of «VIBRO»–«ERA»–«THERMO»–«HARG». By analyzing the parameters and dynamics of phenomena, it is possible to assess the technical condition and resource. This approach is confirmed by the analysis of the technical condition of typical variants of defects in transformers.

About the authors

Igor V. Yaroshenko

Shakhty Automobile Institute (branch) South-Russian State Polytechnic University named after M. I. Platov

Author for correspondence.
Email: igoryaroshenko@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-3287-5012

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Mechanization and Automation of the Road Industry Department

Russian Federation, Shakhty

Victoria V. Nosenko

Shakhty Automobile Institute (branch) South-Russian State Polytechnic University named after M. I. Platov

Email: vvnosenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3003-8440
SPIN-code: 1829-0233

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Mechanization and Automation of the Road Industry Department

Russian Federation, Shakhty

Maria Sergeevna Altunina

Shakhty Automobile Institute (branch) South-Russian State Polytechnic University named after M. I. Platov

Email: mariyaltunina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5598-2564
SPIN-code: 5438-7181

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Mechanization and Automation of the Road Industry Department

Russian Federation, Shakhty

Yuri P. Aksenov

LLC «High voltage measuring complexes and systems»

Email: diacsnew@list.ru

Doctor of Technical Sciences, Leading Engineer in Scientific and Technical Information

Russian Federation, Balakovo

References

  1. STO 34.01-23.1-001–2017. Ob”yem i normy ispytaniy elektrooborudovaniya [Scope and standards for tests of electrical equipment]. URL: https://stds.ru/document/СТО%2034.01-23.1-001-2017.pdf (accessed: 14.08.2024). (In Russ.).
  2. Ob utverzhdenii metodiki otsenki tekhnicheskogo sostoyaniya osnovnogo tekhnologicheskogo oborudovaniya i liniy elektroperedachi elektricheskikh stantsiy i elektricheskikh setey: prikaz Ministra energetiki RF ot 26 iyulya 2017 g. № 676 [On approval of the methodology for assessing the technical condition of the main process equipment and transmission lines of electric power plants and power grids: order of the Minister of Energy of the Russian Federation dated July 26, 2017. No. 676]. Available at ConsultantPlus. (In Russ.).
  3. STO RusGidro 02.03.77–2015. Gidroelektrostantsii. Pravila prodleniya sroka sluzhby osnovnogo oborudovaniya v protsesse ekspluatatsii. Normy i trebovaniya. [Hydroelectric power plants. Rules for extending the service life of main equipment during operation. Norms and requirements]. URL: https://standartgost.ru/g/СТО_РусГидро_02.03.77-2011 (accessed: 14.08.2024). (In Russ.).
  4. MU 1.2.1.16.0220–2014. Otsenka sostoyaniya i prodleniye sroka sluzhby silovykh transformatorov, avtotransformatorov, shchntiruyushchikh reaktorov i ikh vvodov [Assessment of the condition and prolongation of the service life of power transformers, autotransformers, shunt reactors and their inputs]. URL: https://gisprofi.com/gd/documents/mu-1-2-1-16-0220-2014-otsenka-sostoyaniya-i-prodlenie-sroka-sluzhby.html (accessed: 14.08.2024). (In Russ.).
  5. Aksenov Yu. P., Golubev A. V., Zavidey V. I. [et al.]. Rezul’taty dlitel’noy periodicheskoy diagnostiki silovykh transformatorov [Results of long-term periodic diagnostics of power transformers]. Electro. 2006. No. 1. P. 28–35. EDN: KVHYPH. (In Russ.).
  6. Zhukov A., Kornev M., Tsvetayev S. Povrezhdeniya silovogo transformatora. Sposoby predotvrashcheniya [Damages of the power transformer. Methods of prevention] // Novosti elektrotekhniki. Electrical Engineering News. 2015. No. 1. P. 36–28. (In Russ.).
  7. L’vova M. M., L’vov M. Yu., Komarov V. B. [et al.]. O snizhenii riska povrezhdeniya silovykh transformatorov napryazheniyem 110 kV i vyshe, soprovozhdayushchikhsya vnutrennimi KZ [On reducing the risk of damage to power transformers with a voltage of 110 kV and above, accompanied by internal short circuits]. Elektricheskiye stantsii. Electrical Stations. 2014. No. 9. P. 41–48. EDN: SVVBOT. (In Russ.).
  8. Petrova V. V. Rezul’taty dlitel’noy periodicheskoy diagnostiki silovykh transformatorov [Results of long-term periodic diagnostics of power transformers] // International Scientific Review of the Problems and Prospects of Modern Science and Education. Collection of scientific articles of XLVII International correspondence scientific and practical conference. Boston, USA. P. 34–37. (In Engl.).
  9. Erdyakov M. A., Mikhaylov P. M. Metody diagnostiki silovykh transformatorov [Methods of diagnostics of power transformers] // Razvitiye nauchnoy, tvorcheskoy i innovatsionnoy deyatel’nosti molodezhi. Lesnikovo. 2017. P. 48–51. EDN: YROLUL. (In Russ.).
  10. Molchanov M. V., Tolkachev V. M., Tolkachev Ya. M., Koshelev Yu. I. Prognozirovaniye ostatochnogo sroka sluzhby silovykh maslyanykh transformatorov na osnovanii dannykh monitoringa [Forecasting the remaining service life of power oil transformers based on monitoring data] // Energetika. Tekhnologii, apparaty i mashiny zhizneobespecheniya. Anapa, 2021. P. 184–198. EDN: DNFBKV. (In Russ.).
  11. Ovchinnikov V. K., Khal’yasmaa A. I. Metody interpretatsii rezul’tatov khromatograficheskogo analiza masla transformatornogo oborudovaniya [Interpretation methods of dissolved gas chromatography of power transformer equipment]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta. Kazan State Power Engineering University Bulletin. 2021. Vol. 13, no. 1 (49). P. 177–190. EDN: XUGCJT. (In Russ.).
  12. Serebryakov A. S., Semenov D. A., Stepanov S. E. Analiz rezul’tatov izmereniy parametrov izolyatsii silovykh maslyanykh transformatorov [Analysis of measurement results of insulation parameters of power oil transformers]. Vestnik NGIEI. Bulletin NGIEI. 2020. No. 6 (109). P. 24–35. EDN: IOMTBE. (In Russ.).
  13. Vlasenko S. A. Diagnostika silovogo oborudovaniya elektroenergeticheskikh sistem [Diagnostics of power equipment of electric power systems]. Khabarovsk, 2019. 98 p. EDN: JGMSWT. (In Russ.).
  14. Gomazkov D. S., Kirnosov M. S., Zenina E. G. Analiz kriteriyev otsenki ostatochnogo resursa obmotok silovykh transformatorov [Analysis of criteria for evaluating the residual life of windings of power transformers] // Naukoyemkiye innovatsionnyye tekhnologii i ekologicheskaya bezopasnost’ v energetike. 15–17 May 2018. Volzhsky, 2019. P. 59–64. (In Russ.).
  15. Babitskiy A. Primeneniye metoda otsenki sostoyaniya i upravleniya parkom silovykh transformatorov. [Application of the method of assessing the condition and management of the power transformers fleet]. Vesti v elektroenergetike. News in the Electric Power Industry. 2018. No. 5 (97). P. 66–71. EDN: REMIIN. (In Russ.).
  16. Ob utverzhdenii rukovodstva po bezopasnosti pri ispol’zovanii atomnoy energii «Ustanovleniye i metody monitoringa resursnykh kharakteristik elektrotekhnicheskogo oborudovaniya»: prikaz Federal’noy sluzhby po ekologicheskomu, tekhnologicheskomu i atomnomu nadzoru ot 13 oktyabrya 2017 g. № 429 [On approval of the guidelines for safety in the use of atomic energy «Establishment and methods of monitoring the service life characteristics of electrical equipment»: order of the Federal environmental, industrial and nuclear supervision service No. 429 of 13 October 2017]. Available at ConsultantPlus. (In Russ.).
  17. Vinogradova L. V., Ignat’yev E. B., Popov G. V. [et al.]. K voprosu prodleniya resursa silovykh transformatorov elektricheskikh stantsiy na primere KGRES [On the issue of extending the life of power transformers of electric power plants on the example of KGRES] // Povysheniye effektivnosti raboty TES. Trudy IGEU. Improving the efficiency of thermal power plants. Works of IGEU. Vol. 3. Ivanovo, 1999. P. 147–157. EDN: RCKRBF. (In Russ.).
  18. Khrennikov A. Yu., Vakhnina V. V., Kuvshinov A. A., Aleksandrov N. M. Silovyye transformatory v elektricheskikh setyakh: ispytaniya, normativnyye dokumenty. Chast’ 1 [Power transformers in electrical networks: tests, regulatory documents. Part 1]. Bibliotechka elektrotekhnika. The Library of Electrical Engineering. 2021. No. 6 (270). P. 1–99. EDN: HBBUCX. (In Russ.).
  19. Nikolayeva S. I., Korchagin D. A. Analiz sistem izmereniya chastichnykh razryadov v izolyatsii transformatora [Analysis of partial discharge measurement systems in transformer insulation] // Mirovyye nauchno-tekhnologicheskiye tendentsii sotsial’no-ekonomicheskogo razvitiya APK i sel’skikh territoriy. Volgograd, 2018. P. 464–469. EDN: XVTMJV. (In Russ.).
  20. Aksenov Y. P., Yaroshenko I. V., Andreev A. V., Noé G. On-line transformer diagnostic methods synergy based on discharge and vibration events measurements and location // Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics & Drives (SDEMPED). 2011. P. 437–443. doi: 10.1109/DEMPED.2011.6063660. (In Engl.).
  21. Monastyrskiy A. Silovyye transformatory. Sovremennyye printsipy postroyeniya sistem nepreryvnogo kontrolya [Power transformers. Modern principles of building continuous monitoring systems]. Novosti Elektrotekhniki. Electrical Engineering News. 2014. No. 6. P. 42–43. (In Russ.).
  22. Gubarev V. A. Sovremennyye metody vibratsionnogo kontrolya vysokovol’tnykh transformatorov [Modern methods of vibration control of high voltage transformers] // Innovatsionnyy put’ razvitiya kak otvet na vyzovy novogo vremeni. Ufa, 2021. P. 23–26. EDN: RCJFUE. (In Russ.)
  23. Mikhaylov D. N. Protsess provedeniya teplovizionnogo kontrolya silovykh transformatorov 35–110 Kv i analiz poluchennykh rezul’tatov [The process of thermal imaging control of 35–110 Kv power transformers and analysis of the results obtained] // Informatsionnye Tekhnologii, Energetika i Ekonomika. In 3 Vols. Smolensk, 2019. Vol. 1. P. 47–51. ISBN 978-5-91412-413-4. EDN: DYWTSI. (In Russ.).
  24. STO 34.01-23-003–2019. Metodicheskiye ukazaniya po tekhnicheskomu diagnostirovaniyu razvivayushchikhsya defektov maslonapolnennogo vysokovol’tnogo elektrooborudovaniya po rezul’tatam analiza gazov, rastvorennykh v mineral’nom transformatornom masle [Methodological guidelines for technical diagnostics of developing defects of oil-filled high-voltage electrical equipment based on the results of gases dissolved in mineral transformer oil analysis]. URL: https://sibenedia.ru/assets/images/STO_34.01-23-003-2019.pdf (accessed: 01.08.2024). (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».