Хроматографический анализ растворенных газов в диагностике трансформаторов (стр. 9 )

Возвращаемся к примеру. Делим диапазон от 0 до 0,25 % об. на 10 интервалов от Aj до Aj+1. Предположим, первому интервалу от 0 до 0,025 % об. соответствует 12 анализов. Заносим это значение в таблицу по образцу табл. 4. Следующему интервалу – 8 анализов и т. д. Затем по вышеприведенным формулам определяем pj и Fj.

Таблица 4. Данные для построения интегральной функции распределения

j	Aj	Aj+1	nj	pj	Fj
1	0	0,025	12	0,15	0,15
2	0,025	0,05	8	0,1	0,25
3	0,05	0,075	12	0,15	0,4
4	0,075	0,1	5	0,0625	0,4625
5	0,1	0,125	8	0,1	0,5625
6	0,125	0,15	12	0,15	0,7125
7	0,15	0,175	10	0,125	0,8375
8	0,175	0,2	8	0,1	0,9375
9	0,2	0,225	4	0,05	0,9875
10	0,225	0,25	1	0,0125	1,0

По полученным значениям строим график функции распределения (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Определение граничной концентрации

по функции распределения

Теперь по построенной функции распределения можно определить граничную концентрацию для газа «Г». Для этого, как и в [8], задаемся Fj=0,9 и определяем Агр=0,175 % об. Это значение и надо рассматривать в качестве граничного для газа «Г».

При этом возникает вопрос. Почему граничное значение газа определяется при Fj=0,9? В этом случае мы должны априорно предполагать, что из 80 анализов газа «Г» 8 соответствуют дефектным трансформаторам. Если все анализы принадлежат разным объектам, то такой процент дефектных трансформаторов явно завышен. Если, в соответствие со статисткой выбрать Fj=0,98, то получим другое граничное значение для газа «Г» – А'гр=0,2 % об. Данный пример показывает, что выбор граничного значения для диагностического параметра не является однозначным процессом, и поэтому вряд ли имеет смысл стремиться к особому уточнению подобных значений.

На наш взгляд, наиболее целесообразно устанавливать не одно граничное значение, а два и, может быть, даже три–четыре, например, граничное значение (ограничивающее область нормального состояния), предельно допустимое значение и т. д.

5. МЕТОДИКИ ПОСТАНОВКИ ДИАГНОЗА

В данном разделе рассматриваются различные методики интерпретации результатов ХАРГ, которые в той или иной степени получили распространение. Назначение подобных методик состоит в получении ответов на два вопроса:

-  имеется ли дефект в объекте;

-  если дефект есть, то каков его характер.

Наличие дефекта во всех методиках предполагается в случае превышения хотя бы одним из семи газов соответствующего граничного значения. Иными словами, при выявлении подобного превышения вероятность наличия дефекта существенно повышается и персоналу рекомендуется уделять объекту повышенное внимание вплоть до момента, когда концентрации всех газов не снизятся до значений ниже граничных или объект не будет выведен в ремонт. Правомерность подобного подхода, видимо, оправдана, однако при этом возникают некоторые нюансы, которые иллюстрирует проведенный нами анализ многолетних (период около 25 лет) результатов ХАРГ восьми блочных трансформаторов на одной из крупных ГРЭС РФ (табл. 5.1).

Видно, что во всех трансформаторах периодически наблюдались подобные превышения концентраций газов, которые, к счастью, не приводили к каким-либо неприятностям, и все трансформаторы продолжают благополучно функционировать до последнего времени. Суть нашего замечания касается газа СО2. Очевидно, что граничное значение для него (установленное по [8]) необоснованно занижено и возникающие вследствие этого сигналы диагностической системы нервируют обслуживающий персонал. Такое явление в определенной степени обесценивает само понятие граничного значения и делает реальной ситуацию, когда действительно информативный (диагностический) всплеск этого или другого газа может оказаться пропущенным.

Таблица 5.1. Результаты ХАРГ за многолетний период

Трансформатор	Год ввода в эксплуатацию	Количество ХАРГ	Число превышений граничных значений
Н2	СН4	С2Н2	С2Н4	С2Н6	СО	СО2
Т1	1969	50	1	4	1	3	11	–	9
Т2	1970	45	–	3	–	–	3	–	26
Т3	1970	46	–	1	–	–	3	–	22
Т4	1988	43	1	–	–	–	–	8	3
Т5	1971	50	–	–	–	–	5	4	10
Т6	1972	47	–	–	–	–	–	–	19
Т7	1972	55	1	1	–	–	7	–	14
Т8	1973	49	1	–	–	–	–	7	20

Существует еще один диагностический признак рассматриваемого испытания, который характеризует развитие дефекта во времени и соответственно свидетельствует о степени его опасности. Речь идет о скорости нарастания газов. Во многих методиках считается, что если относительная скорость нарастания газа/газов превышает 10 % в месяц, то это указывает на быстро развивающийся дефект.

Что касается ответа на второй вопрос, то характер дефекта определяется по соотношению диагностических газов, растворенных в масле. Различие между ниже рассматриваемыми методиками заключается в значениях граничных концентраций, анализируемых отношениях газов и некоторых других нюансах.

5.1. Методика РФ

В РФ эта методика является официально действующим нормативным документом, регламентирующим постановку диагноза на основе ХАРГ [8]. У истоков ее разработки находились (рис. 5.1), , Е. И. Несвижский (все ВНИИЭ) и (Свердловэнерго). В разработке второго издания принимали участие и другие специалисты. Датой регистрации первого издания является 1989 г.

Принятые в данной методике граничные концентрации газов для разных групп трансформаторов, приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2. Граничные концентрации растворенных в масле газов

Оборудование	Концентрации газов, % об.
Н2	СН4	С2Н2	С2Н4	С2Н6	CO	СO2
Трансформаторы напряжением 110–500 кВ	0,01	0,01	0,001	0,01	0,005	0,05* 0,06	0,6 (0,2)* 0,8 (0,4)
Трансформаторы напряжением 750 кВ	0,003	0,002	0,001	0,002	0,001	0,05	0,40
Реакторы напряжением 750 кВ	0,01	0,003	0,001	0,001	0,002	0,05	0,40

Примечание. Для СО – в числителе приведено значение для трансформаторов с азотной или пленочной защитами масла, в знаменателе – для трансформаторов со свободным дыханием; для СО2 – в числителе приведены значения для трансформаторов со свободным дыханием при сроке эксплуатации до 10 лет, в знаменателе – свыше 10 лет, в скобках приведены те же данные для трансформаторов с пленочной или азотной защитой.

Для определения характера дефекта используются следующие отношения концентраций газов:

.

Обозначаем их как а, b и с соответственно. Очевидно, что каждый из этих параметров может принимать любые значения в диапазоне от 0 до ∞. Особенность данной методики состоит в том, что в исходном диапазоне изменения значений а, b и с выделяются интервалы, ограниченные числами 0,1; 1 и 3 (табл. 5.3).

Таблица 5.3. Cвязь характера дефекта с отношениями концентраций газов

Дефект
Э1	<0,1	<0,1	<1
Э2	0,1–3	<0,1	<1
Э3	>0,1	0,1–1	1–3
Э4	0,1–3	0,1–1	>3
Т1	<0,1	0,1–1	1–3
Т2	<0,1	>1	<1
Т3	<0,1	>1	1–3
Т4	<0,1	>1	>3

Из табл. 5.3 видно, что, например, а изменяется в трех интервалах: [0; 0,1], [0,1; 3], [3; ∞]. Пронумеруем эти интервалы цифрами 1, 2, 3 (рис. 5.2).