Ваш браузер устарел.

Для того, чтобы использовать все возможности сайта, загрузите и установите один из этих браузеров.

скрыть

Article

  • Title

    IMPROVEMENT OF METHODS FOR DIAGNOSING AN OIL-FILLED HIGH-VOLTAGE COUPLING CAPACITOR

  • Authors

    Zaitsev Sergiy V.
    Chichenin Vadym V.
    Tikhenko Valentyn M.
    Sushchinskaya S.
    Mironyuk P.

  • Subject

    METROLOGY, STANDARDIZATION AND CERTIFICATION

  • Year 2022
    Issue 1(65)
    UDC 004.9:621.319.48:621.311
    DOI 10.15276/opu.1.65.2022.14
    Pages 117-128
  • Abstract

    Oil-filled high-voltage capacitors are used in high-frequency electrical communication systems, the reliability of which is highly demanding. The article is devoted to the improvement of procedures for diagnosing an oil-filled high-voltage coupling capacitor by using methods of gas chromatographic determination of the content of dissolved diagnostic gases in mineral condenser oils. The aim of the work is to increase the reliability of the technical diagnostics results of electric capacitor communication type SMA-166V3-14UHL1 to monitor its technical condition, determine the location and causes of failure, predict technical condition and clarify the possibility of maintenance and repair. The following studies were performed: electrical characteristics and thermal field characteristics of the communication capacitor; properties of condenser oil after disassembly of the condenser. The following parameters are determined: for the coupling capacitor - the tangent of the dielectric loss angle, electric capacitance and its changes, electrical resistance; for condenser oil - electric breakdown voltage, dielectric loss tangent, flash point in a closed crucible, density, moisture content, acid number, presence of mechanical impurities, hydrogen solubility, dissolved diagnostic gases content, antioxidant additive and furan compounds. The obtained results allow to increase the reliability of the results of diagnosing the technical condition of oil-filled electric capacitors in connection with the use of traditional and additional methods of diagnosing high-voltage electrical equipment filled with mineral oils.

  • Keywords diagnosing, condenser oil, coupling capacitor, gas chromatography
  • Viewed: 22 Dowloaded: 0
  • Download Article
  • References

    Література

     

    1. Лабзун М.П., Лежнюк П.Д., Рубаненко А.Е., Рудаков В.В. Параметрические отказы конденсаторов СМА-166V3-14 в Юго-Западной Электроэнергосистеме Украины. Вісник НТУ «ХПІ». 2014. № 21 (1064). С. 88–96.

    2. Gnonhoue O.G., Velazquez-Salazar A., David É., Preda, I. Review of Technologies and Materials Used in High-Voltage Film Capacitors. Polymers. 2021. 13, 766. P. 1–18.

    3. Лабзун М.П., Смагло І.І., Гуменюк А.О. Причини погіршення ізоляції конденсаторів зв’язку 330 кВ, які не відпрацювали паспортний ресурс, та їх діагностичні параметри. Электрические сети и системы. 2014. №1. С. 61–67.

    4. Шпиганович А.Н., Мамонтов А.Н., Бойчевский А.В. Тепловизионный контроль конденсаторов и высокочастотных заградителей. Вестник ТГТУ. 2020. Том 26. № 4. С. 555–563.

    5. Конденсаторы в фарфоровых корпусах для емкостной связи, отбора мощности и делителей напряжения. Техническое описание и инструкция по эксплуатации: ОДА. 463.065-71. Усть-Каменогорск: ТОО «УККЗ». 1980. 15 с.

    6. Аракелян В.Г., Дарьян Л.А., Лоханин Л.А. Хроматографический метод диагностики высоковольтных импульсных конденсаторов при их производстве. Электричество. 1992. № 5. С. 54–57.

    7. Coupling capacitors and capacitor dividers – Part 1: General rules / IEC publication 60358-1:2012-06. Geneva, Switzerland, 2012. 86 p.

    8. Грабко В.В., Боцула М.П. Методи та інформаційно-вимірювальні системи для технічної діагностики силових косинусних конденсаторів : монографія. Вінниця : УНІВЕРСУМ, 2003. 144 с.

    9. Дарьян Л.А. Исследование процесса образования газообразных продуктов разложения изоляции в высоковольтных импульсных конденсаторах при проведении ресурсных испытаний. Электротехника. 2000. № 9. С. 30–36.

    10. Дарьян Л.А., Зайцев К.А. Кажущиеся заряды частичных разрядов в секционированных конденсаторах. Сборник научных трудов ВЭИ. 1989. С. 107–113.

    11. Абрамов В.Б., Бржезицький В.О., Проценко О.Р. Приймальні та експлуатаційні випробування електроустаткування. К. : НТУУ «КПІ». 2015. 218 с.

    12. Гобрей Р.М., Рубаненко О.Є., Гримуд Г.І. Технічне діагностування, випробування та вимірювання електрообладнання в умовах монтажу, налагоджування і в експлуатації. Частина 1. К. : «НТУКЦ АсЕлЕнерго». 2008. 528 с.

    13. Техническое диагностирование электрооборудования и контактных соединений электроустановок и воздушных линий электропередачи средствами инфракрасной техники. Методические указания: СОУ Н ЕЕ 20.577:2007. К.: ГП НЭК «Укрэнерго».2007. 130 с.

    14. Приймання, застосування та експлуатація трансформаторних масел. Норми оцінювання якості: СОУ-Н ЕЕ 43-101:2009. К. : «НТУКЦ АсЕлЕнерго». 2018. 170 с.

    15. Зайцев С.В., Кишневский В.А., Шуляк И.Д. Разработка газохроматографического метода определения в энергетических маслах ионола и воды методом добавок. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2015. № 2/6 (74). С. 21–28.

    16. Підготовка та проведення хроматографічного аналізу вільних газів, відібраних із газового реле, і газів, розчинених у ізоляційному маслі маслонаповненого електрообладнання. Методичні вказівки: СОУ-Н ЕЕ 46.302:2006. К. : ОЕП «ГРІФРЕ». 2007. 70 с.

    17. Методические указания по определению содержания Ионола в трансформаторных маслах методом газовой хроматографии: СТО 56947007-29.180.010.008-2008. ОАО «ФСК ЕЭС». 2007. 24 с.

    18. Методические указания по определению содержания фурановых производных в трансформаторных маслах методом газовой хроматографии: СТО 56947007-29.180.010.009-2008. ОАО «ФСК ЕЭС». 2007. 26 с.

    19. Partial Discharges Behaviors of Internal Void in the Oil-Paper Insulation and its Effect on the Material / Weizheng Zhanga, Zhimin Li, Guojian Ji, Jumei Guo, Yongbo Yang. Atlantis Press. 2015. P. 1159–1163.

    20. Гобрей Р., Чернов В., Удод Е. Диагностирование электрооборудования 0,4-750 кВ средствами инфракрасной техники. К. : «КВІЦ», 2007. 374 с.

    21. Норми випробування електрообладнання: СОУ-Н ЕЕ 20.302:2007. К. : ОЕП «ГРІФРЕ». 2007. 266 с.

    22. Mineral insulating oils in electrical equipment – Supervision and maintenance guidance / IEC publication 60422:2013-01. Geneva, Switzerland, 2013. 98 p.

    23. Липштейн Р.А., Шахнович М.И. Трансформаторное масло. М. : Энергоатомиздат, 1983. 296 с.

    24. Mineral insulating oils. Method for the determination of 2-furfural and related compounds / IEC publication 61198:1993-09. Geneva, Switzerland, 1993. 28 p,

    25. Обстеження технічного стану і визначення залишкового ресурсу твердої ізоляції оливонаповненого устаткування. Методика оцінювання залишкового ресурсу твердої ізоляції оливонаповненого трансформатора. Методичні вказівки: СОУ-Н МЕВ 40.1-21677681-64:2012. К. : ОЕП «ГРІФРЕ», 2012. 23 с.

    26. Bonginkosi Allen Thango, Jacobus Andries Jordaan, Agha Francis Nnachi. Assessment of Transformer Cellulose Insulation Life Expectancy Based on Oil Furan Analysis (Case Study: South African Transformers). Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal. 2021. Vol. 6, No. 6, P. 29–33.

    27. R. A. abd El-Aal, K. Helal, A. M. M. Hassan, S. S. Dessouky. Prediction of Transformers Conditions and Lifetime Using Furan Compounds Analysis. IEEE ACCESS. 2019. Vol. 7. P. 102264–102273.

    28. Monitoring of Low Levels of Furfural in Power Transformer Oil with a Sensor System Based on a POF-MIP Platform / Nunzio Cennamo, Letizia De Maria, Girolamo D’Agostino, Luigi Zeni, Maria Pesavento. Sensors. 2015. 15. P. 8499–8511.

    29. Діагностика маслонаповненого трансформаторного обладнання за результатами хроматографічного аналізу вільних газів, відібраних із газового реле, і газів, розчинених у ізоляційному маслі. Методичні вказівки: СОУ-Н ЕЕ 46.501:2006. К. : ОЕП «ГРІФРЕ». 2007. 99 с.

    30. Comparison of Dissolved Gases in Mineral and Vegetable Insulating Oils under Typical Electrical and Thermal Faults / Chenmeng Xiang, Quan Zhou, Jian Li, Qingdan Huang, Haoyong Song, Zhaotao Zhang. Energies. 2016. 9, 312. P. 1–22.

     

    References 

    1. Labzun, M.P., Lezhnyuk, P.D., Rubanenko, A.E., & Rudakov, V.V. (2014). Parametric failures of SMA-166 V3-14 capacitors in the South-Western Electric Power System of Ukraine. Bulletin of NTU «KhPI», 21 (1064), 88–96.

    2. Gnonhoue, O.G., Velazquez-Salazar, A., David, É., & Preda, I. (2021). Review of Technologies and Materials Used in High-Voltage Film Capacitors. Polymers, 13, 766, 1–18.

    3. Labzun, M.P., Smaglo, I.I., & Humenyuk, A.O. (2014). The reasons for the deterioration of the insulation of 330 kV communication capacitors, which did not work out the passport resource, and their diagnostic parameters. Electrical networks and systems, 1, 61–67.

    4. Shpiganovich, A.N., Mamontov, A. N., & Boychevsky, A.V. (2020). Thermal imaging control of capacitors and high-frequency barriers. Vestnik TSTU, 26, 4, 555–563.

    5. Capacitors in porcelain cases for capacitive coupling, power take-off and voltage dividers. (1980). Technical description and operating instructions: ODA. 463.065-71. Ust-Kamenogorsk: «UKKZ» LLP. 15 p.

    6. Arakelyan, V.G., Darian, L.A., & Lokhanin, L.A. (1992). Chromatographic method for diagnosing high-voltage pulse capacitors in their production. Electricity, 5, 54–57.

    7. Coupling capacitors and capacitor dividers – Part 1: General rules. (2012). IEC publication 60358-1:2012-06. Geneva, Switzerland, 86 p.

    8. Grabko, V.V., & Botsula, M.P. (2003). Methods and information-measuring systems for technical diagnostics of power cosine capacitors. Monograph. Vinnytsia: 144 p.

    9. Daryan, L.A. (2000). Investigation of the process of formation of gaseous products of insulation decomposition in high-voltage pulse capacitors during life tests. Electrical engineering, 9, 30–36.

    10. Daryan, L.A., & Zaitsev, K.A. (1989). Apparent charges of partial discharges in sectioned capacitors. Collection of scientific works of VEI, 107–113.

    11. Abramov, V.B., Brzezycki, V.O., & Protsenko, O.R. (2015). Acceptance and operational tests of electrical equipment. Kyiv: NTUU «KPI».

    12. Gobrey, R.M., Rubanenko, O.Ye., & Grimud, G.I. (2008). Technical diagnostics, testing and measurement of electrical equipment in the conditions of installation, commissioning and operation. Part 1. Kyev: NTUKC AsElEnergo.

    13. Technical diagnostics of electrical equipment and contact connections of electrical installations and overhead power lines using infrared technology. (2007). Guidelines: SOU N EE 20.577:2007. Kyev: SE NPC «Ukrenergo», 130 р.

    14. Acceptance, application and operation of transformer oils. (2018). Quality assessment standards: SOU-N EE 43-101:2009. Kyev: «NTUKC AsElEnergo», 170 p.

    15. Zaitsev, S.V., Kishnevsky, V.A., & Shulyak, I.D. (2015). Development of a gas chromatographic method for the determination of ionol and water in energy oils by the method of additives. Eastern European Journal of Advanced Technologies, 2/6 (74), 21–28.

    16. Preparation and chromatographic analysis of free gases selected from the gas relay and gases dissolved in the insulating oil of oil-filled electrical equipment. (2007). Methodical instructions: SOU-N EE 46.302:2006. Kyev: OEP «GRIFRE», 70 p.

    17. Guidelines for determining the content of Ionol in transformer oils by gas chromatography: (2007). STO 56947007-29.180.010.008-2008. JSC «FGC UES». 24 p.

    18. Guidelines for determining the content of furan derivatives in transformer oils by gas chromatography: (2007). STO 56947007-29.180.010.009-2008. JSC «FGC UES». 26 p.

    19. Weizheng Zhanga, Zhimin Li, Guojian Ji, Jumei Guo, & Yongbo Yang. (2015). Partial Discharges Behaviors of Internal Void in t000000000he Oil-Paper Insulation and its Effect on the Material. Atlantis Press. P. 1159–1163.

    20. Gobrey, R., Chernov, V., & Hoopoe, E. (2007). Diagnosis of electrical equipment 0,4-750 kV by means of infrared technology. Kyev: KVITS.

    21. Standards for testing electrical equipment: (2007). SOU-N EE 20.302: 2007. Kyev: OEP «GRIFRE», 266 p.

    22. Mineral insulating oils in electrical equipment – Supervision and maintenance guidance (2013). IEC publication 60422:2013-01. Geneva, Switzerland, 98 p.

    23. Lipstein, R.A., & Shakhnovich, M.I. (1983). Transformer oil, M.: Energoatomizdat.

    24. Mineral insulating oils. Method for the determination of 2-furfural and related compounds (1993). IEC publication 61198:1993-09. Geneva, Switzerland, 28 p.

    25. Inspection of technical condition and determination of residual life of solid insulation of oil-filled equipment. Method of estimating the residual life of solid insulation of an oil-filled transformer. (2012). Methodical instructions: SOU-N MEV 40.1-21677681-64:2012. К.: OEP «GRIFRE», 23 p.

    26. Bonginkosi Allen Thango, Jacobus Andries Jordaan, & Agha Francis Nnachi. (2021). Assessment of Transformer Cellulose Insulation Life Expectancy Based on Oil Furan Analysis (Case Study: South African Transformers). Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal, 6, 6, 29–33.

    27. R. A. abd El-Aal, K. Helal, A. M. M. Hassan, & S. S. Dessouky. (2019). Prediction of Transformers Conditions and Lifetime Using Furan Compounds Analysis. IEEE ACCESS, 7, 102264–102273.

    28. Nunzio Cennamo, Letizia De Maria, Girolamo D’Agostino, Luigi Zeni, & Maria Pesavento. (2015). Monitoring of Low Levels of Furfural in Power Transformer Oil with a Sensor System Based on a POF-MIP Platform. Sensors, 15, 8499–8511.

    29. Diagnosis of oil-filled transformer equipment based on the results of chromatographic analysis of free gases selected from the gas relay and gases dissolved in insulating oil. (2007). Methodical instructions: SOU-N EE 46.501: 2006. K.: OEP «GRIFRE», 99 p.

    30. Chenmeng Xiang, Quan Zhou, Jian Li, Qingdan Huang, Haoyong Song, & Zhaotao Zhang. (2016). Comparison of Dissolved Gases in Mineral and Vegetable Insulating Oils under Typical Electrical and Thermal Faults. Energies, 9, 312, 1–22.

  • Creative Commons License by Author(s)