Компьютер в трансформаторном масле: Масляное охлаждение компьютера: за и против

Масляное охлаждение компьютера: за и против

Масляное охлаждение компьютера: как это работает?

Масло может использоваться в системах охлаждения также, как и вода. Однако вода поглощает немного больше тепла, и водяное охлаждение, как правило, более эффективно.

Всё меняется, если весь компьютер погрузить в масло — это позволит охладить не только его отдельные составляющие, но и весь корпус. Масло не проводит электричество, и погружение в него компонентов ПК абсолютно безопасно. В масло нельзя окунать только жесткие диски и приводы оптических дисков.

Для масляного охлаждения используют силиконовые масла или парафин. Некоторые умельцы иногда применяют и дешевое растительное масло.

Преимущества масляного охлаждения

Охлаждающее масло обеспечивает хорошее отведение тепла, и в отличие от воды проблем от него возникать не должно. В случае с масляным охлаждением исключено повреждение электрооборудования и механических составляющих ПК.

Однако самым большим преимуществом масляного охлаждения на сегодняшний день будет визуальный эффект. Вряд ли кто-то использует такой причудливый метод, чтобы охладить свой компьютер — масло больше нужно «для красоты».

Недостатки масляного охлаждения

Лучше оставить масло на кухне

Покупая систему масляного охлаждения, вы заплатите значительно больше, чем за водяные или воздушные аналоги. Если будете собирать ее сами, то цена может быть вполне умеренной, но сама сборка займет время.

На самом деле, масляное охлаждение непрактично и невыгодно. Быстрая замена компонентов и транспортировка компьютера в случае необходимости окажутся весьма затруднительными. Если вы захотите продать отдельные составляющие компьютера, это тоже будет трудно. Очистить от масла оперативную память у вас получится быстро, но вот на видеокарте навсегда останутся следы «охлаждения».

В случае какой-либо аварии, вам будет гарантирован целый ворох проблем. Если 30 литров масла окажутся на полу, придется немало потрудиться, чтобы устранить это недоразумение.

Вывод: Стоит ли охлаждать ваш компьютер маслом?

Охлаждать компьютер с помощью масла — это, конечно, очень интересный проект. Если у вас дома без дела стоит старый ПК, вы можете самостоятельно создать систему масляного охлаждения и проверить ее в деле.

Стоит ли вкладывать деньги в такой эксперимент, вопрос спорный. Кроме занятного внешнего вида, в остальном у масляного охлаждения одни недостатки.

Читайте также:

Фото: pixabay.com, youtube.com

Теги computer oil cooling

Возвращаясь к написанному.

Комп в трансформаторном масле.: dlinyj — LiveJournal Собрал все материалы которые у меня были по компу в трансформаторном масле, и выложил на лайфхак. Ну и решил ещё раз написать самый полный пост по этому вопросу. Многие его не видели, кто меня читает не очень давно. А те кто и давно читают, с удовольствием посмотрет проиллюстрированную версию данного девайса. Про него я даже хотел написать в Железо (извиняй weaselchuck — руки не дошли, он у меня уже был в «отстое», и по сему повторять данный опыт со своим железом уже не хотелось). Для начала идея. В чём был замут. Хотелось достичь абсолютной тишины, путём погружения компа в токонепроводящую жидкость. Начал искать информацию и понял, что никто в России этого не делал (как оказалось потом я ошибся), а всё что было сделано за рубежом — глупость (ну в подсолнечное масло один чувак окунул комп, оно же прогоркает и потом затывает).. Это меня дико вдохновило — ведь я первопроходец в этой области. Я начал подбирать различные мала. Дома у меня стояла куча баночек с разными маслами, где были куски плат, конденсаторы, резисторы и т.п. Я смотрел как взаимедействует радиотехника с маслом. Мне вешали лапшу на уши, что платы начнут пухнуть от масла, что оно всё разъест и т.п. Всё оказалось лажа. Что в дествительности оказалось правдой (но выяснилось спустя год, после успешного завершения проекта), что у некоторых типов, точнее сказать большинства, электролитических конденсаторов разбухает и растворяется в масле резиновая прокладка. От разбхухания они просто отваливаються от плататы. В матери и саунде стояли нормальные кондёры, расчитаные на работу в агресивных средах, а вот в БП и видяхе нет. На видяхе ни осталось ни одного кондёра. Кондёры от БП, когда я вскрыл комп, из-за того,ч то он перестал работать, просто лежали на дне бака. Но это впереди. Пока я подбирал все материалы. И начал мастерить бак.
Бак компьютера

И так, бак такой . Я взял П образную крышку от компа. Припаял с торцов стенки из жести, сверху сделал крышку из орг стекла. На крышке, сделал жестяную вставку, из которй выходили провода (в т.ч. шлейфы и провода питания, шлейф для флопаря предусмотрен небыл). Все швы были залиты герметиком, который покупается в автомагазине — маслобензостойкий. Всё было загерметизированно. Т.к. трансформаторное масло имеет неприятное свойство — вылезать по стенкам сосуда. Внутри был сделан каркас, из старого компа (назовём его шаси, см. второй рисунок), где внизу на болтах стояла плата БП, сбоку крепилась мать (было сделанна из жести стенка, и на болтах, в нестандартной форме (что может тут быть стандартного?) на болтах она была закреплена).

Установленный каркас в корпусе, примерка

Были сняты все кулера, срезаны все лишние провода и тп. Это в двух словах, на деле был редкий гемор — беготня по строительным рынкам, покупка жести, оргстекла, кучи болтов (кстати их там порядка 60 штук! — крышка прикручена), поездка за маслом, обмозговывание конструктива, поиск подходящего герметика, инструменты, ещё сложности с пайкой. Купил для этой цели специально 400 ватный паяльник. Веселуха была, когда я дома пролил грам 50 этого масла на пол. Здрался отмывать. Его берёт только фэйри! Бабла в это дело вбухал немеренно (баксов 200 не меньше). Дело было летом, да я ещё был в академе, по сему времени было навалом, и делал я с утра до ночи его где-то месяц. Ещё кстати я сделал выносной пульт управления на проводах. Ресет был поворотным ключём, кнопка павер — большая красная кнопище, как в халфе и там же стоял писиспикер. Главное, что мне понадобилось — это трансформаторное масло. Его можно слить из трансформатора, или найти химическую лабораторию, которая делает анализы онного. И там его навалом. Для наших целей мне понадобилось около 30 литров масла:

Бадейки трансформаторного масла

Крышку для своего чуда, по началу я изготовил из оргстекла, чтобы было видно внутренности компа. Первое включение в масле, ущё до полной герметизации было сказкой. Не верилось глазам, что ЭТО может работать, да ещё и в жидкости. Я был на седьмом небе от счастья и водил кучу народу домой показывать свой раритет, никто не верил, что это работает он. У меня даже есть с него работала, и я сидел в сети. Портили вид винты и сидюки висящие снаружи, но это всё фигня. Баги начались потом, когда я заметил, что все провода жирные, а в разъёмах копиться масло. Потом на столе начали образовываться лужицы масла, которые я регулярно вытирал. Гемор короче.

Потом прошёл год или пол года, точно не помню.

Последний полёт копьютера перед погружением. Каркас
Погружение, полёт нормальный, в течении двух лет. Старая версия компа в масле.

Потом я уехал на лето на Селигер. И безопасности ради, чтобы в случае изменений давления, комп вдруг разгерметизируется, не залить соседей маслом, я его поставил в ванную. А чтобы масло не выползало из ванной, я ванную смазал мыльным раствором «Фэйри». Обтянул комп полиэтиленом, тоэе чтобы масло ре расползалось. Короче заморозил на три месяца своё чудо. Когда я приехал — комп работал!!! Но было одно «НО». Когда я начал его доставать из ванной, я его нечаянно качнул, и масло плеснулось на пол 🙁 . Вот говно, подумал я. Ведь корпус должен быть герметичным. Оказалось, что от перепадов давления герметик разжулькался. Короче, я так и оставил комп в ванной, и от туда сидел в тырнете. Иногда вынимал его чтобы помытся. Спустя месяц (!) такого экстримального «ванного» использования компа, я заебался со всей этой фигнёй (телефонные и провода питания по кухне, занятая ванная, да и не удобно сидеть в коридоре), и я переволок это чудо к себе в комнату, постелив на стол газетки. Но так он проработал всего неделю, потом в один прекрасный день он не включился.

Комп стоящий в ванной, и автор 🙂

Я обильно посыпая выдранными волосами из своей головы комнату, звонил своему соавтору и описал ситуювину. В текущие, после этого момента, выходные, мы разгерметизировали корпус, слили масло и начали тестить железо. Что предстало нашим глазам после слива масла? Да вот что: Все наклейки слезли и плавали на дне; растворился ВЕСЬ термоклей; задубели все провода, просто до безобразия; с видяхи вылезли все электролитические конденсаторы; кондёры от БП лежали на дне, потому он и погорел; вымылась вся термопаста и всё пространство под камнем было в звеси этого дерьма, короче ещё много чего, всего не упомнишь. Короче затестив БП на другой матери, мы поняли что он не работает. Мы поняли это правда как только вскрыли комп, но хотели убедиться в этом так сказать на опыте. Я накопил деньжат и купил себе новый БП. Не обламываясь в тот же день сорвал гарантию, и привинтил плату к каркасу, а корпус оставил на память. Собрал всё чудо. Корпус будет на фотках. Но теперя решили мы не делать старых ошибок, а сделать крышку гарную и стильную!

Начали мозговать как сделать, чтобы масло не вытекало по проводам и решили для этих целей юзать герморазъёмы — военные разъёмя отчественного производства (наверное самые лучше и надёжные разъёмы в мире!!!). Поехали на митьку, пошастали пошли потом к старьёвщикам, и у одного деда за 100 ре купили море разъёмов, долго торгуясь. Потом оказалось, что один разъём стоит больше 150 ре!!! Короче куль, взяли считай за даром. Потом из жести месяц делали крышку, прорезали отверстия под разъёмы. Искали 2 мм винты (разъёмы такими крепяться, а их хер найдёшь!). Самый прикол был запаивать 400 проводов, без ошибок. Ошибки конечно были, но слава Богу ничего не сгорело. Для шлейфов был сделан колодец!!! Т.е. их не запаивали, но вывод был сделанн очень грамотно, так что по ним ничего не текло. Самый куль был в том, что мы сделали корпус герметичным, но сделали общение с окружающим воздухом, чтобы давление внутри корпуса было равно давлению атмосферы!!! Это было сделанно сапуном заднего моста от классики! Т.е. воздух он пропускает, а масло нет. Покупается в любом автомагазине Ну почти нет, а «почти» мне хватало!

Врезка военных разъёмов
Всё доделав, сделав небольшое оконце для просмотра уравня масла. Ещё врезали в корпус кран, для удобного слива масла. Но это было большой глупостью, т.к. по всем движущимся частям крана масло капало. Раз в два дня капелька да набегала. Под краном всегда было блюдце с маслицем. Потом оказалось, что в разъёмах мы не досчитали один провод, как в клаве, так и в ЮСБ. Этот провод был хитро заменён корпусом, т.е. все земляные провода шли просто на корпус разъёма, так экономилась куча проводов, как внутри так и снаружи. Термопаста под процом и видяхой были заменены на просто трансформаторное масло, с видяхи был снят кулер, который умер в масле и был приделан дополнительный радиатор из жести (сейча, «внасухо» он та и стоит без кулера с этим радиатором). В корпусе был поставлен кулер для перемешивания масла, на 12 вольт (исправно работал, не шумя, и после поломки всёравно похал!!!). Удачно и грамотно расположив ворох проводов внутри компа, проверив грамотную циркуляцию масла мы всё загерметизировали. И запустили — всё работает — ура!!! Единственное, что мы не сделали — стойки под винты и сидиромы 🙁 Они так у меня и висели на корпусе на шлейфах, но это пол беды. Короче всё так и похало отлично, пока по истичении года у меня не умер от масла очередной БП. После этого я отмыл все платы скипидаром от масла и вставил их в стационарный корпус, из которого БП я не вытаскивал! Так теперь и живу с этим компом. Но мать, видюха, камень, звуковуха и сетевуха пережили всё отлично!

Окончательный вариант

Типы охлаждение компьютера

Компьютер, как и любая другая техника, греется просто от того, что работает. И чем нагрузка на него больше, тем больше тепла выделяется. Некачественное охлаждение в лучшем случае приведёт к медленной работе компьютера, а в худшем – выходу из строя от перегрева.  Хотя современные компьютеры и имеют защиту процессора от перегрева, все же нагрев не лучшей вариант для компьютера, плюс, «думать» комп начинает медленнее.

Варианты охлаждение компьютера

Если моих слов вам не достаточно, посмотрите видео в ютюбе по запросу: «охлаждение компьютера». Например, в видео, где процессор кулибин охлаждает азотом, комп просто летает, за его действием не поспевает глаз.

Особенно критично охлаждение для центрального процессора и видеокарты. Чтобы понять, с чем мы имеем дело, рассмотрим основные варианты охлаждения, подходящие для повседневного применения в домашних системах. Если ваш комп притормаживает пробуем увеличить его охлаждение.

Пассивное охлаждение компьютера

Это просто радиатор, прикреплённый к нагревающимся элементам. Такие системы применяются во множестве нетбуков, миникомпьютерах, а также периферийном оборудовании вроде роутера и аудиосистемы, комплектующих, к примеру, звуковых карт и маломощных видеокарт, и отдельных элементах на плате, типа южного и северного моста. Количество рассеиваемого тепла зависит от материалов и конструкции радиатора. Массивный многопластинчатый радиатор на медных трубках может справиться и со 100W тепловыделения. Но занимает много места и требует доступ воздушных потоков для естественного охлаждения. Для лучшей теплопередачи между радиатором и нагревающимся элементом применяется термопаста или термопрокладка.

Активное воздушное охлаждение

По своей сути то же самое, что и охлаждение пассивное, но при дополнительном создании искусственных воздушных потоков с помощью кулера. За счёт различных комбинаций радиатора и кулера создано невероятное множество вариантов подобного охлаждения. Эффективность их гораздо выше, чем у пассивного охлаждения при заметно меньших размерах. Но тут есть свой минус, для некоторых возможно и не значительный, куллеры, особенно если их много со временем начинают все сильнее гудеть. Плюс работа кулера создаёт вибрацию и шум от самого проходящего через зазоры воздушного потока.

Кстати, что бы уменьшишь шум работы от куллера до минимума, его достаточно смазать. Смазка творит чудеса J)).

Жидкостное охлаждение

Основное отличие от воздушного охлаждения – теплоноситель. С его помощью скорость теплоотвода от нагреваемого элемента становится значительно выше, чем от простой теплопередачи через металл. В среднем КПД такой системы выше в 3 раза, если сравнивать с обычным воздушным охлаждением. Но сама реализация сложнее и требует больше элементов. В простейшей комплектации это водоблок, снимающий тепло непосредственно с элемента, помпа для движения теплоносителя по системе, радиатор для охлаждения жидкости, соединительные трубки и сама жидкость. В качестве теплоносителя применяются обычная дистиллированная вода с добавлением различных присадок, масла, хладагенты и антифризы.

Да и в принципе любая жидкость с высокой теплоёмкостью и теплопроводностью. Я в своем эксперименте, например, использовал трансформаторное масло. Все остальные комплектующие являются опциональными и устанавливаются по желанию и необходимости. Это могут быть различные датчики температуры и скорости потока, расширительный бак теплоносителя, дополнительное воздушное охлаждение радиатора, подсветка и т.д.

Минихолодильник

Фреоновый холодильник прямо в компьютере. Отлично подходит для разгона. Возможно охлаждение элементов ниже температуры окружающей среды. Для обычного пользователя минусов больше, чем плюсов. Кроме дороговизны самой установки требует дополнительную термоизоляцию, т.к. охлаждённые элементы конденсируют на себе влагу, что для электроники весьма чревато. К тому же такая установка потребляет заметно больше электричества.

Прогресс в области анализа растворенных газов в трансформаторном масле

К концу 1960-х годов стало возможным использовать газовый хроматограф как намного более чувствительный инструмент для определения запаха трансформаторного масла.

Пионеры, такие как Р. Р. Роджерс и Э. Дорненбург, поняли, что опасные газы в масле возникают из-за пробоя твердой и жидкой изоляции, и интуитивно пришли к фундаментальному принципу анализа растворенных газов в трансформаторе (выделенная колонка снизу). Они собрали данные анализа растворенных газов и выдвинули идеи: (а) для выявления проблем, (б) оценки их степени тяжести и (в) определения общего характера проблемы.

 

Фундаментальный принцип анализа растворенных газов в трансформаторе

Трансформатор спроектирован таким образом, чтобы в процессе нормальной работы не происходило повреждения его внутренней изоляции. Поэтому, если количество побочных продуктов, растворенных в масле, образующихся в процессе ухудшения свойств изоляции, увеличивается (сверх той величины, которая ожидается в результате нормального старения), это означает, что с трансформатором не все в порядке.

 

Полезные краткие сведения по интерпретации результатов анализа растворенных газов на основе предельных значений были опубликованы Хэмриком в журнале NETA World.

 

Основанное на пятидесятилетнем опыте промышленного использования и сбора данных, а также на широкой доступности компьютеров, повторное исследование вопроса анализа растворенных газов в трансформаторе с точки зрения физической химии и современной статистики вдохнуло новую жизнь в этот предмет исследования. В настоящей статье описываются важные достижения в этой области. На примере показано, как они позволяют улучшить процедуру обнаружения повреждений и предоставить новую информацию для оценки рисков.

 

Для выявления проблем были установлены предельные значения концентрации газа и скорости ее увеличения, основанные на разумном предположении, что необычно высокая концентрация или скорость изменения опасного газа должны быть признаком неисправности. Для оценки степени тяжести использовались дополнительные предельные значения и соображения, касающиеся скорости увеличения, чтобы получить соответствующую отметку в табеле: хорошо, удовлетворительно или плохо, выражаемую в Северной Америке в виде числовых кодов состояния от 1 (хорошо) до 4 (очень плохо).

Основанный на предельных значениях подход к интерпретации результатов анализа растворенных газов за много лет был усовершенствован, и на сегодняшний момент руководящие указания по газам IEEE C57.104 и IEC 60599 считаются авторитетными источниками, где описано, как его применять. Эти руководства содержат описание методов газовых соотношений для идентификации вида повреждения, разработанные Дорненбургом, Роджерсом, Дювалем и другими учеными.

 

НОВЕЙШИЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ АНАЛИЗА РАСТВОРЕННЫХ ГАЗОВ

 

Примерно с 2014 года несколько новых разработок расширили возможности использования и повысили эффективность интерпретации результатов анализа растворенных газов.

 

• Учет потерь газа. Потеря газа предусмотренная или случайная, например, в результате утечки через уплотнение ввода или воздействия воздуха на пробу для анализа растворенных газов – может быть серьезной проблемой для интерпретации результатов анализа растворенных газов, особенно если она основана на предельных значениях концентрации газа и скорости ее изменения. Полезно работать с накопленными данными, чтобы избежать упущения серьезных проблем.

 

• Индексы энергии повреждения для обнаружения тренда и оценки его серьезности. Известно, что некоторые опасные газы являются более показательными, чем другие. Например, этилен и ацетилен связаны с тепловыми повреждениями сверхвысокой температуры. Физическим принципом разделения опасных газов по значимости является их теплота образования в твердой или жидкой изоляции. Значения теплоты образования, взвешенные по соответствующим концентрациям газов в масле, могут использоваться для расчета нормированной энергоемкости (Normalized Energy Intensity – NEI), чтобы определить индексы энергии повреждения, используемые для построения тренда, обнаружения повреждений и оценки их степени тяжести.

 

• Фокус внимания на событиях, связанных с газообразованием. Рассмотрение временных интервалов, на которых индекс энергии повреждения имеет тенденцию к росту (интервалы, заключенные в рамку, на рис. 4 и 5) – это естественный и очень полезный способ проанализировать процесс образования опасного газа.

 

• Оценка статуса газообразования, основанная на фундаментальном принципе анализа растворенных газов. Фундаментальный принцип анализа растворенных газов дает естественное основание для ранжирования трансформаторов в зависимости от того, требуют ли они дополнительного внимания. Процессы газообразования в трансформаторе либо происходили недавно, либо нет, и там, где идет процесс образования газа, он либо более серьезный, либо менее серьезный (выделенная колонка о статусе газообразования).

Статус газообразования

1. Никакого существенного образования опасного газа никогда не происходило.

2. Образование некоторого количества опасного газа имело место, но не в последнее время.

3. Недавнее образование опасного газа в умеренном количестве.

4. Недавнее образование опасного газа в очень большом количестве.

 

• Приращения количества газа во время событий газообразования для идентификации вида повреждения. Треугольник Дюваля (рис. 6) является очень хорошим методом идентификации вида повреждения. При попытке определить причину образования опасного газа во время события, связанного с газообразованием, не используйте концентрации газа, которые, возможно, учитывают не относящееся к делу количество газа, присутствующее перед событием газообразования. Вместо этого используйте приращения количества газа, рассчитанные между самой ранней и самой последней пробами масла на данном временном интервале.

 

• Процентное изменение соотношения CO/ CO₂ для определения места ухудшения свойств бумаги. Соотношение для газообразного оксида углерода может использоваться для оценки приблизительного места повреждения, влияющего на бумажную изоляцию. Это также иногда позволяет получить раннее предупреждение о возникновении проблемы. Резкое увеличение (на 200% и более) указывает на наличие локального перегрева, влияющего на изоляцию обмотки. Меньшее увеличение указывает на то, что может быть затронута бумажная изоляция вне обмоток, например на вводе или выводах устройства РПН. Снижение может свидетельствовать об образовании CO₂ из-за общего перегрева бумажной изоляции в диапазоне невысоких температур.

 

• Статистика надежности, связывающая результаты анализа растворенных газов с отказом трансформатора. Вместо оценки степени тяжести с точки зрения превышения предельных значений, используйте статистическую модель распределения индекса энергии повреждения в трансформаторах, которые близки к тому, чтобы выйти из строя, для оценки воздействия предшествующего риска и риска ближайшего отказа.

 

ПРИМЕНЕНИЕ СТАТИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ ДЛЯ АНАЛИЗА РАСТВОРЕННЫХ ГАЗОВ

 

Статистическая модель, упоминаемая в предыдущем параграфе, показывает распределение значений индекса энергии повреждения в трансформаторах, где идет процесс газообразования и которые вот-вот выйдут из строя. Модели (по одной для каждого индекса энергии повреждения) были получены на основе большой базы данных анализа растворенных газов с использованием дополнительной информацией об отказах трансформаторов. Информация, полученная с помощью модели, связывающей значения индекса энергии повреждения для углеводородного газа (NEI-HC) с повреждениями, обобщена на графике интенсивности отказов, который показан на рис. 1. Четыре вертикальные пунктирные линии (слева направо) показывают 90, 95, 98 и 99-процентные эквиваленты накопленного индекса энергии повреждения для углеводородного газа (NEI-HC) на основе большой базы данных анализа растворенных газов. Пиковая интенсивность отказов приходится примерно на 82-процентный эквивалент, однако она значительно ниже 90-процентного эквивалента, это указывает на то, что ожидание превышения 90-процентного эквивалента прежде, чем предпринять обследование, может оказаться не очень хорошей идеей!

 

Рисунок 1: Кривая показывает частоту отказов трансформаторов (долю оставшегося в работе оборудования) в зависимости от накопленного значения индекса энергии повреждения для углеводородного газа (NEI-HC). Вертикальные пунктирные линии показывают 90, 95, 98 и 99-процентные эквиваленты накопленного значения индекса NEI-HC на основе большой базы данных анализа растворенных газов.

 

Если в трансформаторе с довольно малым количеством опасного газа начинает образовываться опасный углеводородный газ, это должно немедленно вызвать беспокойство, так как связанный с этим риск отказа возрастает очень резко. По мере дальнейшего увеличения индекса NEI-HC интенсивность отказов уменьшается, указывая на то, что вопреки тому, как зачастую интерпретируют более высокие предельные значения, полученные при анализе растворенных газов, продолжающееся газообразование не обязательно означает ухудшение надежности. Это означает одно из трех:

 

а. что бы ни было причиной газообразования, это не очень вредно для трансформатора и может продолжаться бесконечно; или

б. в трансформаторе идет процесс газообразования, потому что он поврежден или неисправен, и следующая неисправность может привести к его отказу; или

в. имеет место нечто среднее между крайними состояниями (а) и (б).

 

ИССЛЕДОВАНИЕ НА КОНКРЕТНОМ ПРИМЕРЕ

 

Новый подход к анализу растворенных газов с использованием статистики надежности был исследован на 7200 трансформаторах в 2016 году крупной американской электроэнергетической компанией. Он работал настолько хорошо, выявляя многие ранее не обнаруженные серьезные проблемы, что энергетическая компания сразу же приняла его в качестве основной составляющей своей системы оценки состояния трансформаторов.

Чтобы увидеть, как вышеупомянутые инновационные разработки улучшают анализ растворенных газов применительно к маслонаполненным трансформаторам, рассмотрим пример трансформатора с азотной подушкой мощностью 250 МВА и напряжением 230 кВ, изготовленного в начале 1980-х годов. Уровни опасного газа в трансформаторе были обычными, за исключением постоянно высокой концентрации CO₂ в среднем около 4200 ppm (миллионых долей). Однажды в 2011 году в трансформаторе возник межвитковый дуговой разряд, и трансформатор был выведен из эксплуатации. Послеаварийный анализ неожиданно выявил очень обширное обугливание изоляционной бумаги обмоток и прокладок из прессованного картона, это говорит о том, что обмотки перегревались в течение длительного времени.

Эта проблема оставалась незамеченной в течение многих лет, поскольку периодический выброс газа системой регулирования давления азота в пространстве над поверхностью масла препятствовал росту концентрации нагретых газов (метана, этана и этилена). За исключением неизменно высоких уровней CO₂, никакие предельные значения концентрации газа или скорости ее изменения ни разу не превышались до того дня, когда трансформатор вышел из строя.

 

На рис. 2 показано, что концентрации водорода и углеводородного газа в трансформаторе изменялись от стабильно низких до умеренных значений с большим количеством всплесков. Концентрации метана и этана увеличились в 2008-2009 годах, но никаких предельных значений превышено не было. Эти тенденции роста изменили свое направление на обратное в 2009-2010 годах.

 

Рисунок 2: : Концентрации водорода и углеводородного газа

 

На рис. 3 показано, что уровни кислорода и CO₂ соответствовали некоторым подъемам и снижениям. Средняя концентрация CO₂ составляла около 4200 ppm (миллионных долей). Концентрация CO была переменной и всегда ниже 60 ppm.

 

Рисунок 3: : Концентрация газов в атмосферном воздухе и концентрация оксида углерода

 

Концентрация азота была неизменно очень высока, как и ожидалось для трансформатора с азотной подушкой.

 

Как видно из рис. 2 и рис. 3, достаточно трудно понять, что происходит, даже если построить тренд и оценить концентрацию нескольких опасных газов. С другой стороны, индексы энергии повреждения — один для масла и один для бумажной изоляции — показывают, когда образуется значимый опасный газ, и обеспечивают надежное основание для оценки степени тяжести повреждения. Сравните рис. 4 и 5 с рис. 2 и 3.

 

Рисунок 4: Сплошная черная линия представляет собой индекс энергии повреждения для углеводородного газа (NEI-HC), рассчитанный на основе накопленных значений концентрации газа. Пунктирная линия с символами плюса представляет собой индекс NEI-HC, рассчитанный на основе необработанных значений концентрации газа.

 

Рисунок 5:Сплошная черная линия представляет собой индекс энергии повреждения для оксида углерода (NEI-CO), рассчитанный на основе накопленных значений концентрации газа. Пунктирная линия с символами плюса представляет собой индекс NEI-CO, рассчитанный на основе необработанных значений концентрации газа.

 

На рис. 4 и рис. 5 показано, как выявляется длительный процесс образования опасного газа с помощью:

 

а. использования накопленных данных для частичной компенсации потерь газа;

 

б. отслеживания трендов индексов энергии повреждения

 

Необработанные (ненакопленные) значения индексов энергии повреждения отображаются серыми знаками плюс (+), а накопленные значения построены в виде сплошной линии. Интервалы, заключенные в рамку, на графике накопленного индекса энергии повреждения представляют собой события газообразования или временные интервалы, когда, по всей видимости, идет активное образование опасного газа. Очевидно, что, взглянув на беспорядочные графики, показанные на рис. 2 и рис. 3 или на необработанные цифры из лабораторных отчетов, будет трудно заметить тенденции роста накопленного индекса NEI как для углеводородного газа, так и для оксида углерода. Поскольку при взятии последней пробы наблюдается явно умеренное продолжающееся образование оксида углерода, статус газообразования для этого трансформатора будет соответствовать 3.

 

Для каждого из событий газообразования, показанных на рис. 4 и 5, приращения концентрации метана, этилена и ацетилена во время этого события используются для построения точки на треугольнике Дюваля (рис. 6), причем самый последний результат изображен красным знаком плюс. Выявляемым видом повреждения неизменно является T1 проблема с перегревом при температуре менее 300 °C.

 

Рисунок 6:Треугольник Дюваля. Каждый построенный крестик основан на приращениях (величинах прироста) метана, этилена и ацетилена во время события газообразования. Красный знак плюс обозначает самое последнее событие, связанное с газообразованием. Все указывает на устойчивое тепловое повреждение T1 (при температуре ниже 300 °C).

 

А как насчет соотношения CO/CO₂? В трансформаторе без потерь газа следовало бы ожидать, что интенсивное обугливание изоляции обмоток приведет к значительному увеличению (более чем на 200%) соотношения CO/CO₂ из-за быстрого образования CO.

 

Однако заявленная концентрация CO в исследуемом трансформаторе была стабильно очень низкой, а соотношение CO/CO₂, основанное на накопленных значениях концентрации газа, оставалось близким к 0,008 с очень небольшим отклонением. Это можно объяснить потерей CO с такой же скоростью, как он образовывался; из-за низкой растворимости CO в масле большая часть CO из масла переходила в пространство над поверхностью масла, где он выбрасывался за счет частого выпуска газа для регулирования давления. Отсутствие какого-либо предупреждения об ухудшении свойств изоляции обмоток по соотношению CO/CO₂ в этом случае является примером потенциально серьезного ухудшения чувствительности анализа растворенных газов к повреждениям из-за потери газа, даже если потеря газа частично компенсируется использованием накопленных данных.

 

Общий вывод из данного анализа с использованием последних достижений в области анализа растворенных газов состоит в том, что, несмотря на очень значительные потери газа из-за регулирования давления в пространстве над поверхностью масла, отклоняющееся от нормы образование опасного газа из-за повреждения этого трансформатора могло быть обнаружено за несколько лет до отказа, что повысило бы статус газообразования в трансформаторе до 3 и дало бы возможность исследовать и, возможно, минимизировать последствия теплового повреждения или по крайней мере спланировать последующую замену трансформатора. Применение предельных значений для анализа растворенных газов без учета потерь газа не позволило обнаружить возникновение проблемы в трансформаторе.

 

Количественные статистические результаты по состоянию на август 2010 года (за семь месяцев до отказа) показывают вероятность отказа 1,1% с индексом NEI-CO ниже 24,2; это означает, что около 11 трансформаторов из тысячи вышли бы из строя при более низком уровне накопленного индекса NEI-CO. Коэффициент опасности или расчетная временная интенсивность отказов на тот момент составляла 0,18% в год, рассчитанная путем умножения интенсивности отказов модели NEI-CO (0,1% на единицу нормированной энергоемкости NEI) на самую последнюю скорость увеличения индекса NEI-CO (1,8/год). Эти статистические данные свидетельствуют о том, что наблюдаемое образование опасного газа на сегодняшний день, недооцененное на неизвестную величину из-за потери газа, соответствует среднему показателю подверженности риску, причем этот риск постоянно увеличивается. Позволили бы только эти результаты энергетической компании избежать выхода из строя трансформатора – это еще под вопросом; однако, получив достоверное предупреждение о том, что существует некоторый риск повреждения, можно было бы подготовиться к возможной замене, и последующий отказ не был бы неожиданным.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Представленный анализ не учитывает и не может учитывать неизвестное количество газа, которое было потеряно и никогда не измерялось, поэтому степень тяжести и уровень риска занижены до неизвестной степени. Однако, новый подход мог бы привести к раннему обнаружению того, что в трансформаторе шел процесс газообразования и что потеря газа могла замаскировать эту проблему, на что указывают очень низкие уровни водорода и CO. Возможно, в тот момент можно было заблокировать систему регулирования давления, чтобы остановить выброс газа на достаточно длительное время, чтобы получить более точную оценку газообразования опасного газа, тренда соотношения CO/CO₂ и связанного с этим фактора опасности.

 

Д-р Джеймс Дж. Дукарм – основатель и руководящий научный сотрудник компании Delta-X Research Inc., г. Виктория, провинция Британская Колумбия, Канада. Являясь членом ASTM и CIGRE, а также пожизненным членом IEEE, Джим принимал активное участие в разработке и пересмотре руководящих указаний по анализу растворенных газов комитета трансформаторов IEEE C57.104, C57.139 и C57.155. Он является соавтором нескольких статей в журналах IEEE и NETA World и неоднократно выступал с докладами на отраслевых конференциях. Джим получил степень магистра математики в университете Сент-Мэри, г. Сан-Антонио, Техас, и степень доктора математики в университете Саймона Фрейзера, г. Бернаби, провинция Британская Колумбия, Канада.

60271-15: Kelman мод. TRANSFIX, TRANSFIX PLUS, MULTITRANS, TAPTRANS Анализаторы растворенных газов в трансформаторном масле

Назначение

Анализаторы растворенных газов в трансформаторном масле Kelman модели TRANSFIX, TRANSFIX PLUS, MULTITRANS, TAPTRANS (далее — анализаторы) предназначены для непрерывного контроля содержания растворенных газов — продуктов разложения трансформаторного масла в высоковольтном маслонаполненном электрооборудовании.

Описание

Анализаторы растворенных газов в трансформаторном масле Kelman модели TRANSFIX, TRANSFIX PLUS, MULTITRANS, TAPTRANS представляют собой стационарные автоматические приборы циклического действия, выполненные в едином корпусе, внутри которого, в термостатируемом отсеке, установлены узел разделения пробы, измерительная оптоакустическая (ИК) ячейка с встроенным электрохимическим (полупроводниковым) датчиком, индикаторы влаги и кислорода, и устройство для поддержания постоянной температуры с двумя термодатчиками. Внутри корпуса также находится встроенный персональный компьютер с установленным программным обеспечением и дисплей с сенсорным экраном.

Принцип действия анализатора основан на том, что растворенные газы извлекаются из масла в газовую фазу методом установления равновесия в герметично замкнутом объеме, включающем в себя пробоотборную емкость, газовые коммуникации, фильтр и измерительную ячейку. После установления равновесия проводятся измерения содержания компонентов в равновесной газовой фазе.

Содержание СН4, С2Н6, С2Н4, С2Н2, СО, СО2 определяют методом оптоакустической инфракрасной спектроскопии. Принцип измерений основан на поглощении определяемыми газами инфракрасного излучения (ИК) с длинами волн, характерными для каждого определяемого вещества. Излучение от источника ИК излучения проходит последовательно через систему оптических фильтров и прерыватель, перекрывающий поток излучения со звуковой частотой. В результате в пробе газа генерируются акустические колебания, интенсивность которых зависит от содержания в пробе определяемых веществ. Получаемый спектр зависимости интенсивности звуковых колебаний от длины волны излучения фиксируют с помощью встроенного микрофона и затем обрабатывают численными методами с помощью ПО.

Содержание Н2 определяют с помощью электрохимического датчика, принцип действия которого основан на изменении проводимости чувствительного элемента датчика (SnO2) в зависимости от содержания водорода в измеряемой среде.

Результаты измерений объемной доли газов в равновесной газовой фазе могут быть представлены в пересчете на объемную долю растворенных газов в пробе трансформаторного масла (без оценивания погрешности) с последующей интерпретацией типа развивающегося дефекта в высоковольтном маслонаполненном электрооборудовании (трансформаторах, выключателях и т. п.).

Фотографии внешнего вида анализаторов растворенных газов в трансформаторном масле представлены на рис.1.

Рис.1. Общий вид анализаторов растворенных газов в трансформаторном масле Kelman модели TRANSFIX, TRANSFIX PLUS, MULTITRANS, TAPTRANS.

Анализаторы модели TRANSFIX и TRANSFIX PLUS предназначены для определения содержания растворенных газов (Н2, СН4, С2Н6, С2Н4, С2Н2, СО, СО2) в режиме реального времени в системе газовой защиты трансформаторов и другого электрического оборудования, где используется масляная изоляция. Периодичность измерений — от одного раза в час до одного раза в четыре недели. Внутри анализатора модели TRANSFIX PLUS дополнительно установлен процессорный блок М0150, предназначенный для анализа и интерпретации в режиме реального времени данных, собранных от внешних датчиков (температуры и др.), установленных на трансформаторе.

Анализаторы модели MULTITRANS предназначены для определения содержания растворенных газов (Н2, СН4, С2Н6, С2Н4, С2Н2, СО, СО2) в больших трансформаторах с тремя однофазными баками. Периодичность отбора проб масла может быть задана от одного раза в час из одного бака и от одного раза в три часа в конфигурации трех баков до одного раза в неделю.

Анализаторы модели TAPTRANS предназначены для определения содержания растворенных газов (Н2, СН4, С2Н6, С2Н4, С2Н2, СО, СО2) в баках силовых трансформаторов и регуляторов напряжения под нагрузкой (РПН). Периодичность отбора проб может быть задана от одного раза в час до одного раза в четыре недели.

Интерпретация типа развивающегося дефекта в анализаторах производится по методу семи ключевых газов. Температура пробы масла от минус 20 до плюс 120°C.

Анализаторы растворенных газов в трансформаторном масле Kelman модели TRANSFIX, TRANSFIX PLUS, MULTITRANS, TAPTRANS имеют по шесть настраиваемых пользователем реле аварийной сигнализации со светодиодной индикацией на передней панели (для каждого масляного контура).

В анализаторах предусмотрены следующие каналы обмена данными:

—    через локальный порт USB и Ethernet;

—    через интерфейсы RS232, RS485, оптоволоконные линии связи, PSTN и модемы сотовых сетей GSM/GPRS;

—    с помощью протоколов обмена данными MODBUS, MODBUS/TCP, DNP3.0, IEC 61850.

Программное обеспечение

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1. Таблица 1

Идентификационные данные (признаки)	Значение
Идентификационное наименование ПО	Соответствует наименованию модели
Номер версии (идентификационный номер) ПО	Недоступен
Цифровой идентификатор ПО	Недоступен
Другие идентификационные признаки, если имеются	Серийный номер

Встроенное программное обеспечение не имеет средств программирования или изменения метрологически значимых функций, доступных пользователю. Анализаторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений, реализованную изготовителем на этапе производства.

Уровень защиты «высокий» по Р.50.2.077-2014 (конструкция СИ исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию).

Влияние программного обеспечения анализаторов учтено при нормировании метрологических характеристик.

Технические характеристики

Диапазон измерений объемной доли компонентов в газовой фазе, млн-1 ацетилен (С2Н2)

от 0,5 до 5000 от 2 до 10000 от 2 до 5000 от 20 до 10000 от 5 до 1000

метан (СН4), этан (С2Н6), этилен (С2Н4) оксид углерода (СО) диоксид углерода (СО2) водород (Н2)

Пределы допускаемой относительной погрешности объемной доли компонента в газовой фазе, %:

С2Н2, С2Нб, С2Н4 СО    ± 15

СН4,СО2, Н2    ± 20

Диапазон показаний объемной доли газов, растворенных в трансформаторном масле*, млн-1:

Н2	от 0 до 1240
СО	от 0 до 3100
С2Н2	от 0 до 7150
СО2	от 0 до 15200
СН4	от 0 до 9400
С2Н4	от 0 до 19700
С2Н6	от 0 до 25900
* — в пересчете на масло марки VOLTESSO 35 (по методу С стандарта ASTM D 3612-02)
Потребляемая мощность, Вт, не более	880
Масса, кг, не более	115
Габаритные размеры, мм, не более	860x600x452
Условия эксплуатации:
— температура окружающей среды, °С	от минус 40 до плюс 55
— относительная влажность воздуха, %	от 10 до 95
— атмосферное давление, кПа	от 76 до 105
— электропитание
напряжение, В	115/230
частота переменного тока, Гц	50/60

Знак утверждения типа

наносится на анализатор в виде наклейки на переднюю панель анализатора и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

Анализатор растворенных газов Kelman.

Руководство по эксплуатации.

Методика поверки.

Поверка

осуществляется по документу МП 60271-15 «Анализаторы растворенных газов в трансформаторном масле Kelman модели TRANSFIX, TRANSFIX PLUS, MULTITRANS, TAPTRANS. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 15 декабря 2014 г.

Основные средства поверки:

—    ГСО состава газовых смесей №№ 10260-2013, 10241-2013, 10325-2013, 10386-2013, 10244-2013, 10248-2013, 10257-2013;

—    генератор газовых смесей ГГС-03-03 по ЩДЕК.418313.001 ТУ;

—    ПНГ воздух марки А по ТУ 6-21-5-82.

Сведения о методах измерений

приведены в руководствах по эксплуатации анализаторов растворенных газов в трансформаторном масле Kelman модели TRANSFIX, TRANSFIX PLUS, MULTITRANS, TAPTRANS.

Нормативные документы, устанавливающие требования к анализаторам растворенных газов в трансформаторном масле Kelman модели TRANSFIX, TRANSFIX PLUS, MULTITRANS, TAPTRANS

Техническая документация фирмы-изготовителя «Kelman Ltd.», Великобритания.

Рекомендации к применению

— осуществление производственного контроля соблюдения установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.

Автоматизированная установка измерения диэлектрических потерь трансформаторного масла Тангенс-3М

Автоматизированная установка измерения диэлектрических потерь трансформаторного масла Тангенс-3М предназначена для полностью автоматического измерения тангенса угла диэлектрических потерь трансформаторного масла при частоте 50 Гц (ГОСТ 6581-75 и IEC 60247).

Преимущества Тангенс-3М

Компактная моноблочная установка, масса не более 5 кг;

Высокая скорость проведения анализа масла;

Малый объем масла для анализа;

В комплект входит три измерительные ячейки;

Возможность комплектации установки эталонной ячейкой для проведения поверки и калибровки;

Удобный, интуитивно понятный интерфейс;

Результаты измерений сохраняются в энергонезависимой памяти и могут быть считаны компьютером;

Корпус установки изготовлен из термостойкого пластика.

Автоматизированная установка измерения диэлектрических потерь трансформаторного масла ТАНГЕНС-3М

предназначена для определения тангенса угла диэлектрических потерь tg? (далее — тангенса угла потерь) трансформаторного масла по ГОСТ 6581-75 и IEC 60247 на частоте сети 50 Гц.

Технические характеристики ТАНГЕНС-3М

Диапазон измерений тангенса угла потерь	0,0001-1,0
Погрешность при измерении тангенса угла потерь	±(0,0002+0,01·tg?)
Действующее напряжение, приложенное к измерительной ячейке, соответствующее напряженности поля 1 МВ/м, В	2000
Диапазон измерения рабочего напряжения, В	0 – 2700
Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении рабочего напряжения, %	1,0
Диапазон измерений емкости, пФ	5 – 50
Пределы допускаемой относительной погрешности  при измерении емкости, %	(0,5 + tg?)
Диапазон работы нагревателя, °С	10 – 100
Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении температуры, °С	±1,0
Время измерения, включая калибровку и нагрев до 90 °С (с измерениями через 10 °С), мин	30
Время измерения, включая калибровку и нагрев до 90 °С (с измерениями через 10 °С) и остывание, мин	80
Напряжение питающей сети переменного тока, В	230±23
Потребляемая мощность, кВ?А, не более	0,3
Габаритные размеры, мм	400х350х80
Масса, кг, не более	6
Рабочие условия применения: Температура окружающей среды, °С Относительная влажность (при 20 °С), не более, %	15 – 35; 80

 

Возможна комплектация установки ТАНГЕНС-3М эталонной ячейкой для проведения поверки и калибровки.

Тангенс-3М может работать с шестью различными ячейками, параметры которых сохраняются в энергонезависимой памяти и доступны для просмотра из меню.

Тангенс-3М сохраняет в энергонезависимой памяти до 2000 результатов последних измерений. В комплект поставки входит программное обеспечение на компакт-диске, позволяющее переписать файл с результатами в персональный компьютер в формате MS Word или Excel.

Документация на Тангенс-3М

Жидкостное охлаждение для компьютеров — Статьи

Введение

В конце позапрошлого века появились первые автомобили, послужившие вехой технического прогресса и мобилизации человечества. Их двигатели сначала были примитивны, маломощны, шумны и работали на воздушном охлаждении. Но вот не проходит и десяти лет, и вместе с ростом мощности и более сбалансированной работой двигатель внутреннего сгорания получает гораздо более эффективное жидкостное охлаждение. Этот способ охлаждения миллионов моторов является неизменным атрибутом комфортного автомобиля и по сегодняшний день.

Первые ПК не имели проблем с охлаждением своих процессоров вообще. Потом они обзавелись радиаторами. Далее – небольшими вентиляторами. Что мы имеем теперь? Сегодня стоимость средств охлаждения для процессоров из верхнего модельного ряда уже приближается к цене самих CPU из нижних моделей. Чрезвычайно возросла мощность современных кулеров, их габариты, вес, обороты двигателей и диаметр вентиляторов. Стали критичны обработка и качество материала. Если раньше возможностей кулеров хватало с запасом, то сегодня они уже с трудом справляются со своими задачами. Увеличивать мощность вентиляции становится все сложнее, так как размеры и вес процессорных кулеров уже достигают критичных значений.
Вместе с ростом вычислительной мощности современные процессоры потребляют все больше и больше энергии. Основная ее часть выделяется в виде тепла. Этот непрерывный тепловой поток можно отбирать только через ограниченную площадь процессорного ядра. Производители стараются бороться с потреблением энергии и тепловыделением переходом на более низкие напряжения питания и технологические нормы. С уменьшением микронных норм производства потребление мощности действительно уменьшается, однако уменьшается и площадь кристалла самого ядра, что, в свою очередь, ведет к увеличению плотности теплового потока. И хоть тепла становиться меньше, но снизится ли температура внутри ядра меньшей площади – это уже под вопросом. С увеличением интеграции и уменьшением площади чипа отвод тепла с его поверхности становится все более трудной задачей. Здесь уже требуются специальные материалы и теплоносители. Неизменный рост тактовых частот предполагает неизбежное увеличение тепловыделения CPU в дальнейшем. Для процессоров с тактовыми частотами превышающими 2 ГГц рекомендуются кулеры с радиаторами из меди либо хотя бы с медной подошвой на алюминиевом радиаторе. Что будет за медью? Серебро? Напыление из золота? Или что-то еще?

Проблема охлаждения в целом

Как бы не справлялся воздушный кулер с охлаждением процессора, но куда он девает тепло? Ответ ясен – выкачивает (вытягивает) его вовнутрь системного блока. Туда же сбрасывают свое тепло и кулер видиокарты, порядком греющиеся приводы жестких и оптических приводов, радиаторы чипсета и т.д. Но все эти устройства охлаждаются тем же воздухом из системного блока, который они сами и нагревают. Круг тепловой конвекции замыкается. Температура внутри корпуса компьютера стала так же актуальна, как и нагрев внутренних устройств. Результат – интенсивная принудительная вентиляция всего системного блока. Если раньше корпуса комплектовались одним посадочным местом под фронтальный вентилятор, причем производители не особо заботились о вентиляционных отверстиях напротив него, то теперь внутри стандартных корпусов предусмотрено 2-3 места под вентиляторы. Кроме того, в продаже появилась масса всевозможных «бловеров», блоков вентиляторов под слотовые и 5,25” отсеки.
Рекомендация, ставшая уже аксиомой: берите корпус большого объема, потому что в нем лучше циркуляция воздуха. Вот куда тратится пространство корпуса – на циркуляцию воздуха. Притом, что какой-либо специальной организации путей для воздуховодов в обычных корпусах нет вообще, и эффект от вентиляции зависит от комплектации конкретного компьютера, от загромождения его внутреннего пространства шлейфами и платами расширения. Процессор и другие устройства охлаждаются воздухом изнутри корпуса. Эффективность воздушного охлаждения напрямую зависит от температуры воздуха внутри системного блока. Требуется продуманная вентиляция внутреннего пространства корпуса. Но вот заставить течь потоки воздуха в нужном направлении весьма сложно, путь ему преграждают всевозможные устройства, шлейфы, внутренние закоулки. Воздух по большому счету не циркулирует по заданному пути, а перемешивается внутри корпуса.
Если корпуса с воздушным охлаждением спроектированы специально, с компактным расположением элементом и четкой организацией воздуховодов, что характерно для серверов, то и здесь очень остро стоит проблема организации и сечения воздуховодов. Вентиляторы внутренних устройств нагнетают воздух на свои радиаторы под определенным давлением. Эффективное сечение воздуховода должно быть сравнимо с площадью вентилятора. Приходится предусматривать широкие воздушные внутренние магистрали. Эти магистрали должны обеспечивать достаточную пропускную способность для отвода тепла и доступа к холодному воздуху.
В случае охлаждения системы жидкостью ситуация коренным образом меняется. Охлаждающая жидкость циркулирует в изолированном пространстве – по гибким трубкам малого диаметра. В отличие от воздушных магистралей, трубкам для жидкости можно задать практически любую конфигурацию и направление. Занимаемый ими объем гораздо меньше, чем воздушные каналы при такой же или гораздо большей эффективности.

Достоинства жидкостного охлаждения

Принципиальная разница между воздушным и жидкостным охлаждением в том, что вместо воздуха через радиатор CPU или другого охлаждаемого устройства прокачивается жидкость. Вода или другие подходящие для охлаждения жидкости отличаются хорошей теплопроводностью и большой теплоемкостью. Циркулирующая жидкость обеспечивает гораздо лучший теплоотвод, чем поток воздуха. Это дает не только более низкую температуру охлаждаемых элементов, но и сглаживает резкие перепады температуры работающих в переменных режимах устройств.
Типичный жидкостный радиатор для процессора гораздо меньше любого применяемого на сегодняшний день кулера. Радиатор небольшого теплообменника может быть сравним с размерами крупного процессорного кулера, но в отличие от последнего размещается теплообменник более свободно, в менее критичном месте системного блока или же может быть вынесен наружу. Трубки не занимают много места внутри корпуса, и им не мешают все те неровности и выступающие элементы, которые критичны для потока воздуха.
Спроектированная определенным образом система жидкостного охлаждения не только превосходит по эффективности воздушный кулер, но и отличается более компактными размерами. Наверное, именно поэтому первыми стали применять жидкостное охлаждение на серийных устройствах производители ноутбуков.
В случае охлаждения жидкостью централизованную систему организовать просто. Главный блок жидкостного охладителя может находиться снаружи системного блока, соединяясь с ним только двумя гибкими трубками, через которые поступает жидкий хладагент для всех снабженных жидкостными радиаторами устройств.
Комплексное жидкостное охлаждение может одновременно решить проблему охлаждения как горячих устройств – CPU, HDD, чипы видеокарты и МВ, так и улучшить температурный режим внутри системного блока в целом. Если при охлаждении внутренних устройств обычными кулерами отводимый горячий воздух попадал внутрь системного блока, грозя перегревом другим компонентам, то при жидкостном охлаждении ситуация принципиально иная. Отводимое тепло транспортируется вместе с жидкостью по трубам в радиатор теплообменника, откуда может выдуваться наружу, минуя внутреннее пространство компьютера. Тем самым обеспечивается лучший тепловой режим внутри системного блока, и уже не потребуется столь мощная общая вентиляция его пространства. С охлаждением радиатора теплообменника вполне может справляться один тихий низкооборотный вентилятор большого диаметра. К тому же этот вентилятор будет охлаждать не только жидкость радиатора, но и пространство системного блока, забирая оттуда воздух.

Жидкость, воплощенная в «железе»

На рынке систем жидкостного охлаждения началось заметное оживление. Причины этого понятны. Качество и продуманность жидкостных конструкций охлаждения повышается, а стоимость наоборот – падает. Сейчас уже можно приобрести полностью укомплектованный набор для монтажа в корпусе эффективной жидкостной системы менее чем за $100. Это не так уж и много, учитывая, что приличные медные кулеры сейчас стоят по 20-40 долларов. Что тут скажешь, если уже даже такой гранд «кулерной» индустрии как Thermaltake предоставил собственный комплект жидкостного охлаждения для CPU, то, по-видимому, овчинка действительно выделки да стоит…

По своим конструктивным особенностям системы жидкостного охлаждения имеет смысл разделить на два типа:

1. Системы, где охлаждающая жидкость приводится в движение помпой в виде отдельного механического узла.
2. Беспомповые системы жидкостного охлаждения, использующие специальные хладагенты, которые в процессе переноса тепла проходят через жидкую и газообразную фазы.

Жидкостная система с помпой

Функциональная схема такой охлаждающей установки изображена на рис.1. Принцип ее действия эффективен и прост, и, в общем-то, ничем не отличается от систем охлаждения применяемых в автомобилях. Жидкость (в большинстве случае это дистиллированная вода) прокачивается через радиаторы охлаждаемых устройств с помощью специального насоса. Все компоненты конструкции соединены между собой гибкими трубками диаметром 6-12 мм. Проходя через радиатор процессора и, в ряде случаев, других устройств, жидкость забирает их тепло, после чего попадает по трубкам в радиатор теплообменника с наружным воздухом, где охлаждается сама. Система замкнута, и жидкость в ней циркулирует постоянно.

Рис.1
Общая схема жидкостного охлаждения.
То же соединение, но, так сказать, в «железе» можно увидеть на рис.2 на примере продукции фирмы CoolingFlow. Здесь хорошо видны все элементы жидкостной конструкции. В данном случае система предназначена для охлаждения только процессора. Компактный радиатор теплообменника с одним вентилятором по идее устанавливается в фронтальной части корпуса не требующего специальной конструкции. Помпа совмещена с буферным резервуаром для жидкости. Стрелками показано движение холодной и горячей жидкости.

Рис.2
Наглядная схема на примере CoolingFlow Space2000.
Расположение жидкостной системы охлаждения внутри корпуса лучше проиллюстрировано на рис.3. Здесь используется радиатор теплообменника увеличенного объема с двумя вентиляторами, поэтому крепится он с тыльной стороны специально адаптированного корпуса. Такая охлаждающая система имеет хороший запас по мощности и кроме процессора, в случае необходимости, может параллельно охлаждать и другие компоненты компьютера. Хотя на сегодняшний день все же большее распространение получили системы жидкостного охлаждения с фронтальным креплением теплообменника с одними вентилятором.

Рис.3
Расположение жидкостного охлаждения от SwiftTech в корпусе.
Но все же монтаж всей жидкостной системы охлаждения внутри корпуса имеет ряд недостатков. Во-первых, типичные корпуса изначально не проектировались под установку таких конструкций, и здесь могут возникнуть проблемы с расположением, особенно наиболее мощных из них. Для установки особо эффективного жидкостного охлаждения потребуется либо специальный корпус, либо специальный внешний блок жидкостного охлаждения. Именно такой изображен на рис.4. Этот блок включает в себя помпу, радиатор теплообменника, три вентилятора, систему электронного управления и цифровой индикатор температуры. Эта конструкция полностью самодостаточна. Вовнутрь корпуса компьютера ставится только жидкостный радиатор, соединенный с блоком гибкими трубками, и датчик температуры. Сам блок удобно располагается сверху на корпусе компьютера.

Рис.4
Внешний блок для жидкостного охлаждения Koolance EXOS.
Наиболее значимым компонентом любой системы охлаждения в компьютере является радиатор процессора. В случае жидкостного охлаждения этот элемент приобретает удобный и компактный вид. Совсем непривычно смотрятся маленькие жидкостные радиаторы CPU по сравнению с габаритами типичных воздушных кулеров, тем более, что первые превосходят по эффективности последних. Оценить вид жидкостных радиаторов для CPU, а также их расположение на двухпроцессорной системе можно по рис.5; 6.


Рис.5
Жидкостные радиаторы для процессора.




Рис.6
Два CPU, установленные на МВ.
Как и в случае любого радиатора, эффективность жидкостного радиатора определяется площадью контакта его поверхности с охлаждающим веществом, для чего внутри делаются ребра, иголки или увеличивающие площадь контакта воронки (рис.7). Если жидкость направленно циркулирует по концентрическим ребрам, то тем самым максимально повышается его теплоотдача. Случай с воронками на обычной медной пластине, делающихся простым сверлом, наверняка, заинтересует тех, кто не прочь изготовить такую штуку самостоятельно в домашних условиях.

Рис.7
Внутреннее устройство жидкостных радиаторов.
Для графических чипов видеокарт тоже применяется жидкостное охлаждение, включенное параллельно с процессором. Радиаторы здесь поменьше. Смотрятся они на видеоплатах гораздо элегантнее (рис.8), чем мощные монстроподобные воздушные кулеры.

Рис.8
Жидкостный радиатор видеокарты.
Устройством, от которого в наибольшей мере зависит надежность жидкостной системы охлаждения, является помпа (рис.9). Если жидкость перестанет циркулировать, то эффективность охлаждения катастрофически упадет. Применяются помпы двух типов: погружаемые в резервуар с охлаждающей жидкостью и наружные, с собственным герметичным корпусом. Конструкция погружаемых насосов очень проста, – по сути, это вращающаяся в жидкости крыльчатка, заключенная в кожух. Ее центробежная сила создает необходимый напор жидкости. Резервуар для жидкости обычно делают из пластмассы. Такие помпы довольно дешевы и поэтому преобладают. Отдельная внешняя помпа гораздо дороже, ведь для нее уже требуется качественный герметичный несущий корпус, проходящий специальную машинную обработку. Зато надежность и производительность решения в последнем случае может быть гораздо выше.

Рис.9
Внутренняя и внешняя помпы.
Для охлаждения жидкости используются специальные радиаторы-теплообменники (рис.10). Это почти что копия в миниатюре автомобильного радиатора – принцип тот же. К радиатору крепится от одного до трех вентиляторов диаметром 80-120 мм. Вода, протекающая по изогнутой медной трубке, охлаждается нагнетаемым воздухом. Шум от такой конструкции обычно меньше, чем от мощного воздушного кулера, так как здесь используются низкооборотные вентиляторы увеличенного диаметра.

Рис.10
Радиатор теплообменника.
Не менее эффективно жидкостное охлаждение и в случае винчестера. Некоторые производители разработали для HDD специальные очень тонкие водяные радиаторы (рис.11). Радиатор крепится к верхней плоскости накопителя. Обеспечивается хороший теплоотвод, посредством большой площади контакта плоскости радиатора к металлическому корпусу HDD, что, в общем-то, недостижимо при воздушном обдуве.

Рис.11
Плоский радиатор для HDD (Koolance).
Итак, к достоинствам жидкостного охлаждения данного типа следует отнести: повышенную эффективность, возможность параллельного охлаждения нескольких устройств, рациональное транспортирование тепла из корпуса системного блока, небольшие размеры радиаторов чипов. Сюда же стоит добавить невысокий уровень шума, создаваемый многими системами водяного охлаждения, по крайней мере, он ниже, чем шум от мощного воздушного кулера с меньшей охлаждающей эффективностью.
К недостаткам, прежде всего, нужно причислить неадаптированность стандартных корпусов к новым системам охлаждения. Нет, ничего сложного в принципе здесь нет, но скорее всего понадобится просверлить несколько дополнительных отверстий для крепления теплообменника, да позаботиться о достаточной площади вентиляционных отверстий в корпусе. Возможно, понадобится подбор специального корпуса. На сегодняшний день производителями корпусов хоть и предусматривается крепление фронтальных вентиляторов, но во многих случаях вентиляционные щели напротив них явно недостаточны для эффективного теплообмена, носят скорее декоративный характер.
Другой недостаток – использование в качестве охладителя воды. Вода – токопроводящая жидкость с довольно низкой температурой кипения, поэтому заметно испаряется даже при комнатной температуре. Вода внутри системного блока явление нежелательное, даже если она находится в закрытом сосуде. В принципе ничто не мешает заменить воду более подходящей жидкостью, например, трансформаторным маслом, которое используется для охлаждения мощного электрооборудования. Масло не проводит ток, являясь, наоборот, хорошим изолятором. Его теплопроводность лучше, чем у воды, а точка кипения выше, поэтому оно почти не испаряется. Под масло придется использовать лишь помпы несколько иного типа, учитывая его более высокую вязкость. Думаю, за маслом дело не станет в перспективе. Сейчас же, похоже, производители заботятся о максимальной простоте в эксплуатации нового продукта даже для неподготовленного пользователя. Вода, как известно, распространенный и привычный всем продукт.

Беспомповое жидкостное охлаждение

Существуют системы жидкостного охлаждения, в конструкции которых такой элемент как помпа отсутствует. Но, тем не менее, жидкий хладагент циркулирует внутри такой системы. Используется принцип испарителя, создающего направленное давление для движения охлаждающего вещества. Здесь применяются специальные хладагенты – это жидкость с низкой точкой кипения. С физикой происходящего лучше всего разобраться глядя на схему (рис.12). Сначала, в холодном состоянии радиатор и магистрали заполнены жидкостью. Но когда радиатор процессора нагревается выше какой-то температуры, жидкость в нем превращается в пар. Здесь нужно добавить, что сам процесс превращения в пар поглощает дополнительную энергию в виде тепла, а значит, повышает эффективность охлаждения. Горячий пар создает давление и старается покинуть пространство радиатора процессора. Через специальный односторонний клапан пар может выйти только в одну сторону – двигаться в радиатор теплообменника-конденсатора. Попадая в радиатор теплообменника, пар вытесняет оттуда холодную жидкость в радиатор процессора, а сам остывает и превращается вновь в жидкость. Таким образом, охлаждающее вещество в чередующихся фазах жидкость-пар постоянно циркулирует по замкнутой системе трубопровода, пока радиатор горячий. Энергией для движения здесь является само тепло, выделяемое охлаждаемым элементом.

Рис.12
Схема жидкостного охлаждения по принципу испарителя.
Реализация в железе выглядит довольно компактно. На (рис.13) показана система для охлаждения центрального или графического процессора, в конструкции которой отсутствует помпа. Основными элементами здесь являются радиаторы процессора и теплообменника-конденсатора.

Рис.13
Жидкостный «испаритель» CoolingFlow для CPU.
Другой вариант испарительной жидкостной системы охлаждения для видеокарты еще более интересен (рис.14). Здесь применяется очень компактная конструкция, использующая тот же принцип. В радиаторе графического чипа встроен жидкостный испаритель. Теплообменник находится тут же, рядом – возле боковой стенки видеокарты. Вся эта конструкция выполнена из медного сплава. Для охлаждения теплообменника применяется высокооборотистый (7200 об./мин.) вентилятор центробежного типа. Воздух, прошедший через теплообменник, конденсирует пар и выбрасывается наружу корпуса через специальное сопло. Охлаждающее вещество в фазах жидкость-газ постоянно циркулирует по замкнутому кругу.

Рис.14
Система охлаждения на видеокарте Abit Siluro OTES GeForce4 Ti4200.
Известны и еще более простые системы беспомпового жидкостного охлаждения. В них применяется принцип, так называемых, тепловых трубок. То есть, замкнутой системы для циркуляции жидкости нет вообще. Радиатор процессора соединен с радиатором теплообменника посредством нескольких медных трубок. Конструкция получается компактной. Жидкость, испаряясь, попадает по трубке в радиатор теплообменника, где конденсируется и стекает обратно в радиатор процессора самотеком. Радиатор теплообменника интенсивно обдувается воздухом. Такую систему нельзя считать полноценным жидкостным охлаждением, это скорее вариант воздушно-жидкостного охладителя.
Беспомповые системы жидкостного охлаждения отличаются завидной компактностью. Такая конструкция может быть гораздо меньше обычного воздушного кулера, при более высокой ее эффективности. Неудивительно, что производители ноутбуков одними из первых приняли на вооружение жидкостное охлаждение, как компактное и эффективное решение (рис.15).

Рис.15
Жидкостное охлаждение на ноутбуке ESC DeskNote i-Buddie 4.
Системы жидкостного охлаждения, в которых используется принцип испарителя, без применения механического нагнетателя имеют как преимущества, так и недостатки перед традиционными схемами жидкостного охлаждения с применением помпы. Отсутствие механического насоса делает конструкцию более компактной, простой и дешевой. Здесь сведено до минимума количество движущихся механических частей, остается лишь вентилятор конденсатора. Это даст невысокий уровень шума в случае применения тихого вентилятора. Вероятность механических поломок сведена до минимума. С другой стороны, мощность и эффективность таких систем гораздо ниже, чем систем использующих жидкость нагнетаемую насосом. Другая проблема – потребность хорошей герметичности конструкции. Так как здесь используется газовая фаза вещества, то даже при малейшей утечке, со временем система потеряет давление и станет неработоспособной. Причем диагностировать и исправить последнее будет очень сложно.

Перспектива жидкости в компьютере

Если еще пару лет назад в понимании среднестатистического пользователя сочетание воды и компьютера воспринималось как что-то совершенно экзотическое и несовместимое по своей природе в принципе, то сегодня ситуация коренным образом меняется. На жидкостное охлаждение обратили внимание, прежде всего, производители комплектующих и компьютеров. И пользователи получают в руки конструктивно завершенные и вполне привычно выглядящие продукты, будь то ноутбуки или видеокарты, во внутренностях которых плещется жидкость. Все растущее тепловыделение современных процессоров подталкивает разработчиков к мысли, что вскоре одного воздуха будет недостаточно для обуздания температуры нагрева их кристаллов, особенно для любителей поэкспериментировать с разгоном. А какая приличная материнская плата на сегодняшний день не содержит этих самых средств для разгона, обогащающихся от модели к модели? Это всего лишь рынок – завлечь покупателя любой ценой. И если в конструкцию массового продукта заложены возможности оверклокинга, и кому-то эта игра нравится, и, скажем так – многим, то как же поддержать азарт потенциальных покупателей без эффективного и, как видится, уже нестандартного охлаждения? Теперь бренды уже демонстрируют на своих заряженных моделях системы водяного охлаждения, выставляя это действо с особым шиком.
На рынке наступает оживление. Всевозможных наборов для монтажа жидкостного охлаждения в обычном компьютере становится больше. Определились конструктивные подходы, цены уже не выглядят столь пугающими. И все же этот продукт направлен пока что на энтузиастов. Для его установки потребуются некоторые слесарные навыки, что-то сравни ремонту велосипеда в домашних условиях. А главное – желание. Сказывается и инертность производителей корпусов для ПК, основная часть которых имеет довольно таки посредственные возможности для установки дополнительного оборудования, в первую очередь фронтальных и тыловых вентиляторов большого диаметра, требующихся для жидкостных радиаторов. Но все это довольно просто решается, и все желающие могут собрать и испытать систему жидкостного охлаждения на практике. Такой опыт может оказаться как раз кстати. Кто знает, что нас ждет впереди – в гонке частот процессоров? Не окажутся ли кристаллы будущих CPU столь горячими, что жидкость станет вполне разумной альтернативой для охлаждения, как-то в свое время случилось с двигателями внутреннего сгорания автомобилей? Поживем – увидим…

Transformer Oil Maintenance

Трансформаторное масло — это масло на минеральной основе, которое обычно используется в трансформаторах благодаря своим химическим свойствам и диэлектрической прочности. Это масло в вашем трансформаторе действует как изолятор и охлаждающий агент. Со временем масло разлагается, что может привести к неисправностям и дорогостоящему ремонту. При правильной программе профилактического обслуживания вы можете избежать дорогостоящих простоев и дорогостоящего ремонта.

Качество масла

Качество трансформаторного масла влияет на его изоляционные и охлаждающие свойства.При нормальных условиях эксплуатации минимальное ухудшение качества масла произойдет из-за окисления и загрязнения. Их кратко можно описать следующим образом:

1. Окисление — это кислота, которая образуется в масле при контакте с кислородом. Кислота образует осадок, который оседает на обмотках трансформатора, что снижает теплоотдачу. Обмотки нагреваются, создавая больше шлама, который, в свою очередь, создает еще больше тепла. Высокое содержание кислоты и повышенные температуры ускорят ухудшение изоляционных качеств масла, и, если его не обработать, приведут к выходу трансформатора из строя.


2. Загрязнения, обычно встречающиеся в трансформаторном масле, включают воду и твердые частицы. Присутствие любого из этих загрязняющих веществ снижает изоляционные свойства трансформаторного масла.

Тестирование
Тестирование трансформаторного масла должно быть частью вашей ежегодной программы профилактического обслуживания. Тестирование масла поможет определить, когда требуются корректирующие меры. Первоначальное тестирование установит базовую линию для сравнения, а ежегодное тестирование покажет любые внутренние изменения вашего трансформатора.
Следующие 5 этапов испытания являются минимальным требованием ежегодной программы технического обслуживания:

1. Пробой диэлектрика: Электрическая прочность — это мера напряжения, от которого масло будет изолировать. Многие загрязнители проводят электричество лучше, чем масло, что снижает пробой диэлектрика.


2. Нейтрализация / Кислотное число: Этот тест измеряет уровень осадка, вызывающего присутствие кислоты в масле.


3. Межфазное натяжение: этот тест определяет присутствие полярных соединений.Это может указывать на окислительные загрязнения или порчу материалов трансформатора. т.е. краска, лак, бумага.


4. Цвет: Цвет масла указывает на качество, старение и наличие загрязнений.


5. Содержание воды: Используется для определения количества воды, присутствующей в масле, в частях на миллион. Присутствие воды в масле снижает диэлектрическую прочность.

Тест анализа растворенных газов (DGA) — еще один полезный инструмент в рамках вашей программы технического обслуживания.Исследование газов, присутствующих в масле, может помочь определить, есть ли в трансформаторе неисправности, включая искрение, коронный разряд или перегретые соединения.

Результаты проведенных тестов помогут определить, когда требуются дальнейшие действия. Предварительно определенные пределы для этих испытаний должны быть установлены в зависимости от класса напряжения и кВА вашего трансформатора. Любые проведенные тесты, показывающие результаты, выходящие за рамки заданных параметров, указывают на необходимость дальнейшего исследования. Тенденция к снижению результатов ваших тестов с течением времени также требует дальнейшего тестирования и оценки результатов.

Если для вашего трансформаторного масла требуются меры по исправлению положения, в дополнение к предыдущему испытанию требуется недавний анализ ПХД. Если результат тестирования печатной платы составляет менее 2 частей на миллион, в большинстве случаев можно выполнить регенерацию масла на месте. Если содержание масла составляет более 2 частей на миллион, но менее 50 частей на миллион, масло можно отправить на предприятие по переработке, а ваш трансформатор можно залить новым или переработанным маслом. Любой анализ ПХБ с результатами более 50 ppm требует особого обращения.

Восстановительная обработка
Если качество вашего масла упало ниже приемлемого уровня, необходимо принять решение о замене или утилизации существующего масла.Часто быстрое ухудшение качества масла в трансформаторе указывает на то, что требуется дополнительная обработка как самого трансформатора, так и масла.

Восстановление имеющегося у вас масла может быть выполнено на месте с ограниченным временем простоя. Вы можете восстановить масло до новых характеристик масла с помощью комбинации процедур, включая очистку земли и дегазацию. Если уровень некоторых загрязняющих веществ значительно высок, может быть более экономически целесообразным заменить масло, а не регенерировать его.

Следует проявлять упреждающий подход, если трансформаторное масло имеет высокое содержание кислоты. Любой осадок, образованный кислотой, необходимо вымыть из трансформатора горячим маслом, чтобы удалить осадок. Вы можете сэкономить на расходах, если регенерируете масло на ранних стадиях накопления кислоты, до образования отложений, поскольку масло будет дольше сохранять свое качество при нормальных условиях эксплуатации.

Рекультивация нефти с высоким содержанием кислоты включает обработку земли Фуллера для удаления кислоты и твердых частиц и дегазацию для удаления газов и воды.Этот процесс также исправит кислотное число и цвет.

Трансформаторное масло может удерживать частицы воды во взвешенном состоянии в зависимости от температуры масла. Если масло находится в точке насыщения, вероятно, на дне трансформатора есть свободная вода. Диэлектрическая прочность масла снижается из-за присутствия в масле воды, поэтому рекомендуется дегазация масла. Если содержание воды особенно велико, следует рассмотреть возможность высыхания горячего масла. Хотя это более затратно, чем дегазация, это также удалит любую воду, которая может находиться в сборке сердечника и змеевика.

Если вы решили заменить масло в трансформаторе, можно использовать новое или переработанное масло. Если бак трансформатора способен создавать вакуум, его следует заполнять под вакуумом в соответствии с рекомендациями производителя. Если бак не выдерживает вакуума, масло следует дегазировать в трансформаторе и прокачать через дегазатор, в три раза превышающий объем трансформатора. Это поможет удалить влагу из изоляции трансформатора.

Новое масло часто требует дополнительной дегазации для удаления воздуха и влаги, добавленных во время транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ.Это увеличит срок службы масла в трансформаторе.

Забота об окружающей среде
Минеральное изоляционное масло — ценный ресурс, который можно многократно перерабатывать и возвращать в исходное состояние. Использование нового качественного переработанного масла или регенерация существующего масла позволяет избежать истощения невозобновляемых ресурсов и может быть гораздо более рентабельным, чем замена новым маслом.

Программа профилактического обслуживания трансформатора имеет как экономические, так и экологические преимущества.Отказ трансформатора может привести к значительным затратам на очистку окружающей среды и значительным затратам на замену или ремонт.

Модель для инициирования и распространения электрических стримеров в наножидкостях на основе трансформаторного масла и трансформаторного масла

Абстрактные

Широкое использование диэлектрических жидкостей для высоковольтной изоляции и охлаждения силовых аппаратов связано с их большей электрической прочностью на пробой и теплопроводностью, чем у газовых изоляторов, в то время как их способность соответствовать сложной геометрии и самовосстановлению означает, что они часто имеют более практическое применение. чем твердые изоляторы.Трансформаторное масло — особенно важная диэлектрическая жидкость. Проблемы, связанные с его электрическим пробоем, были предметом обширных исследований. Большая часть этой работы была сосредоточена на формировании электрических стримеров. Это проводящие структуры с низкой плотностью, которые образуются в областях нефти, которые перенапрягаются электрическими полями порядка 1 x 108 (В / м) или больше. Как только стример формируется, он имеет тенденцию удлиняться, увеличиваясь от точки инициирования к точке заземления. Степень развития косы зависит от природы вызвавшего ее электрического возбуждения.Устойчивое перевозбуждение может привести к тому, что коса перекрывает масляный зазор между ее исходной точкой и землей. Когда это произойдет, образуется дуга и произойдет электрический пробой. Стримеры могут образовываться как из-за положительного, так и из-за отрицательного возбуждения. Положительные стримеры считаются более опасными, поскольку они образуются при более низких уровнях электрического поля и распространяются с более высокими скоростями, чем отрицательные стримеры. Исторически сложилось так, что моделирование развития косы оказалось очень сложной задачей. Большая часть этой трудности связана с идентификацией соответствующих электродинамических процессов.В первом разделе этой диссертации представлен всесторонний анализ механизмов генерации заряда, которые могут играть роль в развитии стримера.

(продолжение) Оценивается степень электродинамики, связанной с инжекцией заряда Фаулера-Нордхейма, зависимой от электрического поля ионной диссоциацией (эффект Онзагера) и зависимой от электрического поля молекулярной ионизацией в электрически напряженном трансформаторном масле, и показано, что молекулярная ионизация, которое приводит к развитию волны электрического поля, является основным механизмом, ответственным за развитие стримера.Полная модель стримера на основе жидкофазной молекулярной ионизации с тремя носителями разработана и решена для возбуждения положительного игольчатого электрода с помощью пакета моделирования методом конечных элементов COMSOL Multiphysics. Описывается модификация жидкофазной модели молекулярной ионизации для учета двухфазного характера развития стримера, а характеристики как жидкофазной, так и двухфазной модели газ / жидкость сравниваются с экспериментальными результатами, приведенными в литературе. Второй раздел этой диссертации посвящен изоляционным характеристикам наножидкостей на основе трансформаторного масла.Было показано, что эти наножидкости, которые могут быть изготовлены из различных материалов, обладают некоторыми уникальными изоляционными характеристиками. Более ранние экспериментальные работы показали, что наножидкости на масляной основе, изготовленные с использованием проводящих наночастиц, имеют значительно более высокие уровни пробоя положительного напряжения, чем у чистого масла. Представлен комплексный электродинамический анализ процессов, которые происходят в электрически напряженных трансформаторных наножидкостях на основе масла, который иллюстрирует, как проводящие наночастицы действуют как поглотители электронов в электрически напряженных трансформаторных наножидкостях на основе масла.В рамках этого анализа разработано полностью общее выражение для динамики заряда наночастицы в трансформаторном масле.

(продолжение) Представлены решения для динамики заряда ряда материалов с наночастицами и объяснено значение, которое эта динамика заряда имеет для создания стримеров в наножидкости на масляной основе. Чтобы подтвердить достоверность электродинамического анализа, модель молекулярной ионизации, зависящая от электрического поля, для стримеров в чистом масле модифицирована для использования с наножидкостями на основе трансформаторного масла.Эта модель решена для наножидкостей, изготовленных с использованием проводящих и изолирующих частиц, и представленные результаты подтверждают парадоксальный факт, что наножидкости, изготовленные из проводящих наночастиц, обладают лучшими положительными характеристиками электрического пробоя по сравнению с чистым маслом. В конце диссертации исследуется возможность разработки упрощенных моделей стримеров как для трансформаторного масла, так и для наножидкостей на основе трансформаторного масла, которые являются эффективными с вычислительной точки зрения и могут быть быстро решены, что означает, что их можно использовать в качестве практических инструментов проектирования.

Описание

Диссертация (Ph. D.) — Массачусетский технологический институт, кафедра электротехники и информатики, 2007.

Включает библиографические ссылки (стр. 305-309).

Отделение

Массачусетский Институт Технологий. Кафедра электротехники и информатики.

Издатель

Массачусетский технологический институт

Ключевые слова

Электротехника и информатика.

% PDF-1.6 % 1 0 объект >>>] / OFF [] / Order [] / RBGroups [] >> / OCGs [6 0 R 7 0 R] >> / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 8 0 R / Тип / Каталог >> endobj 5 0 obj > / Шрифт >>> / Поля [] >> endobj 2 0 obj > поток 2018-01-18T14: 16: 31 + 01: 002018-01-18T14: 16: 31 + 01: 002018-01-18T14: 16: 31 + 01: 00PScript5.dll Version 5.2.2application / pdf

raffaella

uuid: 248e01be-584e-47d2-8602-e3a3c674163euuid: 268d3f3e-10b8-4cf3-914e-336aac9f4f08 Acrobat Distiller 11.0 (Windows) конечный поток endobj 3 0 obj > endobj 8 0 объект > endobj 18 0 объект > endobj 19 0 объект > endobj 20 0 объект > endobj 84 0 объект > endobj 85 0 объект > endobj 86 0 объект > endobj 87 0 объект > endobj 88 0 объект > endobj 89 0 объект > endobj 90 0 объект > endobj 91 0 объект > endobj 92 0 объект > endobj 93 0 объект > endobj 94 0 объект > endobj 95 0 объект > endobj 96 0 объект > endobj 97 0 объект > endobj 98 0 объект > endobj 17 0 объект > / MediaBox [0 0 595.| t,

Измерение проводимости трансформаторных масел по постоянному току и его применение для диагностики состояния масла | Электроника и информатика | Университет Саутгемптона

Дом >>>>

Дата:

2010-2014

Тема:

Наноматериалы и диэлектрики

Финансирование:

National Grid plc

Трансформаторное масло или изоляционное масло обычно представляет собой минеральное масло высокой степени очистки, которое стабильно при высоких температурах. температуры и имеет отличные электроизоляционные свойства.Его функции заключаются в изоляции, подавлении коронного разряда и дуги, а также в качестве охлаждающей жидкости. Поскольку масло находится в прямом контакте с электродами и бумажной изоляцией и подвергается воздействию высоких температур, необходимо добавить определенные добавки для стабилизации его свойств. С другой стороны, ключевую информацию о системе изоляции трансформатора можно извлечь из масла. Утверждается, что трансформаторное масло содержит около 70% диагностической информации. Однако из-за отсутствия понимания и ограниченных исследований в традиционной программе испытаний масла используются только некоторые диагностические параметры.

Измерения электропроводности постоянного тока стали важным диагностическим средством для многих систем твердой изоляции, таких как силовые кабели. Однако в отношении трансформаторов ему уделяется мало внимания. Правительство Великобритании представило инициативы и предложения, чтобы обеспечить получение большей части нашей энергии из возобновляемых источников энергии. Морские ветряные электростанции играют ключевую роль в энергетической политике Великобритании, и количество ветряных электростанций в Великобритании будет неуклонно расти. Передача энергии от морских ветряных электростанций к системам передачи NGC, вероятно, будет осуществляться по линиям постоянного тока.Трансформатор преобразователя постоянного напряжения высокого напряжения является неотъемлемой частью звена постоянного тока. Необходимо исследовать поведение системы изоляции в высоковольтном трансформаторе-преобразователе постоянного тока, поскольку изоляция испытывает постоянную составляющую напряжения в дополнение к переменному напряжению. В свете растущего интереса к высоковольтным трансформаторам-преобразователям постоянного тока изучение проводимости масла становится все более актуальной проблемой для производителей нефти, трансформаторов и предприятий по передаче и распределению электроэнергии. Первоначальный обзор литературы показывает, что проводимость жидкого диэлектрика может составлять несколько порядков в зависимости от состояния жидкости, и ее величина очень чувствительна к приложенному постоянному полю, температуре, влажности и загрязнению.Масло особенно ответственно за функциональную исправность диэлектрической системы в трансформаторах. С одной стороны, состояние масла может быть решающим фактором, определяющим срок службы трансформатора. С другой стороны, он также содержит обширную диагностическую информацию, которая потенциально может быть использована для управления сроком службы трансформатора.

Основные исследователи

Второстепенные исследователи

Ассоциированная исследовательская группа

• Электроника и информатика

Влияние содержания воды на диэлектрические свойства минерального трансформаторного масла

Авторы: Суварно, М.Хелми Пракосо

Аннотация:

Минеральное масло обычно используется для высокого напряжения. трансформаторная изоляция. Качество изоляции минерального масла составляет влияющие на процесс работы высоковольтного трансформатора. Есть много загрязнений, которые могут снизить качество изоляции минеральное масло. Один из них — вода. В этом исследовании говорится об эффекте содержания воды от диэлектрических свойств, физических свойств и картина частичного разряда на минеральном масле.Образцы варьировались 10 сорта по величине водности. И тогда все образцы будут проверены для измерения диэлектрических свойств, физических свойств и частичных схема разряда. Результат этого исследования показал, что увеличение значения содержания воды уменьшит изоляцию качество минерального масла.

Ключевые слова: Содержание воды, диэлектрические свойства, минеральное масло, трансформатор высокого напряжения

Цифровой идентификатор объекта (DOI): doi.org / 10.5281 / zenodo.1109353

Процедуры APA BibTeX Чикаго EndNote Гарвард JSON MLA РИС XML ISO 690 PDF Загрузок 3067

Артикул:

[1] Wang, S.-Q., Zhang, G.-J., Mu, H.-B., Suwarno, Tanaka, Y., Takada, T., Влияние состояния выдержки из бумаги на характеристики объемного заряда в пропитанных маслом бумажная изоляция, IEEE Transactions по диэлектрикам и Электроизоляция, во. 19, No. 6, 2012, pp. 1871-1878.
[2] Ду Ю., А.В. Мамишев, Растворимость влаги в различных условиях. Трансформаторное масло (содержание воды). Сделка IEEE по диэлектрику и Электроизоляция, Vol. 8 No 5 Октябрь 2001 г.
[3] М. Кох, Напряжение пробоя изоляционного масла под воздействием влажности, кислотности, частиц и давления, Вроцлав, Польша: Конференция APTADM, 2007.
[4] I.A.R. Грей, Руководство по очистке изоляционного масла, трансформатор Химическая служба.
[5] IEC, Изоляционные жидкости — Измерение относительной диэлектрической проницаемости, Коэффициент диэлектрической диссипации и D.C. Удельное сопротивление, IEC, стандартный отчет 60247, 2004.
[6] ASTM, Стандартный метод испытания воды в изоляционных жидкостях Кулонометрическое титрование по Карлу Фишеру, ASTM, стандартный отчет D1533, 2012 г.
[7] IEC, Изоляционные жидкости. Определение напряжения пробоя при Метод проверки частоты питания, IEC, Стандартный отчет 60156, 2008 г.
[8] ASTM, Стандартный метод испытаний кинематической вязкости прозрачных пленок. и непрозрачные жидкости (и расчет динамической вязкости), ASTM, Стандартный отчет D445, 2014.
[9] ASTM, Стандартный метод определения цвета нефтепродуктов ASTM (Цветовая шкала ASTM), ASTM, Стандартный отчет D1500, 2012.
[10] IEC 60270, «Методы испытаний высоким напряжением — частичный разряд. Измерения ». Стандартный отчет IEC 60270, 2000.
[11] Транка П., Ментлик В. Влияние влажности на электрическую изоляционные жидкости, Пльзень, Чехия: Университет Западной Богемии, 2014 г.
[12] Фофана, Электрические и диэлектрические свойства смешанной изоляции. жидкости для трансформаторов, Германия, Ганноверский университет, 1999 г.
[13] Суварно, Ф. Сипахутар, Применение игольчатого электрода. Конфигурация и метод испытания начального напряжения частичного разряда Измерение характеристик минерала Оли, Международный журнал по Электротехника и информатика, Vol. 5. 2013.
[14] Суварно, Модель стримерных разрядов в изолирующей жидкости и компьютерное моделирование, Research Journal of Applied Physics, Vol. 4, вып. 4, 2009, стр. 134-141.
[15] Суварно, Измерение с фазовым разрешением и моделирование частичного разряды в твердых и жидких изоляционных материалах, Труды Международный симпозиум по электроизоляционным материалам, Ниигата, Япония, 2014, стр.46-49.
[16] Мейсон Дж. Х., Износ и напряжение пробоя диэлектрика. В результате внутреннего разряда, Proc. IEE, Том 98, Часть 1 (1951), стр. 44-59.
[17] Мейсон, Дж. Х., Пробой твердого диэлектрика в расходящихся полях, IEE. Монография 227 M, 102 C, (1955) стр. 254-263.

Оценка серьезности неисправности силового трансформатора на основе анализа растворенного газа и методики образования энергии повреждения

Принятие решения о состоянии изоляции трансформатора на основе оцененных зарождающихся неисправностей и напряжений старения было нормой для многих управляющих активами.Несмотря на то, что это широко применяемая методология обнаружения зарождающихся неисправностей силовых трансформаторов, только методы анализа растворенного газа (DGA) не могут количественно определить серьезность обнаруженных неисправностей. Серьезность неисправности — это ключевое свойство в рейтинге технического обслуживания трансформаторов. В данной статье представлена ​​методология нечеткой логики для определения неисправностей трансформатора и степени их серьезности за счет использования энергии образования неисправностей выделяющихся газов во время повреждения трансформатора. Кроме того, энергия образования разломов является температурно-зависимым фактором для всех связанных выделяющихся газов.Вместо использования взвешенного по энергии DGA для определения серьезности используется рассчитанная полная энергия соответствующей зарождающейся неисправности. Серьезность неисправностей, обнаруженных с помощью метода ключевого газа на основе нечеткой логики, оценивается с использованием данных, собранных с нескольких работающих и неисправных трансформаторов. Результаты DGA образцов масла, взятых из трансформаторов различных спецификаций и возраста, используются для проверки модели. Результаты модели показывают, что правильное обнаружение типа неисправности и определение ее серьезности на основе общей энергии, выделяемой во время неисправностей, может улучшить принятие решений при определении приоритетов обслуживания неисправных трансформаторов.

1. Введение

Силовые трансформаторы являются важным оборудованием для жизнеспособной и надежной работы энергосистемы. Следовательно, их бесперебойная работа — это повседневная задача электроэнергетических компаний. Соответственно, их своевременное обслуживание, основанное на обнаруженных зарождающихся неисправностях и / или состоянии износа, имеет важное значение для достижения этой цели. Когда обнаруживается проявление неисправности в трансформаторе, последующее планирование технического обслуживания имеет первостепенное значение; в противном случае возникают сбои в работе, которые могут повлиять на отказ системы.

Трансформатор, долго находящийся в эксплуатации, выделяет газы даже при нормальных рабочих условиях. Однако с течением времени он регулярно подвергается электрическим, механическим, химическим и термическим воздействиям, которые вызывают высокую скорость выделения газов в системе изоляции трансформатора [1]. Однако содержание газа возрастает при наличии аномалии. Внутренние неисправности обычно проявляются в результате разложения масла с образованием газов, таких как водород (H ₂ ), метан (CH ₄ ), ацетилен (C ₂ H ₂ ), этилен (C ₂ H ₄ ) и этан (C ₂ H ₆ ), а при разложении целлюлозы образуются метан (CH ₄ ), водород (H ₂ ), монооксид углерода (CO) и диоксид углерода (CO ₂ ).Окись углерода (CO) и углекислый газ (CO ₂ ) выявляют дефекты, связанные с ухудшением качества бумаги, этилен (C ₂ H ₄ ) и этан (C ₂ H ₆ ) являются существенными показателями увеличения температура масла, при частичном разряде, являющемся энергией низкого уровня, выделяется водород (H ₂ ) и метан (CH ₄ ), а возникновение дуги можно признать, отметив выделение ацетилена (C ₂ H ₂ ) и водорода (H ₂ ) [1–8].

Анализ уровней и соотношений растворенных горючих газов в изоляционных жидкостях трансформаторов с помощью неинтрузивного DGA в процессе эксплуатации превратился в один из наиболее распространенных методов диагностики возможных неисправностей трансформатора. Поскольку DGA — это процесс, для его интерпретации использовались несколько методов, выделенных в [8]. Однако эти разные методы интерпретации иногда дают разные результаты. Обычно это одна из основных сложных обязанностей управляющего активами при обнаружении неисправностей трансформатора.В конкретных подходах к диагностике значимых неисправностей, например, в треугольниках и пятиугольниках Дюваля, МЭК и газовых соотношениях Роджерса, оксиды углерода не участвуют в идентификации неисправностей [9–11]. Их просто используют в качестве попутных газов, чтобы оценить, связана ли неисправность с бумажной изоляцией. Таким образом, важная информация, которую они характеризуют в отношении повреждения изоляции, игнорируется. Таким образом, в этой статье используется метод диагностики ключевых газов для учета каждого газового образования разлома для интерпретации серьезности разлома на основе общей энергии газов разлома, выделяемых во время разломов.Кроме того, исключительно в зависимости от DGA невозможно количественно оценить серьезность неисправности, что важно при определении рейтинга технического обслуживания парка неисправных трансформаторов. В литературе методы мягких вычислений применялись для повышения точности традиционных методов DGA [12–17]. Эти интеллектуальные методы позволили классифицировать типы неисправностей; тем не менее, информация о серьезности игнорируется. DGA, интегрированный с методом термодинамики, был реализован также при идентификации неисправностей, включая их серьезность [18].Однако подход, основанный на теории термодинамики, был полностью основан на расщеплении углеводородов нефти. Впредь участие углекислого газа в количественной оценке серьезности неисправности не учитывается. В [19], благодаря использованию процесса разложения октана n , влияние диоксида углерода не учитывалось при определении серьезности повреждения трансформатора. Концепция термодинамического подхода показывает, что проявление разных растворенных газов в минеральных маслах требует разной энергии образования.Термодинамическая теория определила серьезность неисправности с помощью относительного коэффициента коррекции энергии, присвоенного каждому из горючих газов, исключительно для пяти газов (H ₂ , CH ₄ , C ₂ H ₆ , C ₂ H ₄ и C ₂ H ₂ ) [19]. В [20] нечеткий метод, интегрированный с термодинамической теорией, предлагается для прогнозирования неисправностей и серьезности трансформаторов. Модель показала интересные результаты. Однако в их модели для разработки нечетких правил использовались коды IEC.Таким образом, вклад оксидов углерода в обнаружение неисправностей не учитывается. Кроме того, серьезность неисправности трансформатора определяется на основе соотношения энергетически взвешенных соотношений только для трех газов, то есть CH ₄ , C ₂ H ₄ и C ₂ H ₂ .

В этой статье разработана модель обнаружения неисправностей с нечеткой логикой, основанная на семи ключевых газах (DGA), связанных с общей энергией, участвующей в процессе разлома. Модель обнаружения неисправностей основана на семи ключевых газах в качестве входных данных, а тип неисправности является выходом модели нечеткой логики.Кроме того, выходной сигнал также означает критичность напряжения повреждения. Вместо использования относительного коэффициента коррекции энергии или взвешенного отношения энергии газов, в этой статье предлагается использовать полную энергию, участвующую в формировании разлома, для определения серьезности разлома. Хотя в диагностике на основе DGA есть методы, которые могут точно диагностировать неисправности с меньшим количеством газов, например, три газа в треугольниках или пятиугольниках Дюваля, в этом исследовании используется подход семи ключевых газов, в основном для того, чтобы повлиять на точную количественную оценку серьезности обнаруженных газов. неисправности, которые связаны с этими характерными ключевыми газами.Использование общей энергии повреждения помогает количественно оценить серьезность неисправности, особенно в том случае, если более одного трансформатора имеют один и тот же тип неисправности. Соответственно, на ухудшение и повреждение изоляции влияет степень возникновения неисправности. Изоляция трансформатора, подвергшаяся повреждению с высокой энергией, подвергается большим нагрузкам, вызывая ускоренное повреждение изоляции. Кроме того, подход с использованием энергии короткого замыкания также может помочь в определении серьезности нескольких зарождающихся отказов, происходящих одновременно в трансформаторе.Например, предлагаемая нечеткая модель DGA может обнаруживать высокую энергию дугового короткого замыкания, но в то же время изоляция испытывает тепловое повреждение, и его серьезность проявляется в значительном количестве энергии теплового повреждения масла, и это означает, что трансформатор исправен. столкновение с множественными неисправностями, серьезность которых может быть хорошо определена количественно с помощью подхода энергии неисправности. Таким образом, решение управляющего активами будет зависеть не только от дугового замыкания, но и от серьезности сбоя, связанного с температурой.По этой причине в системах мониторинга состояния трансформатора следует принимать во внимание тип повреждения и общую энергию повреждения, определяемую величиной выделяющихся газов. В зависимости от количества энергии, задействованной в процессе неисправности, управляющие активами могут решить, поддерживать ли трансформатор в оперативном или автономном режиме в зависимости от критичности неисправностей.

2. Термодинамическое разложение изоляционных масел

Сырая нефть является источником обычно используемой жидкой изоляции в масляных трансформаторах, то есть минерального масла.Это изоляционное масло в основном состоит из алканов, ароматических и углеводородных продуктов в различных количествах. В [18–22] отмечается, что ароматические и углеводородные кольцевые цепи значительно устойчивы к термическим и электрическим напряжениям, но поддаются ранним реакциям окисления. Хотя парафиновые соединения термически и электрически нестабильны, чем ароматические и нафтеновые кольца, они обладают превосходными изоляционными способностями и более устойчивы во время реакций окисления. Однако именно эти алканы под действием электрических и термических нагрузок их побочными продуктами являются растворенные в дефектах газы.В [18, 19, 21, 22] n -октан (C ₈ H ₁₈ ) был использован в качестве первичного композита процесса разрушения для демонстрации термодинамической теоремы, даже несмотря на то, что C ₈ H ₁₈ было удалено в процессе разложения сырой нефти. В этой статье другой исходный материал для разложения в форме эйкозана (C ₂₀ H ₄₂ ), предложенный в [20], используется для иллюстрации термодинамического подхода к определению серьезности разлома по энергии образования.

Ненавязчивый подход DGA, состоящий из семи газов, используется при диагностике неисправности трансформатора. Из молекулы эйкозана (C ₂₀ H ₄₂ ) используются пять реакций, чтобы показать, как разложение минерального масла приводит к выделению H ₂ , CH ₄ , C ₂ H ₆ , C ₂ H ₄ и C ₂ H ₂ газы внутри трансформатора [20]: где и представляют собой жидкое и газообразное состояния, соответственно.

Термическое разложение бумажной изоляции, состоящей в основном из целлюлозного материала, приводит к образованию оксидов углерода. Когда гликозидные связи в целлюлозе разрушаются, оксид углерода является одним из побочных продуктов, как показано реакцией в следующем уравнении [20–22]: где представляет собой твердое состояние.

Окисление окиси углерода в присутствии кислорода приводит к образованию двуокиси углерода в качестве побочного продукта, как показано в следующем уравнении:

2.1. Предлагаемое моделирование серьезности неисправности

Серьезность неисправности, электрической и / или тепловой, в трансформаторе может быть определена путем учета возрастающей концентрации газа, ответственного за неисправность [2].Однако этот метод не включает количество энергии, задействованной во время процесса разлома, поскольку разные газы требуют разной энергии образования в случае разломов. Предполагается, что эти различия в энергии следует учитывать при установлении серьезности неисправности.

Количество энергии, необходимое для выпуска дефектных газов из сырой нефти во время процесса разлома, учитывается при определении серьезности неисправности трансформатора. Эта энергия разрушения рассчитывается с использованием изменения энтальпии реакции (ΔH ^o реакция), как в следующем выражении [18–22]: где () — энтальпия образования продуктов или реагентов.

В стандартном состоянии изменение энергии, которое вызывает образование одного моля молекулы из ее основных композитов, характеризуется как стандартная энтальпия образования () [23]. В таблице 1 представлены энтальпии образования продуктов реакций разложения, обозначенные в уравнениях (1) — (5).

−0.8 −345,9 Молекула (кДж / моль) Молекула (кДж / моль) −74,8 −357,9 0 −345,9 226,8 226,8 −314,1 −84,7 1273,4 −110,5 0 −393.5

Стандартное изменение энтальпии химической реакции характеризует энергию повреждения, участвующую в образовании растворенных газов. Чтобы проиллюстрировать расчет энергии неисправности реакции, вызванной газом CH ₄ (уравнение (1)), (кДж / моль) рассчитывается с использованием уравнения (8):

Аналогичным образом изменение энтальпии реакции для оставшихся растворенных газов можно вычислить. Расчетные изменения энтальпий реакций растворенных газов с использованием реакций разложения эйкозана выделены в таблице 2.

67 Реакция в уравнении Газ (кДж / моль) 1 3 268 4 93,5 5 57 101 7 283

Как указано в [19], в стандартных состояниях (STP) 273 K и 101,3 кПа, моль газа занимает 22,4 л газа. • При преобразовании частей на миллион (ppm) в моль / л при STP, ppm умножается на моль / 22,4 л. Поскольку энергия неисправности реакции измеряется в кДж / моль, полученная энергия должна быть преобразована в кДж / кл. Обычно анализ растворенных газов проводится при нестандартной температуре () градусов Цельсия.В данной статье эта нестандартная температура рассматривалась как измеренная температура отбора проб масла для DGA. Таким образом, коэффициент температурной поправки следует умножить на кДж / кл.

Следовательно, полная энергия повреждения (T.F.E) в кДж / кл, оцененная с помощью анализа растворенного газа, определяется уравнением (10). По этому уравнению жесткость трансформатора определялась по следующему уравнению: где — рассчитанные энтальпии реакции соответствующего растворенного газа, образующегося при дефектах, и представляет собой текущую концентрацию газа в ppm.

3. Диагностика неисправностей Модель

Неисправность силовых трансформаторов обычно проявляется при превышении пределов прочности электрической и тепловой изоляции. Анализ растворенного газа (DGA) обычно используется для диагностики этих зарождающихся неисправностей в масляном трансформаторе. Поскольку зарождающиеся неисправности трансформатора подразделяются на электрические и тепловые, каждая категория неисправности выделяет определенные характерные газы. В этой статье определение неисправности достигается путем ввода концентрации ключевых газов, определенной DGA, в диагностический инструмент с нечеткой логикой.Диагностический инструмент с нечеткой логикой разработан на основе данных, полученных на Рисунке 1, для определения неисправностей трансформатора, классифицированных в Таблице 3. Во время нормальной работы трансформатора также выделяются газы, неисправность через проявление растворенных газов реализуется, когда допустимые пределы выделяемого газа превышаются. . В таблице 4 приведены пределы растворенного газа.

№ Характеристика Тип неисправности 1 F03 Частичный разряд (ЧР) 3 F2 Тепловой отказ в диапазоне низких температур T <300 ° C (LTH) 4 F3 Тепловой отказ в диапазоне средних температур 300 ° C < T <700 ° C (MTH) 5 F4 Разряд (дуга) низкой энергии (светодиод) 6 F5 Тепловая неисправность в диапазоне высоких температур T > 700 ° C (HTH) 7 F6 Разряд (дуга) высокой энергии (HED)

.1. Оценка ошибок на основе нечеткой логики

Аспект искусственного интеллекта (ИИ) в форме нечеткой логики демонстрирует природу рационального и точного принятия решений человеком на основе лингвистического разъяснения в ситуациях решения проблем. Модель нечеткой логики создается на основе диаграммы оценки неисправности трансформатора на Рисунке 1, которая имеет 8 входов, каждый из которых характеризуется величиной концентрации, обнаруженной в конкретное время и при определенной температуре. Эти переменные подразделяются на наборы в зависимости от их взаимной корреляции, указывающей на тип неисправности в трансформаторе.В этой статье трапециевидные функции принадлежности (MF) выбраны для представления как входных, так и выходных переменных для всех нечетких моделей. Трапецеидальные МП предпочтительны из-за их простоты и вычислительной эффективности [6, 25]. Пять лингвистических меток, используемых для всех входов и функций принадлежности выходных напряжений при отказе, являются нормальными, безопасными, умеренными, высокими и критическими. Функции принадлежности выхода к типу неисправности были присвоены следующие метки: отсутствие неисправности (F0), частичные разряды (F1), тепловые неисправности низкого уровня (F2), тепловые неисправности среднего уровня (F3), разряды низкой энергии (F4), высокие -уровневые тепловые повреждения (F5) и разряды высокой энергии (F6).

Был разработан набор интуитивно понятных правил, определяющих отображение ввода-вывода. В отличие от математических моделей, правила разрабатываются в лингвистической форме операторов IF-THEN. В этой статье опыт экспертов, опирающийся на субъективные рассуждения, был принят при присвоении весов различным атрибутам во время формулировки нечетких правил разработанных нечетких моделей. Критерии формулировки нечетких правил могут различаться в зависимости от опыта экспертов и весов, присвоенных различным переменным.Типичные примеры сформулированных правил читаются следующим образом: ЕСЛИ (этилен является нормальным) и (этан безопасен), ТО (уровень термического разлома масла безопасен) ЕСЛИ (ацетилен безопасен) и (водород высокий), ТО (уровень дугового разряда) безопасен) ЕСЛИ (термическое воздействие на бумагу высокое) и (термическое воздействие на масло среднее), ТО (высокий уровень дефектности бумаги и масла) ЕСЛИ (термическое воздействие является критическим) и (высокое электрическое напряжение), ТО (напряжение повреждения высокое и тип отказа это F5)

3.1.1. Температурные неисправности, связанные с маслом

Поскольку минеральное масло трансформатора подвергается термическому перенапряжению, оно разрушается и выделяет C ₂ H ₄ и C ₂ H ₆ в качестве основных газов.Эти газы растворимы в масле; их величина определяет степень, до которой достигает напряжение разлома. Подмодель уровня термического разлома нефти создана на основе этих двух ключевых газов. Два входных (C ₂ H ₄ ) и (C ₂ H ₆ ) универсум дискурса были измерены по шкале 0–200 частей на миллион и 0–150 частей на миллион, соответственно. Уровень термического повреждения масла отображается по шкале от 0 до 1 и отмечается как серьезный при достижении 1.

3.1.2. Тепловые неисправности, связанные с бумагой

Перегрев твердой изоляции трансформатора приводит к неисправностям, связанным с бумагой, которые проявляются в трансформаторе в виде высоких концентраций окиси углерода и двуокиси углерода.Величина и скорость увеличения этих газов определяют степень повреждения бумаги в трансформаторе. CO и CO ₂ являются первичными входными переменными для нечеткой логической модели уровня теплового повреждения бумаги. Лингвистические метки для CO и CO ₂ разделены по шкале от 0 до 1800 частей на миллион и от 0 до 12000 частей на миллион соответственно, в то время как выходные данные уровня неисправности находятся в диапазоне от 0 до 1.

3.1.3. Дуга

Когда в трансформаторе возникает электрическая дуга, рекомендуется не оставлять трансформатор в эксплуатации до тех пор, пока не будет выполнено надлежащее техническое обслуживание.Дуговой разряд — это высокоэнергетический электрический разряд, который приводит к выделению C ₂ H ₂ и H ₂ в качестве основных газов в системе изоляции трансформатора. Соответственно, C ₂ H ₂ и H ₂ — это два входа, чьи лингвистические метки разделены в диапазоне 0–50 ppm и 0–1800 ppm, соответственно. В результате термодинамического разложения минерального масла для образования ацетилена требуется больше энергии, чем для образования водорода; таким образом, весовые коэффициенты 0.8 и 0,2 при формулировке нечеткого правила были отнесены к ацетилену и водороду соответственно. Выход модели с функциями принадлежности от 0 до 1 характеризует рост электрической дуги с увеличением величины концентрации входных переменных.

3.1.4. Частичный разряд (ЧР)

Электрический разряд в трансформаторе в форме низкой энергии количественно определяется как частичный разряд (ЧР). Эта активность внутри трансформатора приводит к образованию CH ₄ и H ₂ в качестве основных газов в системе изоляции трансформатора.Величина этих газов указывает на количество накопившихся частичных разрядов в трансформаторе. Входные переменные H ₂ и CH ₄ нарисованы по шкале 0–1800 и 0–1200 частей на миллион соответственно, в то время как совокупность выходных переменных дискурса для уровня PD измеряется по шкале от 0 до 1. Критичность электрического разряда (ЧР) считается серьезной при достижении 1.

3.1.5. Уровень теплового отказа

Термические неисправности трансформатора могут быть подтверждены перегревом бумажно-масляной смеси или, в худших случаях, расплавлением проводника и / или взрывом трансформатора.Долговременные возникающие термические дефекты можно оценить, рассматривая ключевые газы, растворенные в масле, что свидетельствует о перегреве бумаги (CO и CO ₂ ) и масла (C ₂ H ₆ и C ₂ H ₄ ). Таким образом, путем объединения теплового напряжения в бумаге и масле результирующее тепловое повреждение трансформатора может быть оценено с помощью нечеткой модели. Входными данными для модели полного термического разлома являются термическое напряжение масла и термическое напряжение бумаги (выходные данные уровня термического напряжения масляных и бумажных нечетких моделей, отображаемые по шкале от 0 до 1).Благодаря субъективным рассуждениям и знаниям, полученным от экспертов по энергетике, при формулировании нечетких правил используются присвоенные веса 0,6 и 0,4 для термического уровня в бумаге и масле, соответственно. Уровню термического напряжения бумаги было присвоено большее значение, поскольку он считался опасным, поскольку бумажная изоляция находится в прямом контакте с токоведущими проводниками. Таким образом, выход из строя бумажной изоляции может привести к катастрофическому выходу трансформатора из строя. Выходной уровень теплового повреждения также находится в диапазоне от 0 до 1. Уровень теплового напряжения трансформатора для масляной бумаги для различных наборов входных переменных также можно вывести из поверхностного графика, рисунок 2.

3.1.6. Электрические неисправности

Напряжения электрического повреждения вызываются локализованным избыточным полем, приводящим к неисправности, проявляющейся в виде частичного разряда, прихватывания, образования деревьев, дуги, пробоев и короткого замыкания [26]. Результирующий уровень электрического повреждения определяется путем объединения нечетких моделей частичного разряда и дуги. Входные данные для модели электрического повреждения включают уровень дугового разряда и уровень частичного разряда. И входные, и выходные функции принадлежности имеют диапазон от 0 до 1.Дуга является высокоэнергетическим коротким замыканием, которое может привести к катастрофическим повреждениям по сравнению с частичным разрядом, поэтому его вес в формулировке нечеткого правила составляет 0,7 и 0,3 для частичного разряда. Внешний вид общего уровня электрических неисправностей выделен на Рисунке 3.

3.1.7. Общая оценка неисправности

В работающем трансформаторе могут возникнуть электрические или тепловые неисправности. Определение общего напряжения и серьезности повреждения было достигнуто после включения нечетких моделей уровня тепловых и электрических повреждений.Входные и тепловые и электрические функции принадлежности устанавливаются по шкале от 0 до 1, как показано на рисунках 4 и 5. Поскольку обе неисправности оказывают сильное разрушающее воздействие на систему изоляции трансформатора, формулировка нечеткого правила взвешивает как электрические, так и тепловые неисправности. воспринимается равным (0,5). Функции принадлежности выходных напряжений к повреждениям измеряются по шкале от 0 до 1 (от нормального до критического), в то время как функции принадлежности выходных напряжений к типам сбоев варьируются от 0 до 12, как показано на рисунках 6 и 7.

Общий уровень напряжения повреждения трансформатора для различных наборов входов также можно интерпретировать с помощью средства просмотра поверхности нечетких правил, как показано на рисунке 8.

На основе концентрации растворенных ключевых газов Разработанная в системе изоляции трансформатора, была создана модель определения неисправности и серьезности. Модель разлома зависит от диагностического прибора нечеткой логики-DGA, в то время как определение серьезности основывалось на расчетной энергии образования во время разлома.Результат нечеткой модели показывает предполагаемый тип повреждения и уровень напряжения повреждения (состояние системы изоляции). Сформулированное уравнение для серьезности неисправности такое же, как в уравнении (10). Таким образом, с использованием уравнения (10), масла, энергии теплового повреждения бумаги, энергия дугового замыкания, энергия частичного разряда и общая энергия напряжения повреждения были оценены на основе соответствующих газов, ответственных за повреждение, которые также зависят от температуры отбора проб масла. Например, энергия разряда частичных разрядов складывается из энергии образования газообразного водорода и газообразного метана.С термодинамической точки зрения энтальпия реакции изменяется в зависимости от реальной рабочей температуры с учетом теплоемкости реагирующих агентов. Однако в этой статье температуры отбора проб масла использовались при формулировании энергии неисправности, поскольку автономный DGA использовался для количественной оценки концентрации растворенных газов. Метки серьезности НИЗКАЯ, СРЕДНЯЯ и ВЫСОКАЯ были установлены после определения допустимых нижних и верхних пределов энергии повреждения для различных типов повреждений в соответствии с заданной температурой с использованием уравнения (10).Рекомендуемые пределы для соответствующих растворенных газов выделены в Таблице 4. Если вычисленная фактическая общая энергия повреждения при данной конкретной температуре находится в пределах диапазона нижнего предела, этому конкретному повреждению присваивается метка серьезности НИЗКАЯ неисправность. В противном случае неисправность помечается как ВЫСОКАЯ, если она приближается к верхнему пределу энергии повреждения или превышает его.

Общая предложенная модель, разработанная на платформе MATLAB / Simulink, изображена на рисунке 9, где t — время шага для моделирования нечеткой модели.

4. Результаты и обсуждения

Чтобы оценить применимость предложенной методологии для идентификации неисправностей и определения серьезности, в качестве первичных данных были представлены несколько проб масла из трансформаторов разной мощности и различных интервалов обслуживания. Анализ растворенного газа был проведен для всех проб нефти, в которых была определена концентрация выделяемого газа. Поскольку было трудно вывести неточности отдельных инструментов и ошибки человека для каждого набора данных из разных источников, для учета этих неопределенностей был принят уровень достоверности 95%.Результат разработанной нечеткой модели DGA был основан на допустимых пределах IEEE для ключевых газов, как указано в таблице 4. Кроме того, предложенная математическая модель определения серьезности разлома была создана после разложения сырой нефти, в которой эйкозан (C ₂₀ H ₄₂ ) использовали в качестве исходного материала для разложения. Таким образом, было достигнуто изменение энтальпии выделяющихся газов реакции с использованием этого предложенного продукта разложения. Входными данными для нечеткой модели были концентрации семи ключевых газов, выделяющихся в системе изоляции трансформатора.Тип неисправности и уровень напряжения разлома представлены выходными данными модели. В Таблице 5 показан DGA (в миллионных долях) для 20 проб масла из различных трансформаторов, выполненных при разных температурах отбора проб, и полученные результаты нечеткой логической модели, включая серьезность неисправности. Определение серьезности неисправности основывалось на энергии, участвующей в образовании газов, присутствующих во время неисправности. Кроме того, выходные данные нечеткой модели уровня напряжения повреждения также помогают обозначить серьезность напряжения, которому подвергается система изоляции, таким образом, косвенно определяя серьезность повреждения.

10012213 Выделившийся газ Нормальные пределы (приемлемые) (ppm) Крайние пределы (неприемлемые) (ppm) Метан <120 > 1000 Ацетилен <1 > 35 Этилен <50 9030 9030 9030 9030 > 150 Окись углерода <350 > 1400 Двуокись углерода <2500 > 10 000

239312 — 901233333 — 2412 Данные испытаний Результаты моделирования Tx. нет. H 2 CH 4 C 2 H 2 C 2 H 6 C 2 H 2 4 CO3 Темп. A.FAULT E.FAULT A.F.E.L.L (кДж / кл) A.F.ENERGY (кДж / кл) TFE (кДж / кл) Уровень серьезности 1 234 300 52 56 19 56 19 50 F4 F4 1,3 3,7 15,7 Низкий 2 607 119 0 192 192 F4 F4 1.3 6,7 44,0 Низкий 3 11 4 1 4 4 558 7624 7624 48307 116,3 116 Среднее 4 74 65 35 194 172 1272 10529 55 F307 55 3 136,2 137,6 Высокий 5 71 347 18 127 79 504 2481 52 40,8 42,5 Низкий 6 16 34 10 14 16 188 1656 44 F030 24.8 — 7 979 236 112 183 180 1843 8492 63 41 F3 14 и 903 12,6 156,5 Высокий 8 113 24 61 20 57 32 871 36 F45 1,4 14,9 Низкий 9 294 748 6 212 1348 242 2286 2286 242 2286 4,4 46,0 Низкий 10 163 106 9 298 1517 213 1303 58 903 903 903 5 8,6 31,8 Высокая 11 151 8 8 151 10 86 153812 — 25,3 — 12 678 368 163 92 108 216 2211 52 5 5,8 43,5 Высокий 13 893 724 1 6 18 350 2207 F1 5,5 22,8 Высокая 14 195 660 22 127 79 607 3674 50 50 F49 102 Высокий 15 440 522 183 31 62 428 1232 48128 907 48128 33,0 Высокий 16 15 8 0 9 5 168 1549 53 F0 F03 — 17 1176 3426 0 1178 2931 299 3400 51 F2 9030 и F2 18,6 89,3 Высокий 18 441 678 0 73 62 302 492 47 F1 F17 3,5 13,9 Низкий 19 358 260 5 66 55 4288 11492 388 187,5 192,1 Высокий 20 1498 395 92 323 395 487 3176 903 9064 и 1,2 2,8 и 17,1 68,8 Низкий / высокий

В таблице 5 неисправности определены следующим образом: нормальное состояние или отсутствие неисправности (F0), частичные разряды ( F1), тепловые неисправности низкого уровня (F2), тепловые неисправности среднего уровня (F3), разряды низкой энергии (F4), термические неисправности высокого уровня (F5) и разряды высокой энергии (F6). Кроме того, в таблице 5 показаны фактическая неисправность (A.FAULT), оценочная неисправность (E.FAULT), фактическая энергия, задействованная во время повреждения (A.F.ENERGY), нижний предел фактической энергии повреждения (A.F.L.L) и общая энергия повреждения (T.F.E). Энергия, задействованная во время неисправности, была связана с разными температурами, которые в данном исследовании приняты за температуру отбора проб масла DGA. Нижний предел энергии образования был установлен на основе допустимого нижнего предела (Таблица 4) отдельного ключевого газа, задействованного во время разломов.

В качестве иллюстрации результаты модели трансформатора 7 также показаны на рисунке 9.По высокому значению 0,9925 видно, что общий уровень напряжения является значительным, а серьезность разлома — высокой; Таким образом, трансформатор требует немедленного внимания. Такой высокий уровень короткого замыкания обусловлен высокой концентрацией ключевых газов, выделяющихся в трансформаторе. Выходные данные модели для трансформаторов 7, 17 и 20 показывают наличие двух типов неисправностей. О существовании этих разломов свидетельствует высокая концентрация основных газов, выделяемых в процессе разлома. Эти различные типы разломов также подтверждаются значительным количеством общей энергии разлома, выделяемой во время этих соответствующих разломов.Это показывает, что энергия повреждения также может быть использована для определения наличия в трансформаторе нескольких неисправностей. Из предложенного выходного паттерна модели можно заметить, что большая часть диагностики неисправностей соответствует стандартной интерпретации неисправностей МЭК, используемой специалистом по электроснабжению, за исключением трансформатора 9. Для трансформатора 9 предлагаемая модель на основе нечеткого DGA интерпретирует неисправность является неисправностью разряда с низким уровнем энергии (F4), в то время как диагностика специалиста по электроснабжению представляет собой тепловую неисправность среднего уровня (F3).Хотя фактическая неисправность трансформатора была F4, модель показывает F3, на что указывают высокие следы поврежденных основных газов (H ₂ и CH ₄ ). Хотя состояние трансформаторов 6 и 11 отражает отсутствие неисправности трансформатора, энергия образования дефектных газов показывает, что даже при нормальных рабочих условиях растворенные газы все еще присутствуют внутри трансформатора.

В таблице 6 показано сравнение результатов диагностики, выполненной для различных типов неисправностей с использованием различных диагностических подходов.Он также показывает процентную диагностическую точность для каждого типа неисправности. Результаты показывают, что метод Fuzzy Duval-EWR обеспечивает высокую точность обнаружения неисправностей. Однако предложенная газовая модель TFE с нечетким ключом также способна удовлетворительно обнаруживать типы зарождающихся неисправностей трансформатора. Кроме того, в таблице 7 приводится сравнение точности моделей диагностики неисправностей. Точность серьезности определялась на основании правильно диагностированных известных неисправностей. Предложенный газовый TFE с нечетким ключом показывает, что использование полной энергии, участвующей в образовании разлома, для определения серьезности разлома улучшает точность определения серьезности по сравнению с использованием поправочного коэффициента энергии или взвешенного по энергии отношения газов, предложенного другими две модели.

TF312 903 Тип ошибки Общее количество неисправных случаев Нечеткий метод Дюваля-EWR [22] Нечеткий метод IEC-EWR [20] Предлагаемый метод fuzzy key Правильный диагноз % точность Правильный диагноз % точность Правильный диагноз % точность Частичные разряды 7 1007 7 7 100 Разряды низкой энергии 11 10 91.9 10 91,9 9 81,8 Разряды высокой энергии 22 21 95,9 21 95,9 9013 903 неисправности 13 12 92,3 13 100 13 100 Тепловые неисправности среднего уровня 19 16 84.2 16 84,2 15 78,9 Тепловые повреждения высокого уровня 12 10 83,3 10 83,3

Метод Нечеткий метод Дюваля-EWR [22] Нечеткий метод IEC-EWR [20] Предлагаемый нечеткий ключевой газ Всего проверенных случаев неисправности 87 87 87 No.правильной диагностики неисправных случаев 79 78 75 % точности обнаружения неисправностей 90,8 89,7 86,2 Серьезность ошибки% точность

Преимущества учета энергии, задействованной во время отказов, заключаются в том, что серьезность отдельного отказа от множественного отказа может быть легко замечена.Кроме того, общая энергия повреждения может помочь управляющим активами количественно оценить общую серьезность неисправных трансформаторов, чтобы ранжировать их для обслуживания. Неисправность, приводящая к высокой энергоемкости, вызывает серьезные повреждения системы изоляции.

5. Выводы

Раннее обнаружение внутренних неисправностей силовых трансформаторов жизненно важно и эффективно для минимизации повреждений оборудования, экономических потерь и влияния на надежность всей энергосистемы. По природе и концентрации выделяющегося газа можно определить тип неисправности.В этой статье был разработан диагностический инструмент на основе нечеткого DGA для обнаружения неисправностей и состояния трансформатора, в то время как энергия неисправности задействованных газов неисправности использовалась для определения серьезности неисправности. Семь ключевых газов, спаренных в соответствии с их взаимной корреляцией в обозначении природы неисправностей, были использованы в качестве входных данных для разработанной модели нечеткой логики. Для определения степени тяжести была установлена ​​энергия энтальпии изменения реакции дефектных газов для эйкозана (C ₂₀ H ₄₂ ) в качестве исходного материала разложения.Результаты моделирования показывают, что модели удалось правильно определить неисправности, с которыми сталкиваются различные трансформаторы. Кроме того, энергия, задействованная во время повреждения, оказалась эффективным методом определения серьезности повреждения, поскольку она может отражать степень повреждения изоляции. Поскольку основной задачей управляющих активами является обеспечение надежной работы своих активов, так что в случае неисправностей рекомендуется, чтобы сочетание типа неисправности и энергии неисправности могло быть эффективным методом классификации неисправных трансформаторов, подлежащих ремонту.

Доступность данных

Данные анализа растворенных газов (DGA), использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью (Таблица 5).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Это исследование было поддержано Институтом фундаментальных наук, технологий и инноваций Панафриканского университета в форме финансирования исследований аспирантов.

Компьютерная программа для диагностики неисправностей и оценки качества изоляционного масла при анализе растворенных газов силовых трансформаторов — ПУБЛИКАЦИИ KKG

Компьютерная программа для диагностики неисправностей и оценки качества изоляционного масла для анализа растворенных газов силовых трансформаторов Том 1, Выпуск 3 М.М. ЯАКОБ, АХМЕД РАЙСАН ХУССЕЙН, М. Ф. ОТМАН Опубликована онлайн: 17 Октября 2015 Просмотры статьи: 50 Аннотация Ключевым вопросом является точная диагностика неисправностей и оценка масляной изоляции силовых трансформаторов на долгий срок службы. Долговечность трансформатора в значительной степени определяется качеством изоляционного масла, которое со временем ухудшается из-за колебаний температуры и содержания влаги.Точное определение неисправностей на ранних стадиях и эффективная оценка качества масла для защиты трансформаторов от потенциальных отказов происходят во время эксплуатации, что позволяет избежать значительных экономических потерь. В этом отношении важную роль играют компьютерные программы, использующие традиционное программное обеспечение. Анализ растворенных газов в масле — надежный метод диагностики неисправностей и оценки качества изоляционного масла трансформаторов. Бригады по охране на высоковольтных станциях часто страдают от внезапных неисправностей, которые приводят к серьезным повреждениям и большим денежным потерям.Чтобы избежать такой неисправности, масло необходимо обработать соответствующим образом. Компьютерная программа выполняется для диагностики неисправностей и оценки состояния качества изоляционного масла силовых трансформаторов. Подходящая обработка достигается с помощью метода соотношения Роджера, метода соотношения IEC и метода соотношения Дерненбурга в зависимости от анализа растворенного газа в нефти. Использование программы C ++ и Windows простой в использовании процесс, которого достаточно для диагностики неисправностей и оценки качества масла. Программа позволяет оценить качество масла в соответствии со стандартом IEEE и спецификациями C57-104-1991 и стандартом IEC 599. Номер ссылки З. Ван, Ю. Лю, Н. К. Ван, Т. Ю. Го, Ф. Т. Хуанг и П. Дж. Гриффин, «Искусственный интеллект в диагностике отказов силового оборудования», в Power System Technology, 2000, Proceedings (том 1, стр. 247). -252). IEEE. T. Комитет, И. Пауэр и Э. Общество, « IEEE Std C57.104′-2008 (пересмотр стандарта IEEE C57.104-1991), Руководство IEEE по интерпретации газов, образующихся в масляных трансформаторах . 2009 г. C. Prix and P. Code, Международный стандарт . 1999. Н. А. Мухамад, Б. Т. Фунг, Т. Р. Блэкберн и К. X. Лай, «Сравнительное исследование и анализ методов DGA для трансформаторного минерального масла», In Power Tech, 2007 IEEE Lausanne (стр. 45-50). IEEE. https://dx.doi.org/10.1109/pct.2007.4538290 К. Ф. Тханг, К. Р. Аггарвал, Дж. А. Макгрейл и Г. Д. Эсп, «Анализ данных о растворенном газе силового трансформатора с использованием самоорганизующейся карты», Power Delivery, IEEE Transactions on , vol.18, нет. 4, pp. 1241-1248, 2003. https://dx.doi.org/10.1109/TPWRD.2003.817733 Т. К. Саха, «Обзор современных методов диагностики для оценки состояния изоляции в старых трансформаторах», «Диэлектрики и электрическая изоляция», IEEE Transactions on , vol. 10, вып. 5, pp. 903-917, 2003. https://dx.doi.org/10.1109/TDEI.2003.1237337 К. Сабина, «Обзор оценки срока службы трансформаторов и использования анализа растворенных газов», 2007 г. А. Сингх И П.Верма, «Обзор интеллектуальных методов диагностики для оценки состояния системы изоляции в силовых трансформаторах», в Международной конференции по мониторингу и диагностике состояния , , 2008 г. (стр. 1354-1357). IEEE. Б. Немет, С. Лабонц, И. Кисс и Г. Чепеш, «Экспертная система анализа состояния трансформатора с использованием нечеткой нейронной системы», в журнале «Электрическая изоляция (ISEI)», Отчет о конференции Международного симпозиума IEEE 2010 г. по теме (стр. 1-5). IEEE. https: // dx.doi.org/10.1109/elinsl.2010.5549779 А.А. Сулейман, Н.А. Мохамад, Н. Башир, А.С. Альгамди и М. Айзам, «Повышение точности интерпретации DGA маслонаполненных силовых трансформаторов, необходимое для эффективного мониторинга состояния», в Condition Monitoring and Diagnosis (CMD), International Conference 2012 на (стр. 374-378). IEEE. https://dx.doi.org/10.1109/cmd.2012.6416458 С. Хмуд, А. Абу-Сиада, М. А. Масум и С. М. Ислам, «Стандартизация методов интерпретации DGA с использованием подхода нечеткой логики», в Мониторинг и диагностика состояния (CMD), Международная конференция 2012 года по (стр.929-932). IEEE. https://dx.doi.org/10.1109/cmd. ← Предыдущая запись Следующая запись → Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт