62ELEKTRO 3/2012Metodika určení roku dožití výkonových olejových transformátorůÚvod do problematikyV současné době je stále větší pozornost věnována posuzování kvality technických systémů. Kvalita je pojem, který prodělal značný historický vývoj. Nyní je podle nor-my ČSN EN ISO 9000:2001 kvalita definová-na jako stupeň splnění požadavků souborem inherentních (navzájem neoddělitelně spja-tých) znaků. Z hlediska obecné definice ja-kosti, a to ve smyslu schopnosti uspokojovat splnění požadavků, jsou vždy uvažovány tyto znaky: funkčnost, bezpečnost a spolehlivost.Předkládaný článek je zaměřen na jeden z uvedených znaků, a to spolehlivost. Rov-něž i termín spolehlivost se postupem doby vyvíjel a v současné době je chápán v širším nebo užším pojetí.Spolehlivost v širším pojetí je chápá-na jako stálost užitných vlastností systémů po stanovenou dobu a za stanovených podmí-nek užívání. Takto předložená charakteristika spolehlivosti se v jednotlivých případech vy-jadřuje podrobněji, především pojmy: život-nost a pohotovost. Životnost je chápána jako schopnost systému plnit požadovanou funk-ci v daných podmínkách používání a údržby do mezního stavu, který lze charakterizovat ukončením užitečného života. Pohotovost je schopnost systému být ve stavu schopném plnit požadovanou funkci v daných podmín-kách, v daném časovém okamžiku nebo in-tervalu za předpokladu, že jsou zajištěny po-žadované vnější prostředky. Tedy pohotovost je úzce spjata s dalšími pojmy, jako je např. bezporuchovost, udržovatelnost, zajištěnost údržby, tudíž také s pojmy opravitelnost a di-agnostikovatelnost.Spolehlivost v užším pojetí je podle pří-slušných norem definována jako souhrnný ter-mín používaný pro popis pohotovosti a čini-telů, které ji ovlivňují: bezporuchovost, udr-žovatelnost a zajištěnost údržby.Přesná definice zmíněných a dále neobjas-něných pojmů je uvedena např. v ČSN IEC 60050-191 (včetně příslušných změn).Naše pracoviště se již asi 25 let zabývá problematikou spolehlivosti. Pozornost byla a je soustředěna především na životnost a diagnostikovatelnost technických systémů, a to především elektrických strojů točivých – generátorů, a netočivých – transformátorů. V tomto oboru bylo námi publikováno více než 200 příspěvků na národních a mezinárod-ních konferencích, v časopisech, na našem pracovišti vznikly knihy a odborné příručky.Zvláštní pozornost je především v posled-ní době věnována snahám o určení roku doži-tí technických systémů. Jde o problém znač-ně náročný, ale o to více významný. Alespoň přibližné stanovení roku dožití technických systémů by v praxi znamenalo i významný ekonomický přínos. Umožnilo by to syste-matické plánování údržby a výměnu daných systémů. Vzhledem k oboru našeho odbor-ného zájmu jsou tyto snahy značně aktuální, neboť jde o elektrické stroje v energetickém průmyslu, kde je nutné také vnímat i druhotné následky, např. při nenadálém vyřazení těch-to strojů z provozu.Předmětem našich snah je rozbor a popis spolehlivosti elektrických strojů, v předkláda-ném článku jde o výkonové olejové transfor-mátory. U těchto strojů je životnost v největ-ší míře ovlivněna životností izolačního sys-tému, tedy vlastní izolace vinutí a také oleje. Rozbor spolehlivosti výkonových olejových transformátorů je možné uskutečňovat různý-mi způsoby. Naše pozornost v tomto přípa-dě byla soustředěna na vyhodnocování údajů z diagnostických měření (diagnostika off-li-ne), z kterých je možné na základě nové me-todiky vyvinuté u nás stanovit pravděpodob-ný rok dožití.V diagnostice výkonových olejových transformátorů se vychází z daných diagnos-tických metod a postupů. Je proto vždy na-měřeno větší množství diagnostických veli-čin. Tyto veličiny mají různý charakter, což je problematické z hlediska jejich interpre-tace a využití v praxi. Rovněž značným pro-blémem je skutečnost, že tyto veličiny vět-šinou nejsou měřeny při srovnatelných pod-mínkách, např. při stejné teplotě.Při našich výzkumných aktivitách jsme se snažili uvedené skutečnosti co nejdůsled-něji vyloučit a vybrat takovou veličinu, kte-rá je teplotou ovlivňována přijatelně. Dalším kritériem výběru byla i snaha, aby zpracová-vaný soubor dat byl co nejpočetnější. Proto jsme k dalšímu zpracování použili jako di-agnostickou veličinu ztrátový činitel (tg δ). Ztrátový činitel vypovídá o celkovém sta-vu izolace a z jeho velikosti lze indikovat, zda je izolační systém zestárlý nebo navlhlý. V omezené míře reaguje také na vznik čás-tečných výbojů.Zavedení základních pojmů– čas ti – doba provozu transformátoru, ve které byl stroj odstaven a bylo prove-deno diagnostické šetření,doc. Ing. Miloš Hammer, CSc., Ing. Jakub Ertl, Fakulta strojního inženýrství VUT v BrněObr. 1. Průběh pravděpodobnosti poruchy v závislosti na době provozuti (rok provozu) Pf(ti)0,60,50,40,30,20,10transformátor 1transformátor 3transformátor 20 10 20 30 40 50Tab. 1. Časově závislá pravděpodobnost poruchy Pf(ti) jednotlivých transformátorůRok provozuTransformátor1232000............3201E-0503409,5E-0503600,000 86003800,005 21504000,022 24904200,069 57104400,165 7130460,000 2360,312 2611E-05480,010 4490,483 2770,001 415500,099 9510,635 8380,032 918520,337 582 0,189 482540,604 995 0,454 75056 0,671 454Obr. 2. Třífázový výkonový olejový transfor-mátor [14]