ACTUALITĂŢI ŞI PERSPECTIVE ÎN DOMENIUL MAŞINILOR ELECTRICE

Transcription

1 ICPE - Institutul de Cercetări pentru Maşini Electrice din Bucuresti Blvd. Tudor Vladimirescu 45 s.5 Catedra de Maşini, Materiale şi Acţionări Electrice, din Universitatea POLITEHNICA Bucureşti, ACTUALITĂŢI ŞI PERSPECTIVE ÎN DOMENIUL MAŞINILOR ELECTRICE SME - EDIŢIA A ŞASEA (Jubiliară, 6 de ani de la înfiinţarea ICPE) 7-8 OCTOMBRIE orele CASA UNIVERSITARILOR BUCURESTI PROGRAMUL SIMPOZIONULUI INDEX ALFABETIC DE AUTORII SME ISSN

2 PROGRAMUL SME 7-8 Octombrie 2 Casa Universitarilor Bucureşti Prima zi (7 Octombrie): 9,5 Cuvânt de deschidere a SME 9,3 2,5 (prima parte), lucrări Cristian-Liviu POPESCU ( Renault Technologie Roumanie) L. Electromobilitatea RENAULT Ion POTARNICHE(ICPE ACTEL), Adina Monica POPA (UPB-IE) L2. Solutii noi pentru actionari de masini electrice de joasa si medie tensiune Ioan PETER (ELECTROPRECIZIA Sacele) L3. Influenţa variaţiei tensiunii şi a frecvenţei nominale asupra caracteristicilor de funcţionare ale motoarelor electrice asincrone trifazate cu rotor de tip colivie Gloria CIUMBULEA, Neculai GALAN (UPB-IE) L4. Modelul matematic al masinii asincrone cu aplicatie la reglajul vectorial cu orientare dupa fluxul statoric Mircea IGNAT, Laurentiu CĂTĂNESCU, Ionel CHIRIŢĂ, Marius POPA INCDIE CA L5. Microtransformator rotativ fara contacte Gabriel TĂNĂSESCU; Radu PÂRLOG-CRISTIAN; Petru NOŢINGHER (S.C. GESIN RESEARCH S.R.L.), (UPB-IE) L6. Sistem de monitorizare şi diagnosticare on-line / off-line a sistemelor de izolaţie ale maşinilor electrice. Mircea COVRIG, Stefan GHEORGHE, Cristina GHEORGHE, Steliana UNCUȚĂ (UPB-IE) L7. Determinarea analitică preliminară a capabilitatii unui convertor de a produce cuplu electromagnetic Lucian PÂSLARU-DĂNESCU, Victor STOICA (ICPE-CA) Alexandru M. MOREGA, Mihaela MOREGA, Alina MACHEDON (UPB-IE), Florica NOURAŞ, Nicolae PĂDURARU (ICMET) L8. Transformatoar electric de medie putere si medie tensiune cu agent de racire nanofluid magnetic Marin MIHALACHE (UPB-IE) L9. Algoritmi şi metode de tratare unitară a problemelor de analiză şi sinteză a maşinilor electrice de curent alternativ (4 părţi) Dobre Radu MARIAN, Liliana Miorita PANDIA, Mihai Virgil POPESCU (UMEB) L. Aplicarea metodologiei de dezvoltare SCRUM in proiectarea si fabricarea seriei de motoare asincrone antideflagrante cu eficienta sporita IE2 Leonard MELCESCU (UPB-IE), Paul MINCIUNESCU (ICPE), Ciprian HAGIU, Ovidiu CRAIU, Ştefan GHEORGHE (UPB-IE) L. Modelarea numerică a unei maşini sincrone cu magneţi permanenţi şi miezul indusului din material magnetic compozit

3 2,5 2,45 pauză pentru cafea, discuţii 2,45 6, (partea a doua), 2 lucrări Onur NEBI, Virgiliu FIREŢEANU (UPB-IE), Mihail POPESCU and Mihai CISTELECAN (ICPE-ME) L2. Finite element models and experimental validation of permanent magnets eddy current through heater Tiberiu TUDORACHE (UPB-IE), Mihail POPESCU (ICPE-ME), Emanuel MARIN (UPB-IE) L3. Generatoare sincrone cu magneţi permanenţi pentru turbine eoliene de mică putere Ion DOBRIN (ICPE-CA), Alexandru M. MOREGA (UPB-IE, ISMMA), Mihai POPESCU (ICPE-ME) L4. Motor electric supraconductor -stadiu actual, rezultate preliminare Ştefan BUŞOI, Petru NOŢINGHER, Laurenţiu DUMITRAN (UPB-IE) şi Gabriel TĂNĂSESCU (SIMTECH INTERNATIONAL S.R.L) L5. Influenţa temperaturii şi a câmpului electric asupra proprietăţilor electrice ale izolaţiilor compozite ale maşinilor electrice Ovidiu CRAIU, Alina MACHEDON, Tiberiu TUDORACHE, Mihaela MOREGA (UPB-IE) Mircea MODREANU (ICPE) L6. Studiu experimental şi numeric al încălzirii unui motor de cc de mică putere, în condiţii de funcţionare variate Laurenţiu BADICU, Petru V. NOTINGHER, Laurentiu DUMITRAN Bogdan GORGAN (UPB- IE) si Gabriel TANASESCU (Simtech International, Bucuresti) L7. Estimarea starii uleiului mineral pentru transformatoare in functie de continutul de apa Rodica VASILE (CER) L8. Aspecte ale activităţii de standardizare în comitetele tehnice 2 ale CEI şi CENELEC în perspectiva următorilor ani Florin CIUPRINA, Ilona PLEŞA (UPB-IE) L9. Analiza prin spectroscopie dielectrica a nanodielectricilor polari si nepolari Adrian MAGEARU (UPB-IE), Ioan COSTEA-MARCU (ICPE-ME) L2. Strategii de control pentru optimizarea fluxului de energie la un vehicul hibrid serie Mihail V. CISTELECAN şi colectiv (ICPE-ME) L2. Soluţii noi în realizarea de înfăşurări fracţionare trifazate cu armonice spaţiale reduse pentru maşini electrice cu magneţi permanenţi Dragoş Ovidiu KISCK, Membru IEEE, Dragos ANGHEL, Gabriel ŞORIGA (UPB), Do Hyun KANG, Ji Won KIM, (Korea Electrotechnology Research Institute, Changwon, Coreea de Sud) L22. Minimizarea riplului forţei de tracţiune în acţionările cu maşini cu flux transversal prin profilarea optimală a curentului Vasile RĂDULESCU, Ioan STRĂINESCU, (ICPE - SAERP) L23. Contributii ICPE SAERP la transportul urban din Bucuresti 6,5 8, (partea a treia) discuţii, comentarii, propuneri de colaborare

4 Ziua a doua (8 Octombrie), masă rotundă, cu scopul atragerii si formarii tinerilor absolventi. Tematica eficienţa energetică. 9,3 2,3 Discutii cu viitorii absolventi si absolventi ai facultatii de Inginerie Electrica pe tematica propusa. Vor participa cadre didactice din UPB- Inginerie Electrica si specialisti cercetatori din ICPE-ME, ICPE, ICPE-CA. SC ROFEP SA Urziceni vor prezenta mostre de stator presat din pulberi de fier sinterizat înlocuitor al statoarelor din tole de ferosiliciu.

5 SME 2 INDEX ALFABETIC DE AUTORI Nume si prenume Afiliere Lucrare ANGHEL Dragoş Universitatea POLITEHNICA L22 BĂDICU Laurenţiu Universitatea POLITEHNICA L7 BUŞOI Ştefan Universitatea POLITEHNICA L5 CĂTĂNESCU Laurenţiu ICPE-CA L5 CHIRIŢĂ Ionel ICPE-CA L5 CISTELECAN Mihail SC ICPE-ME S.A. L2, L2 CIUMBULEA Gloria Universitatea POLITEHNICA L4 CIUPRINA Florin Universitatea POLITEHNICA L9 COŞAN H. Bariş EGE University, Izmir, Turkey L2 COSTEA-MARCU Ioan SC ICPE-ME S.A. L2 COVRIG Mircea Universitatea POLITEHNICA L7 CRAIU Ovidiu Universitatea POLITEHNICA L, L6 DOBRIN Ion ICPE-CA L4 DUMITRAN Laurenţiu Universitatea POLITEHNICA L5, L7 FERREIRA Fernando University of Coimbra, Portugal L2 FIREŢEANU Virgiliu Universitatea POLITEHNICA L2 GALAN Neculai Universitatea POLITEHNICA L4 GHEORGHE Cristina Universitatea POLITEHNICA L7 GHEORGHE Ştefan Universitatea POLITEHNICA L7, L GORGAN Bogdan Universitatea POLITEHNICA L7 HAGIU Ciprian Universitatea POLITEHNICA L IGNAT Mircea ICPE-CA L5 KANG Do Hyun Korea Electrotechnology Research. Institute, Changwoon L22 KIM Ji Won Korea Electrotechnology Research. Institute, Changwoon L22 KISCK Dragoş Universitatea POLITEHNICA L22 MACHEDON Alina Universitatea POLITEHNICA L8, L6 MAGEARU Adrian Universitatea POLITEHNICA L2 MARIAN Dobre Radu UMEB Bucureşti L MARIN Emanuel Universitatea POLITEHNICA L3 MELCESCU Leonard Universitatea POLITEHNICA L, L2 MIHALACHE Marin Universitatea POLITEHNICA L9 MINCIUNESCU Paul SC ICPE S.A. L MODREANU Mircea SC ICPE S.A. L6 MOREGA Alexandru Universitatea POLITEHNICA L8, L4 MOREGA Mihaela Universitatea POLITEHNICA L8, L6 NEBI Onur Universitatea POLITEHNICA L2 NOŢINGHER Petru Universitatea POLITEHNICA L6, L5 NOŢINGHER V. Petru Universitatea POLITEHNICA L7 NOURAŞ Florica ICMET Craiova L8 PĂDURARU Nicolae ICMET Craiova L8 PANDIA Liliana Mioriţa UMEB Bucureşti L PÂRLOG-CRISTIAN Radu Universitatea POLITEHNICA L6 PÂSLARU-DÂNESCU Lucian ICPE-CA L8 PETER Ioan ELECTROPRECIZIE Săcele L3 PLEŞA Ilona Universitatea POLITEHNICA L9 POPA Adina Monica ICPE-ACTEL L2 POPA Marius ICPE-CA L5 POPESCU Cristian Liviu Electromobiltatea RENAULT L POPESCU Mihai Virgil UMEB Bucureşti L POPESCU Mihail SC ICPE-ME S.A. L2, L2 POTÂRNICHE Ion ICPE-ACTEL L2 RĂDULESCU Vasile ICPE - SAERP L23 ŞORIGA Gabriel Universitatea POLITEHNICA L22 STOICA Victor ICPE-CA L8 STRĂINESCU Ion ICPE - SAERP L23 TĂNĂSESCU Gabriel SC GESIN Research SRL L6, L5, L7 TUDORACHE Tiberiu Universitatea POLITEHNICA L3, L6 UNCUŢĂ Steliana Universitatea POLITEHNICA L7 VASILE Rodica CER L8

6 ESTIMAREA STARII ULEIULUI MINERAL PENTRU TRANSFORMATOARE IN FUNCTIE DE CONTINUTUL DE APA Laurentiu BADICU, Petru V. NOTINGHER, Laurentiu DUMITRAN, Bogdan GORGAN si Gabriel TANASESCU 2 Universitatea Politehnica Bucuresti, Splaiul Independentei, Nr. 33, Bucuresti 2 Simtech International, Str. Berceni, Nr. 8, Bucuresti lvbadicu@elmat.pub.ro Rezumat. Datorita nivelurilor de incarcare din ce in ce mai ridicate ale transformatoarelor electrice de putere, cauzate in primul rand de cresterea consumului de energie, temperatura medie de functionare a acestor echipamente a inregistrat o crestere sensibila pana in apropierea valorii corespunzatoare clasei de izolatie. In lucrarea de fata se prezinta un studiu asupra evolutiei continutului de apa din uleiul mineral supus imbatranirii termice accelerate (la temperatura T = 55 C) si se evidentiaza faptul ca determinarea continutului de apa din ulei nu reprezinta un factor de diagnostic suficient pentru estimarea starii acestuia. In final sunt analizate raspunsurile dielectrice in timp (curenti de absorbtie/resorbtie, conductivitate) si frecventa (componentele complexe ale conductivitatii) ale uleiului mineral cu continut ridicat de apa (rezultata in urma imbatranirii termice accelerate).. INTRODUCERE Functionarea in conditii bune a transformatoarelor de putere depinde de starile sistemelor acestora de izolatie. Din acest punct de vedere diagnosticarea on-line si off-line reprezinta un subiect de un interes deosebit de ridicat. Componentele principale ale sistemelor de izolatie ale transformatoarelor de putere sunt produsele pe baza de celuloza si uleiul mineral []. Cresterea nivelului de incarcare al transformatoarelor, conduce la functionarea acestora la temperaturi apropiate de valoarea corespunzatoare clasei de izolatie pentru hartie si uleiul mineral. La astfel de valori ale temperaturii sunt favorizate reactiile de degradare ale componentelor sistemelor de izolatie ale transformatoarelor de putere, fapt ce conduce la inrautatirea proprietatilor dielectrice ale acestora. Uleiurile minerale pentru transformatoare sunt amestecuri de hidrocarburi parafinice, naftenice si aromatice. Ca toate amestecurile organice, hidrocarburile sunt stabile doar la temperaturi joase. Daca acestea sunt incalzite un interval lung de timp, se descompun rezultand o serie de produsi de reactie printre care carbon si hidrogen. Prima reactie care apare, se produce datorita ruperii legaturilor (reactia de cracare) C C (cu formarea unui alcan si a unei alchene) si dehidrogenarea: C n H 2n+2 C n H 2n + H 2 C m+n H 2(m+n)+2 C m H 2m + C n H 2n+2 De asemenea temperaturile ridicate favorizeaza reactiile de oxidare ale uleiului mineral. Reactia de oxidare a hidrocarburilor incepe cu formarea hidroperoxizilor din care rezulta atat oxizi cat si acizi si alti produsi secundari de reactie: Initiere: RH+O 2 RO 2 Propagare: RO 2 + RH RO 2 H +R R + O 2 RO 2 Terminare: RO 2 + R. Energia necesara pentru producerea initiala de radicali RO 2 poate fi furnizata de caldura, de lumina sau de radiatii ionizante. In faza incipienta hidroperoxidul RO 2 H este sursa majora de initiere a reactiilor. Descompunerea hidroperoxizilor si interactiunea produsilor rezultati,

7 reprezinta cauza principala de aparitie a produsilor de oxidare; de asemenea reactiile de oxidare sunt accelerate de metalele cu care uleiul intra in contact. Datorita actiunii oxigenului, in ulei pot sa apara diferiti produsi care conduc la cresterea viscozitatii acestuia (o parte dintre acesti produsi se depun pe bobine ducand la retentia caldurii). Sub actiunea oxigenului si a caldurii, uleiul isi schimba culoarea, rigiditatea dielectrica si tensiunea interfaciala scad iar factorul de pierderi si indicele de aciditate cresc [2]. Viteza de oxidare, intensitatea fenomenului si produsii de degradare care apar, depind de compozitia chimica a uleiului, conditiile de oxidare (temperatura, presiune, suprafata de contact cu aerul etc.) etc. In practica, apa (care poate proveni din mediul inconjurator si/sau ca rezultat al degradarii hartiei si uleiului mineral) cauzeaza o drastica inrautatire a proprietatilor uleiului mineral [3]. Apa poate exista in transformatoare in trei stari [4]. Cea mai mare parte a apei existenta in ulei se gaseste sub forma de apa dizolvata. De asemenea, in ulei mai exista si apa strans legata de moleculele acestuia, in special in cazul uleiurilor uzate. Cand valoarea continutului de apa din ulei depaseste valoarea limita de saturatie, acolo va aparea apa libera la baza cuvei transformatorului (sau la baza conservatorului). Solubilitatea apei in ulei poate fi exprimata de o lege de tip Arrhenius de forma [4]: s x w B log xw s = A, () T unde reprezinta solubilitatea maxima a apei in ulei masurata in [ppm], T reprezinta temperatura in grade Kelvin, iar A si B reprezinta constante de material. In practica, evaluarea starii uleiului se poate face prin determinarea continutului de apa din ulei, analiza gazelor dizolvate, masurarea tensiunii interfaciale, masurarea factorul de pierderi etc. [5]. Scopul lucrarii este acela de a estima starea uleiului mineral pe baza metodei masurarii continutului de apa asociata cu metoda conductivitatii electrice, obtinandu-se astfel rezultate mult mai realiste. 2. CONDUCTIVITATEA ELECTRICA A LICHIDELOR Conductia electrica a unui lichid izolator se datoreaza miscarii ionilor pozitivi si negativi (aparuti datorita impuritatilor din lichid), moleculelor de lichid ionizate si electronilor liberi. De asemenea particulele solide aflate in suspensie pot participa la fenomenul de conductie intensificandu-l. Ionii apar ca rezultat al disocierii impuritatilor in lichid. Fenomenul de disociere a impuritatilor din lichid depinde atat de structura fizico-chimica a lichidului cat si de valoarea permitivitatii lichidului. Constanta de disociere K d este data de ecuatia: K + q q = exp ln K C εrkt ( r+ r ) d, (2) unde K si C reprezinta doua constante de material, iar q +, q -, r + si r - reprezinta sarcinile si razele ionilor formati [6]. Conform relatiei (2), disocierea impuritatilor este influentata atat de permitivitatea relativa a lichidului ε r, cat si de temperatura lichidului T. Cresterea temperaturii favorizeaza procesul de disociere a impuritatilor, implicand cresterea concentratiei de purtatori de sarcina. Conductivitatea electrica σ a unui lichid care contine n specii de purtatori de sarcina se poate determina cu formula: n σ = N iqi M i, (3) i=

8 unde Ni, qi si M i reprezinta concentratia, sarcina, respectiv, mobilitatea purtatorilor de sarcina din specia i. Mobilitatea purtatorilor de sarcina se poate exprima cu relatia [7]: M i M i Ki Di T =, (4) unde Di = Ai exp( Bi / T) reprezinta coeficientul de difuzie Ai, Bi si Ki sunt constante care caracterizeaza purtatorii de sarcina din specia i si T reprezinta temperatura lichidului [8]. Daca se aplica o tensiune continua U intre doi electrozi imersati intr-un lichid, prin acesta se va stabili un curent de absorbtie i a (t) (figura ): ia = ii + i p + iss + ic, (5) unde (t) reprezinta componenta de incarcare a condensatorului format, i p (t) reprezinta i i componenta de polarizare, i ss (t) reprezinta componenta aferenta sarcinii spatiale si i c (t) reprezinta componenta de conductie (componenta de regim permanent) [9]. Daca la un moment de timp oarecare t = t c, condensatorul este scurtcircuitat se poate masura curentul de resorbtie (t) : i r r d dp + ss i = i + i i, (6) unde (t) reprezinta componenta de descarcare a condensatorului, i dp (t) reprezinta i d componenta de depolarizare si i ss reprezinta componenta aferenta sarcinii spatiale. Daca i i (t) = i d (t), i p (t) = i dp (t) si i ss (t) = i ss, curentul de conductie i c (t) devine: c = ia ir I c (7) i = si conductivitatea corespunzatoare regimului continuu σ, se poate calcula cu ajutorul ecuatiei: σ I c = U d S, (8) unde d reprezinta distanta dintre electrozii celulei si S reprezinta suprafata electrozilor. Fig.. Variatia in timp a curentilor de absorbtie i a (t) si resorbtie i r (t). De regula i p (t) (t) si i ss (t), iar conductivitatea de cc se poate calcula cu relatia: i dp i ss

9 si are doua componente: σ cc ia ir d t) = U S ( (9) σ = σ + σ, () cc v unde σ reprezinta componenta invariabila in timp si σ v (t) reprezinta componenta variabila in timp a conductivitatii (care se anuleaza pentru intervale lungi de timp de masurare). Daca se aplica o tensiune variabila in timp la bornele unui condensator, U = U 2 sin( ωt) se poate determina conductivitatea complexa corespunzatoare acesteia: " " σ = σ + jσ = ωεε r + jωεεr, () " σ = ωεε r, (2) " σ = ωεε r, (3) " " unde σ, σ, si ε r reprezinta partile reale si imaginare ale permitivitatii relative si ε r conductivitatii complexe, ω reprezinta pulsatia proprie a tensiunii aplicate si ε reprezinta permitivitatea vidului []. 3. EXPERIMENTARI Experimentarile s-au realizat pe esantioane de ulei mineral NYNAS nou, introduse in vase de sticla cu perna de azot. Aceste esantioane au fost imbatranite termic accelerat la temperatura T = 55 o C diferite intervale de timp τ (intre si 75 ore). Inainte de a fi supuse procesului de imbatranire, esantioanele au fost conditionate la temperatura T = 9 o C timp de 48 ore. Dupa conditionare, continutul de apa corespunzator esantioanelor a scazut la valoarea de aproximativ 2,5 ppm. Pentru masurarea curentilor de absorbtie si resorbtie s-au utilizat un electrometru Keithley 657 si o celula IRLAB [3]. Tensiunea aplicata esantioanelor a fost U = 3 V si timpul de masurare T c = 36 s. Pentru determinarea componentelor complexe ale permitivitatii si conductivitatii in curent alternativ s-a utilizat un spectrometru dielectric NOVOCONTROL [3]. Tensiunea aplicata a fost U = V iar frecventa campului electric a luat valori cuprinse intre mhz si khz. Continutul de apa al esantioanelor a fost masurat cu ajutorul metodei Karl Fischer folosind coulometrul KF 756 []. 4. REZULTATE. DISCUTII In figurile 2 si 3 se prezinta variatia in timp a curentilor de absorbtie si resorbtie pentru esantioane de ulei mineral nou NYNAS. Se poate observa ca, dupa 36 s, curentul de absorbtie inca nu s-a stabilizat iar curentul de resorbtie nu atinge valoarea. In consecinta, conductivitatea (t) calculata cu relatia (9) nu ajunge la valoarea constanta σ. Componenta σcc variabila in timp a conductivitatii in curent continuu σv (t) se poate determina cu relatia: m v ( t = a t, (4) σ ) unde a si m depind de timp si de starea uleiului testat. In mod evident, pentru t se obtine σ v ( ) = si σ cc (t) = σ cc ( ) = σ. Pentru esantioanele de ulei NYNAS nou s-au obtinut valorile 4 a = 7, m =. 3 si σ = 2,5 S/m. In figura 5 este prezentata variatia conductivitatii de

10 curent continuu σ cc (t) in functie de timpul de imbatranire τ, masurata dupa diferite momente de timp de la aplicarea tensiunii t = 6 s, 2 t = 6 s, 3 t = 36 s. Conform figurilor 4 si 5 rezulta ca, valorile conductivitatii σ cc (t) cresc odata cu timpul de imbatranire termica τ. Acest lucru se datoreaza in principal cresterii concentratiei de purtatori de sarcina in urma degradarii uleiului mineral. Figurile 6 si 7 prezinta curbele de variatie ale componentelor complexe ale conductivitatii ( σ " si σ ) cu timpul de imbatranire τ si cu frecventa campului electric f aplicat. Se poate observa " ca, marimile σ si σ au valori ridicate la frecvente inalte ( MHz), valori care scad pentru frecvente joase ( mhz) ale campului electric. Cresterea marimii odata cu timpul τ se datoreaza cresterii concentratiei de purtatori de sarcina rezultati in urma procesului de imbatranire termica accelerata si in urma intensificarii fenomenului de disociere a moleculelor de impuritati din ulei. In figura 8 se prezinta evolutia continutului de apa din ulei pe toata durata de imbatranire termica, constatandu-se cresterea continua a acestuia. Temperatura ridicata conduce la ruperea legaturilor de carbon, si in acelasi timp, accelereaza reactiile de oxidare ceea ce determina formarea moleculelor de apa si, in consecinta cresterea continutului de apa din ulei. σ 2 i a [pa] t [s] Fig. 2. Variatia in timp a curentului de absorbtie pentru esantioane de ulei mineral nou (U = 3 V). Fig. 3. Variatia in timp a curentului de resorbtie pentru esantioane de ulei mineral nou (U = 3 V) σ cc [ps/m] σ cc [ps/m] t [s] Fig. 4. Variatia conductivitatii σ cc (t) in timp pentru diferite durate de imbatranire τ h (), 5 h (2), 3 h (3), 6 h (4) (U = 3 V) τ [ore] Fig. 5. Variatia conductivitatii σ cc (t) cu durata de imbatranire τ, masurata la: 6 s (), 6 s (2) si 36 s (3) (U = 3 V).

11 σ [ps/m] τ [ore] Fig. 6. Variatia partii reale a conductivitatii complexe σ cu durata de imbatranire τ pentru: mhz (), Hz (2) khz (3). σ" [ps/m] τ [ore] Fig. 7. Variatia partii imaginare a conductivitatii " complexe σ cu durata de imbatranire τ pentru: mhz (), Hz (2) si khz (3). Cresterea continutului de apa din ulei nu ofera informatii suficiente pentru a estima starea uleiului unui transformator aflat in functiune, deoarece apa poate proveni din degradarea hartiei si/sau a uleiului si din mediul inconjurator. Acest aspect este evidentiat in figura 9 in care se prezinta variatia conductivitatii σ cc (t) pentru doua sortimente de ulei cu acelasi continut de apa ( ppm) si diferite grade de imbatranire termica: un sortiment de ulei MOL nou si un sortiment de ulei MOL imbatranit termic accelerat (T = 55 ºC, τ = 3 h). Se poate observa ca uleiul imbatranit prezinta valori mult mai ridicate ale conductivitatii σ cc (t) (figura 9, curba 2) fata de uleiul nou (figura 9, curba ) pentru acelasi continut de apa. Acest lucru se datoreaza concentratiei mari de purtatori de sarcina existente in cazul uleiului imbatranit. Pe de alta parte, variatia cu frecventa f a marimii σ σ se poate descrie cu relatia: n = σ + b f, (5) in care σ este componenta conductivitatii independenta de frecventa, f este frecventa campului electric, b si n sunt doua constante de material. Continut de apa [ppm] σ cc [S/m] x -9 x τ [ore] Fig. 8. Variatia continutului de apa cu timpul de imbatranire τ t [s] Fig. 9. Variatia conductivitatii σ cc (t) in timp pentru ulei MOL: nou (), imbatranit termic (2) (T = 55 ºC, τ = 3 h).

12 x -8 σ [S/m] x -9 x f [Hz] Fig.. Variatia cu frecventa f a conductivitatii cc (), respectiv a partii reale a conductivitatii complexe σ, masurata (2) si calculata (3). σ Luand in considerare valorile marimii pentru diferite frecvente de masurare f, s-au determinat σ, parametrii b si n, si s-au trasat curbele σ ( f ) pentru diferite tipuri de ulei (figura ). Se poate spune ca valorile conductivitatii σ sunt foarte apropiate de valorile calculate pe baza masuratorilor in curent continuu. 4. CONCLUZII In aceasta lucrare s-a realizat un studiu cu privire la influenta continutului de apa asupra uleiului mineral folosit la transformatoarele de putere. Valoarea continutului de apa din ulei creste odata cu durata solicitarii termice, ceea ce inseamna ca uleiul s-a degradat. Pe de alta parte, atat conductivitatea de curent continuu cat si componentele conductivitatii complexe cresc odata cu cresterea duratei solicitarii termice, confirmand degradarea uleiului. Masurand valorile partii reale a conductivitatii complexe, se pot determina valorile conductivitatii cc σ ( t ). Rezultatele arata faptul ca determinarea concentratiei de apa din transformatoare este o conditie necesara, dar nu suficienta pentru estimarea starii lor. Utilizand metoda continutului de apa impreuna cu metoda conductivitatii electrice se poate estima intr-un mod mult mai realist starea uleiului mineral folosit in sistemele de izolatie ale transformatoarelor de putere. MULTUMIRI Rezultatele prezentate in acesta lucrare au fost obtinute in cadrul Programului Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 27-23, Contract nr. POSDRU/88/.5/S/623, POSDRU 89/.5/S/ 62557, POSDRU 559 si MIDMIT 228/28. BIBLIOGRAFIE [] H.P. Moser, V. Dahinden: Transformerboard, Graz, Switzerland, Second Edition, Printing Styrian, 999. [2] T.O. Rouse: Mineral insulationg oil in transformers, IEEE Electrical Insulation Magazine, vol. 4, no. 4, pp. 5 6, 998. [3] P.V. Notingher, L.V. Badicu, L.M. Dumitran, G. Tanasescu, D. Popa: Influence of temperature and water content on dielectric properties of mineral oil, Sc. Bull. of POLITEHNICA Univ. of Timisoara, vol. 54(68), pp , 29.

13 [4] Y. Du, M. Zahn, B.C. Lesieutre, A.V. Mamishev and S.R. Lindgren: Moisture equilibrium in transformer paper-oil systems, IEEE Electrical Insulation Magazine, vol. 5, no., pp. 2, 999. [5] X. Zhang, E. Gockenbach: Asset-management of transformers based on condition monitoring and standard diagnosis, IEEE Electrical Insulation Magazine, vol. 24, no. 4, pp. 26 4, 28. [6] P.V. Notingher: Sisteme de Izolatie, Bucuresti, Romania, Pintech, 22. [7] B. Abedian and K.N. Baker: Temperature effects an the electrical conductivity of dielectric liquids IEEE Trans on Diel. and Electrical Insulation, vol. 5, no. 3, pp , 28. [8] N.F. Schmidt: Liquid State Electronics of Insulating L quids, i New York, USA, CRC Press, 997. [9] P.V. Notingher, C. Stancu, L.M. Dumitran, P.P. Notingher, A. Rakowska, K. Siodla: Influence of the ageing state of insulation systems on absorption/resorption currents, Revue Roumaine des Science Techniques, Serie Electrotehnique et Energetique, vol. 53, no. 2, pp , 28. []L.V. Badicu, P.V. Notingher, L.M. Dumitran, G. Tanasescu, D. Popa: Measuring of the dielectric properties of mineral oil, Proceedings of 5 th International Conference Metrology & Measurement Systems, Printed by Noua, Bucharest, pp , 29.