DE10005540A1 - Verfahren zur Ortung von Teilentladungen an Transformatoren und ähnlichen Hochspannungsgeräten - Google Patents

Verfahren zur Ortung von Teilentladungen an Transformatoren und ähnlichen Hochspannungsgeräten

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DE10005540A1
DE10005540A1 DE2000105540 DE10005540A DE10005540A1 DE 10005540 A1 DE10005540 A1 DE 10005540A1 DE 2000105540 DE2000105540 DE 2000105540 DE 10005540 A DE10005540 A DE 10005540A DE 10005540 A1 DE10005540 A1 DE 10005540A1
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Ernst Gockenbach
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/62Testing of transformers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Abstract

Durch das neue Verfahren zur Evaluierung von gemessenen Teilentladungssignalen ist eine Bestimmung des Entstehungsortes der Teilentladung durch Einbeziehen der für das Gerät charakteristischen Übertragungsfunktionen möglich. Daraus kann eine Trennung der TE- und Störsignale erfolgen. Weiterhin können die gemessenen TE-Signale evaluiert und eine TE-Überwachung des Gerätes vorgenommen werden.

Description

Die TE-Auskopplung erfolgt in der Regel kapazitiv oder induktiv an den Klemmen des Transformators. Die an verschiedenen Klemmen einer Wicklung gemessenen TE-Signale haben bei gleicher TE-Quelle unterschiedliche zeitliche Verläufe, da sie vom Entstehungsort zum Meßort verschiedene Wicklungsabschnitte durchlaufen, wobei das Signal unterschiedliche Verformungen erfährt. Unter der Annahme, dass die Wicklung eines Transformators nahezu gleichmässig aufgebaut ist und dass keine Sättigungserscheinung auftreten, ist die Verformung des Impulses linear von der Länge des durchlaufenen Wicklungsabschnitts abhängig. Wenn nun die Ubertragungsfunktion der Wicklung bekannt ist, kann durch Faltung des gemessenen Signals mit der Übertragungsfunktion einer bestimmten Teilwicklung das Signal am Entstehungsort ermittelt werden. Durch die gleichzeitige Messung der TE-Signale an verschiedenen Klemmen und durch jeweilige Faltung der Übertragungsfunktionen der Teilwicklungen mit den gemessenen TE-Signalen kann die Originalfünktion der TE am Entstehungsort ermittelt werden. Die Übereinstimmung der aus den gemessenen TE-Signalen berechneten Originalfunktionen ist am größten für den wahren Entstehungsort der TE.
Stand der Technik
Teilentladungsaktivitäten können durch unterschiedliche Methoden (chemisch, akustisch, elektrisch) nachgewiesen werden. Bei räumlich ausgedehnten Anordnungen wie Transformatoren und ähnlichen Hochspannungsgeräten werden die TE-Impulse auf ihrem Weg vom Entstehungsort zum Messpunkt stark verformt, gedämpft und mit den reflektierten TE-Signalen sowie äußeren Störsignalen überlagert, so dass nur in seltenen Fällen und unter großem mess- und rechentechnischem Aufwand eine Ortung der Teilentladungsquelle oder die Trennung von Teilentladungen und Störsignalen möglich ist.
Problem
Die Erfassung und Bewertung von Teilentladungen an räumlich ausgedehnten Anordnungen wie Transformatoren oder ähnlichen Hochspannungsgeräten ist aufgrund der Verformungen der TE-Signale durch die charakteristischen Dämpfungseigenschaften des Prüflings sowie durch die Überlagerung mit äußeren Störsignalen häufig mit großen Schwierigkeiten verbunden. Eine Ortung der TE-Quelle ist nur in seltenen Fällen möglich, aber in jedem Fall sehr aufwendig.
Dem in Anspruch 1 angegebenen Verfahren liegt das Problem zugrunde, die an den Klemmen von Transformatoren oder ähnlichen Hochspannungsgeräten gemessenen Teilentladungssignale auf einen Entstehungsort zurückzuführen und die TE-Signale von den äußeren Störsignalen zu trennen.
Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik
Die mit dem Verfahren erzielte Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik besteht insbesondere darin, dass durch die Einbeziehung von den für das Gerät charakteristischen Übertragungsfunktionen eine Ermittlung der TE-Quelle ermöglicht wird. Dadurch kann eine Trennung der TE- und Störsignale erreicht werden. Weiterhin können die Einflüsse der Dämpfung und Verzerrung der TE- Signale infolge von Wicklungsparametern korrigiert bzw. eliminiert werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Ortung von Teilentladungen (TE) an Transformatoren und ähnlichen Hochspannungsgeräten dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der Systemtheorie durch eine Faltung der Übertragungsfunktion des Transformators bzw. der Teilübertragungsfunktionen von Transformator­ wicklungsabschnitten und den an den äußeren Klemmen gemessenen Teilentladungssignalen eine Ortung der Teilentladungsquellen dadurch ermöglicht wird, dass mit an mindestens zwei unterschiedlichen äußeren Klemmen gemessenen Teilentladungssignalen mit Hilfe der Übertragungs­ funktionen mögliche Entstehungsorte innerhalb des Transformators bestimmt werden, indem die Übereinstimmung der zurückgerechneten Eingangssignale mit den am wahren Entstehungsort erzeugten Teilentladungssignalen am größten ist, und dass mit der Ortung der Teilentladungen auch eine Trennung der äußeren Störsignale von den TE- Signalen innerhalb des Transformators möglich wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teil­ entladungen an beliebig vielen, aber mindestens zwei verschiedenen, von außen zugänglichen Klemmen gleichzeitig gemessen werden können.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung von Teilentladungen an einer Klemme ausreichend ist, sofern die Impuls­ form der Teilentladungen am Entstehungsort bekannt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zurück­ rechnung der gemessenen Teilentladungssignale sowohl durch Faltung mit den Übertragungsfunktionen im Zeitbereich als auch durch Division der gemessenen Teilentladungssignale durch die Übertragungsfunktionen im Frequenzbereich erfolgen kann.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der notwendigen Übertragungsfunktionen messtechnisch erfolgt oder mit Hilfe von Modellen berechnet werden kann.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Teilentladung bzw. die Zurückrechnung der Signale mit unterschiedlichen Frequenzbandbreiten erfolgen kann.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Äuswirkungen der Dämpfung und Verzerrung der, TE-Signale beim Durchlaufen der Wicklung eliminiert werden können.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortung der Teilentladungen zum Zwecke der TE-Uberwachung und TE-Evaluierung ausgenutzt werden kann.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7285960B2 (en) 2003-05-09 2007-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Measuring device, and method for locating a partial discharge
DE102007015490B3 (de) * 2007-03-30 2008-09-11 Hochschule Bremen Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Teilentladungen an einem Hochspannungsbauteil
WO2020084058A1 (de) * 2018-10-26 2020-04-30 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Zustandsanalyse eines elektrischen betriebsmittels

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