PL220193B1 - Sposób oceny stanu technicznego izolacji papierowo-olejowej transformatorów energetycznych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób oceny stanu technicznego izolacji papierowo-olejowej transformatorów energetycznych.

Znany sposób oceny stanu technicznego izolacji papierowo-olejowej transformatorów wykorzystujący diagnostykę napięcia powrotnego, polega na tym, że izolację transformatora, ładuje się napięciem stałym przez okres czasu ustalony aktualną sekwencją pomiarową, następnie zwiera do ziemi na czas zwarcia równy zawsze połowie czasu ładowania, a następnie po usunięciu zwarcia zapamiętuje maksymalną wartość napięcia powrotnego zmierzoną za pomocą elektrometru. Opisaną sekwencję pomiarową powtarza się cyklicznie dla kolejnych, coraz dłuższych czasów ładowania. Ostatecznie wyznacza się charakterystykę określającą zależność maksymalnych wartości napięcia powrotnego od czasów ładowania, przy których wartości te wystąpiły. Charakterystyka maksymalnych wartości napięcia powrotnego w funkcji czasów ładowania stanowi podstawę do określenia stopnia zawilgocenia diagnozowanej izolacji transformatora. Analizie poddaje się czas ładowania, przy którym charakterystyka maksymalnych wartości napięcia powrotnego w funkcji czasów ładowania osiąga swe maksimum. Uznaje się wówczas, że czas ten odpowiada tzw. dominującej stałej czasowej izolacji. Na podstawie znanych charakterystyk określających zależność stopnia zawilgocenia próbek izolacji papierowo-olejowej od dominującej stałej czasowej, określa się ostatecznie stopień zawilgocenia diagnozowanej izolacji transformatora, uwzględniając przy tym wpływ temperatury.

Znany sposób umożliwia jedynie ocenę stopnia zawilgocenia izolacji.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że izolację transformatora zwiera się do ziemi na okres nie mniejszy od 1 sekundy i nie większy od czasu ładowania napięciem nie mniejszym od 1000 V. Następnie mierzy się napięcie powrotne, wykreśla jego charakterystykę w funkcji czasu, wyznacza funkcję zaniku napięcia powrotnego i ustala stałą czasową zaniku napięcia powrotnego, której wartość porównuje się ze wzorcem w postaci schematu zastępczego izolacji głównej transformatora. Korzystnie jest, gdy za stan zestarzenia i zawilgocenia badanej izolacji papierowo-olejowej transformatora przyjmuje się wartości uzyskane z symulacji, której bazę danych stanowią próbki izolacji papierowo-olejowej o znanym stopniu zestarzenia i zawilgocenia oraz elektryczny schemat zastępczy izolacji głównej transformatora.

Sposób według wynalazku pozwala nie tylko na ocenę stopnia zawilgocenia izolacji badanego transformatora, ale i na ocenę stopnia degradacji termicznej celulozy izolacji, co daje pełny obraz jej stanu technicznego.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, którego fig. 1 przedstawia układ do pomiaru napięcia powrotnego, a fig. 2 przedstawia przebiegi czasowe napięcia powrotnego.

W sposobie według wynalazku mierzy się napięcie przy pomocy układu, w którym biegun dodatni źródła napięcia stałego UC połączony jest z zaciskiem pierwszym I przełącznika P połączonego ze zwartymi zaciskami strony górnego napięcia GN uziemionej kadzi transformatora. Ujemny biegun źródła napięcia stałego UC połączony jest z uziemionym zaciskiem drugim II przełącznika P i ze zwartymi zaciskami strony dolnego napięcia DN transformatora. Trzeci zacisk III przełącznika P połączony jest z uziemionym elektrometrem E. W pozycji I przełącznika P odpowiadającej pierwszemu etapowi pomiaru Etap I ładuje się izolację papierowo-olejową transformatora stałym napięciem UC nie mniejszym niż 1000 V aż do osiągnięcia maksymalnej wartości napięcia powrotnego UR_max. Następnie w pozycji II przełącznika P odpowiadającej drugiemu etapowi pomiaru Etap II zwiera się badaną izolację CX transformatora do ziemi na okres nie mniejszy od 1 sekundy i nie większy od czasu ładowania tC. W pozycji III przełącznika P odpowiadającej trzeciemu etapowi pomiaru Etap III, czyli na otwartych zaciskach pomiarowych, mierzy się napięcie powrotne U_R w funkcji czasu t. Następnie wykreśla się charakterystykę napięcia powrotnego w funkcji czasu UR(t), po czym wyznacza funkcję zaniku napięcia powrotnego f(t) i ustala stałą czasową zaniku napięcia powrotnego k_R__min z zależności:

f(t) = A · e —— , ^TR_min gdzie: f(t) - funkcja aproksymująca zanik napięcia powrotnego,

A - stała,

E - liczba Eulera, i_R_mi_n - czasowa zaniku napięcia powrotnego.

PL 220 193 B1

Tak ustaloną wartość stałej czasowej zaniku napięcia powrotnego t_R__min dla konkretnego transformatora porównuje się z wartością uzyskaną z symulacji, gdzie bazę danych stanowią próbki izolacji papierowo-olejowej o znanym stopniu zestarzenia i zawilgocenia oraz elektryczny schemat zastępczy izolacji głównej transformatora. Zrównanie wartości stałej czasowej x_R__min uzyskanej z pomiaru z wartością uzyskaną z symulacji oznacza, że stopień zestarzenia izolacji badanego transformatora jest równy znanemu stopniowi zestarzenia próbki.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób oceny stanu technicznego izolacji papierowo-olejowej transformatorów energetycznych polegający na tym, że wyznacza się stopień zawilgocenia izolacji, przy czym ładuje się izolację transformatora aż do osiągnięcia maksymalnej wartości napięcia powrotnego, a następnie zwiera się izolację do ziemi, znamienny tym, że izolację transformatora (C_X) zwiera się do ziemi na okres nie mniejszy od 1 sekundy i nie większy od czasu ładowania t_C napięciem (U_C) nie mniejszym od 1000 V, po czym mierzy się napięcie powrotne (Ur), wykreśla jego charakterystykę w funkcji czasu U_R(t), wyznacza funkcję zaniku napięcia powrotnego f(t) i ustala stałą czasową zaniku napięcia powrotnego, której wartość porównuje się ze wzorcem w postaci schematu zastępczego izolacji głównej transformatora.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że za stan zestarzenia i zawilgocenia badanej izolacji papierowo-olejowej transformatora przyjmuje się wartości uzyskane z symulacji, której bazę danych stanowią próbki izolacji papierowo-olejowej o znanym stopniu zestarzenia i zawilgocenia oraz elektryczny schemat zastępczy izolacji głównej transformatora.