RU2265860C1 - Device for checking condition of three-phase equipment having capacitor-type paper-oil insulation - Google Patents
Device for checking condition of three-phase equipment having capacitor-type paper-oil insulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2265860C1 RU2265860C1 RU2004114917/28A RU2004114917A RU2265860C1 RU 2265860 C1 RU2265860 C1 RU 2265860C1 RU 2004114917/28 A RU2004114917/28 A RU 2004114917/28A RU 2004114917 A RU2004114917 A RU 2004114917A RU 2265860 C1 RU2265860 C1 RU 2265860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- processing unit
- signal
- phase
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике диагностирования электрооборудования высокого напряжения и предназначено для непрерывного контроля оборудования с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа (высоковольтных вводов, трансформаторов тока) с номинальным напряжением 110 кВ и выше.The invention relates to a technique for diagnosing high voltage electrical equipment and is intended for continuous monitoring of equipment with paper-oil insulation of a capacitor type (high voltage bushings, current transformers) with a rated voltage of 110 kV and higher.
Известно устройство автоматического контроля состояния изоляции высоковольтного оборудования (АС №296062, МПК G 01 R 31/02, G 01 R 31/08,) содержащее блок входного сумматора из двух сумматоров, производящих суммирование токов двух контролируемых объектов, измерительный и сигнальный блоки, которые включены на разность выходных токов сумматоров. Для контроля двух неоднотипных трехфазных объектов сумматоры снабжены настраиваемыми при наладке регуляторами.A device for automatically monitoring the state of insulation of high-voltage equipment (AS No. 296062, IPC G 01 R 31/02, G 01 R 31/08,) comprising an input adder block of two adders that sums the currents of two monitored objects, measuring and signal units, which included in the difference of the output currents of the adders. To control two heterogeneous three-phase objects, the adders are equipped with adjustable regulators during commissioning.
Известно также устройство для автоматического контроля состояния изоляции высоковольтного оборудования (АС N 384080, МПК G 01 R 31/12), которое дополнительно к устройству по AC N 296062 содержит три сопротивления, каждое из которых включено между сумматором и соответствующей фазой контролируемой сети через трансформатор напряжения.A device is also known for automatic monitoring of the insulation state of high-voltage equipment (AC N 384080, IPC G 01 R 31/12), which in addition to the device according to AC N 296062 contains three resistances, each of which is connected between the adder and the corresponding phase of the controlled network through a voltage transformer .
Наиболее близким к предлагаемому решению является система контроля изоляции высоковольтных вводов (патент РФ №2145420, МПК G 01 R 31/08, G 01 R 31/12), содержащая устройства присоединения к высоковольтным вводам трех фаз, выходы которых подключены ко входам соответствующих приборных трансформаторов тока, трансформатор напряжения трехфазной системы высоковольтных шин, выходы которого подключены ко входам соответствующих приборных трансформаторов напряжения, сигнализатор, два фазовращателя, подключенные к выходам двух из трех приборных трансформаторов тока, АЦП и микропроцессор.Closest to the proposed solution is a control system for insulation of high-voltage bushings (RF patent No. 2145420, IPC G 01 R 31/08, G 01 R 31/12), containing devices for connecting to three-phase high-voltage bushings, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding instrument transformers current, a voltage transformer of a three-phase high-voltage bus system, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding instrument voltage transformers, an alarm device, two phase shifters connected to the outputs of two of the three instrument transformers torus currents, ADC and microprocessor.
Недостатком данных устройств является невозможность централизованного контроля с архивацией данных, невозможность определения ложных срабатываний, а также применение в этих устройствах измерительного трансформатора тока, что усложняет эксплуатацию их из-за необходимости периодической поверки.The disadvantage of these devices is the impossibility of centralized monitoring with data archiving, the impossibility of determining false alarms, as well as the use of a current transformer in these devices, which complicates their operation due to the need for periodic verification.
Задачей предлагаемого решения является непрерывный централизованный контроль бумажно-масляного оборудования конденсаторного типа (высоковольтных вводов, трансформаторов тока) с целью обнаружения утечек в изоляторах на ранней (предаварийной) стадии без отключения данного оборудования.The objective of the proposed solution is continuous centralized monitoring of condenser-type paper-oil equipment (high voltage bushings, current transformers) in order to detect leaks in insulators at an early (pre-emergency) stage without shutting down this equipment.
Поставленная задача решается тем, что устройство для контроля состояния бумажно-масляных вводов высоковольтного трехфазного оборудования, содержащее соединенные блоки предварительной обработки сигнала, окончательной обработки сигнала и сигнализатор, при этом блок предварительной обработки сигнала включает элементы присоединения объекта к измерительным вводам фаз, соединенные с измерительным блоком, содержащим первичные преобразователи, соединенные с блоком предварительной обработки аналогового сигнала и блоком оцифровки, согласно решению, содержит в измерительном блоке интерфейс связи, подключенный к блоку оцифровки, а блок окончательной обработки сигнала содержит персональный компьютер и блок сбора информации на основе промышленного компьютера, один выход блока сбора информации подключен к персональному компьютеру, а второй - к сигнализатору, при этом вход соединен с устройством предварительной обработки сигнала по линии связи, а в качестве первичных преобразователей использованы прецизионные резисторы.The problem is solved in that a device for monitoring the state of paper-oil inputs of high-voltage three-phase equipment, containing connected signal pre-processing, signal final processing and signaling units, while the signal pre-processing unit includes elements for connecting the object to the phase measurement inputs connected to the measuring unit containing primary converters connected to an analog signal preprocessing unit and a digitizing unit, according to but to the solution, it contains a communication interface in the measuring unit connected to the digitizing unit, and the signal final processing unit contains a personal computer and an information collection unit based on an industrial computer, one output of the information collection unit is connected to a personal computer, and the second to the signaling device, while the input is connected to the signal preprocessor via a communication line, and precision resistors are used as primary converters.
Устройство содержит основной блок обработки аналогового сигнала, включенный между блоком предварительной обработки блоком оцифровки, при этом он состоит из трех регулируемых усилителей с раздельной регулировкой усиления по каждой фазе, соединенных с последовательно включенными коммутируемым сумматором и нормирующим усилителем. Блок оцифровки выполнен в этом случае одноканальным. Такое выполнение позволяет минимизировать цифровой поток по линии связи.The device contains a main analog signal processing unit, connected between the pre-processing unit by the digitizing unit, and it consists of three adjustable amplifiers with separate gain control for each phase, connected to a series-connected switching adder and a normalizing amplifier. The digitization block is made in this case single-channel. This embodiment allows you to minimize the digital stream on the communication line.
Устройство дополнительно содержит несколько блоков предварительной обработки сигнала, параллельно подключенных к линии связи.The device further comprises several signal preprocessing units connected in parallel to the communication line.
Устройство дополнительно содержит блок коммутации и аварийной защиты, содержащий в цепи каждой фазы перемычки подключения входного сигнала, параллельно включенные и заземленные газовые разрядники, резисторы и замыкатели, расположенный между элементами присоединения и измерительным блоком.The device further comprises a switching and emergency protection unit, comprising in the circuit of each phase of the jumper connecting the input signal, parallel and grounded gas dischargers, resistors and contactors, located between the connection elements and the measuring unit.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема устройства в целом, на фиг.2, на фиг.3 - векторные диаграммы, на фиг.4 -эквивалентная схема высоковольтного ввода, фиг.5 - принципиальная схема одного канала БКАЗ, фиг.6 - функциональная схема блока измерения, фиг.7 - блок-схема основного блока обработки аналогового согнала, где:The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 is a block diagram of the device as a whole, in Fig. 2, in Fig. 3 is a vector diagram, in Fig. 4 is an equivalent circuit of a high voltage input, Fig. 5 is a circuit diagram of one BKAZ channel 6 is a functional diagram of a measurement unit, FIG. 7 is a block diagram of a main analog processing unit, where:
1 - блок предварительной обработки сигнала (БПОС)1 - signal preprocessing unit (BPOS)
2 - блок окончательной обработки сигнала (БООС)2 - block final signal processing (BOOS)
3 - сигнализатор3 - signaling device
4 - элементы присоединения объекта (ЭПО)4 - elements of the connection of the object (EPO)
5 - блок измерения (БИ)5 - measurement unit (BI)
6 - устройство сбора информации (УСИ)6 - information collection device (USI)
7 - персональный компьютер (ПК) оператора7 - personal computer (PC) operator
8 - блок коммутации и аварийной защиты (БКАЗ)8 - switching unit and emergency protection (BKAZ)
9 - перемычка9 - jumper
10 - газовый разрядник10 - gas spark gap
11 - резистор11 - resistor
12 - замыкатель12 - contactor
13 - прецизионный резистор13 - precision resistor
14 - блок предварительной обработки аналогового сигнала (БПОАС)14 - block pre-processing of the analog signal (BPOAS)
15 - основной блок обработки аналогового сигнала (ОБОАС)15 - the main unit for processing an analog signal (OBOAS)
16 - блок оцифровки (БО)16 - block digitization (BO)
17 - интерфейс связи (ИС)17 - communication interface (IP)
18 - регулируемые усилители18 - adjustable amplifiers
19 - коммутируемый сумматор19 - switched adder
20 - нормирующий усилитель20 - normalizing amplifier
21- цифровой фильтр21- digital filter
Сд1, Сд 2- эквивалентные емкости вводаSd1, Sd 2 - equivalent input capacitance
Rут - сопротивление утечкиR ut - leakage resistance
В каждый комплект БПОС 1 входят элементы присоединения объекта ЭПО 4, блок коммутации и аварийной защиты БКАЗ 8 и блок измерения БИ 5.Each set of BPOS 1 includes elements for connecting the object EPO 4, the switching unit and emergency protection BKAZ 8 and the measuring unit BI 5.
Элементы присоединения объекта ЭПО 4 осуществляет функцию присоединения измерительных выводов высоковольтных вводов к входньм зажимам БКАЗ 8.Elements for connecting the object EPO 4 performs the function of attaching the measurement leads of the high-voltage bushings to the input terminals BKAZ 8.
Блок коммутации и аварийной защиты БКАЗ 8 предназначен для подключения измерительного тракта комплекта БПОС 1 к элементам присоединения ЭПО 4, осуществления первой ступени аварийной защиты, выделения входного напряжения на элементе измерительного резистора 11 (который в этом случае является частью измерительного резистора 13 БИ 5) и подаче входных напряжений на блок измерения БИ 5. Кроме того, БКАЗ 8 обеспечивает заземление входных линий фаз для обеспечения безопасности при работе с БИ 5. Элементы ЭПО 4 могут быть подключены к блоку БИ 5 напрямую, однако в этом случае исключаются перечисленные выше функции.The switching unit and emergency protection BKAZ 8 is designed to connect the measuring path of the BPOS kit 1 to the connection elements of the EPO 4, the implementation of the first stage of emergency protection, the allocation of the input voltage to the element of the measuring resistor 11 (which in this case is part of the
Блок измерения БИ 5 осуществляет функции окончательного выделения измеряемого напряжения на измерительном резисторе блока БИ 5 (включая 2-ю и 3-ю ступени защиты измерительного тракта), обработки аналогового сигнала до необходимого уровня, коммутацию сигналов фаз в соответствии с заданным режимом измерения, подавление третьей гармоники сетевой частоты, оцифровку сигнала в кодовые посылки и выдачу информации в линию связи с УСИ 6. БИ 5 производит двухсторонний обмен информацией с УСИ 6, осуществляя управление режимами работы БИ 5 по команде с УСИ 6 или с ПК 7 через УСИ 6 и выдавая в линию связи необходимую информацию.The BI 5 measurement unit performs the function of finally isolating the measured voltage at the BI 5 resistor (including the 2nd and 3rd steps of measuring path protection), processing the analog signal to the required level, switching phase signals in accordance with the specified measurement mode, suppressing the third harmonics of the network frequency, digitizing the signal into code packets and transmitting information to the communication line with the USI 6. BI 5 performs a two-way exchange of information with the USI 6, managing BI 5 operating modes by command with USI 6 or from PC 7 through USI 6 and providing the necessary information to the communication line.
Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:
Напряжения с измерительных обкладок вводов контролируемого оборудования подаются через элементы присоединения ЭПО 4 на вход БКАЗ 8. Затем они проходят в измерительный тракт через соответствующие каждой фазе перемычки 9. Газовые разрядники 10 образуют первую ступень защиты измерительного тракта. Замыкатель 12 в рабочем положении разомкнут, но замыкает на землю линии фаз для обеспечения безопасности при проведении профилактических работ с БИ 5. Прецизионный измерительный резистор, являющийся первичным измерительным преобразователем, конструктивно разделен на 2 параллельно включенных резистора 11 и 13, один из которых находится в БИ 5, а другой (11) вынесен в БКАЗ 8, для повышения надежности и безопасности. Выделение БКАЗ 8 в отдельный блок позволяет, отключив перемычку 9, подключать измерительные приборы к измерительному выводу высоковольтного ввода при профилактике высоковольтного оборудования без подъема персонала на высоко расположенные высоковольтные вводы, либо производить профилактику БПОС, подавая тестовые сигналы на входы измерительных каналов фаз после перемычки 9. Напряжения с БКАЗ 8 через 4-проводной кабель (фазы А, В, С и 0) подводятся к БИ 5, на вход блока предварительной обработки аналогового сигнала 14, состоящего, по тракту напряжения каждой фазы, из второго элемента измерительного резистора 13, коммутируемого делителя напряжения и оконечных ступеней защиты (не показаны), предотвращающих попадание на измерительные входы электронных устройств напряжений помех и наводок опасного уровня.The voltages from the measuring plates of the inputs of the controlled equipment are fed through the connection elements of the EPO 4 to the input of the BKAZ 8. Then they pass into the measuring path through the
Напряжения фаз, приходящие с блока предварительной обработки аналогового сигнала 14, подаются на основной блок обработки аналогового сигнала 15, где они поступают на регулируемые усилители (на чертеже не показаны), коэффициенты передачи которых устанавливаются по команде с ПК оператора 7. Эти регулируемые усилители служат для начальной балансировки фазовых напряжений. Далее с выходов регулируемых усилителей фаз А, В, С через коммутаторы, управляемые с контроллера блока оцифровки 16, напряжение проходит на выход коммутируемого сумматора 19. Напряжение сигнала сумматора поступает на нормирующий усилитель 20, коэффициент передачи которого определяется командами с контроллера в зависимости от режима измерения. Усиленный или ослабленный до необходимого уровня сигнал проходит через цифровой фильтр 21, ослабляющий 3-ю гармонику сетевой частоты не менее чем в 1000 раз и исключающий ее влияние на результат измерения.The phase voltages coming from the pre-processing unit of the
Далее сигнал с основного блока обработки аналогового сигнала 15 подается на одноканальный блок оцифровки 16, содержащий модуль преобразования аналогового сигнала в цифровой и микроконтроллер.Next, the signal from the main processing unit of the
Между контроллером и линией связи находится двунаправленный интерфейс связи 17, который осуществляет гальваническую развязку и согласование уровней сигнала контроллера с уровнем протокола обмена в линии связи.Between the controller and the communication line there is a
Управление режимом работы осуществляется с ПК оператора 7 через программу верхнего уровня.Management of the operating mode is carried out from the PC operator 7 through the upper level program.
УСИ 6 обрабатывает данные со всех комплектов БПОС 1, сохраняет их в базе данных и осуществляет связь с персональным компьютером оператора 7. Кроме того, УСИ 6 выдает сигнал на срабатывание внешнего устройства световой или звуковой сигнализации 3 по критерию, задаваемому с клавиатуры ПК оператора 7.USI 6 processes the data from all sets of BOS 1, stores it in a database and communicates with the personal computer of operator 7. In addition, USI 6 generates a signal to trigger an external light or
В данном устройстве программно и аппаратно реализовано непрерывное отслеживание данных с точек контроля неравновесно-компенсационным методом, основанным на измерении изменения во времени предварительно (на начальном этапе) сбалансированных комплексных токов утечки. Основная часть алгоритма обработки аналогового сигнала реализована аппаратно в основном блоке обработки аналогового сигнала 15.This device provides software and hardware for continuous monitoring of data from control points by the nonequilibrium-compensation method, based on measuring the time changes of previously (at the initial stage) balanced complex leakage currents. The main part of the analog signal processing algorithm is implemented in hardware in the main block for processing the
При хорошем качестве высоковольтного ввода (ток утечки через Rут пренебрежимо мал) и равенстве модулей векторов фаз сумма трех фаз равна 0 (фиг.2).With good quality high-voltage input (leakage current through R ut is negligible) and the equality of the modules of the phase vectors, the sum of the three phases is 0 (Fig.2).
При появлении заметной величины Rут фазовый угол изменяется и, соответственно сумма векторов Uсум становится отличной от нуля (фиг.3).When a noticeable value of R ut appears, the phase angle changes and, accordingly, the sum of the vectors U sum becomes nonzero (Fig. 3).
Измеряя по очереди модули единичных векторов, модули сумм двух векторов и модуль суммы трех векторов фаз, устройство с помощью программного обеспечения УСИ определяет изменение комплексной проводимости измерительного емкостного делителя и согласно заложенным в память компьютера критериям на нормы утечки определяется пригодность данного ввода к дальнейшей эксплуатации.Measuring in turn modules of unit vectors, modules of the sums of two vectors, and the module of the sum of three phase vectors, the device determines the change in the complex conductivity of the measuring capacitive divider using the USI software and, according to the criteria for leakage stored in the computer memory, the suitability of this input for further operation is determined.
Для того чтобы обнаружить отличие «просадки» напряжения одной фазы из-за неравномерной нагрузки от изменения модуля вектора фазы вследствие возникшей в данном вводе утечки, компьютер сравнивает показания разных комплектов БПОС, подключенных к одной и той же фазе, вырабатывая, таким образом, критерий нормировки напряжения этой фазы.In order to detect the difference in the “drawdown” of the voltage of one phase due to the uneven load from the change in the phase vector module due to leakage in this input, the computer compares the readings of different sets of BPOS connected to the same phase, thus producing a normalization criterion voltage of this phase.
Для повышения надежности и поддержания метрологической стабильности блоки измерения, работающие на открытом воздухе, снабжены устройством подогрева, автоматически поддерживающем положительную температуру в корпусе БИ в холодное время года.To increase reliability and maintain metrological stability, measurement units operating in the open air are equipped with a heating device that automatically maintains a positive temperature in the BI case in the cold season.
УСИ данного устройства позволяет, кроме основного устройства сигнализации, подключить еще дополнительно до 7 сигнальных устройств.The USI of this device allows, in addition to the main alarm device, to connect an additional up to 7 signaling devices.
Данное устройство позволяет, кроме того, используя локальную вычислительную сеть (ЛВС) предприятия, подключать к УСИ, кроме ПК оператора, персональные компьютеры ответственных лиц предприятия.This device allows, in addition, using the local area network (LAN) of the enterprise, to connect to the SII, in addition to the operator’s PC, the personal computers of the responsible persons of the enterprise.
Опции пользовательского ПО, ведущие к изменению параметров устройства, защищены паролями.User software options leading to changes in device parameters are password protected.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004114917/28A RU2265860C1 (en) | 2004-05-18 | 2004-05-18 | Device for checking condition of three-phase equipment having capacitor-type paper-oil insulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004114917/28A RU2265860C1 (en) | 2004-05-18 | 2004-05-18 | Device for checking condition of three-phase equipment having capacitor-type paper-oil insulation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2265860C1 true RU2265860C1 (en) | 2005-12-10 |
Family
ID=35868748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004114917/28A RU2265860C1 (en) | 2004-05-18 | 2004-05-18 | Device for checking condition of three-phase equipment having capacitor-type paper-oil insulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2265860C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2764156C2 (en) * | 2017-02-28 | 2022-01-13 | Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх | Method and device for monitoring capacitor inputs for ac network |
RU2765885C2 (en) * | 2017-02-28 | 2022-02-04 | Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх | Method and device for controlling loss coefficient of capacitor inputs |
-
2004
- 2004-05-18 RU RU2004114917/28A patent/RU2265860C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2764156C2 (en) * | 2017-02-28 | 2022-01-13 | Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх | Method and device for monitoring capacitor inputs for ac network |
RU2765885C2 (en) * | 2017-02-28 | 2022-02-04 | Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх | Method and device for controlling loss coefficient of capacitor inputs |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7126348B2 (en) | Method and a device for voltage measurement in a high-voltage conductor | |
CN108020804A (en) | A kind of system and method for being used to carry out capacitance type potential transformer site error on-line checking | |
US10132875B1 (en) | Device and method for open phase detection | |
WO2010120952A2 (en) | Automated shore power system | |
JP2009058234A (en) | Leak current measuring instrument and measuring method | |
CN104502762A (en) | Data validity detection device for transformer bushing monitoring system | |
CN109917230B (en) | Grounding fault monitoring and protection integrated method for neutral point resistance-containing grounding power distribution network | |
US11187750B2 (en) | Method for detecting the state of an electrical protection appliance in an electrical installation and detection device implementing said method | |
KR102482708B1 (en) | Power Analysis Equipment with Safe Function | |
KR102358522B1 (en) | Igr ANALYSIS AND MONITORING DEVICE FOR USING MICROCONTROLLER UNIT | |
KR101336045B1 (en) | An active insulation resistance measurement for non-interrupting electric power of a distribution board and a switchboard | |
Nieß et al. | Measurement system for time variable subcycle impedance on power lines | |
RU2265861C1 (en) | Device for checking condition of equipment with condenser-type paper-oil isolation | |
RU2265860C1 (en) | Device for checking condition of three-phase equipment having capacitor-type paper-oil insulation | |
RU2578726C1 (en) | Method of determining phase voltage, surface resistance and leak current for linear suspended insulator of overhead transmission line and device therefor | |
CN109406880A (en) | A kind of detection system and method for insulation resistance | |
KR102361606B1 (en) | Compact type fault recorder | |
RU40111U1 (en) | MEASUREMENT AND INFORMATION SYSTEM FOR MONITORING THE STATE OF THREE-PHASE EQUIPMENT WITH PAPER-OIL INSULATION OF A CONDENSER TYPE | |
RU39716U1 (en) | MEASUREMENT AND INFORMATION SYSTEM FOR MONITORING THE CONDITION OF EQUIPMENT WITH PAPER-OIL INSULATION OF A CONDENSER TYPE | |
CN110794354A (en) | Alternating current-to-direct current function calibrator for insulation monitoring device and application method thereof | |
CN108181513A (en) | A kind of arrester Coupling Between Phases capacitance test method and system based on alien frequencies method | |
CN209746073U (en) | Information acquisition device for monitoring ground fault of power distribution network | |
CA3163927A1 (en) | Gating energy consumption accumulation by detecting a fundamental component of a current | |
De Souza et al. | A virtual bridge to compute the resistive leakage current waveform in ZnO surge arresters | |
RU2803874C1 (en) | Device for diagnosing the condition of high-voltage bushings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060519 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060519 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20071027 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140519 |