RU2393494C1 - Device for continuously monitoring partial discharge signals in insulation of three-phase high voltage devices under operation conditions - Google Patents
Device for continuously monitoring partial discharge signals in insulation of three-phase high voltage devices under operation conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393494C1 RU2393494C1 RU2009118478/28A RU2009118478A RU2393494C1 RU 2393494 C1 RU2393494 C1 RU 2393494C1 RU 2009118478/28 A RU2009118478/28 A RU 2009118478/28A RU 2009118478 A RU2009118478 A RU 2009118478A RU 2393494 C1 RU2393494 C1 RU 2393494C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- signal
- insulation
- high voltage
- partial discharge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области измерения частичных разрядов (ЧР) в электрической изоляции высоковольтных аппаратов под рабочим напряжением с целью диагностики дефектов изоляции, развитие которых может приводить к электрическому пробою изоляции.The claimed invention relates to the field of measuring partial discharges (PD) in the electrical insulation of high-voltage devices under operating voltage in order to diagnose insulation defects, the development of which can lead to electrical breakdown of insulation.
ЧР в изоляции высоковольтных аппаратов происходят в областях с пониженной электрической прочностью, например в газовых включениях. При ЧР происходит практически мгновенное (за наносекунды) перераспределение электрического заряда. Вокруг области каждого ЧР возникает импульс электрического поля и звуковой импульс. Измерение именно этих двух эффектов лежит в основе большинства основных устройств (датчиков) контроля ЧР в изоляции высоковольтных аппаратов.PD in the isolation of high-voltage apparatuses occur in areas with reduced electrical strength, for example, in gas inclusions. With PD, an almost instantaneous (in nanoseconds) redistribution of the electric charge occurs. Around the region of each PD there is an electric pulse and a sound pulse. The measurement of these two effects is the basis of most of the main devices (sensors) for PD control in the isolation of high-voltage devices.
Акустические датчики (например, заявка RU №2000109808 оп. 18.04.02) работают следующим образом. На контролируемый объект устанавливают микрофоны этих датчиков или наводят параболическое зеркало с акустическим приемником, преобразующим акустические колебания в электрические, отфильтровывают низкочастотные колебания и регистрируют ЧР по наличию высокочастотных колебаний. В современной системе контроля изоляции по характеристикам частичных разрядов СКИ-3 используются датчики акустических сигналов ДАК-2, работающие практически с любыми типами акустических преобразователей, в том числе с имеющими встроенные предусилители. Имея расширенный частотный диапазон с возможностью программного переключения, эти датчики могут использоваться для решения широкого круга задач, в том числе для проведения вибродиагностики силовых трансформаторов. В системе СКИ-3 имеется три акустических канала, датчики которых устанавливаются на поверхности испытуемых высоковольтных аппаратов на расстоянии до 50 м от пульта управления (Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. / Выпуск 27. - С-Пб, 2004 г, с.99-107). Акустические датчики регистрируют ультразвуковые колебания, сопровождающие частичный разряд в изоляции. Как правило, электрическая изоляция высоковольтных аппаратов представляет собой многослойную конструкцию на основе изоляционной бумаги, электротехнического картона, помещенную в изоляционное масло и пропитанное им. Прохождение звукового сигнала через такую среду сопровождается интенсивным затуханием, многократными отражениями, что существенно снижает уровень регистрируемого сигнала. Кроме того, сам высоковольтный аппарат, находящийся под напряжением и нагрузкой издает ультразвуковые колебания, уровень которых существенно выше ультразвуковых колебаний от частичного разряда. Поэтому появление ЧР внутри такой конструкции под рабочим напряжением с помощью ультразвукового сигнала не может быть надежно зарегистрировано.Acoustic sensors (for example, application RU No.2000109808 op. 18.04.02) work as follows. Microphones of these sensors are installed on the monitored object or a parabolic mirror is placed with an acoustic receiver that converts acoustic vibrations into electrical ones, low-frequency vibrations are filtered out and PDs are recorded by the presence of high-frequency vibrations. In the modern insulation control system according to the characteristics of partial discharges SKI-3, DAK-2 acoustic signal sensors are used that work with almost any type of acoustic transducers, including those with built-in preamps. Having an extended frequency range with the ability to programmatically switch, these sensors can be used to solve a wide range of problems, including for conducting vibration diagnostics of power transformers. There are three acoustic channels in the SKI-3 system, the sensors of which are installed on the surface of the tested high-voltage devices at a distance of up to 50 m from the control panel (Methods and tools for assessing the state of power equipment. / Issue 27. - St. Petersburg, 2004, p.99 -107). Acoustic sensors record ultrasonic vibrations accompanying a partial discharge in isolation. As a rule, the electrical insulation of high-voltage apparatuses is a multilayer structure based on insulating paper, electrical cardboard, placed in insulating oil and impregnated with it. The passage of an audio signal through such a medium is accompanied by intense attenuation, multiple reflections, which significantly reduces the level of the recorded signal. In addition, the high-voltage apparatus itself, under voltage and load, emits ultrasonic vibrations, the level of which is significantly higher than ultrasonic vibrations from a partial discharge. Therefore, the appearance of a PD inside such a structure under operating voltage using an ultrasonic signal cannot be reliably detected.
Датчики ЧР электромагнитных сигналов (СВЧ зонды) используют для контроля ЧР их высокочастотное излучение, выходящее значительно за пределы слоя изоляции (например, заявка RU №2001110546, оп. 10.03.03) высоковольтного аппарата. Эти датчики обычно используются для дистанционного контроля ЧР и определения места их локализации.Sensors of PD of electromagnetic signals (microwave probes) use their high-frequency radiation to control PD, which goes significantly beyond the insulation layer (for example, application RU No. 20011110546, op. 10.03.03) of a high-voltage apparatus. These sensors are commonly used to remotely monitor PD and determine where they are located.
Датчики ЧР электрических каналов (ЭК) или электрические датчики систем контроля изоляции высоковольтных аппаратов в настоящее время являются главным и наиболее широко используемым элементом этих систем. Так современная система контроля изоляции СКИ-3 включает в себя 8 датчиков электрических каналов и только 3 датчика ЧР акустических и один датчик ЧР электромагнитных каналов.PD sensors of electric channels (EC) or electric sensors of insulation control systems of high-voltage devices are currently the main and most widely used element of these systems. So, the modern SKI-3 insulation control system includes 8 sensors of electric channels and only 3 sensors of acoustic PD and one sensor of electromagnetic channels.
Принцип действия одного из датчиков ЧР электрических каналов можно показать на схеме устройства согласно патенту (RU 2019850, оп. 15.09.94) (Фиг.1). Высокое напряжение с трансформатора 1 подается на объект контроля 2, где возникает излучение ЧР, которое поступает на высоковольтный конденсатор 3. Высоковольтный конденсатор 3 выполнен таким образом, что верхней обкладкой его является высоковольтная токоведущая жила объекта контроля 2. То есть токоведущая жила 2, являясь верхней обкладкой этого конденсатора, одновременно является входом радиотехнической схемы датчика ЧР электрического канала, которая включает: фильтр 4 высоких частот, измерительный кабель 5, регистрирующий прибор 6, содержащий широкополосный интегрирующий усилитель 7, компаратор 8, счетчик 9 импульсов и индикатор 10. Как видно, датчик ЧР электрического канала является сложной радиотехнической конструкцией, содержащей схемы усиления и обработки электрического сигнала ЧР. Это связано с тем, что измерения сигнала частичных разрядов производятся на фоне интенсивных электромагнитных сигналов помех, практически не отличимых от малого измеряемого сигнала ЧР, который из-за малой площади контакта с токоведущей жилой 2 составляет незначительную часть мощности, индуцированной в процессе ЧР. Для решения этой весьма сложной задачи разработаны многочисленные конструкции датчиков ЧР электрических каналов, отличающихся, прежде всего, схемой входа, а именно индуктивной (пат. RU 2262765, оп. 20.10.05), резистивной (пат. JP 6109799, оп. 22.04.1994 г.), емкостной (пат. JP 6109800, оп. 22.04.1994 г.) и комбинированной. Структурная схема системы контроля ЧР в изоляции трехфазного высоковольтного аппарата с помощью датчиков ЧР электрического канала приведена на фиг.2а. Датчики (Д) обычно устанавливаются на каждой фазе высоковольтного аппарата с обеспечением гальванической развязки от контролируемого объекта и часто на значительных (многие десятки метров) расстояниях от пультов управления ими. Датчики (Д) помещают стационарно или разово непосредственно вблизи выводов измерительных обкладок вводов высокого напряжения ВН и нейтрали N, в цепях заземления экранов или в шинах заземления корпусов (баков) контролируемых объектов. Регистратор ЧР (РЧР) располагают в специальном шкафу ШР. Кабели линии связи ЛС прокладываются по поверхности баков (корпусов) объектов контроля или на поверхности грунта в металлорукавах или металлических трубах.The principle of operation of one of the PD sensors of electric channels can be shown on the device diagram according to the patent (RU 2019850, op. 15.09.94) (Figure 1). High voltage from the
Прототипом заявляемого устройства непрерывного контроля сигнала ЧР электрическим способом можно считать датчик ЧР электрического канала с индуктивным входом (фиг.2а), предложенный, например, в патенте RU 2262765, опубликованном 20.10.05 г. Принципиальными отличиями этого технического решения от других датчиков ЧР электрического канала является электростатическая экранировка 11 входа датчика ЧР и использование в качестве его входного элемента катушки индуктивности 12, в которой индуцируется сигнал ЧР и которая соответствует обмотке трансформатора в заявляемом устройстве. Прототип работает следующим образом. Электростатический экран соединяют с высоковольтным проводящим элементом объекта контроля ЧР. При возникновении ЧР импульсный сигнал ЧР проходит через два этапа. На первом этапе возникшее в изоляторе импульсное электрическое поле ЧР индуцирует в проводящих элементах активной части высоковольтного аппарата импульсный сигнал ЧР, часть которого в прототипе проходит через воздушный конденсатор, образованный электростатическим экраном 11 и датчиком частичных разрядов 12 в датчик частичных разрядов 12, представляющий собой катушку индуктивности, и заземление 17. Индуцируемое на датчике ЧР 12 напряжение поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 13, в котором преобразуется в цифровой код и передается на вход оптического преобразователя 14. Оптический преобразователь 14 преобразует цифровой электрический сигнал в оптический, который по оптическому кабелю поступает к измерительному устройству. Измерение ЧР производится на фоне интенсивных электромагнитных сигналов помех, практически не отличимых от измеряемого сигнала ЧР и имеющих те же, что и ЧР, частотные характеристики. В этой связи обеспечение оптимальности пути прохождения сигнала ЧР от области его зарождения до поверхности входного элемента датчика ЧР является залогом повышения эффективности его работы. С этой точки зрения все перечисленные выше датчики ЧР могут быть разделены на два класса: прямого и косвенного приема сигнала ЧР. К первому классу относятся датчики ЧР электромагнитных каналов (СВЧ зонды), работающие на прямом приеме высокочастотного излучения ЧР, и акустические датчики ЧР, работающие на сопутствующем ЧР ультразвуковом излучении. Ко второй группе относятся датчики ЧР электрических каналов. На вход последних, как показано выше, сигнал ЧР поступает после прохождения двух этапов. На первом этапе собственный сигнал ЧР индуцирует в активной (металлической) части высоковольтного аппарата соответствующий импульс сигнала, который на втором этапе через воздушно-изоляционный промежуток между поверхностью активной части обследуемого аппарата и входом датчика ЧР поступает в этот датчик для обработки и измерения. Очевидно, что усложнение пути прохождения сигнала ЧР на вход датчика приводит к деградации его величины и временным искажениям его формы.The prototype of the claimed device for continuous monitoring of the PD signal by an electric method can be considered a PD sensor of an electric channel with an inductive input (Fig. 2a), proposed, for example, in patent RU 2262765 published on 10/20/05. The fundamental differences of this technical solution from other PD sensors of an electric channel is the
Таким образом, для достижения возможности оптимальной чувствительности и эффективности регистрации ЧР перспективны СВЧ-зонды, но эти датчики ЧР обычно действуют на расстояниях, сравнимых с размером антенны и много больших, что увеличивает уровень шумов и помех и уменьшает поступающий на этот датчик сигнал ЧР. Датчики ЧР электрических каналов действуют в непосредственной близости к области возникновения ЧР и активной части высоковольтного аппарата, но из-за увеличения числа этапов прохождения сигнала ЧР до входного элемента датчика ЧР электрических каналов их чувствительность и надежность регистрации ЧР снижается. Усложняется также из-за малости сигнала и высокого уровня помех процесс обработки и усиления сигнала ЧР. Таким образом, возникает техническое противоречие, заключающееся в том, что наиболее удобные в эксплуатации датчики ЧР электрических каналов имеют неоптимальную конструкцию входа, снижающую их чувствительность и эффективность регистрации ЧР. В результате для эффективной работы систем контроля ЧР в изоляции высоковольтных аппаратов необходимо применять по несколько датчиков ЧР всех упомянутых типов. Системы контроля ЧР оказываются сложными (например, система СКИ-3) и требующими высокой квалификации обслуживающего персонала. Все это существенно увеличивает затраты на обслуживание в условиях, когда в нашей стране растет число аварий, связанное со старением высоковольтного оборудования.Thus, microwave probes are promising in order to achieve the possibility of optimal sensitivity and detection efficiency of PD, but these PD sensors usually operate at distances comparable to the antenna size and much larger, which increases the level of noise and interference and reduces the PD signal received at this sensor. Sensors of PD of electric channels operate in close proximity to the area of occurrence of PD and the active part of the high-voltage apparatus, but due to an increase in the number of stages of the passage of the PD signal to the input element of the PD sensor of electric channels, their sensitivity and reliability of PD recording are reduced. The process of processing and amplifying the PD signal is also complicated due to the small signal and high level of interference. Thus, a technical contradiction arises, namely, that the most convenient PD PD sensors in the electric channels have a non-optimal input design that reduces their sensitivity and PD detection efficiency. As a result, for the effective operation of PD control systems in the isolation of high-voltage devices, several PD sensors of all the above types must be used. PD control systems turn out to be complex (for example, the SKI-3 system) and require highly qualified staff. All this significantly increases maintenance costs in conditions when the number of accidents associated with the aging of high-voltage equipment is growing in our country.
Отмеченное выше техническое противоречие разрешается успешно в заявляемом изобретении тем, что в заявляемом устройстве непрерывного контроля ЧР в изоляции трехфазных высоковольтных аппаратов в условиях эксплуатации, состоящих, по меньшей мере, из активной части в виде системы проводящих электрически связанных между собой элементов, находящихся под высоким напряжением и окруженных слоями изоляции, содержащем схемы обработки и регистрации сигналя ЧР и по меньшей мере один датчик-приемник сигнала ЧР, в качестве датчика-приемника сигналов ЧР использована активная часть трехфазного высоковольтного аппарата, а измерение сигналов ЧР производится в общей точке активной части аппарата с использованием низковольтных измерительных трансформаторов напряжения одновременно на всех трех фазах высоковольтного аппарата, соединенных по схеме «разомкнутого треугольника».The technical contradiction noted above is successfully resolved in the claimed invention by the fact that in the inventive device for continuous PD monitoring in isolation of three-phase high-voltage apparatuses under operating conditions, consisting of at least an active part in the form of a system of electrically interconnected elements under high voltage and surrounded by layers of insulation containing the processing and registration of the PD signal and at least one sensor-receiver of the PD signal, as a sensor-receiver signal In the Czech Republic, the active part of the three-phase high-voltage apparatus is used, and the measurement of the PD signals is performed at the common point of the active part of the apparatus using low-voltage voltage transformers at the same time on all three phases of the high-voltage apparatus, connected according to the “open triangle” circuit.
Новизна заявляемого устройства заключается не только в новой интегрированной конструкции, в которой активная часть обследуемого трехфазного высоковольтного аппарата выполняет функции датчика-приемника сигнала ЧР в этом устройстве, но и в эффективном одноступенчатом механизме попадания сигнала ЧР из области его зарождения на вход заявляемого датчика. В то же время как прототип изготавливается отдельно от активной части высоковольтного аппарата, а их взаимодействие достигается механической стыковкой датчика ЧР электрического канала с обследуемым высоковольтным аппаратом обычно через слой изолятора в условиях отсутствия гальванической связи между ними. И, как следствие, процесс передачи сигнала ЧР из области возникновения ЧР в изоляции высоковольтного аппарата посредством индукции в ближайшие к этой области элементы активной части аппарата с последующей индукцией из активной части на вход датчика ЧР оказывается двухступенчатым и, значит, сопровождающимся значительно большими потерями сигнала ЧР, чем в заявляемом устройстве. Это доказывает существенный характер отличий новизны конструкции заявляемого устройства от прототипа, тем более что сигнал ЧР в заявляемом устройстве, как показал эксперимент, оказался в 100 и более раз больше по величине (десятки вольт, вместо десятых долей вольта), и существенно, в 100 и более раз, превышает уровень помех.The novelty of the claimed device lies not only in the new integrated design, in which the active part of the examined three-phase high-voltage apparatus performs the functions of a sensor-receiver of the PD signal in this device, but also in an effective single-stage mechanism for the PD signal from its origin to the input of the inventive sensor. At the same time, the prototype is manufactured separately from the active part of the high-voltage apparatus, and their interaction is achieved by mechanical docking of the PD sensor of the electric channel with the examined high-voltage apparatus, usually through an insulator layer in the absence of galvanic coupling between them. And, as a result, the process of transmitting a PD signal from the region where the PD occurs in the isolation of the high-voltage apparatus by induction into the elements of the active part of the apparatus closest to this region, followed by induction from the active part to the input of the PD sensor, turns out to be two-stage and, therefore, accompanied by significantly larger losses of the PD signal than in the claimed device. This proves the significant nature of the differences in the novelty of the design of the claimed device from the prototype, especially since the PD signal in the claimed device, as shown by the experiment, turned out to be 100 or more times larger (tens of volts, instead of tenths of a volt), and significantly, 100 and more than once, exceeds the interference level.
Заявляемое техническое решение особенно эффективно для трехфазных высоковольтных аппаратов, поскольку измерение сигналов ЧР согласно заявляемому изобретению производится в общей точке трехфазной цепи одновременно на всех трех фазах высоковольтного аппарата вместо использования как минимум трех датчиков ЧР электрических каналов (на принципе прототипа). Это позволяет контролировать сигнал ЧР постоянно во всей трехфазной цепи, что упрощает и удешевляет процесс контроля изоляции высоковольтного аппарата в целом.The claimed technical solution is especially effective for three-phase high-voltage devices, since the measurement of PD signals according to the claimed invention is performed at a common point of a three-phase circuit simultaneously on all three phases of a high-voltage device instead of using at least three PD sensors of electrical channels (based on the prototype principle). This allows you to control the PD signal continuously in the entire three-phase circuit, which simplifies and reduces the cost of monitoring the insulation of the high-voltage apparatus as a whole.
Общая точка на любом трехфазном аппарате достаточно просто организуется из специально установленных емкостных делителей на три фазы электрически связанного участка цепи или имеющихся емкостных делителей, например, высоковольтные вводы, измерительные трансформаторы тока, конденсаторы связи и т.д. Для этого достаточно присоединить к заземляемому измерительному выводу перечисленных аппаратов низковольтные измерительные трансформаторы тока или напряжения, вторичные обмотки которых соединить по схеме «разомкнутого треугольника». В разрыв этого треугольника для измерения сигнала ЧР включить любое серийное устройство для измерения напряжения (например, цифровой осциллограф, цифровой регистратор N аварийных процессов и т.д.).The common point on any three-phase device is quite simply organized from specially installed capacitive dividers into three phases of an electrically connected section of the circuit or existing capacitive dividers, for example, high-voltage bushings, measuring current transformers, coupling capacitors, etc. To do this, it is enough to connect low-voltage current or voltage measuring transformers to the grounded measuring terminal of the listed devices, the secondary windings of which are connected according to the “open triangle” circuit. In the gap of this triangle for measuring the PD signal, include any serial voltage measuring device (for example, a digital oscilloscope, digital recorder N of emergency processes, etc.).
Блок-схема заявляемого устройства приведена на Фиг.3. Высоковольтные шины А, В, С и обмотки А0, В0, С0 трансформаторов являются электрически связанной активной частью трехфазного высоковольтного аппарата (например, трансформатора напряжения), окруженной изоляцией, Са, Cb и Сс емкостные делители для организации общей точки трансформаторами тока или напряжения, соединенными по схеме «разомкнутого треугольника» в разрыв которого включен регистратор ЧР (N). Устройство работает следующим образом. В локальной части ОЧР (Фиг.3) области изоляции, окружающей активную часть высоковольтного аппарата, под действием высокого напряжения возникают импульсы тока ЧР. Эти импульсы индуцируют импульсные токи ЧР в активной части высоковольтного аппарата и, следовательно, в шинах А, В и С, которые через емкости Са, Cb и Сс поступают в трансформаторы Та, Tb и Tc, обмотки которых соединены по схеме «разомкнутого треугольника». Включенный в разрыв «треугольника» регистратор ЧР измеряет уровень этих сигналов ЧР на фоне шумов и помех. Выделение собственных сигналов ЧР среди шумов и помех может производиться стандартными методами.A block diagram of the inventive device is shown in Fig.3. The high-voltage buses A, B, C and the windings A 0 , B 0 , C 0 of the transformers are the electrically connected active part of a three-phase high-voltage device (for example, a voltage transformer), surrounded by insulation, C a , C b and C with capacitive dividers for organizing a common point current or voltage transformers connected according to the “open triangle” circuit into the gap of which the PD recorder (N) is included. The device operates as follows. In the local part of the OCHR (Fig. 3), the insulation region surrounding the active part of the high-voltage apparatus, under the influence of high voltage, pulses of PD current occur. These pulses induce a pulse CR currents in the active part of the high voltage apparatus and, therefore, the tire A, B and C, which, through the capacitance C a, C b and C enter the transformer T a, T b and T c, which windings are connected in open triangle pattern. The PD recorder included in the “triangle” gap measures the level of these PD signals against the background of noise and interference. Separation of the own PD signals among noise and interference can be performed by standard methods.
Очевидны преимущества заявляемого устройства.The obvious advantages of the claimed device.
1. ЧР измеряются в изоляции высоковольтного электрического аппарата одновременно на трех фазах в одной точке с помощью одного канала измерительного устройства без каких-либо внешних датчиков.1. PDs are measured in the insulation of a high-voltage electrical apparatus simultaneously at three phases at one point using one channel of a measuring device without any external sensors.
2. ЧР могут измеряться в изоляции системы электрически связанных между собой высоковольтных аппаратов (т.е. всех электрически связанных аппаратов, подключенных к системе шин А, В и С) одновременно на трех фазах в общей точке на один канал измерительного устройства без каких-либо внешних датчиков. Тем самым, может обеспечиваться постоянный контроль ЧР целой подстанции.2. PD can be measured in isolation of a system of electrically interconnected high-voltage apparatuses (ie, all electrically interconnected apparatuses connected to a bus system A, B, and C) simultaneously at three phases in a common point on one channel of the measuring device without any external sensors. Thus, continuous monitoring of the CR of an entire substation can be ensured.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1. Принцип действия датчика ЧР электрического канала-аналога заявляемого устройства.Figure 1. The principle of operation of the PD sensor of the electric channel analogue of the claimed device.
Фиг.2а. Структурная схема системы контроля ЧР в изоляции трехфазного высоковольтного аппарата с помощью датчиков ЧР электрических каналов.Figa. Block diagram of the PD control system in isolation of a three-phase high-voltage apparatus using PD sensors of electric channels.
Фиг.2в. Блок-схема устройства для измерения частичных разрядов, с катушкой индуктивности на входе, являющегося прототипом заявляемого устройства.Figv. A block diagram of a device for measuring partial discharges, with an inductance coil at the input, which is a prototype of the claimed device.
Фиг.3. Блок-схема заявляемого устройства.Figure 3. The block diagram of the inventive device.
На чертежах позициями обозначены:In the drawings, the positions indicated:
1 - трансформатор; 2 - объект контроля; 3 - высоковольтный конденсатор; 4 - фильтр высоких частот; 5 - измерительный кабель; 6 - регистрирующий прибор; 7 - широкополосный интегрирующий усилитель; 8 - компаратор; 9 - счетчик импульсов; 10 - индикатор; Д - датчики ЧР; А, В, С, N - вводы высокого напряжения фаз А, В, С и нейтрали N; Uсети - напряжение сети; Uоп - опорное напряжение (для синхронизации при регистрации ЧР; ЛС - линия связи; РЧР - регистратор частичных разрядов (ЧР); ШР - шкаф регистратора; Са - емкостной делитель фазы А; Cb - емкостной делитель фазы В; Сс - емкостной делитель фазы С; N - регистратор ЧР; 11 - электростатический экран, контактирующий с объектом контроля; 12 - датчик ЧР; 13 - аналого-цифровой преобразователь; 14 - оптический преобразователь; 15 - блок питания; 16 - оптический кабель; 17 - заземление; ОЧР - область возникновения частичного разряда А0, В0, С0 - высоковольтные обмотки трансформатора напряжения (активная часть высоковольтного аппарата); Та, Tb и Tc - обмотки низковольтных измерительных трансформаторов тока или напряжения..1 - transformer; 2 - object of control; 3 - high voltage capacitor; 4 - high-pass filter; 5 - measuring cable; 6 - recording device; 7 - broadband integrating amplifier; 8 - a comparator; 9 - pulse counter; 10 - indicator; D - sensors of the Czech Republic; A, B, C, N - high voltage inputs of phases A, B, C and neutral N; U network - network voltage; U op is the reference voltage (for synchronization during registration of the PD; LS is the communication line; RFR is the partial discharge recorder (PD); SR is the recorder cabinet; C a is the capacitive phase divider A; C b is the capacitive phase divider B; C s is capacitive phase divider C; N - PD recorder; 11 - electrostatic screen in contact with the test object; 12 - PD sensor; 13 - analog-to-digital converter; 14 - optical converter; 15 - power supply unit; 16 - optical cable; 17 - ground ; HDR - PD occurrence region A 0, B 0, C 0 - high-voltage winding Transfrm rmatora voltage (the active part of the high voltage apparatus); T a, T b and T c - low voltage winding current transformers or voltage ..
Пример осуществления заявляемого изобретенияAn example implementation of the claimed invention
Работоспособность и эффективность заявляемого устройства проверена на подстанции 500 кВ, где оно позволило надежно выявить зарождение дефекта изоляции в измерительном трансформаторе напряжения 500 кВ на основании регистрации ЧР в течение 4-х месяцев до развития ЧР в полный пробой изоляции (аварию). Появление и развитие дефекта задокументировано (сохранялось) в памяти регистратора на период одного года в виде оцифрованных осциллограмм, позволявших связать вид и характер дефекта с величиной и формой регистрируемого сигнала ЧР. Начало процесса развития дефекта изоляции выразилось в виде появления на осциллограмме одиночных импульсов сигналов ЧР на фоне помех (шума), связанного с появлением дефекта. Через две недели появились постоянные импульсные сигналы ЧР при существенном уменьшении уровня шума. Через 2 месяца возник периодически появляющийся сигнал ЧР с амплитудой в 10 раз большей, чем на начальных стадиях развития дефекта. Через 4 месяца после начала наблюдения периодически появляющийся сигнал ЧР вырос еще в 10 раз. Высоковольтный аппарат в связи с неопытностью обслуживающего персонала не был отключен, что привело к полному пробою. Затраты на восстановление поврежденного оборудования при данной аварии составили около 5 миллионов рублей, не считая штрафов и компенсации недоотпуска электроэнергии. Таким образом незапланированный итог реализации заявляемого устройства доказал эффективность и перспективность применения заявляемого устройства для непрерывной регистрации сигнала ЧР в условиях постоянной эксплуатации высоковольтного оборудования при условии принятия своевременных мер по предотвращению аварий.The operability and effectiveness of the claimed device was tested at a 500 kV substation, where it allowed to reliably identify the occurrence of an insulation defect in a 500 kV voltage measuring transformer based on the registration of the PD within 4 months before the development of the PD into a complete breakdown of insulation (accident). The appearance and development of a defect is documented (stored) in the memory of the recorder for a period of one year in the form of digitized waveforms that allow you to associate the type and nature of the defect with the magnitude and shape of the recorded PD signal. The beginning of the process of development of the insulation defect was expressed in the form of the appearance of single pulses of PD signals on the waveform against the background of interference (noise) associated with the appearance of the defect. Two weeks later, constant pulsed PD signals appeared with a significant decrease in noise level. After 2 months, a periodically occurring PD signal appeared with an
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118478/28A RU2393494C1 (en) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | Device for continuously monitoring partial discharge signals in insulation of three-phase high voltage devices under operation conditions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118478/28A RU2393494C1 (en) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | Device for continuously monitoring partial discharge signals in insulation of three-phase high voltage devices under operation conditions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2393494C1 true RU2393494C1 (en) | 2010-06-27 |
Family
ID=42683772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009118478/28A RU2393494C1 (en) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | Device for continuously monitoring partial discharge signals in insulation of three-phase high voltage devices under operation conditions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2393494C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2483302C1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Метакон" | Method to control energised high-voltage power equipment |
| RU2553281C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Device for detecting partial discharges |
| RU178348U1 (en) * | 2017-08-01 | 2018-03-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | DEVICE FOR CONTINUOUS SIGNAL CONTROL OF PARTIAL DISCHARGES AND DETECTION OF THEIR HEART AT A POWER SUBSTATION UNDER CONDITIONS OF OPERATION |
| RU178684U1 (en) * | 2017-11-07 | 2018-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Partial discharge measuring device taking into account the influence of a power source |
| RU2667084C2 (en) * | 2013-12-31 | 2018-09-14 | Сименс Акциенгезелльшафт | Enclosure for voltage transformer and corresponding voltage transformer |
| RU2700369C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Technical monitoring device of digital transformer by parameters of partial discharges in insulation |
| RU2700368C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Method for determining technical state of a digital transformer based on parameters of partial discharges in insulation |
-
2009
- 2009-05-08 RU RU2009118478/28A patent/RU2393494C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2483302C1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Метакон" | Method to control energised high-voltage power equipment |
| RU2667084C2 (en) * | 2013-12-31 | 2018-09-14 | Сименс Акциенгезелльшафт | Enclosure for voltage transformer and corresponding voltage transformer |
| US10304609B2 (en) | 2013-12-31 | 2019-05-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Enclosure for voltage transformer and corresponding voltage transformer |
| RU2553281C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Device for detecting partial discharges |
| RU178348U1 (en) * | 2017-08-01 | 2018-03-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | DEVICE FOR CONTINUOUS SIGNAL CONTROL OF PARTIAL DISCHARGES AND DETECTION OF THEIR HEART AT A POWER SUBSTATION UNDER CONDITIONS OF OPERATION |
| RU178684U1 (en) * | 2017-11-07 | 2018-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Partial discharge measuring device taking into account the influence of a power source |
| RU2700369C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Technical monitoring device of digital transformer by parameters of partial discharges in insulation |
| RU2700368C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Method for determining technical state of a digital transformer based on parameters of partial discharges in insulation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2393494C1 (en) | Device for continuously monitoring partial discharge signals in insulation of three-phase high voltage devices under operation conditions | |
| US20070139056A1 (en) | Partial discharge detection apparatus and detection method of electrical rotating machine | |
| CN101153890B (en) | Power equipment | |
| US20140216157A1 (en) | Method for Determining Arc Discharge as well as Failure of Mechanical Vibration and Abnormal Displacement in Power Equipment Using Acoustic Energy Feature | |
| Kweon et al. | The analysis of ultrasonic signals by partial discharge and noise from the transformer | |
| ZA200701428B (en) | Partial discharge detection apparatus and detection method of electrical rotating machine | |
| CN103135041A (en) | Transformer/ electric reactor partial discharge on-line monitoring method and transformer/ electric reactor partial discharge on-line monitoring system | |
| Rahimpour et al. | The application of sweep frequency response analysis for the online monitoring of power transformers | |
| CN110471020B (en) | Capacitor voltage transformer monitoring device with self-diagnosis function | |
| Luo et al. | Study on performance of HFCT and UHF sensors in partial discharge detection | |
| EP2209014B1 (en) | Partial corona discharge detection | |
| Kheirmand et al. | Advances in online monitoring and localization of partial discharges in large rotating machines | |
| Mohammadi et al. | Distributed capacitive sensors for partial discharge detection and defective region identification in power transformers | |
| Ma et al. | Background noise of partial discharge detection and its suppression in complex electromagnetic environment | |
| Luo et al. | Study on performance of developed and industrial HFCT sensors | |
| KR101102547B1 (en) | Deterioration sensor for insulated device and deterioration diagnosis apparatus of the same | |
| Kornhuber et al. | Partial discharge (PD) detection on medium voltage switchgears using non-invasive sensing methods | |
| Pestell et al. | Identification and location of partial discharge in medium voltage switchgear using radio frequency detection techniques | |
| Ferraz et al. | Assessment of the insulation conditions of power transformers through online monitoring of partial discharges | |
| Rahimpour | The Practical Field Measurement Challenges of Transformer FRA and Developing the Fundamentals for an On-line Approach | |
| EP2395364A1 (en) | Method for detecting the partial discharges generated in an electric system and electric system with a device for detecting the partial discharges generated therein | |
| Kim et al. | Partial Discharge Analysis on-site in Various High Voltage Apparatus | |
| CN113866621B (en) | Partial discharge signal detection system of high-voltage switch cabinet | |
| RU2709604C1 (en) | Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment | |
| Morozova et al. | Concerning partial discharge detection in cable lines using high-frequency sensors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110509 |