RU2434236C1 - Способ диагностики высоковольтного оборудования - Google Patents

Способ диагностики высоковольтного оборудования Download PDF

Info

Publication number
RU2434236C1
RU2434236C1 RU2010131471/28A RU2010131471A RU2434236C1 RU 2434236 C1 RU2434236 C1 RU 2434236C1 RU 2010131471/28 A RU2010131471/28 A RU 2010131471/28A RU 2010131471 A RU2010131471 A RU 2010131471A RU 2434236 C1 RU2434236 C1 RU 2434236C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
partial discharges
current value
signal
frequency
Prior art date
Application number
RU2010131471/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Вадим Анатольевич Шахнин (RU)
Вадим Анатольевич Шахнин
Олег Игоревич Моногаров (RU)
Олег Игоревич Моногаров
Original Assignee
Вадим Анатольевич Шахнин
Олег Игоревич Моногаров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вадим Анатольевич Шахнин, Олег Игоревич Моногаров filed Critical Вадим Анатольевич Шахнин
Priority to RU2010131471/28A priority Critical patent/RU2434236C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2434236C1 publication Critical patent/RU2434236C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к диагностике силовых трансформаторов методом измерения характеристик частичных разрядов. Сущность: электромагнитное поле частичных разрядов в изоляции воспринимается индуктивным и емкостным датчиками. Выходные сигналы датчиков фильтруют, усиливают и умножают один на другой. В зависимости от знака произведения формируются два сигнала. Первый сигнал пропорционален текущему значению суммарного кажущегося заряда частичных разрядов, второй - текущему значению частоты частичных разрядов. С помощью первого сигнала определяют зависимость суммарного кажущегося заряда от напряжения на высоковольтном вводе диагностируемого оборудования. С помощью второго сигнала корректируют скорость изменения напряженности электрического поля в изоляции, обеспечивая стабилизацию частоты частичных разрядов. Технический результат: уменьшение погрешности измерений, увеличение селективности и информативности частичных разрядов. 4 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для диагностики высоковольтного оборудования методом частичных разрядов (ЧР).
Известны способы диагностики и тестирования изоляции путем измерения характеристик частичных разрядов с помощью индуктивных и емкостных датчиков (R.Е.James et al. Application of a capacitive Network Winding Representation to the Location Partial Discharges in Transformers / Electric Engineering Transaction, Vol. EE-13, N2, 1977. P.95-103; Патент RU 2207581 C2, 17.04.2001, МКП G01R 31/08, 31/11), заключающиеся в том, что частичные разряды регистрируют с помощью индуктивных или емкостных датчиков, выходные сигналы которых фильтруют и усиливают, формируя таким образом сигнал, несущий информацию о ЧР в изоляции диагностируемого высоковольтного оборудования. Общим недостатком этих способов является низкая достоверность диагностики, обусловленная влиянием электрических разрядов, возникающих вне диагностируемого оборудования.
Известен способ контроля частичных разрядов в электрическом силовом трансформаторе (Евразийское патентное ведомство 000019 В1, 30.12.1997, МКП G01R 31/02, 31/34). Способ заключается в том, что при рабочем напряжении на высоковольтном вводе электромагнитное поле частичных разрядов силового трансформатора воспринимают индуктивным и емкостным датчиками, выходные сигналы которых фильтруют, усиливают и умножают один на другой и в соответствии со знаком произведения формируют сигнал, несущий информацию о частичных разрядах в баке трансформатора.
Способ не обеспечивает требуемой селективности разрядов внутри и вне высоковольтного оборудования, имеет недостаточную достоверность и не обладает необходимой наглядностью представления результатов контроля. Указанные недостатки в значительной степени обусловлены широким диапазоном значений частоты следования частичных разрядов в изоляции трансформатора. В результате при определенных значениях напряженности электрического поля частота следования ЧР настолько высока, что из-за инерционности датчиков, фильтрующих, усиливающих и перемножающих компонент средств измерений происходит искажение параметров частичных разрядов, возможно появление ложной полярности произведения сигналов индуктивного и емкостного датчиков. Из-за наложения ЧР, возникающих в различных областях диагностируемого оборудования, друг на друга возможно насыщение усиливающих компонент, что приводит к временному сдвигу перехода их выходного напряжения через нулевой уровень и так же может явиться причиной неправильного определения полярности. В результате требуемый уровень селективности к восприятию разрядов внутри и вне диагностируемого высоковольтного оборудования не обеспечивается. Кроме того, при использовании известного способа для регистрации характеристик ЧР с помощью широко применяемых при диагностике высоковольтного оборудования цифровых регистраторов (Михеев Г.М. Цифровая диагностика высоковольтного оборудования. - Изд. Дом «Додека - XXI», 2008. - 304 с.), обеспечивающих наглядность результатов контроля, возникает трудно устранимое противоречие между скоростью и точностью регистрации. Указанные недостатки существенно снижают эффективность диагностики высоковольтного оборудования методом частичных разрядов.
Цель предлагаемого изобретения - повышение достоверности и наглядности результатов диагностики высоковольтного оборудования за счет обеспечения высокой селективности ЧР внутри и вне оборудования, снижения погрешностей измерения параметров ЧР и представления результатов диагностики в виде зависимостей текущего значения суммарного кажущегося заряда ЧР от напряжения на высоковольтном вводе диагностируемого оборудования.
Указанная цель достигается тем, что электромагнитное поле частичных разрядов воспринимают на высоковольтном вводе силового трансформатора индуктивным и емкостным датчиками, выходные сигналы которых фильтруют, усиливают и умножают один на другой и в соответствии со знаком произведения формируют сигналы, один из которых пропорционален текущему значению суммарного кажущегося заряда ЧР, второй - текущему значению частоты ЧР. С помощью первого сигнала определяют зависимость суммарного кажущегося заряда ЧР от напряжения на высоковольтном вводе диагностируемого оборудования, а с помощью второго корректируют скорость изменения напряженности электрического поля в изоляции, обеспечивая стабилизацию частоты ЧР.
В данном способе диагностики напряженность электрического поля в изоляции высоковольтного оборудования изменяют в соответствии с текущим значением частоты ЧР, снижая скорость изменения напряженности при увеличении частоты ЧР и увеличивая при ее уменьшении, т.е. проводят диагностику в режиме стабилизации текущего значения частоты ЧР на уровне, соответствующем минимальным погрешностям измерения параметров ЧР, определяя при этом суммарный кажущийся заряд ЧР.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ диагностики высоковольтного оборудования. На ней показаны часть бака 1 и ввод 2 диагностируемого высоковольтного аппарата с размещенными на нем индуктивным 3 и емкостным 4 датчиками ЧР, подключенными ко входам блока обработки сигналов 5, первый выход которого подключен ко входу Y цифрового регистратора 6, а второй выход подключен к первому входу вычитающего устройства 7, причем второй вход вычитающего устройства подключен к выходу источника напряжения 8, а выход - ко входу Х цифрового регистратора 6 и к повышающему трансформатору 9, напряжение с которого подается на ввод 2.
На фиг.2 представлена структурная схема блока обработки сигналов 5, включающая в себя усилительно-фильтрующие компоненты 10 и 11, ко входам а и в которых подключены, соответственно, индуктивный 3 и емкостный 4 датчики ЧР, а выходы соединены со входами перемножающего устройства 12, выход последнего подключен к управляющему входу блока коммутации 13, сигнальный вход которого подключен к выходу усилительно-фильтрующей компоненты 10, а выход - к интегратору 14 и формирователю импульсов 15, выход которого подключен к цепи усреднения 16.
Устройство работает следующим образом. Сигналы электрических разрядов принимаются индуктивным и емкостным датчиками 3 и 4, приводятся к одному уровню и освобождаются от шумовых составляющих, проходя через усилительно-фильтрующие компоненты 10 и 11, а затем перемножаются устройством 12. Выходной сигнал этого устройства, полярность которого определяется местом возникновения разряда (т.е. внутри или вне диагностируемого высоковольтного оборудования), управляет работой коммутатора 13, обеспечивая дальнейшее прохождение импульсов тока, соответствующих лишь ЧР внутри диагностируемого оборудования. Формирователь 15 формирует из импульсов сложной формы, соответствующих ЧР, короткие однополярные прямоугольные импульсы стабильной амплитуды и длительности. Постоянная составляющая этого импульсного сигнала, пропорциональная его текущей частоте, выделяется цепью усреднения 16 и вычитается с помощью устройства 7 из сигнала источника напряжения 8, снижая скорость изменения напряжения на высоковольтном вводе диагностируемого аппарата при увеличении частоты ЧР и увеличивая при ее снижении. Таким образом, достигается стабилизация текущего значения частоты ЧР на желаемом уровне, который определяется коэффициентом передачи в контуре управления, включающем диагностируемую изоляцию, а также элементы 2, 3, 4, 5, 7 и 9 (фиг.1). Критерием выбора этого уровня является отсутствие изменений в регистрируемых зависимостях Q=f(U) суммарного кажущегося заряда ЧР от приложенного напряжения при уменьшении модуля этого коэффициента, например, путем уменьшения усиления в компонентах 10 и 11 (фиг.2). Регистрацию названных зависимостей обеспечивает интегратор 14, на вход которого с коммутатора 13 поступают импульсы тока, соответствующие частичным разрядам в диагностируемом оборудовании. Интегратор формирует на выходе напряжение, значение которого пропорционально сумме ампер-секундных площадей входных импульсов, т.е. суммарному кажущемуся заряду ЧР. Это напряжение подается на вход Y цифрового регистратора 6, на вход Х которого поступает сигнал, пропорциональный напряжению на высоковольтном вводе диагностируемого оборудования. Таким образом, при испытаниях в режиме стабилизации частоты ЧР регистрируется зависимость суммарного кажущегося заряда ЧР от приложенного напряжения: Q=f(U).
На фиг.3 представлены типичные графики зависимостей Q=f(U), полученные предлагаемым способом на лабораторном высоковольтном трансформаторе с низким качеством изоляции, близким к критическому. Амплитуда испытательного напряжения для кривой 1 равна 50%, а для кривой 2 - 120% от номинальной рабочей амплитуды. Начальные участки кривых (a-b для кривой 2) соответствуют первоначальному после подачи испытательного напряжения увеличению напряженности электрического поля от нуля до положительного амплитудного значения, а замкнутые контуры (b-c-d-e-f-g) - циклическому изменению напряженности. Наблюдаемая на кривой 2 область насыщения свидетельствует о пробое основной части локальных дефектов изоляции. Информативными параметрами кривых являются площадь, ограниченная ими, суммарный остаточный кажущийся заряд при смене полярности испытательного напряжения (точки c и f), значения испытательного напряжения, соответствующие нулевому суммарному кажущемуся заряду (точки d и g), a также наклоны касательных, проведенных к кривым в характерных точках (начальный, максимальный и др.).
На фиг.4 представлены графики зависимостей Q=f(U), полученные в соответствии с предлагаемым способом при диагностике на одной из фаз автотрансформатора АТДЦТН-200000/110/6. Кривая 1 соответствует исправной, а кривая 2 - дефектной изоляции. Обработка результатов прямых измерений параметров этих зависимостей с многократными (n=25) наблюдениями показывает, что погрешность измерений, соответствующая доверительной вероятности 95%, благодаря стабилизации частоты ЧР по предлагаемому способу снижается с 35% (без стабилизации) до 8% (со стабилизацией). Результаты эксперимента обладают хорошей наглядностью, свидетельствуют о высокой информативности зависимостей Q=f(U) и достоверности предлагаемого способа диагностики высоковольтного оборудования.

Claims (1)

  1. Способ диагностики высоковольтного оборудования, заключающийся в том, что электромагнитное поле частичных разрядов в изоляции воспринимают индуктивным и емкостным датчиками, выходные сигналы которых фильтруют, усиливают и умножают один на другой, отличающийся тем, что в соответствии со знаком произведения формируют сигналы, первый из которых пропорционален текущему значению суммарного кажущегося заряда частичных разрядов, а второй - текущему значению частоты частичных разрядов, с помощью первого сигнала определяют зависимость суммарного кажущегося заряда от напряжения на высоковольтном вводе диагностируемого оборудования, а с помощью второго корректируют скорость изменения напряженности электрического поля в изоляции, обеспечивая стабилизацию частоты частичных разрядов.
RU2010131471/28A 2010-07-27 2010-07-27 Способ диагностики высоковольтного оборудования RU2434236C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010131471/28A RU2434236C1 (ru) 2010-07-27 2010-07-27 Способ диагностики высоковольтного оборудования

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010131471/28A RU2434236C1 (ru) 2010-07-27 2010-07-27 Способ диагностики высоковольтного оборудования

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2434236C1 true RU2434236C1 (ru) 2011-11-20

Family

ID=45316761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010131471/28A RU2434236C1 (ru) 2010-07-27 2010-07-27 Способ диагностики высоковольтного оборудования

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2434236C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102981106A (zh) * 2012-11-12 2013-03-20 华北电力大学 一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法
RU2511607C1 (ru) * 2012-10-01 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Способ электрошумовой диагностики высоковольтного оборудования
RU2536795C1 (ru) * 2013-08-06 2014-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Способ диагностики высоковольтного оборудования по параметрам частичных разрядов

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511607C1 (ru) * 2012-10-01 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Способ электрошумовой диагностики высоковольтного оборудования
CN102981106A (zh) * 2012-11-12 2013-03-20 华北电力大学 一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法
CN102981106B (zh) * 2012-11-12 2015-05-06 华北电力大学 一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法
RU2536795C1 (ru) * 2013-08-06 2014-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Способ диагностики высоковольтного оборудования по параметрам частичных разрядов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6740363B2 (ja) 周波数応答を使用して検査バッテリの内部インピーダンスを測定するためのデバイス、システム、および方法
RU2608329C2 (ru) Способ и устройство для измерения электрических токов с помощью преобразователя тока
RU2536795C1 (ru) Способ диагностики высоковольтного оборудования по параметрам частичных разрядов
CN106093547B (zh) 基于辅助线圈修正的罗氏线圈电流互感器测量装置及方法
US8760171B2 (en) Device and method for determining partial discharges at an electrical component
RU2700368C1 (ru) Способ определения технического состояния цифрового трансформатора по параметрам частичных разрядов в изоляции
RU2434236C1 (ru) Способ диагностики высоковольтного оборудования
JP2015021929A (ja) 部分放電測定器及び部分放電測定器用の校正器
RU2618519C1 (ru) Способ автоматической настройки компенсации дугогасящих реакторов, управляемых подмагничиванием
US20020097065A1 (en) Method and apparatus for evaluation of insulation in variable speed motors
Dezenzo et al. The different stages of PRPD pattern for positive point to plane corona driven by a DC voltage containing ripple
EP0706663B2 (en) Electrical test instrument
RU2511607C1 (ru) Способ электрошумовой диагностики высоковольтного оборудования
JP2000097982A (ja) コイル試験評価装置
JPH05240902A (ja) 部分放電を測定する方法
RU2724991C1 (ru) Способ определения технического состояния изоляции цифрового трансформатора по параметрам частичных разрядов
JP2018096804A (ja) 直流電源供給回路の絶縁抵抗測定方法
JP3172626B2 (ja) 高圧機器の部分放電検出方法
JPH0568663B2 (ru)
RU2674580C1 (ru) Способ определения насыщения магнитопровода трансформатора тока
JP7370921B2 (ja) 部分放電測定器及び部分放電測定方法
US20090132207A1 (en) Fast Low Frequency Jitter Rejection Methodology
Wagenaars et al. Adaptive templates for matched filter bank for continuous online partial discharge monitoring
JPH06138168A (ja) 電気設備の運転中における最大放電電荷量の測定装置
RU2526500C1 (ru) Устройство контроля работоспособности электродвигателя постоянного тока

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120728