RU2606701C1 - Method for diagnosis of electrotechnical device with windings and magnetic circuit - Google Patents
Method for diagnosis of electrotechnical device with windings and magnetic circuit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606701C1 RU2606701C1 RU2015135144A RU2015135144A RU2606701C1 RU 2606701 C1 RU2606701 C1 RU 2606701C1 RU 2015135144 A RU2015135144 A RU 2015135144A RU 2015135144 A RU2015135144 A RU 2015135144A RU 2606701 C1 RU2606701 C1 RU 2606701C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- frequency
- windings
- maximum
- winding
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/72—Testing of electric windings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Description
Определение частоты максимума СПМ напряжения, наведенного в соответствующей обмотке, по нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ), полученной с учетом оценки модуля электромагнитных частотных характеристик соответствующей обмотки устройства , позволяет исключить в частотной области влияние резонансов электромагнитных контуров системы «магнитопровод - обмотки - корпус устройства» на амплитуду колебаний, связанных с механическими колебаниями конструкции, что повышает достоверность диагностики механической прочности электротехнического устройства.Determination of the frequency of the maximum PSD voltage induced in the corresponding winding from the normalized PSD voltage G n (ƒ), obtained taking into account the assessment of the module of electromagnetic frequency characteristics of the corresponding winding of the device , eliminates the influence in the frequency domain of the resonances of the electromagnetic circuits of the “magnetic circuit - windings - device case” system on the amplitude of vibrations associated with mechanical vibrations of the structure, which increases the reliability of diagnostics of the mechanical strength of an electrical device.
Наличие в заявленном изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет его считать соответствующим условию "новизна".The presence in the claimed invention of signs that distinguish it from the prototype, allows it to be considered appropriate for the condition of "novelty."
Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».New features that contain a distinctive part of the claims are not identified in technical solutions for a similar purpose. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ диагностики электротехнического устройства (где Г - генератор тестовых сигналов; R - измерительное сопротивление; V1, V2, V3, V4 - измерительные точки напряжения), обмотки фаз устройства соединены «звездой»;in FIG. 1 is a diagram of a device that implements a diagnostic method for an electrical device (where G is the test signal generator; R is the measuring resistance; V 1 , V 2 , V 3 , V 4 are voltage measuring points), the phase windings of the device are connected by a "star";
на фиг. 2 представлен график изменения модуля частотной характеристики в диапазоне частот от 10 до 5000 Гц трансформатора ТДТНЖ-40000/110-71У1 фаза «А»;in FIG. 2 shows a graph of the change in the frequency response module in the frequency range from 10 to 5000 Hz of the transformer TDTNZH-40000 / 110-71U1 phase "A";
на фиг. 3, 4 представлены оценки СПМ напряжения G(ƒ) и нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) трансформатора ТДТНЖ-40000/110-71У1 фаза «А».in FIG. 3 and 4, estimates of the PSD voltage G (ƒ) and the normalized PSD voltage G n (ƒ) of the TDTNZH-40000 / 110-71U1 phase “A” transformer are presented.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Электротехническое устройство отключают от сети и расшиновывают. С использованием схемы (фиг. 1) последовательно в каждую обмотку устройства подают тестирующее напряжение типа «белый шум» (коммутирующее устройство обеспечивает последовательную подачу сигнала с генератора в обмотки А, В и С), в связанных RLC-контурах возникают электромагнитные колебания. Производят регистрацию временных сигналов напряжения с генератора и соответствующей обмотки. Далее производят оценку модуля электромагнитных частотных характеристик каждой обмотки [см. Дж. Бендат, А. Пирсол. «Применение корреляционного и спектрального анализа». М.: Мир, 1983 г., с. 91]. Расчет формы модуля электромагнитных частотных характеристик, образованных системой «магнитопровод - обмотки - корпус», проводят по соотношению: , где Uг(ƒ) - СПМ случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку, UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления. Затем по корпусу электротехнического устройства осуществляют импульсное механическое воздействие, исключающее любое повреждение конструкции. Место импульсного механического воздействия должно быть максимально близко к местам крепления магнитопровода устройства к корпусу. С использованием схемы (фиг. 1, коммутирующее устройство в положении N) производят измерение напряжения, наведенного в обмотках электромагнитного устройства в результате импульсного механического воздействия. Осуществляют расчет СПМ напряжения G(ƒ), наведенной в каждой обмотке. Далее, используя результаты расчетов G(ƒ) и для каждой обмотки, определяют частоту максимума спектральной плотности нормированнго напряжения Gн(ƒ) согласно выражения: .The electrical device is disconnected from the network and unzipped. Using the circuit (Fig. 1), a test voltage of the “white noise” type is applied to each winding of the device (the switching device provides a sequential supply of a signal from the generator to windings A, B and C), electromagnetic oscillations occur in the coupled RLC circuits. The temporary voltage signals from the generator and the corresponding winding are recorded. Next, the module is evaluated electromagnetic frequency characteristics each winding [see J. Bendat, A. Piersall. "The use of correlation and spectral analysis." M .: Mir, 1983, p. 91]. The calculation of the shape of the module of the electromagnetic frequency characteristics formed by the system "magnetic circuit - windings - housing" is carried out according to the ratio: where U g (ƒ) is the PSD of the random voltage process from the generator of test signals of the "white noise" type supplied to the winding, U R (ƒ) is the PSD of the random process after the measuring resistance. Then, a pulsed mechanical action is carried out over the housing of the electrical device, eliminating any structural damage. The place of pulsed mechanical action should be as close as possible to the places of attachment of the magnetic circuit of the device to the housing. Using the circuit (Fig. 1, the switching device in position N), the voltage induced in the windings of the electromagnetic device as a result of pulsed mechanical action is measured. The PSD voltage G (ƒ) induced in each winding is calculated. Next, using the calculation results G (ƒ) and for each winding, determine the frequency of the maximum spectral density of the normalized voltage G n (ƒ) according to the expression: .
При установке диагноза используют нормированную СПМ напряжения Gн(ƒ), т.е. вычисляют усилия прессовки Pi обмоток по соотношению: , где - постоянная величина, характеризующая степень прессовки обмоток данного устройства; ƒi - частота максимума СПМ напряжения, наведенного в обмотке; n - постоянная величина; Pнi0 и ƒнi0 - известные или ранее определенные усилие прессовки и частота максимума нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) соответствующей обмотки данного устройства.When establishing the diagnosis, the normalized PSD of the voltage G n (ƒ) is used, i.e. calculate the pressing force P i of the windings in the ratio: where - a constant value characterizing the degree of compaction of the windings of this device; ƒ i is the frequency of the maximum PSD voltage induced in the winding; n is a constant value; P нi0 and ƒ нi0 - known or previously determined pressing force and frequency of the maximum normalized PSD voltage G n (ƒ) of the corresponding winding of this device.
Возможность промышленной реализации и практической возможности достижения требуемого технического результата при использовании изобретения иллюстрируется следующим примером.The possibility of industrial implementation and practical feasibility of achieving the desired technical result when using the invention is illustrated by the following example.
Пример.Example.
Проводилась диагностика трансформатора ТДТНЖ-40000/110-71У1 с целью оценки усилия прессовки обмоток фазы «А».The transformer TDTNZH-40000 / 110-71U1 was diagnosed in order to evaluate the pressing force of the phase A windings.
Способ диагностики заключался в том, что с использованием схемы (фиг. 1) в обмотку высокого напряжения с генератора в диапазоне частот 10…24000 Гц подавался тестирующий сигнал электрического напряжения типа «белый шум» (фиг. 1, коммутирующее устройство в положении А). В измерительных точках V1 и V2 проводилась регистрация временных сигналов напряжения. На основе результатов регистрации был оценен модуль частотной характеристики , представленный на фиг. 2 (для наглядности дальнейшего изложения форма амплитудно-частотной характеристики приведена в диапазоне частот 10…5000 Гц). Расчет модуля электромагнитных частотных характеристик, образованных системой «магнитопровод - обмотки - корпус», проводили по соотношению: , где Uг(ƒ) - СПМ случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку, UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления. По днищу обследуемого трансформатора осуществлялось импульсное механическое воздействие. С использованием схемы (фиг. 1, коммутирующее устройство в положении N) производилась регистрация напряжения, наведенного в обмотке трансформатора, при импульсном механическом воздействии. Осуществляли расчет СПМ напряжения G(ƒ), наведенной в каждой обмотке (фиг. 3). Далее, используя результаты расчетов G(ƒ) и для каждой обмотки, определяли частоту максимума спектральной плотности нормированного напряжения Gн(ƒ) (фиг. 4) согласно выражения: . Частота максимума ƒi для СПМ напряжения G(ƒ) (фиг. 3) составила 706 Гц, а частота максимума нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) (фиг. 4) - 228 Гц.The diagnostic method consisted in the fact that using the circuit (Fig. 1), a high-noise white-type voltage test signal was applied to the high voltage winding from the generator in the frequency range 10 ... 24000 Hz (Fig. 1, switching device in position A). At the measuring points V 1 and V 2 were recorded temporary voltage signals. Based on the registration results, the frequency response module was estimated shown in FIG. 2 (for clarity of further discussion, the form of the amplitude-frequency characteristic shown in the frequency range 10 ... 5000 Hz). The calculation of the module of electromagnetic frequency characteristics formed by the system "magnetic circuit - windings - housing" was carried out by the ratio: where U g (ƒ) is the PSD of the random voltage process from the generator of test signals of the "white noise" type supplied to the winding, U R (ƒ) is the PSD of the random process after the measuring resistance. A pulsed mechanical effect was carried out on the bottom of the transformer under investigation. Using the circuit (Fig. 1, the switching device in position N), the voltage induced in the transformer winding was recorded under pulsed mechanical action. The PSD voltage G (ƒ) induced in each winding was calculated (Fig. 3). Next, using the calculation results G (ƒ) and for each winding, we determined the frequency of the maximum spectral density of the normalized voltage G n (() (Fig. 4) according to the expression: . The maximum frequency ƒ i for the PSD voltage G (ƒ) (Fig. 3) was 706 Hz, and the frequency of the maximum normalized PSD voltage G n (ƒ) (Fig. 4) was 228 Hz.
Оценка остаточного усилия прессовки обмоток трансформатора фазы «А» по соотношению , с использованием полученных значений ƒi, привело к существенно различающимся результатам. При плановом ремонте данного трансформатора были проведены измерения остаточных усилий прессовки обмоток. Результаты измерений подтвердили правильность оценки остаточного усилия прессовки обмоток с использованием частоты максимума ƒi, определенной по нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) (фиг. 4).Estimation of the residual pressing force of the windings of the phase A transformer according to the ratio , using the obtained values of ƒ i , led to significantly different results. During the scheduled repair of this transformer, measurements were made of the residual pressing forces of the windings. The measurement results confirmed the correct assessment of the residual pressing force of the windings using the maximum frequency ƒ i determined by the normalized PSD voltage G n (ƒ) (Fig. 4).
Таким образом, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:Thus, the information presented indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для испытаний электротехнического устройства на способность противостоять внешнему короткому замыканию и значительной вибрации, возникающей при работе устройства;- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is intended to test an electrical device for the ability to withstand external short circuit and significant vibration that occurs when the device is operated;
- повышение достоверности диагностики механической прочности электротехнического устройства;- improving the reliability of the diagnosis of mechanical strength of an electrical device;
- для заявляемого способа в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.- for the proposed method in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application and known prior to the priority date is confirmed.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015135144A RU2606701C1 (en) | 2015-08-19 | 2015-08-19 | Method for diagnosis of electrotechnical device with windings and magnetic circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015135144A RU2606701C1 (en) | 2015-08-19 | 2015-08-19 | Method for diagnosis of electrotechnical device with windings and magnetic circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2606701C1 true RU2606701C1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015135144A RU2606701C1 (en) | 2015-08-19 | 2015-08-19 | Method for diagnosis of electrotechnical device with windings and magnetic circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2606701C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2117955C1 (en) * | 1997-04-10 | 1998-08-20 | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики | Method of diagnostics of transformer |
RU2240571C1 (en) * | 2003-04-02 | 2004-11-20 | Казанский государственный энергетический университет | Device for controlling technical condition of transformer windings |
RU2339049C1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-11-20 | Виктор Сергеевич Петухов | Diagnostic method of alternating current motor and associated mechanical appliances |
WO2009138370A1 (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Abb Research Ltd | A method and a device for estimating the clamping force on a winding package of a transformer or a reactor |
WO2010060253A1 (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | 上海市电力公司 | The system and method for detecting the state of the transformer winding by utilizing excitation of the constant current sweep frequency power source |
RU2511038C2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИАПУ ДВО РАН) | Control method of technical state for high voltage transformer equipment |
-
2015
- 2015-08-19 RU RU2015135144A patent/RU2606701C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2117955C1 (en) * | 1997-04-10 | 1998-08-20 | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики | Method of diagnostics of transformer |
RU2240571C1 (en) * | 2003-04-02 | 2004-11-20 | Казанский государственный энергетический университет | Device for controlling technical condition of transformer windings |
RU2339049C1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-11-20 | Виктор Сергеевич Петухов | Diagnostic method of alternating current motor and associated mechanical appliances |
WO2009138370A1 (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Abb Research Ltd | A method and a device for estimating the clamping force on a winding package of a transformer or a reactor |
WO2010060253A1 (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | 上海市电力公司 | The system and method for detecting the state of the transformer winding by utilizing excitation of the constant current sweep frequency power source |
RU2511038C2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИАПУ ДВО РАН) | Control method of technical state for high voltage transformer equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10408879B2 (en) | Method and apparatus for diagnosing a fault condition in an electric machine | |
US9596553B2 (en) | Apparatus and method for performing an audio measurement sweep | |
CA2975007C (en) | Device and method for determining a parameter of a transformer | |
CN105137277A (en) | Diagnosis method of winding machinery state in case of sudden short circuit of transformer | |
CN103359565B (en) | The cable strain measuring method of elevator and device | |
JP2015219116A (en) | Calibration method of electric charge density in space-charge distribution measurement | |
EP2284552A3 (en) | Method of inspecting motor condition and device for inspecting motor characteristics | |
CN109845090A (en) | Method for detecting failure in motor | |
CN106815437B (en) | Method and device for determining vibration sensitive area of oil tank under steady-state working condition of transformer | |
US20130100982A1 (en) | Monitoring the temperature change in the charging cable | |
RU2606701C1 (en) | Method for diagnosis of electrotechnical device with windings and magnetic circuit | |
Munir et al. | Diagnosing winding and core condition of power transformer by vibration signal analysis | |
JP5097023B2 (en) | Combined environment test method, failure detection method, failure detection program, and recording medium recording failure detection program | |
Nau et al. | Methods to evaluate the quality of stator and rotor of electric motors | |
CN104634442A (en) | Method for indirectly measuring noise of transformer | |
CN105093084A (en) | Partial discharge automatic testing device | |
RU2650428C1 (en) | Method of isolation monitoring state results of anchor winding of dc machines | |
Jing et al. | Blind source separation of vibration signals for fault diagnosis of power transformers | |
CN104677489A (en) | Method for extracting vibration signal spectrum distribution characteristic parameters of transformer | |
CN107228987A (en) | Electric automobile electromagnetic field tests special proficiency testing method and comb signal generator | |
Loete et al. | Inverse scattering experiments for electrical cable soft fault diagnosis and connector location | |
Dlamini | Development of an induction motor condition monitoring test rig and fault detection strategies | |
Beltle et al. | Investigations of in-oil methods for PD detection and vibration measurement | |
Liu et al. | An optimized kurtogram method for early fault detection of rolling element bearings using acoustic emission | |
RU2629708C1 (en) | Method for diagnosing turn faults in rotor winding of synchronous generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180820 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200123 |