RU2749338C1 - Method for monitoring technical condition of electric power equipment - Google Patents
Method for monitoring technical condition of electric power equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749338C1 RU2749338C1 RU2020134486A RU2020134486A RU2749338C1 RU 2749338 C1 RU2749338 C1 RU 2749338C1 RU 2020134486 A RU2020134486 A RU 2020134486A RU 2020134486 A RU2020134486 A RU 2020134486A RU 2749338 C1 RU2749338 C1 RU 2749338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- defectiveness
- equipment
- structural elements
- energy spectra
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам шумовой диагностики электроэнергетического оборудования (ЭЭО) и предназначено для создания промышленных информационно-измерительных комплексов дистанционного неразрушающего контроля технического состояния (ТС) такого оборудования.The invention relates to methods of noise diagnostics of electric power equipment (EEE) and is intended to create industrial information and measurement systems for remote non-destructive testing of the technical condition (TS) of such equipment.
Известен способ контроля технического состояния электроэнергетического оборудования [1], в котором дефектность контролируемого оборудования, находящегося под напряжением, определяют по электромагнитному излучению (ЭМИ) этого оборудования, причем в качестве антенн приняты наружные вертикальные части вводов ЭЭО, изолированные от заземленного металлического корпуса. Для оценки ТС обследуемого оборудования предлагается сначала рассчитать резонансные частоты излучений антенн, затем рассчитать информативные частотные полосы излучений, ассоциированные со значениями резонансных частот, после чего зафиксировать в эквивалентных условиях интегральные мощности квазигармонических электромагнитных колебаний в информативных частотных полосах энергетических спектров излучений вертикальной поляризации от однотипного контролируемого и эталонного ЭЭО. Заключение о ТС ЭЭО предлагается делать на основании сравнения вышеуказанных интегральных мощностей квазигармонических электромагнитных колебаний в информативных частотных полосах, зафиксированных в эквивалентных условиях у однотипного контролируемого и эталонного электроэнергетического оборудования.There is a known method for monitoring the technical condition of electrical power equipment [1], in which the defectiveness of the monitored equipment under voltage is determined by the electromagnetic radiation (EMI) of this equipment, and the external vertical parts of the EEE bushings, isolated from the grounded metal case, are taken as antennas. To assess the TS of the equipment being inspected, it is proposed to first calculate the resonant frequencies of the radiation of the antennas, then calculate the informative frequency bands of radiation associated with the values of the resonant frequencies, and then fix in equivalent conditions the integral powers of quasi-harmonic electromagnetic oscillations in the informative frequency bands of the energy spectra of radiation of vertical polarization from the same type of controlled and reference EEE. The conclusion about TS EEE is proposed to be made on the basis of comparison of the above integral powers of quasi-harmonic electromagnetic oscillations in informative frequency bands recorded in equivalent conditions for the same type of controlled and reference electric power equipment.
Недостатками данного способа являются низкие глубина, точность и надежность диагностирования дефектности контролируемого ЭЭО.The disadvantages of this method are low depth, accuracy and reliability of diagnosing the defectiveness of the controlled EEE.
Низкая точность диагностирования дефектности обусловлена сильной зависимостью способа от количества зафиксированных в эквивалентных условиях спектров излучений вертикальной поляризации однотипного оборудования, что особенно негативно сказывается на результатах диагностики в случае первичного обследования малого количества однотипного оборудования, либо в случае очередного обследования, но при условиях, сильно отличающихся от условий работы при предыдущих обследованиях.The low accuracy of diagnosing defectiveness is due to the strong dependence of the method on the number of radiation spectra of vertical polarization of the same type of equipment recorded in equivalent conditions, which especially negatively affects the diagnostic results in the case of an initial examination of a small amount of the same type of equipment, or in the case of a regular examination, but under conditions that are very different from working conditions during previous examinations.
Низкая глубина диагностирования дефектности обусловлена отсутствием определения дефектностей внутренних конструктивных элементов обследуемого оборудования, среди которых основными являются обмотки и регуляторы напряжения с их баками. Определение дефектностей указанных элементов оборудования важно для принятия ответственного решения о частичном отключении, ремонте или своевременной замене дефектного ЭЭО, в связи с чем упомянутый способ не может обеспечить достаточную надежность определения технического состояния контролируемого ЭЭО.The low depth of diagnosing defectiveness is due to the lack of determining the defectiveness of the internal structural elements of the examined equipment, among which the main ones are windings and voltage regulators with their tanks. Determination of defectiveness of these elements of equipment is important for making a responsible decision on partial shutdown, repair or timely replacement of a defective EEE, and therefore the mentioned method cannot provide sufficient reliability in determining the technical state of the monitored EEE.
Из этого следует, что упомянутый способ не обладает достаточной глубиной, точностью и надежностью диагностирования дефектности контролируемого ЭЭО.It follows from this that the mentioned method does not have sufficient depth, accuracy and reliability in diagnosing the defectiveness of the monitored EEE.
Известен также способ контроля технического состояния электроэнергетического оборудования [2], в котором, как и в способе-аналоге [1], дефектность контролируемого оборудования, находящегося под напряжением, определяют по электромагнитному излучению этого оборудования, причем в качестве антенн приняты наружные вертикальные части вводов ЭО, изолированные от заземленного металлического корпуса. Для оценки ТС обследуемого оборудования предлагается сначала рассчитать резонансные частоты излучений антенн, затем рассчитать информативные частотные полосы излучений, ассоциированные со значениями резонансных частот, после чего зафиксировать в эквивалентных условиях интегральные мощности квазигармонических электромагнитных колебаний в информативных частотных полосах энергетических спектров излучений вертикальной поляризации от однотипного контролируемого и эталонного ЭЭО. По полученным значениям интегральных мощностей на основании сравнения указанных мощностей в одинаковых информативных полосах для однотипного и эталонного оборудования предлагается делать заключение о дефектности каждого ввода контролируемого оборудования. Далее, на основании применения известных соотношений и программ ЭВМ, рассчитывают резонансные частоты излучений конструктивных элементов обследуемого ЭЭО, расположенных внутри его металлического корпуса, включая и сам металлический корпус. Выделяют в измеренных в эквивалентных условиях энергетических спектрах вертикальной поляризации от контролируемого и эталонного оборудования для каждого внутреннего конструктивного элемента ЭЭО, включая и сам металлический корпус этого ЭЭО, его оптимальную информативную частотную полосу, расположенную внутри одной или нескольких соседних информативных частотных полос излучений вышеуказанных антенн вертикальной поляризации. Заключение о дефектности каждого внутреннего конструктивного элемента ЭЭО делается на основании сравнения максимальных интенсивностей пиков электромагнитных колебаний в одинаковых оптимальных информационных частотных полосах энергетических спектров излучений вертикальной поляризации от однотипного контролируемого и эталонного оборудования, измеренных в эквивалентных условиях. Заключение о полной дефектности контролируемого оборудования делают на основании полученных данных о дефектностях каждого из вводов напряжений, металлического корпуса этого оборудования и каждого из конструктивных элементов, расположенных внутри него.There is also known a method for monitoring the technical condition of electric power equipment [2], in which, as in the analogue method [1], the defectiveness of the monitored equipment under voltage is determined by the electromagnetic radiation of this equipment, and the external vertical parts of the EO inputs are taken as antennas isolated from a grounded metal case. To assess the TS of the equipment being inspected, it is proposed to first calculate the resonant frequencies of the radiation of the antennas, then calculate the informative frequency bands of radiation associated with the values of the resonant frequencies, and then fix in equivalent conditions the integral powers of quasi-harmonic electromagnetic oscillations in the informative frequency bands of the energy spectra of radiation of vertical polarization from the same type of controlled and reference EEE. Based on the obtained values of the integral powers, based on a comparison of the indicated powers in the same informative bands for the same type and reference equipment, it is proposed to make a conclusion about the defectiveness of each input of the controlled equipment. Further, based on the use of known ratios and computer programs, the resonant frequencies of the radiation of the structural elements of the examined EEE, located inside its metal case, including the metal case itself, are calculated. Allocate in the energy spectra of vertical polarization measured in equivalent conditions from the monitored and reference equipment for each internal structural element of the EEE, including the metal body of this EEE itself, its optimal informative frequency band located inside one or several adjacent informative frequency bands of radiation of the above-mentioned antennas of vertical polarization ... The conclusion about the defectiveness of each internal structural element of the EEE is made on the basis of comparing the maximum intensities of the peaks of electromagnetic oscillations in the same optimal information frequency bands of the energy spectra of radiation of vertical polarization from the same type of controlled and reference equipment, measured in equivalent conditions. The conclusion about the complete defectiveness of the monitored equipment is made on the basis of the obtained data on the defectiveness of each of the voltage inputs, the metal case of this equipment and each of the structural elements located inside it.
Указанный способ контроля технического состояния электроэнергетического оборудования является наиболее близким к заявляемому техническому решению, и принят за прототип.The specified method for monitoring the technical condition of electric power equipment is the closest to the claimed technical solution, and is adopted as a prototype.
Однако известный способ-прототип так же, как и способ-аналог, не обладает достаточной точностью диагностирования, а следовательно, не обладает и достаточной надежностью определения дефектности контролируемого ЭЭО, что связано с существенной зависимостью применимости способа от количества зафиксированных в эквивалентных условиях спектров излучений вертикальной поляризации однотипного оборудования. Этот недостаток особенно негативно сказывается на результатах диагностики в случае первичного обследования малого количества однотипного оборудования, а также в случае очередного обследования, но при условиях работы, сильно отличающихся от условий работы при предыдущих обследованиях.However, the known prototype method, as well as the analogue method, does not have sufficient diagnostic accuracy, and therefore does not have sufficient reliability in determining the defectiveness of the controlled EEE, which is associated with a significant dependence of the applicability of the method on the number of vertical polarization radiation spectra recorded in equivalent conditions equipment of the same type. This disadvantage especially negatively affects the diagnostic results in the case of an initial examination of a small amount of the same type of equipment, as well as in the case of the next examination, but under working conditions that are very different from the working conditions during previous examinations.
Другим недостатком способа-прототипа является использование в качестве квалификационных свойств энергетических спектров излучений, характеризующих степень дефектности внешних конструктивных элементов контролируемого ЭЭО, значений интегральной мощности, зависящих от степени дефектности внутренних конструктивных элементов. Таким образом, степень дефектности внешних конструктивных элементов контролируемого ЭЭО при использовании способа-прототипа может быть установлена ложно.Another disadvantage of the prototype method is the use as qualification properties of energy spectra of radiation, characterizing the degree of defectiveness of external structural elements of the controlled EEE, integral power values, depending on the degree of defectiveness of internal structural elements. Thus, the degree of defectiveness of the external structural elements of the controlled EEE when using the prototype method can be set falsely.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании способа контроля ТС ЭЭО, обеспечивающего возможность установления дефектности малого количества однотипного ЭЭО при его первичном обследовании, а также в случае очередного обследования, но при условиях работы, сильно отличающихся от предыдущих обследований контролируемого ЭЭО, обладающего в сравнении с прототипом и другими аналогами увеличенной точностью и повышенной надежностью диагностирования.The task to be solved by the claimed invention is to create a method for monitoring the EEE TS, which provides the possibility of establishing the defectiveness of a small amount of the same type of EEE during its initial examination, as well as in the case of the next examination, but under working conditions that are very different from previous examinations of the controlled EEE, which, in comparison with the prototype and other analogs, has increased accuracy and increased diagnostic reliability.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в увеличенной точности и повышенной надежности диагностирования дефектности этого оборудования, включая возможность установления дефектности малого количества однотипного ЭЭО при его первичном обследовании, а также в случае очередного обследования, но при условиях работы, сильно отличающихся от предыдущих обследований контролируемого ЭЭО.The technical result achieved when solving the problem is expressed in increased accuracy and increased reliability of diagnosing the defectiveness of this equipment, including the possibility of establishing the defectiveness of a small amount of the same type of EEE during its initial examination, as well as in the case of a regular examination, but under operating conditions that are very different from the previous ones. controlled EEE surveys.
Для решения поставленной задачи предлагается способ контроля технического состояния электроэнергетического оборудования, в котором дефектность контролируемого оборудования, находящегося под напряжением, определяют по электромагнитному излучению этого оборудования, и сначала рассчитывают резонансные частоты и определяют информативные частотные полосы излучений основных конструктивных элементов этого оборудования, регистрируют энергетические спектры квазигармонических электромагнитных колебаний вертикальной поляризации от однотипного контролируемого оборудования, находящегося в эквивалентных условиях, и определяют дефектность каждого основного конструктивного элемента на основании сравнения квалификационных свойств энергетических спектров излучений в одинаковых информативных частотных полосах для основных конструктивных элементов контролируемого и эталонного оборудования, а заключение о слабой или повышенной полной дефектности контролируемого оборудования делают на основании полученных данных о дефектностях каждого из основных конструктивных элементов этого оборудования, отличается тем, что для определения степени дефектности внешних конструктивных элементов контролируемого оборудования используются энергетические спектры низкодобротных излучений, получаемые путем фильтрации зарегистрированных энергетических спектров квазигармонических электромагнитных колебаний вертикальной поляризации, а сами энергетические спектры излучений эталонного оборудования, использующиеся для определения дефектности основных конструктивных элементов контролируемого оборудования, являются составными и формируются на основании имеющихся энергетических спектров излучений вертикальной поляризации от однотипного контролируемого оборудования, зарегистрированных в эквивалентных условиях, путем выделения среди упомянутых спектров наименьших интенсивностей электромагнитных колебаний для каждой измеренной частоты и формирования из этих интенсивностей единых энергетических спектров излучений вертикальной поляризации эталонного оборудования с сохранением соответствия между выбранными интенсивностями и принадлежащими им частотами.To solve the problem, a method is proposed for monitoring the technical condition of electrical power equipment, in which the defectiveness of the controlled equipment under voltage is determined by the electromagnetic radiation of this equipment, and first the resonant frequencies are calculated and informative frequency bands of radiation of the main structural elements of this equipment are recorded, the energy spectra of quasi-harmonic electromagnetic oscillations of vertical polarization from the same type of monitored equipment, located in equivalent conditions, and determine the defectiveness of each main structural element based on a comparison of the qualification properties of the energy spectra of radiation in the same informative frequency bands for the main structural elements of the monitored and reference equipment, and the conclusion about weak or increased total defectiveness of the monitored equipment is made on the basis of the received data The data on defectiveness of each of the main structural elements of this equipment differs in that to determine the degree of defectiveness of external structural elements of the controlled equipment, the energy spectra of low-Q radiation are used, obtained by filtering the recorded energy spectra of quasi-harmonic electromagnetic oscillations of vertical polarization, and the energy spectra of the radiation of the reference equipment themselves, used to determine the defectiveness of the main structural elements of the monitored equipment, are composite and are formed on the basis of the available energy spectra of radiation of vertical polarization from the same type of monitored equipment, recorded under equivalent conditions, by separating among the mentioned spectra the lowest intensities of electromagnetic oscillations for each measured frequency and forming from these intensities uniform energy spectra of radiation vertical polarization of the reference equipment while maintaining the correspondence between the selected intensities and the frequencies belonging to them.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».Comparative analysis of the set of essential features of the proposed technical solution and the set of essential features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty".
При этом признаки отличительной части формулы предлагаемого изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.In this case, the features of the distinctive part of the claims of the invention provide the solution to the following functional problems.
Признак, указывающий, что «для определения степени дефектности внешних конструктивных элементов контролируемого оборудования используются энергетические спектры низкодобротных излучений» позволяет осуществлять оценку степени дефектности внешних конструктивных элементов контролируемого ЭЭО по данным, не зависящим от степени дефектности внутренних конструктивных элементов этого оборудования. Это связано с тем, что внутренние конструктивные элементы ЭЭО, в отличие от внешних конструктивных элементов, входят в состав высокодобротных колебательных систем. Электромагнитные колебания, связанные с их дефектностью, излучаясь во внешнее пространство, формируют на энергетических спектрах квазигармонических электромагнитных колебаний вертикальной поляризации высокодобротные участки на фоне низкодобротных излучений внешних конструктивных элементов. Таким образом, использование указанного признака позволяет избежать установления ложной степени дефектности внешних конструктивных элементов контролируемого ЭЭО вследствие наличия в его энергетическом спектре излучений информации о степени дефектности внутреннего конструктивного элемента. Это позволяет повысить точность и надежность диагностирования.The sign indicating that "to determine the degree of defectiveness of external structural elements of the controlled equipment, the energy spectra of low-quality radiation are used" allows assessing the degree of defectiveness of the external structural elements of the controlled EEE according to data that does not depend on the degree of defectiveness of the internal structural elements of this equipment. This is due to the fact that the internal structural elements of the EEE, in contrast to the external structural elements, are part of high-quality oscillatory systems. Electromagnetic vibrations associated with their defectiveness, radiating into the external space, form high-Q sections on the energy spectra of quasi-harmonic electromagnetic vibrations of vertical polarization against the background of low-Q radiation of external structural elements. Thus, the use of this feature makes it possible to avoid establishing a false degree of defectiveness of the external structural elements of the controlled EEE due to the presence in its energy spectrum of radiation of information about the degree of defectiveness of the internal structural element. This improves the accuracy and reliability of diagnostics.
Признак «… получаемые путем фильтрации зарегистрированных энергетических спектров квазигармонических электромагнитных колебаний вертикальной поляризации …» объясняет процесс формирования энергетических спектров низкодобротных излучений.The sign “… obtained by filtering the registered energy spectra of quasi-harmonic electromagnetic oscillations of vertical polarization…” explains the process of forming the energy spectra of low-Q radiation.
Признак «…энергетические спектры излучений эталонного оборудования, использующиеся для определения дефектности основных конструктивных элементов контролируемого оборудования, являются составными…» позволяет в качестве эталона использовать не слабодефектный образец с минимальными интенсивностями излучений в выделенной информативной частотной полосе, или новый образец из партии однотипных образцов контролируемого ЭЭО, или сам контролируемый образец на начальной стадии его эксплуатации, как это было в способе-прототипе [2], а использовать составной энергетический спектр, расширяющий таким образом количество имеющихся спектров однотипного оборудования, что позволяет облегчить процесс выделения признаков дефектов и увеличить точность диагностирования. Это, в свою очередь, создает возможность установления дефектности малого количества однотипного ЭЭО при его первичном обследовании, а также в случае очередного обследования, но при условиях работы, сильно отличающихся от предыдущих обследований контролируемого ЭЭО.The sign "... the energy spectra of the radiation of the reference equipment used to determine the defectiveness of the main structural elements of the monitored equipment are composite ..." allows using as a reference not a weakly defective sample with minimum radiation intensities in the allocated informative frequency band, or a new sample from a batch of similar samples of the monitored EEE , or the controlled sample itself at the initial stage of its operation, as it was in the prototype method [2], and use a composite energy spectrum, thus expanding the number of available spectra of the same type of equipment, which makes it possible to facilitate the process of identifying signs of defects and increase the diagnostic accuracy. This, in turn, makes it possible to establish the defectiveness of a small amount of the same type of EEE during its initial examination, as well as in the case of the next examination, but under working conditions that are very different from previous examinations of the controlled EEE.
Признак «… и формируются на основании имеющихся энергетических спектров излучений вертикальной поляризации от однотипного контролируемого оборудования, зарегистрированных в эквивалентных условиях, путем выделения среди упомянутых спектров наименьших интенсивностей электромагнитных колебаний для каждой измеренной частоты и формирования из этих интенсивностей единых энергетических спектров излучений вертикальной поляризации эталонного оборудования с сохранением соответствия между выбранными интенсивностями и принадлежащими им частотами» объясняет процесс формирования составных эталонных энергетических спектров излучений вертикальной поляризации, использующихся для оценки степени дефектности основных конструктивных элементов контролируемого ЭЭО.The sign “... and are formed on the basis of the available energy spectra of radiation of vertical polarization from the same type of controlled equipment, recorded in equivalent conditions, by separating among the mentioned spectra the lowest intensities of electromagnetic oscillations for each measured frequency and forming from these intensities uniform energy spectra of radiation of vertical polarization of the reference equipment with maintaining the correspondence between the selected intensities and the frequencies belonging to them ”explains the process of forming composite reference energy spectra of radiation of vertical polarization, which are used to assess the degree of defectiveness of the main structural elements of the controlled EEE.
Выделение эталонного спектра из имеющихся энергетических спектров позволяет добиться более низкой чувствительности предлагаемого способа к воздействию паразитных сторонних излучений, что позволяет увеличить точность и повысить надежность в сравнении с прототипом. Этот эффект достигается использованием наименьших интенсивностей излучений на протяжении всего эталонного спектра, чего крайне редко удается добиться при использовании в качестве эталона информативных частотных полос реально существующих энергетических спектров излучений вертикальной поляризации от однотипного контролируемого ЭЭО.Isolation of the reference spectrum from the available energy spectra makes it possible to achieve a lower sensitivity of the proposed method to the effects of parasitic external radiation, which makes it possible to increase the accuracy and increase the reliability in comparison with the prototype. This effect is achieved by using the lowest radiation intensities throughout the entire reference spectrum, which is extremely rare when using as a reference the informative frequency bands of the actually existing energy spectra of vertical polarization radiation from a monitored EEE of the same type.
На фиг. 1 показано устройство высоковольтного силового автотрансформатора;FIG. 1 shows the device of a high-voltage power autotransformer;
на фиг. 2 - энергетические спектры излучений вертикальной поляризации на частотах 5-35 МГц трех однотипных автотрансформаторов и их составного эталонного энергетического спектра:in fig. 2 - energy spectra of radiation of vertical polarization at frequencies of 5-35 MHz of three autotransformers of the same type and their composite reference energy spectrum:
а) АТ-1 фаза А;a) AT-1 phase A;
б) АТ-1 фаза В;b) AT-1 phase B;
в) АТ-1 фаза С;c) AT-1 phase C;
г) эталон;d) standard;
на фиг. 3 - энергетические спектры излучений вертикальной поляризации на частотах 108-198 МГц трех однотипных автотрансформаторов и их составного эталонного энергетического спектра:in fig. 3 - energy spectra of radiation of vertical polarization at frequencies 108-198 MHz of three autotransformers of the same type and their composite reference energy spectrum:
а) АТ-1 фаза А;a) AT-1 phase A;
б) АТ-1 фаза В;b) AT-1 phase B;
в) АТ-1 фаза С;c) AT-1 phase C;
г) эталон;d) standard;
на фиг. 4 - энергетические спектры низкодобротных излучений вертикальной поляризации на частотах 5-35 МГц трех однотипных автотрансформаторов и их составного эталонного энергетического спектра:in fig. 4 - energy spectra of low-quality radiation of vertical polarization at frequencies of 5-35 MHz of three autotransformers of the same type and their composite reference energy spectrum:
а) АТ-1 фаза А;a) AT-1 phase A;
б) АТ-1 фаза В;b) AT-1 phase B;
в) АТ-1 фаза С;c) AT-1 phase C;
г) низкодобротный эталонd) low-quality standard
и на фиг. 5 - энергетические спектры излучений вертикальной поляризации на частотах 108-198 МГц трех однотипных автотрансформаторов и их составного эталонного энергетического спектра:and in FIG. 5 - energy spectra of radiation of vertical polarization at frequencies 108-198 MHz of three autotransformers of the same type and their composite reference energy spectrum:
а) АТ-1 фаза А;a) AT-1 phase A;
б) АТ-1 фаза В;b) AT-1 phase B;
в) АТ-1 фаза С;c) AT-1 phase C;
г) низкодобротный эталон.d) low-quality standard.
В заявляемом способе контроля технического состояния ЭЭО дефектность контролируемого оборудования, находящегося под напряжением, определяют по электромагнитному излучению этого оборудования. Для этого сначала рассчитывают, применяя известные соотношения и программы ЭВМ (например, соотношения для расчета резонансных частот штыревых вибраторных антенн, такие как где n - число натурального ряда, определяющее номер резонанса, hi - высота излучающей части i-го конструктивного элемента, с - скорость света; а также программы для расчета и моделирования антенн, такие как MMANA-GAL, Altair FEKO, COMSOL Multiphysics, MATLAB и др.), резонансные частоты и информативные частотные полосы излучений основных конструктивных элементов этого оборудования.In the claimed method for monitoring the technical state of the EEE, the defectiveness of the monitored equipment under voltage is determined by the electromagnetic radiation of this equipment. To do this, first calculate using known ratios and computer programs (for example, ratios for calculating the resonance frequencies of whip antenna antennas, such as where n is the natural number that determines the resonance number, h i is the height of the emitting part of the i-th structural element, c is the speed of light; as well as programs for calculating and modeling antennas, such as MMANA-GAL, Altair FEKO, COMSOL Multiphysics, MATLAB, etc.), resonant frequencies and informative frequency bands of radiation of the main structural elements of this equipment.
Далее с помощью измерительного приемника, позволяющего регистрировать спектры электромагнитных излучений вертикальной поляризации в определенных ранее информативных частотных полосах, выделяют упомянутые информативные частотные полосы, характеризующие дефектности внешних и внутренних конструктивных элементов контролируемых ЭЭО.Further, with the help of a measuring receiver, which allows registering the spectra of electromagnetic radiation of vertical polarization in previously defined informative frequency bands, the mentioned informative frequency bands are distinguished, characterizing the defectiveness of external and internal structural elements controlled by the EEE.
Осуществляют процедуру фильтрации имеющихся энергетических спектров излучений вертикальной поляризации, зарегистрированных от однотипного контролируемого оборудования, находящегося в эквивалентных условиях. Поскольку внешние конструктивные элементы ЭЭО имеют относительно низкую добротность (Q≈3,5), устранение высокодобротных излучений с энергетических спектров позволяет повысить их информативность для оценки степени дефектности внешних конструктивных элементов.The procedure for filtering the available energy spectra of radiation of vertical polarization, recorded from the same type of monitored equipment, under equivalent conditions is carried out. Since the external structural elements of the EEE have a relatively low quality factor (Q≈3.5), the elimination of high-quality radiation from the energy spectra makes it possible to increase their information content for assessing the degree of defectiveness of external structural elements.
На основании имеющихся энергетических спектров излучений вертикальной поляризации, зарегистрированных от однотипного контролируемого оборудования, находящегося в эквивалентных условиях, составляют энергетические спектры излучений эталонного оборудования. Для этого целесообразно использовать программы ЭВМ, позволяющие автоматизировано выделять для каждой измеренной частоты наименьшие интенсивности ЭМИ, встречающиеся на соответствующих частотах энергетических спектров всего однотипного контролируемого оборудования, находящегося в эквивалентных условиях, и из полученного массива частот и соответствующих им интенсивностей формировать энергетический спектр излучений эталонного оборудования.On the basis of the available energy spectra of radiation of vertical polarization, recorded from the same type of controlled equipment, located in equivalent conditions, the energy spectra of the radiation of the reference equipment are compiled. For this, it is advisable to use computer programs that allow for the automated allocation of the lowest EMP intensities for each measured frequency that occur at the corresponding frequencies of the energy spectra of all monitored equipment of the same type, which is in equivalent conditions, and from the resulting array of frequencies and the corresponding intensities to form the energy spectrum of the radiation of the reference equipment.
При выполнении данного этапа с помощью программ ЭВМ (например, с помощью PTC Mathcad, Microsoft Office Excel и др.) процедура построения составного энергетического спектра займет значительно меньше времени, чем регистрация экспериментального энергетического спектра излучений вертикальной поляризации от одной единицы обследуемого оборудования.When performing this stage using computer programs (for example, using PTC Mathcad, Microsoft Office Excel, etc.), the procedure for constructing a composite energy spectrum will take much less time than registering an experimental energy spectrum of vertical polarization radiation from one unit of the surveyed equipment.
Определяют значения квалификационных свойств квазигармонических электромагнитных колебаний в информативных частотных полосах энергетических спектров излучений вертикальной поляризации, формируют критерии и устанавливают дефектность каждого основного конструктивного элемента контролируемого оборудования.Values of qualification properties of quasi-harmonic electromagnetic oscillations in informative frequency bands of energy spectra of radiation of vertical polarization are determined, criteria are formed and defectiveness of each main structural element of the controlled equipment is established.
Процедуру определения значений интегральных мощностей электромагнитных колебаний вертикальной поляризации, излучаемых в каждой из выделенных информативных частотных полос Δfνi, можно выполнить различными способами.The procedure for determining the values of the integrated powers of electromagnetic oscillations of vertical polarization, emitted in each of the selected informative frequency bands Δf νi , can be performed in various ways.
Для определения значений интегральных мощностей электромагнитных колебаний вертикальной поляризации можно вычислить эти мощности напрямую, путем интегрирования энергетических спектров низкодобротных излучений в пределах каждой из выделенных информативных частотных полос Δfνi. Целесообразно осуществлять данную процедуру с помощью программ ЭВМ (например, с помощью PTC Mathcad, Microsoft Office Excel и др.) с целью получения максимальной точности при минимальных затратах времени.To determine the values of the integrated powers of electromagnetic oscillations of vertical polarization, these powers can be calculated directly by integrating the energy spectra of low-Q radiation within each of the selected informative frequency bands Δf νi . It is advisable to carry out this procedure using computer programs (for example, using PTC Mathcad, Microsoft Office Excel, etc.) in order to obtain maximum accuracy with minimum time consumption.
С учетом полученных данных о дефектностях внешних и внутренних конструктивных элементов однотипного контролируемого оборудования, находящегося в эквивалентных условиях, разрабатывают критерии определения полных дефектностей и, применяя эти критерии, определяют полные дефектности контролируемого оборудования.Taking into account the data obtained on the defects of external and internal structural elements of the same type of monitored equipment, which is in equivalent conditions, criteria for determining complete defects are developed and, applying these criteria, the total defectiveness of the monitored equipment is determined.
Заключение о степени дефектности основных конструктивных элементов контролируемого оборудования формируется на основании сравнения квалификационных свойств квазигармонических электромагнитных колебаний в одинаковых информативных частотных полосах для основных конструктивных элементов контролируемого и эталонного оборудования. В качестве квалификационных свойств электромагнитных колебаний могут использоваться значения интегральных мощностей, максимальных интенсивностей пиков, амплитуды отдельных спектральных линий, полимодальность, форма импульсов и т.д. Заключение о полной дефектности контролируемого оборудования формируется на основании полученных данных о дефектностях каждого из основных конструктивных элементов этого оборудования.The conclusion about the degree of defectiveness of the main structural elements of the monitored equipment is formed on the basis of a comparison of the qualification properties of quasi-harmonic electromagnetic oscillations in the same informative frequency bands for the main structural elements of the monitored and reference equipment. The values of integral powers, maximum peak intensities, amplitudes of individual spectral lines, polymodality, pulse shape, etc. can be used as qualifying properties of electromagnetic oscillations. The conclusion about the complete defectiveness of the monitored equipment is formed on the basis of the obtained data on the defectiveness of each of the main structural elements of this equipment.
Практическую реализацию заявляемого способа контроля ТС ЭЭС продемонстрируем на примере диагностирования дефектности трех силовых высоковольтных однофазных автотрансформаторов типа АОДЦТН-167000/500/220, регистрация энергетических спектров излучений вертикальной поляризации от которых происходила впервые, при отсутствии энергетических спектров излучений вертикальной поляризации, зарегистрированных от оборудования такого же типа при схожих условиях работы.We will demonstrate the practical implementation of the proposed method for monitoring EES TS using the example of diagnosing the defectiveness of three high-voltage single-phase autotransformers of the AODTsTN-167000/500/220 type, registration of the energy spectra of vertical polarization radiation from which occurred for the first time, in the absence of energy spectra of vertical polarization radiation recorded from equipment of the same type under similar operating conditions.
На фиг. 1 схематически изображено устройство автотрансформатора АОДЦТН-167000/500/220, соответствующее аналитической излучающей модели ЭЭО [3, 4], показаны конструктивные элементы, расположенные снаружи и внутри металлического корпуса автотрансформатора:1, 2 - высоковольтные (ВВ) вводы; 3, 4, 5 - низковольтные (НВ) вводы; 6 - основной металлический бак автотрансформатора (металлический корпус): 7 - металлический бак регулятора напряжения; 8 - высоковольтная обмотка S1 (S11*, S11** - верхняя и нижняя части обмотки S1); 9 - высоковольтная обмотка S2 (основная); 10 - высоковольтная обмотка S3 (регулировочная); 11, 12 - низковольтные обмотки S4 (правая) и S5 (левая); 13, 14 - высоковольтные линии электропередачи; 15 - низковольтная линия электропередачи; 16 - высоковольтный регулятор напряжения R.FIG. 1 schematically shows the device of the autotransformer AODTsTN-167000/500/220, corresponding to the analytical emitting model of the EEO [3, 4], shows the structural elements located outside and inside the metal body of the autotransformer: 1, 2 - high-voltage (HV) bushings; 3, 4, 5 - low-voltage (LV) bushings; 6 - main metal tank of the autotransformer (metal case): 7 - metal tank of the voltage regulator; 8 - high-voltage winding S 1 (S 11 * , S 11 ** - upper and lower parts of the winding S 1 ); 9 - high-voltage winding S 2 (main); 10 - high-voltage winding S 3 (adjusting); 11, 12 - low-voltage windings S 4 (right) and S 5 (left); 13, 14 - high-voltage power lines; 15 - low-voltage power line; 16 - high-voltage voltage regulator R.
На фиг. 2а, 2б, 2в, 3а, 3б, 3в представлены результаты измерений энергетических спектров излучений вертикальной поляризации для трех автотрансформаторов указанного типа, зарегистрированные в частотных диапазонах 5-35 МГц и 108-198 МГц. Регистрация энергетических спектров излучений вертикальной поляризации от оборудования такого типа при эквивалентных данному случаю условиях, т.е. в схожих атмосферных условиях, одинаковых режимах эксплуатации ЭЭО и с применением единых метрических средств, ранее не производилась.FIG. 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c show the results of measurements of the energy spectra of radiation of vertical polarization for three autotransformers of the indicated type, recorded in the frequency ranges of 5-35 MHz and 108-198 MHz. Registration of energy spectra of radiation of vertical polarization from equipment of this type under conditions equivalent to this case, i.e. in similar atmospheric conditions, the same modes of operation of the EEE and with the use of common metric means, has not been previously produced.
В контролируемых автотрансформаторах ВВ вводы 1, 2 имеют высоту H1=h1+h11, H2=h2+h21, НВ вводы 3, 4, 5 - H3=h3+h31, H4=H5=h4+h41=h5+h51, где h1, h2, h3, h4, h5 - наружные и h11, h21, h31, h41, h51 - внутренние части вводов 1, 2, 3, 4, 5. Вводы 1, 2 имеют внешнюю полимерную изоляцию и внутреннюю RIP изоляцию. Вводы 3, 4, 5 имеют внешнюю фарфоровую изоляцию, внутреннюю масляную изоляцию и твердую изоляцию, нанесенную на поверхность проводящего стержня.In controlled
ВВ вводы 1 и 2, не имеющие масляного наполнения, с помощью проводов снижения с вертикальными проекциями h01 и h02 подключены к внешним ВВ линиям передачи 13, 14, проходящим на 20-метровой высоте от поверхности земли.
НВ вводы 3, 4, 5 имеют общее с баком автотрансформатора 6 масляное наполнение. При этом вводы 4, 5 подключены к НВ линии передачи 15, а ввод 3 заземлен снаружи автотрансформатора с помощью металлического провода, длина которого более 10 метров.
Основная электрическая мощность поступает в автотрансформатор через ВВ вводы 1, 2 и НВ заземленный ввод 3, действующее значение напряжения между которыми составляет U13=500/√3 кВ (между вводами 1 и 3) и U23=220/√3 кВ (между вводами 2 и 3).The main electrical power is supplied to the autotransformer through
НВ вводы 4, 5 предназначены для обслуживания местных потребителей, и действующее значение напряжения между ними составляет U45=11 кВ.
Внутри заполненного маслом основного металлического бака автотрансформатора 6 размещены следующие основные конструктивные элементы: три ВВ электрические обмотки (последовательная - S1, основная - S2 и регулировочная S3), две НВ электрические обмотки (правая - S4, левая - S5) и цилиндрический металлический бак 7, в котором находится ВВ регулятор напряжения R. Электрические обмотки S1, S2, S3, S4, S5 попарно связаны между собой электромагнитными связями M12, M25, M34.Inside the main metal tank of
Внутренние конструктивные элементы автотрансформатора, обмотки S1, S2, S3, S4, S5 с основным баком 6 и регулятор напряжения R с его баком 7, вместе с частями вводов 1, 2, 3, 4, 5, расположенных снаружи и внутри бака 6, и отрезками соединительных проводников представляют собой совокупность внутренних и внешне-внутренних высокочастотных и сверхвысокочастотных колебательных цепей. При этом экраном для обмоток S1, S3 и внутренних частей h11, h21, h31, h41, h51 вводов напряжений 1, 2, 3, 4, 5 служит металлический корпус основного прямоугольного бака автотрансформатора 6. Экраном для обмотки S2 является обмотка S1 (обмотка S2 расположена внутри обмотки S1), экраном для обмотки S4 служит обмотка S3 (обмотка S4 расположена внутри обмотки S3), экраном для обмотки S5 является обмотка S2 (обмотка S5 расположена внутри обмотки S2). Экраном для ВВ регулятора напряжения R служит металлический корпус цилиндрического бака 7 с масляным наполнением, изолированным от масляного наполнения основного бака автотрансформатора 6.Internal structural elements of the autotransformer, windings S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 with the
На первом этапе реализации заявляемого способа контроля ТС ЭЭО рассчитывают, применяя соотношения для расчета резонансных частот штыревых вибраторных антенн где n - число натурального ряда, определяющее номер резонанса, hi - высота излучающей части i-го конструктивного элемента, с - скорость света; а также программу для расчета и моделирования антенн MMANA-GAL, резонансные частоты и информативные частотные полосы излучений антенн вертикальной поляризации, состоящих из наружных вертикальных частей, изолированных от металлического корпуса контролируемого ЭЭО, проводов вводов этого оборудования, а также резонансные частоты и оптимальные информативные частотные полосы каждого внутреннего конструктивного элемента контролируемого ЭЭО, включая и сам металлический корпус, расположенные внутри одной или нескольких соседних информативных частотных полос излучений вышеуказанных антенн вертикальной поляризации.At the first stage of the implementation of the proposed method for monitoring the TS, the EEE is calculated using the ratios for calculating the resonance frequencies of the whip antenna where n is the natural number that determines the resonance number, h i is the height of the emitting part of the i-th structural element, c is the speed of light; as well as a program for calculating and modeling MMANA-GAL antennas, resonant frequencies and informative frequency bands of radiation of antennas of vertical polarization, consisting of external vertical parts isolated from the metal case of the controlled EEE, wires of the inputs of this equipment, as well as resonant frequencies and optimal informative frequency bands of each internal structural element of the controlled EEE, including the metal body itself, located inside one or more adjacent informative frequency bands of radiation of the above-mentioned antennas of vertical polarization.
Получены следующие результаты для основных конструктивных элементов контролируемых автотрансформаторов.The following results were obtained for the main structural elements of controlled autotransformers.
Значения информативных частотных полос основных (первых) резонансов излучений антенн вертикальной поляризации, образованных вертикальными частями вводов высотой h1, h2, h3, h4, h5:The values of the informative frequency bands of the main (first) resonances of the radiation of the antennas of vertical polarization formed by the vertical parts of the bushings with the height h 1 , h 2 , h 3 , h 4 , h 5 :
Δfν1 = 15,2 - 20,2 МГц;Δf ν1 = 15.2 - 20.2 MHz;
Δfν2 = 23,6 - 31,6 МГц;Δf ν2 = 23.6 - 31.6 MHz;
Δfν3 = 109 - 145 МГц;Δf ν3 = 109 - 145 MHz;
Δfν4,5 = 145,5 - 194,5 МГц.Δf ν4.5 = 145.5 - 194.5 MHz.
Квазигармонические электромагнитные колебания внутренних конструктивных элементов выводятся во внешнее пространство антеннами вертикальной поляризации, образованными вводами автотрансформаторов и спусками к ним. Значения оптимальных информативных частотных полос излучений внутренних конструктивных элементов контролируемых автотрансформаторов, включая обмотки S1, S2, S3, S4, S5 с основным баком 6 и регулятор напряжения R с его баком 7:Quasi-harmonic electromagnetic vibrations of internal structural elements are brought out into the external space by antennas of vertical polarization, formed by the inputs of autotransformers and descents to them. The values of the optimal informative frequency bands of radiation of the internal structural elements of the controlled autotransformers, including the windings S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 with the
ΔfS1 = 8 - 10,8 МГц;Δf S1 = 8-10.8 MHz;
ΔfS2 = 10,8 - 13,2 МГц;Δf S2 = 10.8-13.2 MHz;
ΔfS3 = 13,2 - 14,4 МГц;Δf S3 = 13.2-14.4 MHz;
ΔfS4 = 14,4 - 17,4 МГц;Δf S4 = 14.4 - 17.4 MHz;
ΔfS5 = 17,9 - 20,5 МГц;Δf S5 = 17.9 - 20.5 MHz;
ΔfH = 31,6 - 33 МГц;Δf H = 31.6 - 33 MHz;
ΔfR = 176 - 187 МГц.Δf R = 176 - 187 MHz.
Полученные значения схожи с аналогичными значениями, приведенными в способе-прототипе [2], что говорит о близости геометрических размеров контролируемых автотрансформаторов в заявляемом способе и способе-прототипе.The obtained values are similar to those given in the prototype method [2], which indicates the proximity of the geometric dimensions of the controlled autotransformers in the claimed method and the prototype method.
На втором этапе с помощью измерительного приемника, состоящего из анализатора спектра NS-30a и логопериодической антенны Дельта Н311-01, позволяющего регистрировать спектры электромагнитных излучений вертикальной поляризации в определенных ранее информативных частотных полосах, выделяют упомянутые информативные частотные полосы, характеризующие дефектности внешних и внутренних конструктивных элементов контролируемых автотрансформаторов.At the second stage, using a measuring receiver consisting of an NS-30a spectrum analyzer and a Delta N311-01 log-periodic antenna, which allows registering the spectra of electromagnetic radiation of vertical polarization in previously defined informative frequency bands, the mentioned informative frequency bands characterizing the defectiveness of external and internal structural elements are distinguished. controlled autotransformers.
На фиг. 2а, 2б, 2в, 3а, 3б, 3в представлены экспериментальные энергетические спектры излучений вертикальной поляризации для трех автотрансформаторов АТ-1 ф.А, АТ-1 ф.В, АТ-1 ф.С, зарегистрированные в частотных диапазонах 5-35 МГц и 108-198 МГц соответственно.FIG. 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c show the experimental energy spectra of radiation of vertical polarization for three autotransformers AT-1 f.A, AT-1 f.V, AT-1 f.C, recorded in the frequency ranges 5-35 MHz and 108-198 MHz, respectively.
В верхних частях фиг. 2а, 3а нанесены обозначения информативных частотных полос излучений внешних и внутренних конструктивных элементов контролируемых автотрансформаторов.In the upper portions of FIG. 2a, 3a mark the informative frequency bands of radiation of external and internal structural elements of controlled autotransformers.
На третьем этапе осуществляется процедура фильтрации имеющихся энергетических спектров излучений вертикальной поляризации, зарегистрированных от автотрансформаторов АТ-1 ф.А, АТ-1 ф.В, АТ-1 ф.С в эквивалентных условиях. Поскольку внешние конструктивных элементы ЭЭО имеют относительно низкую добротность (Q≈3,5), устранение высокодобротных излучений с энергетических спектров позволяет повысить их информативность для оценки степени дефектности внешних конструктивных элементов.At the third stage, the procedure of filtering the available energy spectra of radiation of vertical polarization, recorded from the autotransformers AT-1 f.A, AT-1 f.V, AT-1 f.S in equivalent conditions, is carried out. Since the external structural elements of the EEE have a relatively low quality factor (Q≈3.5), the elimination of high-quality radiation from the energy spectra makes it possible to increase their information content for assessing the degree of defectiveness of external structural elements.
В случае фиг. 2 и 3 целесообразно использовать следующий рекурсивный фильтр второго порядка:In the case of FIG. 2 and 3, it is advisable to use the following second-order recursive filter:
где и - i-е значения исходного и низкодобротного энергетических спектров соответственно;Where and - i-th values of the initial and low-quality energy spectra, respectively;
A - коэффициент, соответствующий настройкам измерительной аппаратуры при регистрации ЭМИ на определенном участке частот;A is the coefficient corresponding to the settings of the measuring equipment when registering EMP at a certain frequency section;
- частотный интервал между соседними значениями спектра, МГц; - frequency interval between adjacent spectrum values, MHz;
n = 2 - порядок фильтра.n = 2 - filter order.
Полученные энергетические спектры низкодобротных излучений представлены на фиг. 4а, 4б, 4в, 5а, 5б, 5в.The obtained energy spectra of low-Q radiation are shown in Fig. 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c.
На четвертом этапе, на основании имеющихся энергетических спектров излучений вертикальной поляризации, зарегистрированных от автотрансформаторов АТ-1 ф.А, АТ-1 ф.В, АТ-1 ф.С в эквивалентных условиях, составляют энергетические спектры излучений эталонного оборудованияAt the fourth stage, based on the available energy spectra of radiation of vertical polarization, recorded from autotransformers AT-1 f.A, AT-1 f.B, AT-1 f.C in equivalent conditions, the energy spectra of the radiation of the reference equipment are compiled
Для примера рассмотрим процесс построения энергетического спектра излучений эталонного оборудования на частоте 50 МГц. Среди имеющихся энергетических спектров излучений автотрансформаторов АТ-1 ф.А, АТ-1 ф.В, АТ-1 ф.С (фиг. 2а, 2б, 2в, 3а, 3б, 3в) частоте 50 МГц соответствуют следующие интенсивности ЭМИ:As an example, consider the process of constructing the energy spectrum of the radiation of reference equipment at a frequency of 50 MHz. Among the available energy emission spectra of autotransformers AT-1 f.A, AT-1 f.V, AT-1 f.C (Fig.2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c), the following EMR intensities correspond to a frequency of 50 MHz:
- АТ-1 ф.А: минус 154,077 дБВт/Гц;- AT-1 ph.A: minus 154.077 dBW / Hz;
- АТ-1 ф.В: минус 153,078 дБВт/Гц;- AT-1 ph.V: minus 153.078 dBW / Hz;
- АТ-1 ф.С: минус 154,516 дБВт/Гц.- AT-1 f.S: minus 154.516 dBW / Hz.
Наименьшей для данной частоты является интенсивность ЭМИ автотрансформатора АТ-1 ф.С. Следовательно, энергетический спектр излучений эталонного оборудования на частоте 50 МГц будет иметь значение интенсивности ЭМИ минус 154,516 дБВт/Гц.The lowest for this frequency is the intensity of the EMR of the AT-1 f.S. autotransformer. Consequently, the energy spectrum of the reference equipment at a frequency of 50 MHz will have an EMP intensity value minus 154.516 dBW / Hz.
На фиг. 2г, 3г представлены составные энергетические спектры излучений эталонного автотрансформатора (эталона), а на фиг. 4г, 5г представлены составные энергетические спектры низкодобротных излучений эталонного автотрансформатора (низкодобротного эталона), построенные в частотных диапазонах 5-35 МГц и 108-198 МГц.FIG. 2d, 3d show the composite energy spectra of the radiation of the reference autotransformer (reference), and in Fig. 4d, 5d show the composite energy spectra of low-quality emissions from a reference autotransformer (low-quality standard), plotted in the frequency ranges of 5-35 MHz and 108-198 MHz.
На пятом этапе определяют значения квалификационных свойств квазигармонических электромагнитных колебаний в информативных частотных полосах энергетических спектров излучений вертикальной поляризации, формируют критерии и устанавливают дефектность каждого основного конструктивного элемента контролируемых автотрансформаторов.At the fifth stage, the values of the qualification properties of quasi-harmonic electromagnetic oscillations in the informative frequency bands of the energy spectra of radiation of vertical polarization are determined, criteria are formed and the defectiveness of each main structural element of the controlled autotransformers is determined.
В качестве квалификационных свойств, характеризующих дефектность основных внешних конструктивных элементов автотрансформаторов, будем использовать значения интегральных мощностей электромагнитных колебаний вертикальной поляризации, излучаемых в каждой из выделенных информативных частотных полос Δfνi, где i - порядковый номер ввода.As qualification properties characterizing the defectiveness of the main external structural elements of autotransformers, we will use the values of the integrated powers of electromagnetic oscillations of vertical polarization, emitted in each of the selected informative frequency bands Δf νi , where i is the serial number of the input.
Процедуру определения значений интегральных мощностей электромагнитных колебаний вертикальной поляризации, излучаемых в каждой из выделенных информативных частотных полос Δfνi, можно выполнить различными способами. В прототипе [2] использовался способ, предлагающий определять значения интегральных мощностей путем регистрации числа пиков излучений с интенсивностями, равными и выше граничного уровня γal. Выбор же значения самого граничного уровня γal производится так, чтобы применительно к уже имеющимся экспериментальным данным получить не менее трех различимых градаций дефектностей «i»-х вводов исследуемых автотрансформаторов. Этот способ не подходит к данному случаю главным образом по причине отсутствия достоверных сведений о фактических дефектностях контролируемых автотрансформаторов. В отличие от случая прототипа [2] все три автотрансформатора имеют одинаковый срок службы и вполне могут иметь одинаковый уровень дефектности.The procedure for determining the values of the integrated powers of electromagnetic oscillations of vertical polarization, emitted in each of the selected informative frequency bands Δf νi , can be performed in various ways. In the prototype [2], a method was used that proposes to determine the values of the integral powers by registering the number of peaks of radiation with intensities equal to and above the boundary level γ al . The choice of the value of the very boundary level γ al is made so that, in relation to the already available experimental data, to obtain at least three distinguishable gradations of defectiveness of the "i" -th inputs of the investigated autotransformers. This method is not suitable for this case, mainly due to the lack of reliable information about the actual defects of controlled autotransformers. In contrast to the case of the prototype [2], all three autotransformers have the same service life and may well have the same level of defect.
Для определения значений интегральных мощностей электромагнитных колебаний вертикальной поляризации можно вычислить эти мощности напрямую, путем интегрирования энергетических спектров низкодобротных излучений в пределах каждой из выделенных информативных частотных полос Δfνi. Данная процедура выполнена с помощью программы Microsoft Office Excel с целью получения максимальной точности при минимальных затратах времени.To determine the values of the integrated powers of electromagnetic oscillations of vertical polarization, these powers can be calculated directly by integrating the energy spectra of low-Q radiation within each of the selected informative frequency bands Δf νi . This procedure was performed using the Microsoft Office Excel program in order to obtain maximum accuracy with a minimum amount of time.
В результате вычислений получены следующие значения интегральных мощностей энергетических спектров низкодобротных излучений вертикальной поляризации, зарегистрированных в каждой из выделенных информативных частотных полос Δfνi.As a result of calculations, the following values of the integral powers of the energy spectra of low-Q radiation of vertical polarization, recorded in each of the selected informative frequency bands Δf νi, were obtained .
Для информативной частотной полосы Δfν1, характеризующей техническое состояние ввода 1:For the informative frequency band Δf ν1 , characterizing the technical condition of input 1:
- АТ-1 фаза А - 8,331⋅10-9 Вт;- AT-1 phase A - 8.331⋅10 -9 W;
- АТ-1 фаза В - 1,572⋅10-8 Вт;- AT-1 phase B - 1.572⋅10 -8 W;
- АТ-1 фаза С - 5,285⋅10-9 Вт;- AT-1 phase C - 5.285⋅10 -9 W;
- низкодобротный эталон - 5,009⋅10-9 Вт.- low-quality standard - 5.009⋅10 -9 W.
Для информативной частотной полосы Δfν2, характеризующей техническое состояние ввода 2:For the informative frequency band Δf ν2 , characterizing the technical condition of input 2:
- АТ-1 фаза А - 5,189⋅10-9 Вт;- AT-1 phase A - 5.189⋅10 -9 W;
- АТ-1 фаза В - 4,886⋅10-9 Вт;- AT-1 phase B - 4.886⋅10 -9 W;
- АТ-1 фаза С - 3,550⋅10-9 Вт;- AT-1 phase C - 3.550⋅10 -9 W;
- низкодобротный эталон - 3,031⋅10-9 Вт.- low-quality standard - 3.031⋅10 -9 W.
Для информативной частотной полосы Δfν3, характеризующей техническое состояние ввода 3:For informative frequency band Δf ν3 , characterizing the technical condition of input 3:
- АТ-1 фаза А - 2,247⋅10-8 Вт;- AT-1 phase A - 2.247⋅10 -8 W;
- АТ-1 фаза В - 1,466⋅10-8 Вт;- AT-1 phase B - 1.466⋅10 -8 W;
- АТ-1 фаза С - 1,241⋅10-8 Вт;- AT-1 phase C - 1.241⋅10 -8 W;
- низкодобротный эталон - 1,107⋅10-8 Вт.- low-quality standard - 1.107⋅10 -8 W.
Для информативной частотной полосы Δfν4,5, характеризующей техническое состояние вводов 4 и 5:For the informative frequency band Δf ν4.5 , characterizing the technical condition of inputs 4 and 5:
- АТ-1 фаза А - 1,441⋅10-8 Вт;- AT-1 phase A - 1.441⋅10 -8 W;
- АТ-1 фаза В - 1,336⋅10-8 Вт;- AT-1 phase B - 1.336⋅10 -8 W;
- АТ-1 фаза С - 1,325⋅10-8 Вт;- AT-1 phase C - 1.325⋅10 -8 W;
- низкодобротный эталон - 1,234⋅10-8 Вт.- low-quality standard - 1.234⋅10 -8 W.
С учетом полученных данных и накопленного опыта в применении заявляемого способа контроля технического состояния электроэнергетического оборудования можно сформулировать следующие критерии для определения дефектностей «i»-х вводов контролируемых автотрансформаторов по их низкодобротным излучениям вертикальной поляризации в информативных частотных полосах Δfνi:Taking into account the data obtained and the accumulated experience in the application of the proposed method for monitoring the technical condition of electric power equipment, the following criteria can be formulated for determining the defects of the "i" -x inputs of controlled autotransformers by their low-quality radiation of vertical polarization in informative frequency bands Δf νi :
- слабая дефектность ввода - интегральная мощность низкодобротных излучений вертикальной поляризации в информативной частотной полосе «i»-го ввода контролируемого автотрансформатора превышает аналогичную интегральную мощность низкодобротного эталона менее чем в 3 раза;- weak defectiveness of the input - the integrated power of low-quality radiation of vertical polarization in the informative frequency band of the "i" -th input of the controlled autotransformer exceeds the similar integrated power of the low-quality standard by less than 3 times;
- умеренная дефектность ввода - интегральная мощность низкодобротных излучений вертикальной поляризации в информативной частотной полосе «i»-го ввода контролируемого автотрансформатора превышает аналогичную интегральную мощность низкодобротного эталона в 3-8 раз;- Moderate defectiveness of the input - the integrated power of low-quality radiation of vertical polarization in the informative frequency band "i" -th input of the controlled autotransformer exceeds the similar integrated power of the low-quality standard by 3-8 times;
- сильная дефектность ввода - интегральная мощность низкодобротных излучений вертикальной поляризации в информативной частотной полосе «i»-го ввода контролируемого автотрансформатора превышает аналогичную интегральную мощность низкодобротного эталона более чем в 8 раз.- strong defectiveness of the input - the integrated power of low-quality radiation of vertical polarization in the informative frequency band of the "i" -th input of the controlled autotransformer exceeds the analogous integrated power of the low-quality standard by more than 8 times.
Для определения дефектности «i»-х вводов исследуемых автотрансформаторов запишем кратности интегральных мощностей электромагнитных колебаний вертикальной поляризации в информативных частотных полосах Δfνi.To determine the defectiveness of the "i" -th inputs of the investigated autotransformers, we will write down the multiplicity of the integral powers of electromagnetic oscillations of vertical polarization in the informative frequency bands Δf νi .
Для информативной частотной полосы Δfν1, характеризующей техническое состояние ввода 1:For the informative frequency band Δf ν1 , characterizing the technical condition of input 1:
- АТ-1 фаза А - превышение эталонного значения в 1,66 раза;- AT-1 phase A - exceeding the reference value by 1.66 times;
- АТ-1 фаза В - превышение эталонного значения в 3,14 раза;- AT-1 phase B - exceeding the reference value by 3.14 times;
- АТ-1 фаза С - превышение эталонного значения в 1,06 раза.- AT-1 phase C - exceeding the reference value by 1.06 times.
Для информативной частотной полосы Δfν2, характеризующей техническое состояние ввода 2:For the informative frequency band Δf ν2 , characterizing the technical condition of input 2:
- АТ-1 фаза А - превышение эталонного значения в 1,71 раза;- AT-1 phase A - exceeding the reference value by 1.71 times;
- АТ-1 фаза В - превышение эталонного значения в 1,61 раза;- AT-1 phase B - exceeding the reference value by 1.61 times;
- АТ-1 фаза С - превышение эталонного значения в 1,17 раза.- AT-1 phase C - exceeding the reference value by 1.17 times.
Для информативной частотной полосы Δfν3, характеризующей техническое состояние ввода 3:For informative frequency band Δf ν3 , characterizing the technical condition of input 3:
- АТ-1 фаза А - превышение эталонного значения в 2,03 раза;- AT-1 phase A - exceeding the reference value by 2.03 times;
- АТ-1 фаза В - превышение эталонного значения в 1,32 раза;- AT-1 phase B - exceeding the reference value by 1.32 times;
- АТ-1 фаза С - превышение эталонного значения в 1,12 раза.- AT-1 phase C - exceeding the reference value by 1.12 times.
Для информативной частотной полосы Δfν4,5, характеризующей техническое состояние вводов 4 и 5:For the informative frequency band Δf ν4.5 , characterizing the technical condition of inputs 4 and 5:
- АТ-1 фаза А - превышение эталонного значения в 1,17 раза;- AT-1 phase A - exceeding the reference value by 1.17 times;
- АТ-1 фаза В - превышение эталонного значения в 1,08 раза;- AT-1 phase B - exceeding the reference value by 1.08 times;
- АТ-1 фаза С - превышение эталонного значения в 1,07 раза.- AT-1 phase C - exceeding the reference value by 1.07 times.
Применяя сформированные критерии к экспериментальным данным, получим следующие оценки для дефектностей вводов исследуемых однотипных автотрансформаторов:Applying the formed criteria to the experimental data, we obtain the following estimates for the defectiveness of the bushings of the investigated autotransformers of the same type:
- АТ-1 фаза А: дефектности всех вводов - слабые;- AT-1 phase A: defectiveness of all inputs - weak;
- АТ-1 фаза В: дефектность ввода 1 - умеренная, дефектности остальных вводов - слабые;- AT-1 phase B: the defectiveness of bushing 1 is moderate, the defectiveness of other bushings is weak;
- АТ-1 фаза С: дефектности всех вводов - слабые.- AT-1 phase C: defectiveness of all inputs - weak.
Отметим, что сравнение кратностей интегральных мощностей электромагнитных колебаний вертикальной поляризации, излучаемых в каждой из выделенных информативных частотных полос Δfνi, без проведения фильтрации спектров от высокодобротных излучений и при отсутствии составного эталонного спектра, как это подразумевалось в прототипе [2], неизбежно заставило бы принимать за эталон участок спектра ЭМИ имеющегося автотрансформатора с наименьшей интегральной мощностью в пределах конкретной частотной полосы Δfνi, а сами значения интегральной мощности были бы больше на величину от 3 до 725 процентов.Note that a comparison of the multiplicities of the integrated powers of electromagnetic oscillations of vertical polarization emitted in each of the selected informative frequency bands Δf νi , without filtering the spectra from high-Q radiation and in the absence of a composite reference spectrum, as implied in the prototype [2], would inevitably make for the standard, the section of the EMP spectrum of the available autotransformer with the lowest integrated power within a specific frequency band Δf νi , and the values of the integrated power themselves would be greater by an amount from 3 to 725 percent.
Например, для информативной частотной полосы Δfν1, характеризующей техническое состояние ввода 1, были бы получены следующие значения интегральных мощностей энергетических спектров излучений вертикальной поляризации:For example, for the informative frequency band Δf ν1 characterizing the technical condition of bushing 1, the following values of the integral powers of the energy spectra of radiation of vertical polarization would be obtained:
- АТ-1 фаза А - 6,877⋅10-8 Вт;- AT-1 phase A - 6.877⋅10 -8 W;
- АТ-1 фаза В - 3,834⋅10-8 Вт;- AT-1 phase B - 3.834⋅10 -8 W;
- АТ-1 фаза С (эталон) - 3,539⋅10-8 Вт.- AT-1 phase C (standard) - 3.539⋅10 -8 W.
При этом степень дефектности каждого ввода контролируемого оборудования была бы оценена как слабая, а кратность интегральных мощностей электромагнитных колебаний вертикальной поляризации в информативной частотной полосы Δfν1, характеризующей техническое состояние ввода 1, для АТ-1 фазы В составляла бы всего 1,08. Такая разница в результатах вызвана присутствием на энергетических спектрах излучений АТ-1 фазы С значительного числа высокодобротных излучений, не относящихся к техническому состоянию ввода 1 автотрансформатора.In this case, the degree of defectiveness of each bushing of the monitored equipment would be assessed as weak, and the multiplicity of the integral powers of electromagnetic oscillations of vertical polarization in the informative frequency band Δf ν1 , which characterizes the technical condition of bushing 1, for AT-1 of phase B would be only 1.08. Such a difference in the results is caused by the presence of a significant number of high-Q emissions on the energy spectra of the AT-1 phase C emissions, which are not related to the technical state of the input 1 of the autotransformer.
Таким образом, проведение процедуры фильтрации и применение составного эталонного энергетического спектра излучений вертикальной поляризации позволило повысить не только точность и надежность, но и качество выявления дефектов вводов на примере контролируемых автотрансформаторов.Thus, the filtering procedure and the use of a composite reference energy spectrum of radiation of vertical polarization made it possible to increase not only the accuracy and reliability, but also the quality of detecting bushing defects using the example of controlled autotransformers.
В качестве квалификационных свойств, характеризующих дефектность основных внутренних конструктивных элементов автотрансформаторов, будем использовать значения максимальных интенсивностей пиков электромагнитных колебаний в оптимальных информативных частотных полосах ΔfKj для каждого Kj-го внутреннего конструктивного элемента, где K обозначает тип элемента, j - его порядковый номер.As qualification properties characterizing the defectiveness of the main internal structural elements of autotransformers, we will use the values of the maximum intensities of the peaks of electromagnetic oscillations in the optimal informative frequency bands Δf Kj for each K j -th internal structural element, where K denotes the type of element, j is its serial number.
Максимальные интенсивности пиков электромагнитных колебаний в оптимальной информативной частотной полосе ΔfS1, характеризующей техническое состояние ВВ обмотки S1 (и частей S11 *, S11 ** этой обмотки), в энергетических спектрах излучений вертикальной поляризации контролируемых автотрансформаторов составляют (см. фиг. 2):The maximum intensities of peaks of electromagnetic oscillations in the optimal informative frequency band Δf S1 , characterizing the technical state of the explosive winding S 1 (and parts S 11 * , S 11 ** of this winding), in the energy spectra of the radiation of vertical polarization of controlled autotransformers are (see Fig. 2 ):
- АТ-1 фаза А: минус 136,83 дБВт/Гц;- АТ-1 phase А: minus 136.83 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза В: минус 143,91 дБВт/Гц;- AT-1 phase B: minus 143.91 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза С: минус 140,83 дБВт/Гц;- АТ-1 phase С: minus 140.83 dBW / Hz;
- эталон: минус 147,22 дБВт/Гц.- standard: minus 147.22 dBW / Hz.
Максимальные интенсивности пиков электромагнитных колебаний в оптимальной информативной частотной полосе ΔfS2, характеризующей техническое состояние ВВ обмотки S2, в энергетических спектрах излучений вертикальной поляризации контролируемых автотрансформаторов составляют (см. фиг. 2):The maximum peak intensity of electromagnetic waves in an optimal informative frequency band Δf S2, the technical status of BB winding S 2, the energy spectra of radiation of vertical polarization controlled up autotransformers (see FIG 2..):
- АТ-1 фаза А: минус 134,27 дБВт/Гц;- АТ-1 phase А: minus 134.27 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза В: минус 141,69 дБВт/Гц;- AT-1 phase B: minus 141.69 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза С: минус 140,66 дБВт/Гц;- АТ-1 phase С: minus 140.66 dBW / Hz;
- эталон: минус 145,52 дБВт/Гц.- standard: minus 145.52 dBW / Hz.
Максимальные интенсивности пиков электромагнитных колебаний в оптимальной информативной частотной полосе ΔfS3, характеризующей техническое состояние ВВ обмотки S3, в энергетических спектрах излучений вертикальной поляризации контролируемых автотрансформаторов составляют (см. фиг. 2):The maximum intensities of the peaks of electromagnetic oscillations in the optimal informative frequency band Δf S3 , which characterizes the technical condition of the explosives of the winding S 3 , in the energy spectra of the radiation of vertical polarization of controlled autotransformers are (see Fig. 2):
- АТ-1 фаза А: минус 123,18 дБВт/Гц;- АТ-1 phase А: minus 123.18 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза В: минус 139,08 дБВт/Гц;- AT-1 phase B: minus 139.08 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза С: минус 141,25 дБВт/Гц;- АТ-1 phase С: minus 141.25 dBW / Hz;
- эталон: минус 145,30 дБВт/Гц.- reference: minus 145.30 dBW / Hz.
Максимальные интенсивности пиков электромагнитных колебаний в оптимальной информативной частотной полосе ΔfS4, характеризующей техническое состояние НВ обмотки S4, в энергетических спектрах излучений вертикальной поляризации контролируемых автотрансформаторов составляют (см. фиг. 2):The maximum intensities of the peaks of electromagnetic oscillations in the optimal informative frequency band Δf S4 , which characterizes the technical condition of the NV winding S 4 , in the energy spectra of the radiation of vertical polarization of controlled autotransformers are (see Fig. 2):
- АТ-1 фаза А: минус 121,18 дБВт/Гц;- АТ-1 phase А: minus 121.18 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза В: минус 125,91 дБВт/Гц;- AT-1 phase B: minus 125.91 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза С: минус 134,15 дБВт/Гц;- AT-1 phase C: minus 134.15 dBW / Hz;
- эталон: минус 137,11 дБВт/Гц.- standard: minus 137.11 dBW / Hz.
Максимальные интенсивности пиков электромагнитных колебаний в оптимальной информативной частотной полосе ΔfS5, характеризующей техническое состояние НВ обмотки S5, в энергетических спектрах излучений вертикальной поляризации контролируемых автотрансформаторов составляют (см. фиг. 2):The maximum intensities of the peaks of electromagnetic oscillations in the optimal informative frequency band Δf S5 , which characterizes the technical condition of the NV winding S 5 , in the energy spectra of the radiation of vertical polarization of controlled autotransformers are (see Fig. 2):
- АТ-1 фаза А: минус 144,13 дБВт/Гц;- АТ-1 phase А: minus 144.13 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза В: минус 139,77 дБВт/Гц;- AT-1 phase B: minus 139.77 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза С: минус 140,55 дБВт/Гц;- АТ-1 phase С: minus 140.55 dBW / Hz;
- эталон: минус 145,38 дБВт/Гц.- standard: minus 145.38 dBW / Hz.
Максимальные интенсивности пиков электромагнитных колебаний в оптимальной информативной частотной полосе ΔfН, характеризующей техническое состояние основного бака 6, в энергетических спектрах излучений вертикальной поляризации контролируемых автотрансформаторов составляют (см. фиг. 2):The maximum intensities of the peaks of electromagnetic oscillations in the optimal informative frequency band Δf H , characterizing the technical condition of the
- АТ-1 фаза А: минус 147,71 дБВт/Гц;- АТ-1 phase А: minus 147.71 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза В: минус 147,27 дБВт/Гц;- AT-1 phase B: minus 147.27 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза С: минус 148,96 дБВт/Гц;- АТ-1 phase С: minus 148.96 dBW / Hz;
- эталон: минус 150,85 дБВт/Гц.- standard: minus 150.85 dBW / Hz.
Максимальные интенсивности пиков электромагнитных колебаний в оптимальной информативной частотной полосе ΔfR, характеризующей техническое состояние ВВ регулятора напряжения R с баком 7, в энергетических спектрах излучений вертикальной поляризации контролируемых автотрансформаторов составляют (см. фиг. 3):The maximum intensities of the peaks of electromagnetic waves in the optimal informative frequency band Δf R , which characterizes the technical state of the explosives of the voltage regulator R with
- АТ-1 фаза А: минус 150,21 дБВт/Гц;- АТ-1 phase А: minus 150.21 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза В: минус 150,24 дБВт/Гц;- AT-1 phase B: minus 150.24 dBW / Hz;
- АТ-1 фаза С: минус 150,65 дБВт/Гц;- АТ-1 phase С: minus 150.65 dBW / Hz;
- эталон: минус 152,49 дБВт/Гц.- standard: minus 152.49 dBW / Hz.
С учетом полученных данных и накопленного опыта в применении заявляемого способа контроля технического состояния электроэнергетического оборудования можно сформулировать следующие критерии для определения дефектностей внутренних Kj-х конструктивных элементов контролируемых автотрансформаторов по их ЭМИ вертикальной поляризации в информативных частотных полосах ΔfKj, аналогичные способу-прототипу [2]:Taking into account the data obtained and the accumulated experience in the application of the proposed method for monitoring the technical condition of electric power equipment, the following criteria can be formulated for determining the defects of the internal Kj-x structural elements of monitored autotransformers by their EMP of vertical polarization in informative frequency bands Δf Kj , similar to the prototype method [2] :
- слабая дефектность - максимальные интенсивности пиков излучений менее чем на 20 дБ превышают аналогичные в спектре эталонного образца;- weak defectiveness - the maximum intensities of the radiation peaks are less than 20 dB higher than those in the spectrum of the reference sample;
- умеренная дефектность - максимальные интенсивности пиков излучений на 20-40 дБ превышают аналогичные в спектре эталонного образца;- moderate defectiveness - the maximum intensities of the radiation peaks are 20-40 dB higher than those in the spectrum of the reference sample;
- сильная дефектность - максимальные интенсивности пиков излучений более чем на 40 дБ превышают аналогичные в спектре эталонного образца.- strong defectiveness - the maximum intensities of the radiation peaks are more than 40 dB higher than those in the spectrum of the reference sample.
Используя сформированные критерии, определим дефектности всех основных внутренних конструктивных элементов в контролируемых автотрансформаторах:Using the formed criteria, we will determine the defectiveness of all the main internal structural elements in controlled autotransformers:
- АТ-1 фаза А: дефектности ВВ обмоток S1, S2, НВ обмоток S4, S5, заземленного основного бака автотрансформатора 6 и ВВ регулятора напряжения R с баком 7 - слабые; дефектность ВВ обмотки S3 - умеренная;- AT-1 phase A: defectiveness of HV windings S 1 , S 2 , HB windings S 4 , S 5 , grounded main tank of
- АТ-1 фаза В: дефектности ВВ обмоток S1, S2, S3, НВ обмоток S4, S5, заземленного основного бака автотрансформатора 6 и ВВ регулятора напряжения R с баком 7 - слабые;- AT-1 phase B: defectiveness of HV windings S 1 , S 2 , S 3 , HB windings S 4 , S 5 , grounded main tank of
- АТ-1 фаза С: дефектности ВВ обмоток S1, S2, S3, НВ обмоток S4, S5, заземленного основного бака автотрансформатора 6 и ВВ регулятора напряжения R с баком 7 - слабые.- AT-1 phase C: defectiveness of HV windings S 1 , S 2 , S 3 , HB windings S 4 , S 5 , grounded main tank of
Отметим, что в случае отсутствия составного эталонного энергетического спектра, как это подразумевалось в способе-прототипе [2], значения максимальных интенсивностей пиков излучений эталонных участков реальных энергетических спектров были бы выше:Note that in the absence of a composite reference energy spectrum, as implied in the prototype method [2], the values of the maximum intensities of the radiation peaks of the reference sections of the real energy spectra would be higher:
- для ΔfS1 - на 3,31 дБ;- for Δf S1 - by 3.31 dB;
- для ΔfS2 - на 3,83 дБ;- for Δf S2 - by 3.83 dB;
- для ΔfS3 - на 4,05 дБ;- for Δf S3 - by 4.05 dB;
- для ΔfS4 - на 2,96 дБ;- for Δf S4 - by 2.96 dB;
- для ΔfS5 - на 1,25 дБ;- for Δf S5 - by 1.25 dB;
- для ΔfН - на 1,89 дБ;- for Δf Н - by 1.89 dB;
- для ΔfR - на 1,84 дБ.- for Δf R - by 1.84 dB.
При этом максимальная интенсивность пика электромагнитных колебаний в оптимальной информативной частотной полосе ΔfS3 для ВВ обмотки S3 в энергетическом спектре автотрансформатора АТ-1 ф.А превышала бы эталонное значение только на 18,07 дБ (а не на 22,12, как в заявляемом способе), что характеризовало бы дефектность обмотки как слабую, а не умеренную.At the same time, the maximum intensity of the peak of electromagnetic oscillations in the optimal informative frequency band Δf S3 for the explosive winding S 3 in the energy spectrum of the AT-1 f.A autotransformer would exceed the reference value only by 18.07 dB (and not by 22.12, as in the claimed method), which would characterize the defectiveness of the winding as weak, not moderate.
Таким образом, применение составного эталонного энергетического спектра излучений вертикальной поляризации позволило повысить не только точность и надежность, но и качество выявления дефектов внутренних конструктивных элементов ЭЭО на примере контролируемых автотрансформаторов.Thus, the use of a composite reference energy spectrum of radiation of vertical polarization made it possible to increase not only the accuracy and reliability, but also the quality of detecting defects in the internal structural elements of the EEE using the example of controlled autotransformers.
На шестом этапе с учетом полученных данных о дефектностях внешних и внутренних конструктивных элементов контролируемых автотрансформаторов разрабатывают критерии определения полных дефектностей и, применяя эти критерии, определяют полные дефектности контролируемых автотрансформаторов.At the sixth stage, taking into account the data obtained on the defects of external and internal structural elements of controlled autotransformers, criteria for determining complete defects are developed and, applying these criteria, the complete defects of controlled autotransformers are determined.
На основе полученных выше данных о дефектностях внешних и внутренних конструктивных элементов контролируемых автотрансформаторов можно сформулировать следующие критерии для определения их полных дефектностей, аналогичные способу-прототипу [2]:Based on the data obtained above on the defects of external and internal structural elements of controlled autotransformers, the following criteria can be formulated for determining their complete defects, similar to the prototype method [2]:
- слабая полная дефектность автотрансформатора соответствует слабым дефектностям всех его основных конструктивных элементов;- weak complete defectiveness of the autotransformer corresponds to weak defectiveness of all its main structural elements;
- умеренная полная дефектность автотрансформатора соответствует умеренным дефектностям 1-12 его основных конструктивных элементов при слабых дефектностях остальных конструктивных элементов;- moderate complete defectiveness of the autotransformer corresponds to moderate defects 1-12 of its main structural elements with weak defects of other structural elements;
- сильная полная дефектность автотрансформатора соответствует сильным дефектностям 1-6 его основных конструктивных элементов при слабых и (или) умеренных дефектностях остальных конструктивных элементов;- strong complete defectiveness of the autotransformer corresponds to strong defects 1-6 of its main structural elements with weak and (or) moderate defects of other structural elements;
- опасная полная дефектность автотрансформатора соответствует сильным дефектностям 7-12 его основных конструктивных элементов при слабых и (или) умеренных дефектностях остальных конструктивных элементов.- dangerous complete defectiveness of the autotransformer corresponds to strong defectiveness of 7-12 of its main structural elements with weak and (or) moderate defectiveness of other structural elements.
Используя полученные критерии, определим полные дефектности контролируемых автотрансформаторов.Using the obtained criteria, we will determine the total defectiveness of controlled autotransformers.
- АТ-1 фаза А: дефектности вводов 1, 2, 3, 4, 5, обмоток S1, S2, S4, S5, основного бака автотрансформатора 6 и ВВ регулятора напряжения R с баком 7 - слабые; дефектность обмотки S3 - умеренная; полная дефектность - умеренная;- АТ-1 phase А: defectiveness of
- АТ-1 фаза В: дефектности вводов 2, 3, 4, 5, обмоток S1, S2, S3, S4, S5, основного бака автотрансформатора 6 и ВВ регулятора напряжения R с баком 7 - слабые; дефектность ввода 1 - умеренная; полная дефектность - умеренная;- AT-1 phase B: defectiveness of
- АТ-1 фаза С: дефектности всех основных конструктивных элементов - слабые; полная дефектность - слабая.- AT-1 phase C: defectiveness of all main structural elements - weak; complete defectiveness is weak.
Отметим, что в случае отсутствия составного эталонного энергетического спектра, а также без проведения фильтрации энергетических спектров для оценки технического состояния внешних конструктивных элементом, как это подразумевалось в способе-прототипе [2], полная дефектность автотрансформаторов АТ-1 ф.А и АТ-1 ф.В была бы оценена как слабая, а не умеренная.Note that in the absence of a composite reference energy spectrum, as well as without filtering the energy spectra to assess the technical condition of external structural elements, as implied in the prototype method [2], the complete defectiveness of autotransformers AT-1 f.A and AT-1 W would be judged weak rather than moderate.
Таким образом, выводы, сделанные на основе анализа измеренных энергетических спектров излучений вертикальной поляризации и определения с применением заявляемого способа контроля технического состояния электроэнергетического оборудования дефектностей основных внутренних и внешних конструктивных элементов и полных дефектностей контролируемых автотрансформаторов, качественно уточняют и дополняют выводы, которые были бы получены при применении способа-прототипа [2]. Полученные выводы находятся в хорошем согласии с результатами регламентных испытаний по оценке технического состояния рассмотренных в данном примере автотрансформаторов, проведенными согласно [5, 6].Thus, the conclusions drawn on the basis of the analysis of the measured energy spectra of the radiation of vertical polarization and determination, using the proposed method for monitoring the technical condition of electric power equipment, the defects of the main internal and external structural elements and the complete defects of the monitored autotransformers, qualitatively clarify and supplement the conclusions that would be obtained with application of the prototype method [2]. The findings are in good agreement with the results of routine tests to assess the technical condition of the autotransformers considered in this example, carried out according to [5, 6].
Приведенный пример реализации заявляемого способа контроля технического состояния электроэнергетического оборудования показывает его преимущества в сравнении со способом-прототипом [2] в плане повышения надежности диагностирования дефектности контролируемого оборудования благодаря увеличению точности оценки технического состояния его конструктивных элементов.The given example of the implementation of the proposed method for monitoring the technical condition of electric power equipment shows its advantages in comparison with the prototype method [2] in terms of improving the reliability of diagnosing the defectiveness of the monitored equipment by increasing the accuracy of assessing the technical state of its structural elements.
Из сказанного следует, что заявляемый способ контроля технического состояния ЭЭО обладает, в сравнении с прототипом [2] и аналогом [1], достаточной новизной, увеличенной точностью и повышенной надежностью диагностирования, дает возможность установления дефектности малого количества однотипного ЭЭО при его первичном обследовании, а также в случае очередного обследования, но при сильно отличающихся от предыдущих обследований условиях работы.From the above it follows that the claimed method for monitoring the technical state of the EEE has, in comparison with the prototype [2] and analogue [1], sufficient novelty, increased accuracy and increased diagnostic reliability, makes it possible to establish the defectiveness of a small amount of the same type of EEE during its initial examination, and also in the case of the next examination, but under very different working conditions from the previous examinations.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU 2311652, опубл. 27.11.2007 - аналог.1. Patent RU 2311652, publ. 11/27/2007 - analog.
2. Патент RU 2426997, опубл. 20.08.2011 - прототип.2. Patent RU 2426997, publ. 08/20/2011 - prototype.
3. Klokov V., Losev V., Popovich A., Silin N. Emitting model of the power electric equipment. Proceedings of the 8-th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology. S.Petersburg, June 16-19, 2009 (pp. 36-38).3. Klokov V., Losev V., Popovich A., Silin N. Emitting model of the power electric equipment. Proceedings of the 8-th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology. S. Petersburg, June 16-19, 2009 (pp. 36-38).
4. Klokov V., Losev V., Popovich A., Silin N. Diagnostics of power electric equipment according to its parasite electromagnetic radiation. Proceedings of the 8-th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology. S.Petersburg, June 16-19, 2009 (pp. 36-38).4. Klokov V., Losev V., Popovich A., Silin N. Diagnostics of power electric equipment according to its parasite electromagnetic radiation. Proceedings of the 8-th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology. S. Petersburg, June 16-19, 2009 (pp. 36-38).
5. РД 153-34.0-46.302-00. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле. - Москва, 2001. - 42 с.5. RD 153-34.0-46.302-00. Guidelines for the diagnosis of developing defects in transformer equipment based on the results of chromatographic analysis of gases dissolved in oil. - Moscow, 2001 .-- 42 p.
6. СТО 34.01-23.1-001-2017 Объем и нормы испытаний электрооборудования. - ПАО Россети, 2017. - 262 с.6. STO 34.01-23.1-001-2017 The scope and standards of testing of electrical equipment. - PJSC Rosseti, 2017 .-- 262 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134486A RU2749338C1 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Method for monitoring technical condition of electric power equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134486A RU2749338C1 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Method for monitoring technical condition of electric power equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2749338C1 true RU2749338C1 (en) | 2021-06-08 |
Family
ID=76301649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020134486A RU2749338C1 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Method for monitoring technical condition of electric power equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2749338C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2311652C1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-11-27 | Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской Академии наук (ИАПУ ДВО РАН) | Method for controlling technical state of electric power equipment |
RU2339960C1 (en) * | 2007-04-10 | 2008-11-27 | Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской Академии наук (ИАПУ ДВО РАН) | Method of controlling technical state of high-voltage electric power equipment |
CA2746446A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | American Electric Power Company, Inc. | System and method for detecting impaired electric power equipment |
RU2426997C1 (en) * | 2009-12-03 | 2011-08-20 | Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный институт коммуникаций" (ДВИК) | Method to control electric power generation equipment (epg) operating conditions |
CN102735976B (en) * | 2012-07-05 | 2014-07-02 | 金施特·尼古拉·弗拉基米罗维奇 | Monitoring method for state of elements of high voltage electric power equipment |
RU2610854C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-02-16 | Частное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный институт коммуникаций" (ЧОУВО "ДВИК") | Method for remote inspection of technical state of electric power generating equipment |
CN106443238A (en) * | 2016-08-27 | 2017-02-22 | 许继集团有限公司 | High-voltage equipment state evaluation method, high-voltage equipment on-line monitoring device evaluation method and apparatuses |
-
2020
- 2020-10-21 RU RU2020134486A patent/RU2749338C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2311652C1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-11-27 | Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской Академии наук (ИАПУ ДВО РАН) | Method for controlling technical state of electric power equipment |
RU2339960C1 (en) * | 2007-04-10 | 2008-11-27 | Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской Академии наук (ИАПУ ДВО РАН) | Method of controlling technical state of high-voltage electric power equipment |
CA2746446A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | American Electric Power Company, Inc. | System and method for detecting impaired electric power equipment |
RU2426997C1 (en) * | 2009-12-03 | 2011-08-20 | Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный институт коммуникаций" (ДВИК) | Method to control electric power generation equipment (epg) operating conditions |
CN102735976B (en) * | 2012-07-05 | 2014-07-02 | 金施特·尼古拉·弗拉基米罗维奇 | Monitoring method for state of elements of high voltage electric power equipment |
RU2610854C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-02-16 | Частное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный институт коммуникаций" (ЧОУВО "ДВИК") | Method for remote inspection of technical state of electric power generating equipment |
CN106443238A (en) * | 2016-08-27 | 2017-02-22 | 许继集团有限公司 | High-voltage equipment state evaluation method, high-voltage equipment on-line monitoring device evaluation method and apparatuses |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Coenen et al. | Sensitivity of UHF PD measurements in power transformers | |
Fuhr | Procedure for identification and localization of dangerous PD sources in power transformers | |
CN109116193B (en) | Electrical equipment dangerous discharge distinguishing method based on partial discharge signal comprehensive entropy | |
EP3757584A1 (en) | Method for assessing and qualifying the functional features of instruments for measurement and diagnosis of partial discharges and facility for generating series of reference pulses of partial discharges | |
CN114035007A (en) | Non-contact transformer bushing partial discharge detection system | |
US20110022338A1 (en) | Determining degraded insulating ability in an inductively operating element | |
Coenen | Measurement of partial discharges in power transformers using electromagnetic signals | |
JP6789872B2 (en) | Analytical methods, analyzers, and programs | |
Robles et al. | Shielding effect of power transformers tanks in the ultra-high-frequency detection of partial discharges | |
CN107192930A (en) | A kind of transformer partial discharge positioning method | |
JP2011253885A (en) | Transformer health diagnosis method, health diagnosis device and health diagnosis program | |
CN112285513A (en) | Rapid development type discharge defining method for oil paper insulation under alternating voltage based on voltage tolerance index | |
RU2426997C1 (en) | Method to control electric power generation equipment (epg) operating conditions | |
RU2749338C1 (en) | Method for monitoring technical condition of electric power equipment | |
US20210356507A1 (en) | State analysis of an electrical operating resource | |
RU2476895C2 (en) | Control method of technical state of electric power equipment | |
Lopez-Roldan et al. | Design and testing of UHF sensors for partial discharge detection in transformers | |
EP2110677B1 (en) | Determining degraded insulating ability in insulation provided between two objects of an inductively operating element | |
CN116522080A (en) | Partial discharge signal noise reduction method | |
Reid et al. | Frequency distribution of RF energy from PD sources and its application in combined RF and IEC60270 measurements | |
RU2610854C1 (en) | Method for remote inspection of technical state of electric power generating equipment | |
RU2611554C1 (en) | Method of monitoring technical condition of electric power facilities | |
CN207114696U (en) | A kind of inside transformer is along face partial discharge model | |
RU2429497C1 (en) | Control method of technical state of electric power equipment | |
Boczar et al. | Application of non-destructive testing for measurement of partial discharges in oil insulation systems |