RU2803874C1 - Device for diagnosing the condition of high-voltage bushings - Google Patents

Device for diagnosing the condition of high-voltage bushings Download PDF

Info

Publication number
RU2803874C1
RU2803874C1 RU2022133354A RU2022133354A RU2803874C1 RU 2803874 C1 RU2803874 C1 RU 2803874C1 RU 2022133354 A RU2022133354 A RU 2022133354A RU 2022133354 A RU2022133354 A RU 2022133354A RU 2803874 C1 RU2803874 C1 RU 2803874C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
block
capacitances
values
output
Prior art date
Application number
RU2022133354A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич Афанасьев
Александр Михайлович Жуков
Григорий Матвеевич Цфасман
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АВМ-Энерго"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АВМ-Энерго" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АВМ-Энерго"
Application granted granted Critical
Publication of RU2803874C1 publication Critical patent/RU2803874C1/en

Links

Abstract

FIELD: high voltage electrical equipment; control and measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to control and measuring equipment in the field of high voltage electrical equipment and is intended for continuous monitoring of insulation, diagnostics and protection of high-voltage bushings of high-voltage devices, such as power transformers, autotransformers and reactors. Essence: the device, according to the invention, implements periodic measurement of instantaneous values of voltages at the inputs and leakage currents of the input insulation (by the number of phases), temperature and humidity of the environment, with subsequent calculation of the sine and cosine components of voltages and currents at the first harmonic, their amplitudes and phase relationships between currents and voltages, calculation using these values of the capacitances of the main insulation of the bushings and loss factors (tg δ), calculation of deviations of the obtained tg δ values and capacity from their normal values for given measured values of temperature and humidity of the environment and the formation of warning and/or alarm signals when the specified deviations exceed the specified limit levels. The device contains, according to the number of phases of the apparatus, devices for connecting to the object, connected to the measuring terminals of the inputs, nodes for protecting current circuits, connected to the outputs of the connection devices, nodes for galvanic isolation and normalization of current signals, connected to the outputs of nodes for protecting current circuits, nodes for normalizing voltage signals receiving signals from a network voltage transformer, an ambient temperature sensor, an ambient relative humidity sensor, a first six-input analogue-to-digital converter, the inputs of which are connected to the outputs of voltage and current normalization units, a second two-input analogue-to-digital converter, the inputs of which are connected to the outputs of temperature sensors and ambient humidity, and a microcontroller containing a block for calculating the current values of capacitors and tg δ of inputs connected to the output of the first analogue-to-digital converter, a block for calculating normal capacitance values and tg δ of inputs at given ambient temperature and humidity, connected to the output of the second analogue-to-digital converter, block for setting threshold values of capacitances and tg δ of inputs, the input of which is connected to the output of the block for calculating normal values of capacitances and tg δ of inputs, comparison block connected by two inputs to the output of the block for calculating the current values of capacitances and tg δ of inputs and to the output of the block for setting threshold values of capacitances and tg δ of inputs, a discrete output block, the input of which is connected to the output of the comparison block, and discrete warning and alarm signals (protection) are generated at the outputs, and a serial communication port for transmitting the current values of all measured and calculated parameters to the operator’s computer terminal.
EFFECT: increased accuracy and sensitivity of the device.
5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике в области электрооборудования высокого напряжения и предназначено для непрерывного контроля изоляции, диагностики и защиты высоковольтных вводов высоковольтных аппаратов, например силовых трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов. Технический результат - повышение точности и чувствительности устройства. The invention relates to control and measuring equipment in the field of high voltage electrical equipment and is intended for continuous monitoring of insulation, diagnostics and protection of high-voltage bushings of high-voltage devices, such as power transformers, autotransformers and reactors. The technical result is increasing the accuracy and sensitivity of the device.

Сущность: устройство согласно изобретению реализует периодическое измерение мгновенных значений напряжений на вводах и токов утечки изоляции вводов (по числу фаз), температуры и влажности окружающей среды, с последующим вычислением синусных и косинусных составляющих напряжений и токов по первой гармонике, их амплитуд и фазовых соотношений между токами и напряжениями, расчет с использованием этих величин емкостей основной изоляции вводов и коэффициентов потерь (tg δ), расчет отклонений полученных значений tg δ и емкости от их нормальных значений при данных измеренных значениях температуры и влажности окружающей среды и формирование предупредительной и/или аварийной сигнализации при превышении указанными отклонениями заданных предельных уровней.Essence: the device according to the invention implements periodic measurement of instantaneous values of voltages at the inputs and leakage currents of the insulation of the inputs (by the number of phases), temperature and humidity of the environment, with subsequent calculation of the sine and cosine components of voltages and currents at the first harmonic, their amplitudes and phase relationships between currents and voltages, calculation using these values of the capacitances of the main insulation of the bushings and loss coefficients (tg δ), calculation of deviations of the obtained values of tg δ and capacitance from their normal values for given measured values of temperature and humidity of the environment and the formation of warning and/or alarm signals when the specified deviations exceed the specified limit levels.

Существо изобретения поясняется рисунками фиг. 1 … фиг. 7.The essence of the invention is illustrated by the drawings of Figs. 1...fig. 7.

На фиг. 1 показана блок-схема известного устройства мониторинга состояния высоковольтных вводов согласно патенту RU 2401434 С1 (прототип).In fig. 1 shows a block diagram of a known device for monitoring the condition of high-voltage bushings according to patent RU 2401434 C1 (prototype).

На фиг. 2 … фиг. 5 показаны зависимости емкости основной изоляции и tg δ вводов от температуры и влажности окружающей среды.In fig. 2...fig. Figure 5 shows the dependences of the capacitance of the main insulation and tg δ of the bushings on the temperature and humidity of the environment.

На фиг. 6 и 7 показаны варианты реализации устройства диагностики состояния высоковольтных вводов согласно изобретению.In fig. 6 and 7 show embodiments of a device for diagnosing the condition of high-voltage bushings according to the invention.

В настоящее время известен и применяется в электроэнергетике ряд систем и устройств контроля состояния изоляции высоковольтных вводов под рабочим напряжением. В наиболее совершенных из них используется метод прямого измерения мгновенных значений напряжений на вводах и токов утечки через измерительные выводы вводов с последующим вычислением комплексных проводимостей изоляции вводов и формировании предупредительной и аварийной сигнализации при выявлении отклонения емкости основной изоляции и/или угла потерь (tgδ) от заданных предельных уровней.Currently, a number of systems and devices for monitoring the insulation condition of high-voltage bushings under operating voltage are known and used in the electric power industry. The most advanced of them use the method of direct measurement of instantaneous values of voltages at the inputs and leakage currents through the measuring terminals of the inputs, followed by calculation of the complex conductivities of the input insulation and the formation of warning and alarm signals when detecting deviations of the capacitance of the main insulation and/or loss angle (tgδ) from the specified ones limit levels.

Известен ряд патентных материалов, выданных на подобные устройства, например:There are a number of patent materials issued for such devices, for example:

- Патент Российской федерации № RU 2145420, Кл. G01R 31/08 31/12, Бюл. №4, 10.02.2000,- Patent of the Russian Federation No. RU 2145420, Class. G01R 31/08 31/12, Bull. No. 4, 02/10/2000,

- Патент Российской федерации № RU 2328009 С1, Кл. G01R 31/02 31/14, Бюл. №18, 27.06.2006.- Patent of the Russian Federation No. RU 2328009 C1, Class. G01R 31/02 31/14, Bull. No. 18, 06/27/2006.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство (прототип), защищенное патентом Российской Федерации № RU 2401434 С1, Кл. G01R 31/14, Бюл. №28, 10.10.2010 г.The closest to the proposed solution is a device (prototype) protected by the patent of the Russian Federation No. RU 2401434 C1, Cl. G01R 31/14, Bulletin No. 28, October 10, 2010

В этом решении реализуется прямое измерение мгновенных значений тока утечки изоляции каждого ввода и напряжения на вводе с последующим вычислением по измеренным значениям в ряде моментов времени (обычно от 32 до 256 точек на период) текущих значений частоты сети, амплитуд и фазовых соотношений между первыми гармониками токов и напряжений с использованием первых членов синусных и косинусных составляющих дискретного преобразования Фурье, и расчетом на основе этих величин емкости основной изоляции и tg δ ввода. Существо данного решения поясняется упрощенной блок-схемой фиг. 1.This solution implements direct measurement of instantaneous values of the insulation leakage current of each input and voltage at the input, followed by calculation from the measured values at a number of times (usually from 32 to 256 points per period) of the current values of the network frequency, amplitudes and phase relationships between the first harmonics of the currents and voltages using the first terms of the sine and cosine components of the discrete Fourier transform, and calculating on the basis of these values the capacitance of the main insulation and tg δ of the input. The essence of this solution is illustrated by a simplified block diagram of Fig. 1.

К шинам А, В, С сети подключен объект контроля 1 - три (по числу фаз) высоковольтных ввода, к измерительным выводам которого присоединены три устройства подключения к объекту 2, чьи выходы, в свою очередь, через соответствующие узлы защиты токовых цепей 3 подключены к входам узлов гальванической развязки и нормализации токовых сигналов 4. Последние в качестве развязывающих и согласующих элементов содержат приборные измерительные трансформаторы тока. К тем же шинам сети подключен измерительный трансформатор напряжения 5, сигналы с вторичных обмоток которого поступают на входы соответствующих узлов гальванической развязки и нормализации сигналов напряжения 6. в них также в качестве развязывающих и согласующих элементов использованы приборные измерительные трансформаторы напряжения.Control object 1 is connected to buses A, B, C of the network - three (according to the number of phases) high-voltage inputs, the measuring terminals of which are connected to three devices connecting to object 2, whose outputs, in turn, through the corresponding current circuit protection units 3 are connected to inputs of galvanic isolation and normalization units of current signals 4. The latter contain instrument measuring current transformers as decoupling and matching elements. A voltage measuring transformer 5 is connected to the same network buses, the signals from the secondary windings of which are supplied to the inputs of the corresponding galvanic isolation and voltage signal normalization units 6. They also use instrument voltage measuring transformers as decoupling and matching elements.

Выходы узлов развязки и нормализации 4 и 6 соединены с соответствующими входами ше-стиканального аналого-цифрового преобразователя 7, осуществляющего одновременную синхронную оцифровку сигналов в шести каналах, к выходу которого подключен блок вычисления емкостей и tg δ вводов 8. Вычисленные значения емкостей и tg δ вводов с выхода блока 8 поступают на первый вход блока сравнения 9, на второй вход которого подаются пороговые значения емкости и tg δ вводов для предупредительной и аварийной сигнализации из блока задания пороговых значений 10. Выходные синалы блока сравнения 9 передаются через блок дискретного вывода 11 в устройства подстанционной защиты и сигнализации.The outputs of decoupling and normalization nodes 4 and 6 are connected to the corresponding inputs of a six-channel analog-to-digital converter 7, which performs simultaneous synchronous digitization of signals in six channels, to the output of which is connected a unit for calculating capacitances and tg δ inputs 8. Calculated values of capacitances and tg δ inputs from the output of block 8 are supplied to the first input of the comparison block 9, the second input of which is supplied with threshold values of capacitance and tg δ inputs for warning and emergency signaling from the block for setting threshold values 10. The output signals of the comparison block 9 are transmitted through the discrete output block 11 to the substation devices protection and alarm.

Узлы 8…11 выполнены в виде аппаратно-программных средств микроконтроллера 12, который оснащен также коммуникационным портом 13, например последовательным интерфейсом (RS-485 или RS-232), через который измеренные и рассчитанные величины передаются во внешний персональный компьютер (терминал оператора) 14 для их отображения и долговременного хранения.Nodes 8...11 are made in the form of hardware and software of a microcontroller 12, which is also equipped with a communication port 13, for example a serial interface (RS-485 or RS-232), through which measured and calculated values are transmitted to an external personal computer (operator terminal) 14 for their display and long-term storage.

Данное устройство при всех его достоинствах по сравнению с предшественниками обладает существенным недостатком, связанным с зависимостью контролируемых параметров вводов от условий окружающей среды, главным образом - от ее температуры и относительной влажности. Зависимость емкости основной изоляции ввода С1 от температуры определяется в основном двумя факторами - изменением геометрических размеров ввода за счет теплового расширения/сжатия и изменением относительной диэлектрической проницаемости изоляции. В целом зависимость С1 от температуры близка к линейной. Для вводов с бумажно-масляной изоляцией (OIP) коэффициент этой зависимости составляет около 0,025% /°С. Для вводов с твердой изоляцией (RIP), которыми в настоящее время комплектуются высоковольтные аппараты, эта зависимость еще сильнее и характеризуется коэффициентом около 0,04% /°С.This device, with all its advantages, compared to its predecessors, has a significant drawback associated with the dependence of the controlled input parameters on environmental conditions, mainly on its temperature and relative humidity. The dependence of the capacitance of the main insulation of bushing C1 on temperature is determined mainly by two factors - a change in the geometric dimensions of the bushing due to thermal expansion/compression and a change in the relative dielectric constant of the insulation. In general, the dependence of C1 on temperature is close to linear. For bushings with oil-paper insulation (OIP), the coefficient of this dependence is about 0.025% /°C. For bushings with solid insulation (RIP), which are currently equipped with high-voltage devices, this dependence is even stronger and is characterized by a coefficient of about 0.04% / ° C.

В качестве примера на фиг. 2 показана зависимость от температуры емкостей С1 (в пФ) высоковольтных вводов трех фаз трансформатора напряжением 110 кВ, полученная в результате статистической обработки результатов измерений под рабочим напряжением, собранных за 9 месяцев 2022 года. Измерения и сохранение их результатов производились системой мониторинга, выполненной в соответствии с описанным выше изобретением-прототипом. Здесь в диапазоне ±20°С коэффициент зависмости С1 от температуры равен 0,041% /°С. На этом же рисунке показана зависимость усредненных значений емкостей С1 от относительной влажности воздуха (RH). Каждая из этих зависимостей несколько искажена, так как в ней скрыта зависимость от второго параметра, а эти параметры в некоторой степени коррелируют друг с другом. Полная усредненная зависимость C1=f(t°, RH) от двух параметров показана на трехмерном графике фиг. 3.As an example, in FIG. Figure 2 shows the dependence on the temperature of capacitors C1 (in pF) of high-voltage bushings of three phases of a 110 kV transformer, obtained as a result of statistical processing of measurement results under operating voltage collected over 9 months of 2022. Measurements and storage of their results were carried out by a monitoring system made in accordance with the prototype invention described above. Here, in the range of ±20°C, the coefficient of dependence of C1 on temperature is 0.041% /°C. The same figure shows the dependence of the average values of capacitances C1 on relative air humidity (RH). Each of these dependencies is somewhat distorted, since it hides the dependence on the second parameter, and these parameters correlate to some extent with each other. The complete averaged dependence of C1=f(t°, RH) on the two parameters is shown in the three-dimensional graph of Fig. 3.

При изменении температуры воздуха для аппаратов наружной установки от минус 40 до +40°С диапазон изменения емкости С1 составит 3,2%, что весьма существенно, особенно для вводов высших классов напряжения с большим количеством обкладок, у которых пробой одного промежутка приводит к небольшому изменению полной емкости изоляции ввода.When the air temperature for outdoor devices changes from minus 40 to +40°C, the range of change in capacitance C1 will be 3.2%, which is very significant, especially for bushings of higher voltage classes with a large number of plates, in which the breakdown of one gap leads to a small change full input insulation capacity.

Аналогичные зависимости коэффициента потерь tg δ от температуры и влажности воздуха показаны на фиг. 4 и 5.Similar dependences of the loss coefficient tg δ on temperature and air humidity are shown in Fig. 4 and 5.

Во избежание ложных срабатываний сигнализации и защиты при неблагоприятных с точки зрения роста контролируемых параметров в устройстве согласно прототипу приходится задавать пороговые значения параметров для сигнализации и защиты, при превышении которых формируются соответствующие выходные сигналы, превышающие нормальные значения каждого из параметров при наиболее неблагоприятных условиях окружающей среды. При этом заведомо ухудшается чувствительность устройства диагностики к изменению параметров вводов при благоприятных условиях, что может препятствовать своевременному выявлению развивающихся дефектов вводов.In order to avoid false alarm and protection alarms when the controlled parameters are unfavorable from the point of view of growth in the device, according to the prototype, it is necessary to set threshold parameter values for alarm and protection, upon exceeding which corresponding output signals are generated that exceed the normal values of each of the parameters under the most unfavorable environmental conditions. In this case, the sensitivity of the diagnostic device to changes in bushing parameters under favorable conditions obviously deteriorates, which can prevent the timely detection of developing bushing defects.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства диагностики. Эта цель достигается за счет того, что пороговые значения емкости и tg δ основной изоляции не задаются константами, а вычисляются с учетом текущих значений температуры и относительной влажности окружающей среды, для чего в состав устройства вводятся дополнительно датчики этих параметров.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of a diagnostic device. This goal is achieved due to the fact that the threshold values of capacitance and tg δ of the main insulation are not specified by constants, but are calculated taking into account the current values of temperature and relative humidity of the environment, for which additional sensors for these parameters are included in the device.

Блок-схема устройства согласно изобретению показана на Фиг. 6. К шинам А, В, С сети подключен объект контроля 1 - три (по числу фаз) высоковольтных ввода, к измерительным выводам которого присоединены три устройства подключения к объекту 2, чьи выходы, в свою очередь, через соответствующие узлы защиты токовых цепей 3 подключены к входам узлов гальванической развязки и нормализации токовых сигналов 4. Последние в качестве развязывающих и согласующих элементов содержат приборные измерительные трансформаторы тока. К тем же шинам сети подключен измерительный трансформатор напряжения 5, сигналы с вторичных обмоток которого поступают на входы соответствующих узлов гальванической развязки и нормализации сигналов напряжения 6. в них также в качестве развязывающих и согласующих элементов использованы приборные измерительные трансформаторы напряжения.A block diagram of a device according to the invention is shown in FIG. 6. To the buses A, B, C of the network, control object 1 is connected - three (according to the number of phases) high-voltage inputs, the measuring terminals of which are connected to three devices connecting to object 2, whose outputs, in turn, are connected through the corresponding current circuit protection units 3 connected to the inputs of units for galvanic isolation and normalization of current signals 4. The latter contain instrument measuring current transformers as decoupling and matching elements. A voltage measuring transformer 5 is connected to the same network buses, the signals from the secondary windings of which are supplied to the inputs of the corresponding galvanic isolation and voltage signal normalization units 6. They also use instrument voltage measuring transformers as decoupling and matching elements.

Выходы узлов развязки и нормализации 4 и 6 соединены с соответствующими входами шестиканального аналого-цифрового преобразователя 7, осуществляющего одновременную синхронную оцифровку сигналов в шести каналах, к выходу которого подключен блок вычисления емкостей и tg δ вводов 8. Вычисленные значения емкостей и tg δ вводов с выхода блока 8 поступают на первый вход блока сравнения 9, на второй вход которого подаются пороговые значения емкости и tg δ вводов для предупредительной и аварийной сигнализации из блока задания пороговых значений 10. Выходные синалы блока сравнения 9 передаются через блок дискретного вывода 11 в устройства под-станционной защиты и сигнализации. Вход блока задания пороговых значений 10 подключен к выходу блока определения нормальных значений емкости и tg δ исправного ввода 15, на вход которого поступают выходные сигналы второго (двухвходового) аналого-цифрового преобразователя 16, к входам которого подключены выходы датчика температуры окружающей среды 17 и датчика относительной влажности окружающей среды 18.The outputs of decoupling and normalization nodes 4 and 6 are connected to the corresponding inputs of a six-channel analog-to-digital converter 7, which performs simultaneous synchronous digitization of signals in six channels, to the output of which is connected a unit for calculating capacitances and tg δ inputs 8. Calculated values of capacitances and tg δ inputs from the output block 8 is supplied to the first input of the comparison block 9, the second input of which is supplied with threshold values of capacitance and tg δ inputs for warning and emergency signaling from the threshold values setting block 10. The output signals of the comparison block 9 are transmitted through the discrete output block 11 to the substation devices protection and alarm. The input of the block for setting threshold values 10 is connected to the output of the block for determining the normal values of capacitance and tg δ of the serviceable input 15, the input of which receives the output signals of the second (two-input) analog-to-digital converter 16, to the inputs of which the outputs of the ambient temperature sensor 17 and the relative sensor are connected ambient humidity 18.

Узлы 8…11 и 15 выполнены в виде аппаратно-программных средств микроконтроллера 12, который оснащен коммуникационным портом 13, например последовательным интерфейсом (RS-485 или RS-232), через который измеренные и рассчитанные величины, в том числе значения температуры и влажности окружающей среды, передаются во внешний персональный компьютер (терминал оператора) 14 для их отображения и долговременного хранения.Nodes 8...11 and 15 are made in the form of hardware and software microcontroller 12, which is equipped with a communication port 13, for example a serial interface (RS-485 or RS-232), through which measured and calculated values, including values of temperature and humidity of the environment environment, are transferred to an external personal computer (operator terminal) 14 for their display and long-term storage.

Для определения нормальных значений емкости и tg δ ввода в блоке 15 могут использоваться либо аналитические зависимости С1норм=f(t°, RH) и tg δнорм=f(t°, RH), либо храниться соответствующие просмотровые таблицы, заполненные для ряда значений температуры и относительной влажности. В последнем случае нормальные значения С1 норм и tg δ норм для промежуточных значений температуры и влажности могут определяться интерполяцией.To determine the normal values of capacitance and tg δ input in block 15, either analytical dependencies C1 norms =f(t°, RH) and tg δ norms =f(t°, RH) can be used, or corresponding lookup tables filled in for a number of values can be stored temperature and relative humidity. In the latter case, the normal values of C1 norms and tg δ norms for intermediate values of temperature and humidity can be determined by interpolation.

На первом этапе эксплуатации вводов в таблицах могут храниться зависимости С1норм=f(t°, RH) и tg δнорм=f(t° RH), полученные в результате обработки статистических данных для вводов данного типа. По истечении некоторого срока эксплуатации вводов при условии проверки их исправности при регламентных работах в терминале 14 может осуществляться статистическая обработка накопленных результатов измерений и через коммуникационный порт 13 передаваться в микроконтроллер для обновления коэффициентов аналитических зависимостей или просмотровых таблиц С1норм=f(t°, RH) и tg δнорм=f(t°, RH), чем может быть достигнуто дальнейшее повышение точности и чувствительности диагностики изменения состояния данных конкретных вводов.At the first stage of bushing operation, the tables can store the dependences C1 norms =f(t°, RH) and tg δ norms =f(t° RH), obtained as a result of processing statistical data for bushings of this type. After a certain period of operation of the inputs, provided that their serviceability is checked during routine maintenance, statistical processing of the accumulated measurement results can be carried out in terminal 14 and transmitted through the communication port 13 to the microcontroller for updating the coefficients of analytical dependencies or viewing tables C1 norms =f(t°, RH) and tg δ norms =f(t°, RH), which can further increase the accuracy and sensitivity of diagnosing changes in the state of these specific inputs.

В настоящее время доступны датчики температуры и влажности с цифровым выходом. Вариант предлагаемого устройства с использованием такого типа датчиков показан на фиг. 7. В этом варианте второй аналого-цифровой преобразователь 16 заменяется вторым коммуникационным портом 19, подключенным к цифровой линии связи 20, в которую передают результаты измерений датчики 17 и 18.Temperature and humidity sensors with digital output are now available. A variant of the proposed device using this type of sensors is shown in Fig. 7. In this embodiment, the second analog-to-digital converter 16 is replaced by a second communication port 19 connected to a digital communication line 20, to which the measurement results of sensors 17 and 18 are transmitted.

Claims (5)

1. Устройство для диагностики состояния высоковольтных вводов трехфазного трансформатора, содержащее устройства присоединения к измерительным выводам высоковольтных вводов всех трех фаз, выходы которых через узлы защиты токовых цепей подключены ко входам соответствующих узлов гальванической развязки и нормализации токовых сигналов, трансформатор напряжения трехфазной системы высоковольтных шин, выходы которого подключены ко входам соответствующих узлов нормализации сигналов напряжения, первый шестивходовой аналого-цифровой преобразователь, входы которого подключены к выходам узлов гальванической развязки и нормализации токовых сигналов и узлов нормализации сигналов напряжения, блок вычисления емкостей и и tg δ вводов, вход которого подключен к выходу первого аналого-цифрового преобразователя, блок задания пороговых значений емкостей и tg δ вводов, блок сравнения, входы которого подключены к выходам блока вычисления и блока задания пороговых значений емкостей и tg δ вводов, блок дискретного вывода, через который выходы блока сравнения передаются во внешние устройства сигнализации и защиты, и первый коммуникационный порт, через который измеренные и рассчитанные величины с выхода блока вычисления емкостей и tg δ вводов передаются в терминал оператора, отличающееся тем, что с целью повышения точности и чувствительности в него дополнительно введены датчик температуры окружающей среды, датчик относительной влажности окружающей среды, второй двухвходовой аналого-цифровой преобразователь, входы которого подключены к выходам упомянутых датчиков температуры и относительной влажности, и блок определения нормальных значений емкостей и tg δ вводов, вход которого подключен к выходу второго аналого-цифрового преобразователя, а выход - к блоку задания пороговых значений вводов, причем порговые значения емкостей и tg δ в этом блоке вычисляются умножением вычисленных нормальных значений емкостей и tg δ вводов при данных температуре и влажности окружающей среды на заранее заданные отдельно для предупредительной сигнализации и для аварийного сигнала в устройства защиты коэффициенты запаса.1. A device for diagnosing the state of high-voltage bushings of a three-phase transformer, containing devices for connecting to the measuring terminals of high-voltage bushings of all three phases, the outputs of which, through current circuit protection units, are connected to the inputs of the corresponding galvanic isolation and normalization units of current signals, a voltage transformer of a three-phase high-voltage bus system, outputs which are connected to the inputs of the corresponding voltage signal normalization nodes, the first six-input analog-to-digital converter, the inputs of which are connected to the outputs of the galvanic isolation and current signal normalization nodes and the voltage signal normalization nodes, a unit for calculating capacitances and tg δ inputs, the input of which is connected to the output of the first analog-to-digital converter, block for setting threshold values of capacitances and tg δ inputs, a comparison block, the inputs of which are connected to the outputs of the calculation block and the block for setting threshold values of capacitances and tg δ inputs, discrete output block, through which the outputs of the comparison block are transmitted to external alarm devices and protection, and the first communication port, through which the measured and calculated values from the output of the capacitance calculation unit and tg δ inputs are transmitted to the operator terminal, characterized in that, in order to increase accuracy and sensitivity, an ambient temperature sensor and a relative humidity sensor are additionally introduced into it environment, a second two-input analog-to-digital converter, the inputs of which are connected to the outputs of the mentioned temperature and relative humidity sensors, and a block for determining the normal values of capacitances and tg δ inputs, the input of which is connected to the output of the second analog-to-digital converter, and the output to the task block threshold values of inputs, and the threshold values of capacitances and tg δ in this block are calculated by multiplying the calculated normal values of capacitances and tg δ of inputs at given ambient temperature and humidity by safety factors preset separately for the warning alarm and for the alarm signal in the protection devices. 2. Устройство по п. 1, в котором, блок вычисления емкостей и и tg δ вводов, блок определения нормальных значений емкостей и tg δ вводов, блок задания пороговых значений емкостей и tg δ вводов, блок сравнения, блок дискретного вывода и первый коммуникационный порт выполнены в виде аппаратно-программных средств микроконтроллера.2. The device according to claim 1, in which, a block for calculating capacitances and tg δ inputs, a block for determining the normal values of capacitances and tg δ inputs, a block for setting threshold values of capacitances and tg δ inputs, a comparison block, a discrete output block and the first communication port implemented in the form of microcontroller hardware and software. 3. Устройство по п. 1 или 2, в котором блок определения нормальных значений емкостей и tg δ вводов выполнен в виде запоминающего устройства, в котором содержатся просмотровые таблицы для определения нормальных значений емкостей и tg δ вводов в зависимости от температуры и влажности окружающей среды.3. The device according to claim 1 or 2, in which the block for determining the normal values of capacitances and tg δ inputs is made in the form of a storage device, which contains lookup tables for determining the normal values of capacitances and tg δ inputs depending on the temperature and humidity of the environment. 4. Устройство по п. 1, 2 или 3, в котором используются датчики температуры и влажности с цифровым выходом, а второй аналого-цифровой преобразователь заменен вторым коммуникационным портом, к которому по цифровой линии связи подключаются указанные датчики.4. The device according to claim 1, 2 or 3, in which temperature and humidity sensors with a digital output are used, and the second analog-to-digital converter is replaced by a second communication port, to which the specified sensors are connected via a digital communication line. 5. Устройство по п. 1, 2, 3 или 4, в котором с целью дальнейшего повышения точности и чувствительности диагностики блок определения нормальных значений емкостей и tg δ вводов подключен дополнительно к первому коммуникационному порту, через который в блок определения нормальных значений емкостей и tg δ вводов из внешнего компьютера могут передаваться обновленные просмотровые таблицы, уточненные по результатам статистического анализа результатов измерений, накопленных в течение некоторого периода эксплуатации заведомо исправных высоковольтных вводов.5. The device according to claim 1, 2, 3 or 4, in which, in order to further increase the accuracy and sensitivity of diagnostics, the block for determining the normal values of capacitances and tg δ inputs is additionally connected to the first communication port, through which to the block for determining the normal values of capacitances and tg δ bushings, updated lookup tables can be transmitted from an external computer, refined based on the results of statistical analysis of measurement results accumulated over a certain period of operation of known-good high-voltage bushings.
RU2022133354A 2022-12-16 Device for diagnosing the condition of high-voltage bushings RU2803874C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2803874C1 true RU2803874C1 (en) 2023-09-21

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117368621A (en) * 2023-12-06 2024-01-09 南方电网科学研究院有限责任公司 Casing state monitoring method and device, storage medium and computer equipment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6727821B2 (en) * 2000-07-13 2004-04-27 Perseus 2000, Llc Apparatus and method for predicting an overload trip for an electrical power transformer
RU2240571C1 (en) * 2003-04-02 2004-11-20 Казанский государственный энергетический университет Device for controlling technical condition of transformer windings
RU2401434C1 (en) * 2009-04-28 2010-10-10 Григорий Матвеевич Цфасман Device for monitoring condition of high-voltage leads
US9959736B2 (en) * 2011-12-16 2018-05-01 Virginia Transformer Corporation System and method for monitoring and controlling a transformer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6727821B2 (en) * 2000-07-13 2004-04-27 Perseus 2000, Llc Apparatus and method for predicting an overload trip for an electrical power transformer
RU2240571C1 (en) * 2003-04-02 2004-11-20 Казанский государственный энергетический университет Device for controlling technical condition of transformer windings
RU2401434C1 (en) * 2009-04-28 2010-10-10 Григорий Матвеевич Цфасман Device for monitoring condition of high-voltage leads
US9959736B2 (en) * 2011-12-16 2018-05-01 Virginia Transformer Corporation System and method for monitoring and controlling a transformer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117368621A (en) * 2023-12-06 2024-01-09 南方电网科学研究院有限责任公司 Casing state monitoring method and device, storage medium and computer equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101553005B1 (en) A partial discharge monitoring and diagnosis system for power devices
US9331662B2 (en) Adaptive voltage divider with corrected frequency characteristic for measuring high voltages
EP0747715A2 (en) Multi-phase measuring
RU2645715C2 (en) Method and device for controlling capacitor bushings for three-phase ac system
Koch et al. A new method for on-line monitoring of bushings and partial discharges of power transformers
US20210356507A1 (en) State analysis of an electrical operating resource
Mole Improved methods of test for the insulation of electrical equipment
RU2803874C1 (en) Device for diagnosing the condition of high-voltage bushings
US20210141031A1 (en) Method and device for monitoring capacitor bushings for an alternating-current grid
Carvalho et al. Virtual instrumentation for high voltage power capacitors assessment through capacitance monitoring and acoustic partial discharge detection
Kostiukov Measurement of dissipation factor of inner layers of insulation in three-core belted cables
Lebedev et al. Specific features of digital current and voltage transformers for relay protection, automation and commercial electric power metering
Vujovic et al. Development of an on-line continuous tan (/spl delta/) monitoring system
KR20110066693A (en) Static monitoring device for high voltage motor
RU2265861C1 (en) Device for checking condition of equipment with condenser-type paper-oil isolation
CN208013311U (en) A kind of arrester Coupling Between Phases capacitor test system based on alien frequencies method
Schei Diagnostics techniques for surge arresters with main reference to on-line measurement of resistive leakage current of metal-oxide arresters
Berler et al. On-line monitoring of HV bushings and current transformers
JPH08136597A (en) Insulation diagnostic apparatus of oil-immersed transformer
Suwanasri et al. Development of on-line monitoring for power transformer bushing
Candela et al. A novel HV system for multi specimens aging tests under partial discharges and temperature
RU61893U1 (en) SYSTEM OF AUTOMATED CONTROL OF THE CONDITION UNDER THE OPERATING VOLTAGE OF PAPER-OIL INSULATION OF THE CONDENSER TYPE OF THE GROUP OF THREE-PHASE ELECTRICAL EQUIPMENT
WO2024062653A1 (en) Live wire diagnostic system and live wire diagnostic method
RU2265860C1 (en) Device for checking condition of three-phase equipment having capacitor-type paper-oil insulation
Predl et al. Diagnostic measurements on instrument transformers–part ii