RU6066U1 - Система оперативного контроля эксплуатационных характеристик трансформаторного масла - Google Patents

Abstract

Система оперативного контроля эксплуатационных характеристик трансформаторного масла, содержащая емкостно-резистивный датчик и измерительно-преобразовательный блок, отличающаяся тем, что датчик выполнен комбинированным и содержит элементы для измерения диэлектрической проницаемости, удельной проводимости и температуры масла, а измерительно-преобразовательный блок содержит схемы для измерения емкости, сопротивления и температуры, подключенные через коммутатор к соответствующим выходам датчика, нормализатор, входы которого соединены с выходами схем измерения емкости, сопротивления и температуры, а выходы имеют нормализованные уровни сигналов по измеряемым параметрам, при этом к выходам нормализатора подключен компаратор, обеспечивающий выдачу аварийного сигнала при превышении заданного значения любого из контролируемых параметров, кроме того, выходы нормализатора являются выходами системы и служат для подключения системы к ЭВМ для обработки и отображения необходимой информации на экране и хранения ее в памяти машины.

Description

ШСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЭКОЦЛУАТАЦИОННЫЧ ХАРАКТЕРИСТИК

ТРАНСФСРШТОРНОГО МАСЛА

Заявляемое техническое решение отнооитоя к области электроэнергетики, в частности к системам контроля работоспособности масляных трансформаторов. Известно, что в процессе эксплуатации мощных трансформаторов происходит деградация изоляционного масла и, следовательно, ухудшение его электроизоляционных свойств, которое может провести к аварии и безвозвратной потере дорогостоящего оборудования.

Ухудшение электроизоляционных свойств ма1:зла в процессе эксплуатации определяется множественными факторами, связанными с различными физико-химическими процессами, протекающими под воздействием электромагнитных полей, и техническим состоянием самого трансформатора. К этим факторам прежде всего можно отнести повышение влаго- и газосодержания, фурановых соединений, нафтеновых кислот, мехпримесей металлического и и неметаллического происхождения. Все эти факторы в той или иной степени приводят к повышению диэлектричесрсой проницаемости и повышению его

проводимости ; т.е. являются факторами однонаправленного действия, приводящими также и к изменению угла диэлектрических потерь tgS. Кроме того, на диэлектрические характеристики ма1зла существенно влияет его температура, повышение которой по любым причинам также может служить сигналом о предаварийной ситуации в трансформаторе безотносительно к состоянию его изоляционного масла.

мКИ 01//27/06, 27/22

Существующие способы контроля характеристик масла заключаются Б достаточно трудоемкой периодической (регламентной) проверке его качества в лабораторных условиях на специальном стационарном оборудовании, что не позволяет осуществить непрерывный оперативный контроль за текущим состоянием масла СР.А.Линштейн, Ы.И.Шахневич, Трансформаторное масло, М., Энергоиздат, 1983, 95 с. 3 -Щ,

Зазвестна система для контроля мазла в стационарных условиях, в частности для контроля диэлектрической проницаемости и электрической проводимости путем измерения этих параметров в специальных ионизационнььх ка лерах И.Адамчевский, Электрическая проводимость жидких диэлектриков. Л.,Энергия, 197S, S93 с.З . исновншйи элемента йи камер являются плоские 1 - с. 106 или полуцилиндричес-кие ЕЕ - C.2S73 конденсаторы. Малая емкость таKiix конденсаторов приводит к необходимости пршленения достаточно сложных и громоздких измерительнььх схем, что исключает возможность контроля масла в условиях эксплуатации. Контроль проводится периодически лишь во время регла лентнььх работ, как правило, при стационарной температуре.

При таком периодическом контроле практичес.кь - исключена.

возможность предотвращения аварий, которые могут возникнуть вследствие нештатных ситуаций, вызывающих ускоренную деградацию масла, его перегрев или переохлаждение в период между регламентными проверками.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает непрерывный оперативный контроль основных параметров и характеристик трансформаторного ызила непосредственно в процессе эксплуатации трансформатора, что позволяет своевременно предотвращать насч

тупление аварийных ситуации и выход из строя дорогостоящего оборудования.

Указанная возможность достигается за счет того, что сигнал о состоянии масла снимается с комбинированного емкостно-резистивного датчика, который стационарно монтируется непосредственно на трансформаторе так, что чувствительные элементы датчика размещаются в зоне, заполненной маслом.

Чувствительный элемент состоит из набора плоско-параллельных пластин, образующих конденсатор, диэлектриком которого является контролируемое масло. Это позволяет замерять как диэлектрическую проницаемость масла , так и его удельную проводимость (3., что дает возможность рассчитать тангенс угла диэлектрических потерь tffS, а также оценить степень загрязнения и увлажнения масла. Кроме того, чувствительный элемент датчика содержит термочувствительный элемент (термочувствительную интегральную микросхему), что обеспечивает непрерывный контроль трансформатора по температуре, а также дает возможность корректировки влияния температуры на заверенные значения и G.

Сигналы с датчика поступают на непосредственно связанный с Н1Ш измерительно-преобразовательный блок. Этот блок содержит схемы для измерения емкости, сопротивления и температуры, а также юммутирующее устройство для последовательного подключения этих схем к выходами датчика. Сигналы с измерительных схем поступают в нормализатор, где преобразуются в стандартные сигналы в диапазоне (-5 - -i-o) В, что позволяет использовать их для последующей обработки в ЭБм. Блок содержит также компаратор, обеспечивающий срабатывание аварийной сигнализащга при превышении вацанного вначения лиэбого ив контролируе лых пара летров.

Сущность заявляемого технгтческого решения поясняется на чертеже, где представлен вариант реализации полезной модели. Комбинированный датчик 1 содержит конденсатор Е, у которого диэлектриком является контролируемая среда, и термочувствительный элемент 3. Выходы датчика соединены с измерительно-преобразовательным блоком 4, включающим ко лмутатор 5, схему б для измерения емкости, схему 7 для измерения сопротивления и схему 8 для измерения температуры, а таюле нормализатор 9 и компаратор 10, подключенный к выходам нормализатора.

Система работает следующим образом. Сигналы с пластин емкостного датчир S через коммутатор 5 поступают на схему 6 для измерения емкости датчика или на схему 7 для измерения его омического сопротивления, а сигнал с термочувствительного элемента 3 - на схему 8 для измерения температуры. В схеме 6 для измерения емкости использован известный пр1«щип резонансной цепи СН.Н.Евтихеев и др.. Измерение электрических и неэлектрических величин, М., Энергоивдат, 1990, 349 с., с.1393 , Измерение сопротивления (схема 7) осуществляется известны},1 методом неуравновешенного моита Электрические измерения неэлектрических величин под ред. П.В.Новицкого, Л., Энергия, 1975, 578 с., C.1S3 - 4 с учетом специфики измерения гигоомных сопротивлений. В качестве термочувствительного элемента 3 комбинированного датчика использована интегральная микросхема К1и19ЕМ1, падение напряжения на которой линейно зависит от температуры и изменяется на 10 тВ на 1 градус изменения температуры. Исходя из этого в схеме В для измерения температуры использован электронный милливольтметр, тарированный непосредственно в градусах Цельсия.

Сигналы с соответствующих измерительных схем 6. 7 и 8 по программе, задаваемой коммутатором 5. поступают на нормализатор 9. Функцией нормализатора является преобразование разнородных по характеру и величине сигналов с измерительных схем в стандартный для ЭВМ нормализованный сигнал, изменяющйся от -5 до +5 вольт в диапазоне измерения любого из кoнтpoлиpye лыx параметров. Это позволяет выводить на экран дисплея полную информацию об основных характеристиках контролируемого масла, включая значения и tg-. В ЭВМ производится также коррекция этих показаний по температуре путем приведения за1 1еренных значений к нормальной температуре (+20 и), что позволяет использовать систему в широком диапазоне температур.

Кроме того, сигналы с нормализатора 9 поступают на компаратор 10, позволяющий сравнивать текущие значения контролируемых параметров с предельно допустю/Цзйли (величины которых устанавливаются в компараторе). При превышении у любого из контролируемых параметров предельно допустимого значения соответствующий сигнал поступает в систему предупреждения аварийных ситуаций.

Система может работать как в непрерывном, так и в циклическом режимах. Кроме того. 1шеется вариант использования системы, когда на нескольких трансформаторах, которые могут находиться на разных подстанциях, устанавливаются автономные датчиKii, на штепсельный разъем которых надеваются технологичесюте заглушки. Измерительно-преобразовательньш блок вместе с ЭВМ монтируется на передвижной платформе (например, в микроавтобусе). С заданной периодичностью, например 1 раз в неделю, оператор обслуживает объекты и , свинчивая заглушку, подключает измерительно-преобраБовательный олок н: соответствующему датчику, сн11мая с него показания. Такой подход исключает необходимость вскрытия трансформатора, отбора пробы масла и трудоемкого анализа его в специальной лаборатории, как это делается в настоящее время с периодичностью 1 - раза в год.

Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает возможность непрерывного оперативного контроля основных характеристик трансформаторного масла в процессе эксплуатации, что существенно упрощает контроль за состоянием трансформаторов и исключает возможность выхода из строя дорогостоящего оборудования из-за несвоевременного обнаружения опасной деградщии масла.

Claims (1)

1. Система оперативного контроля эксплуатационных характеристик трансформаторного масла, содержащая емкостно-резистивный датчик и измерительно-преобразовательный блок, отличающаяся тем, что датчик выполнен комбинированным и содержит элементы для измерения диэлектрической проницаемости, удельной проводимости и температуры масла, а измерительно-преобразовательный блок содержит схемы для измерения емкости, сопротивления и температуры, подключенные через коммутатор к соответствующим выходам датчика, нормализатор, входы которого соединены с выходами схем измерения емкости, сопротивления и температуры, а выходы имеют нормализованные уровни сигналов по измеряемым параметрам, при этом к выходам нормализатора подключен компаратор, обеспечивающий выдачу аварийного сигнала при превышении заданного значения любого из контролируемых параметров, кроме того, выходы нормализатора являются выходами системы и служат для подключения системы к ЭВМ для обработки и отображения необходимой информации на экране и хранения ее в памяти машины.