Спосіб діагностики високовольтного обладнання
Шахнін Вадим Анатолійович (RU)
Моногаров Олег Ігорович (RU)
Винахід відноситься до техніки високих напруг, зокрема до діагностики силових трансформаторів методом вимірювання характеристик часткових розрядів. Сутність: електромагнітне поле часткових розрядів в ізоляції сприймається індуктивним і ємнісним датчиками. Вихідні сигнали датчиків фільтрують, підсилюють і множать один на інший. Залежно від знака твори формуються два сигнали. Перший сигнал пропорційний поточному значенню сумарного удаваного заряду часткових розрядів, другий - поточного значення частоти часткових розрядів. За допомогою першого сигналу визначають залежність сумарного удаваного заряду від напруги на високовольтному вводі діагностується обладнання. За допомогою другого сигналу коректують швидкість зміни напруженості електричного поля в ізоляції, забезпечуючи стабілізацію частоти часткових розрядів. Технічний результат: зменшення похибки вимірювань, збільшення селективності і інформативності часткових розрядів. 4 мул.
Пропонований винахід відноситься до техніки високих напруг і може бути використано для діагностики високовольтного обладнання методом часткових розрядів (ЧР).
Мета пропонованого винаходу - підвищення достовірності та наочності результатів діагностики високовольтного обладнання за рахунок забезпечення високої селективності ЧР всередині і поза обладнання, зниження похибок вимірювання параметрів ЧР і представлення результатів діагностики у вигляді залежностей поточного значення сумарного удаваного заряду ЧР від напруги на високовольтному вводі діагностується обладнання.
Зазначена мета досягається тим, що електромагнітне поле часткових розрядів сприймають на високовольтному вводі силового трансформатора індуктивним і ємнісним датчиками, вихідні сигнали яких фільтрують, підсилюють і множать один на інший і у відповідності зі знаком твори формують сигнали, один з яких пропорційний поточному значенню сумарного удаваного заряду ЧР, другий - поточного значення частоти ЧР. За допомогою першого сигналу визначають залежність сумарного удаваного заряду ЧР від напруги на високовольтному вводі діагностується обладнання, а за допомогою другого коректують швидкість зміни напруженості електричного поля в ізоляції, забезпечуючи стабілізацію частоти ЧР.
В даному способі діагностики напруженість електричного поля в ізоляції високовольтного обладнання змінюють відповідно до поточним значенням частоти ЧР, знижуючи швидкість зміни напруженості при збільшенні частоти ЧР і збільшуючи при її зменшенні, тобто проводять діагностику в режимі стабілізації поточного значення частоти ЧР на рівні, відповідному мінімальним погрішностей вимірювання параметрів ЧР, визначаючи при цьому сумарний здається заряд ЧР.
На фіг.2 представлена структурна схема блоку обробки сигналів 5, що включає в себе підсилювально-фільтруючі компоненти 10 і 11, до входів а й в яких підключені, відповідно, індуктивний 3 і ємнісний 4 датчики ЧР, а виходи з'єднані з входами перемножуємо пристрою 12, вихід останнього підключений до керуючого входу блоку комутації 13, сигнальний вхід якого підключений до виходу підсилювально-фільтрує компоненти 10, а вихід - до інтегратора 14 і формувачу імпульсів 15, вихід якого підключений до ланцюга усереднення 16.
Пристрій працює наступним чином. Сигнали електричних розрядів приймаються індуктивним і ємнісним датчиками 3 і 4, приводяться до одного рівня і звільняються від шумових складових, проходячи через підсилювально-фільтруючі компоненти 10 і 11, а потім перемножуються пристроєм 12. Вихідний сигнал цього пристрою, полярність якого визначається місцем виникнення розряду ( тобто всередині або поза діагностується високовольтного обладнання), керує роботою комутатора 13, забезпечуючи подальше проходження імпульсів струму, відповідних лише ЧР всередині діагностуємо го обладнання. Пристрій для формування 15 формує з імпульсів складної форми, що відповідають ЧР, короткі однополярні прямокутні імпульси стабільної амплітуди і тривалості. Постійна складова цього імпульсного сигналу, пропорційна його поточної частоті, виділяється ланцюгом усереднення 16 і віднімається з допомогою пристрою 7 з сигналу джерела напруги 8, знижуючи швидкість зміни напруги на високовольтному вводі діагностується апарату при збільшенні частоти ЧР і збільшуючи при її зниженні. Таким чином, досягається стабілізація поточного значення частоти ЧР на бажаному рівні, який визначається коефіцієнтом передачі в контурі управління, що включає діагностуються ізоляцію, а також елементи 2, 3, 4, 5, 7 і 9 (фіг.1). Критерієм вибору цього рівня є відсутність змін в реєстрованих залежностях QΣ = f (U) сумарного удаваного заряду ЧР від прикладеної напруги при зменшенні модуля цього коефіцієнта, наприклад, шляхом зменшення посилення в компонентах 10 і 11 (фіг.2). Реєстрацію названих залежностей забезпечує інтегратор 14, на вхід якого з комутатора 13 надходять імпульси струму, відповідні частковим розрядами в діагностується обладнанні. Інтегратор формує на виході напруга, значення якого пропорційно сумі ампер-секундних площ вхідних імпульсів, тобто сумарному удаваному заряду ЧР. Ця напруга подається на вхід Y цифрового реєстратора 6, на вхід Х якого надходить сигнал, пропорційний напрузі на високовольтному вводі діагностується обладнання. Таким чином, при випробуваннях в режимі стабілізації частоти ЧР реєструється залежність сумарного удаваного заряду ЧР від прикладеної напруги: QΣ = f (U).
На Фіг.3 представлені типові графіки залежностей QΣ = f (U), отримані запропонованим способом на лабораторному високовольтному трансформаторі з низькою якістю ізоляції, близьким до критичного. Амплітуда випробувальної напруги для кривої 1 дорівнює 50%, а для кривої 2 - 120% від номінальної робочої амплітуди. Початкові ділянки кривих (a-b для кривої 2) відповідають первісним після подачі випробувального напруги збільшення напруженості електричного поля від нуля до позитивного амплітудного значення, а замкнуті контури (b-c-d-e-f-g) - циклічній зміні напруженості. Видимий на кривій 2 область насичення свідчить про пробої основної частини локальних дефектів ізоляції. Інформативними параметрами кривих є площа, обмежена ними, сумарний залишковий здається заряд при зміні полярності випробувальної напруги (точки c і f), значення випробувальної напруги, відповідні нульового сумарного удаваному заряду (точки d і g), a також нахили дотичних, проведених до кривих в характерних точках (початковий, максимальний і ін.).
Спосіб діагностики високовольтного обладнання, що полягає в тому, що електромагнітне поле часткових розрядів в ізоляції сприймають індуктивним і ємнісним датчиками, вихідні сигнали яких фільтрують, підсилюють і множать один на інший, що відрізняється тим, що у відповідності зі знаком твори формують сигнали, перший з яких пропорційний поточного значення сумарного удаваного заряду часткових розрядів, а другий - поточного значення частоти часткових розрядів, за допомогою першого сигналу визначають залежність сума рного удаваного заряду від напруги на високовольтному вводі діагностується обладнання, а за допомогою другого коректують швидкість зміни напруженості електричного поля в ізоляції, забезпечуючи стабілізацію частоти часткових розрядів.