Способ диагностирования технического состояния измерительного трансформатора напряжения в сети генераторного напряжения электростанции


 

G01R31/00 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

Владельцы патента RU 2589752:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") (RU)

Изобретение относится к измерениям в области электроэнергетики. Технический результат: повышение чувствительности диагностирования технического состояния однофазных высоковольтных трансформаторов напряжения. Сущность: в стационарном режиме измеряют действующие значения токов в первичных обмотках трех однофазных измерительных трансформаторов напряжения, первичные обмотки которых одним концом подключены к фазному проводу линии высокого напряжения. Сравнивают отношения в виде частных от деления измеренных действующих значений токов в первичных обмотках последовательно каждого из трех трансформаторов и следующего по номеру из оставшихся однофазных измерительных трансформаторов напряжения, причем нумерацию назначают произвольно, но сохраняют в процессе диагностирования. Получают три отношения, в каждых двух из которых фигурируют действующие значения токов в первичной обмотке одного из трех однофазных трансформаторов, но в одном отношении эти действующие значения токов в первичной обмотке стоят в числителе, а в другом - стоят в знаменателе. В качестве трансформатора с нарушением технического состояния принимается тот из трех, у которого частное от деления, в котором действующее значение тока в первичной обмотке стоит в числителе, растет, в то время как то частное от деления, в котором действующее значение тока в первичной обмотке стоит в знаменателе, убывает. Для наблюдения и оценки изменения тока достаточно проводить в один и тот же момент времени сравнение действующих значений токов в первичных обмотках трансформаторов напряжений, которые пропорциональны напряжениям на выводах резисторов как минимум трех измерительных однофазных трансформаторов напряжения.

 

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к способам контроля технического состояния высоковольтного оборудования.

Известен способ диагностирования технического состояния (состояния изоляции) высоковольтного трансформатора, определенный нормативной базой для измерительных трансформаторов напряжения (ГОСТ 1983-2001 «Трансформаторы напряжения. Общие технические условия») и заключающийся в анализе воздействия (индикации отсутствия пробоя изоляции) на обмотки трансформатора стационарного повышенного напряжения и импульсного напряжения меньшей величины.

Недостаток способа заключается в отсутствии возможности контролировать состояние изоляции в режиме мониторинга в процессе штатного функционирования трансформатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу диагностирования технического состояния измерительного трансформатора в сети генераторного напряжения является способ, заключающийся в измерении и сравнении напряжений на вторичных обмотках минимум трех однофазных измерительных трансформаторов напряжения в номинальном режиме работы, первичная обмотка каждого из которых включена между фазным проводом линии высокого напряжения и землей, при этом измерения проводят в едином времени, кратном периоду колебаний напряжения в сети, сравнивают частные от деления данных с выхода вторичной обмотки каждого из трех трансформаторов на однотипные данные с выхода вторичной обмотки следующего по номеру однофазного высоковольтного трансформатора напряжения из оставшихся, причем нумерация назначается произвольно, но сохраняется в процессе диагностирования, при этом получают три отношения, в каждых двух из которых фигурируют выходные данные одного из трех однофазных трансформаторов, но в одном отношении это выходное данное стоит в числителе, а в другом - стоит в знаменателе отношения. Нарушения технического состояния одного из трех однофазных трансформаторов соответствуют различию частных от делений в один из моментов времени у сравниваемых однофазных трансформаторов (Способ диагностирования технического состояния измерительного трансформатора напряжения в сети генераторного напряжения электростанции Патент РФ №2522808 от 20.02.2013 г.).

Недостатком способа является низкая чувствительность величин изменений выходных напряжений в начальный период развития процесса пробоя изоляции высоковольтной обмотки измерительного трансформатора.

Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности процесса диагностирования технического состояния однофазных высоковольтных трансформаторов напряжения.

Это достигается тем, что в известном способе диагностирования технического состояния однофазного измерительного трансформатора напряжения в сети генераторного напряжения электростанции, заключающемся в измерении в номинальном режиме работы в едином времени, кратном периоду колебаний напряжения в сети величин электрических параметров не менее трех одинаковых однофазных измерительных трансформаторов напряжения, первичные обмотки которых одним концом подключены к фазному проводу линии высокого напряжения, в стационарном режиме измеряют действующие значения токов в первичных обмотках каждого из однофазных измерительных трансформаторов напряжения, сравнивают отношения в виде частных от деления измеренных действующих значений токов в первичных обмотках последовательно каждого из трех трансформаторов и следующего по номеру из оставшихся однофазных измерительных трансформаторов напряжения, причем нумерацию назначают произвольно, но сохраняют в процессе диагностирования, при этом получают три отношения, в каждых двух из которых фигурируют действующие значения токов в первичной обмотке одного из трех однофазных трансформаторов, но в одном отношении эти действующие значения токов в первичной обмотке стоят в числителе, а в другом - стоят в знаменателе, в качестве трансформатора с нарушением технического состояния принимается тот из трех, у которого частное от деления, в котором действующее значение тока в первичной обмотке стоит в числителе, растет, в то время как то частное от деления, в котором действующее значение тока в первичной обмотке стоит в знаменателе, убывает.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что если техническое состояние высоковольтного трансформатора напряжения изменяется, например, ввиду роста токов утечки между витками провода обмотки за счет ухудшения изоляции (основная причина аварийных состояний высоковольтных трансформаторов напряжения заключается в возникновении короткого замыкания в высоковольтной первичной обмотке, присоединенной к фазному проводу), то возникает короткое замыкание части витков первичной обмотки. При этом происходит возрастание силы тока в первичной высоковольтной обмотке трансформатора. Это явление можно индицировать, проводя измерения напряжения на выводах дополнительного резистора, включенного последовательно в первичную обмотку измерительного трансформатора напряжения.

Для исключения возможной ошибки в определении причины роста тока, например, вызванной ростом тока, соответствующим росту фазного напряжения, в способе предусмотрена дополнительная проверка этого факта, которая реализована в виде сравнения процессов, происходящих в аналогичных обмотках соседних аналогичных трансформаторов.

Исходя из этого для наблюдения и оценки изменения тока достаточно проводить в один и тот же момент времени сравнение действующих значений токов в первичных обмотках трансформаторов напряжений, которые пропорциональны напряжениям на выводах резисторов как минимум трех измерительных однофазных трансформаторов напряжения. Причем равенство входных сопротивлений (т.е. силы тока в их первичных обмотках) этих трансформаторов необязательно. Важно их постоянство (в длительном времени). Поэтому в целях диагностики технического состояния основным индикатором оценки состояния является отношение токов в первичных обмотках трансформаторов (или напряжений на резисторах, включенных в первичные обмотки однофазных измерительных трансформаторов напряжения).

В предлагаемом способе измеряют действующие значения токов в первичных обмотках каждого из однофазных измерительных трансформаторов напряжения, получают и сравнивают отношения в виде частных от деления измеренных действующих значений токов в первичных обмотках последовательно каждого из трех трансформаторов и следующего по номеру из оставшихся однофазных измерительных трансформаторов напряжения, причем нумерация назначается произвольно, но сохраняется в процессе диагностирования. Т.е. проводится сравнение величин

где I1, I2, I3 - действующие значения токов в первичных обмотках высоковольтных однофазных трансформаторов №1, №2 и №3 соответственно.

Из полученных формул следует, что в трех отношениях в каждых двух фигурируют действующие значения токов в первичных обмотках одного из трех однофазных трансформаторов. Причем в одном отношении это действующее значения тока в первичной обмотке стоит в числителе, а в другом - стоит в знаменателе отношения. Решение относительно нарушения технического состояния одного из трех однофазных трансформаторов принимается, если различие частных от делений в один из моментов времени у сравниваемых однофазных трансформаторов превысит заданное пороговое значение.

Причем в качестве трансформатора с нарушением технического состояния изоляции принимается тот из трех, у которого частное от деления, в котором действующее значение тока в первичной обмотке стоит в числителе, возрастает, в то время как то частное от деления, в котором действующее значение тока в первичной обмотке стоит в знаменателе, - уменьшается.

Полученный результат никак не зависит от нумерации трансформаторов, которая может быть установлена произвольно. Единственное требование заключается в сохранении постоянства нумерации (к которой привязана последовательность взятия отношений) для исключения ошибок в получении частных от деления и их оценке.

Пороговое значение, соответствующее развитию опасного для дальнейшего функционирования дефекта у конкретного трансформатора, определяется исходя из априорных (для реализации способа) данных. Эти данные можно получить экспериментальным путем, или в результате расчета свойств математической модели трансформатора.

Исследования показали, что в отличие от изменения выходных напряжений на вторичных обмотках измерительных трансформаторов напряжения изменения силы тока в первичной высоковольтной обмотке трансформатора при коротком замыкании одинакового числа витков для трансформаторов, близких к линейному режиму, на порядок выше. Так, изменение напряжения на резисторе, связанное с током в обмотке, достигает 2% при закоротке 1000 витков первичной обмотки (при общем числе витков первичной обмотки таких трансформаторов от 40000 до 50000). При этом изменение, наблюдаемое по напряжению вторичной обмотки, составляет менее 0,2%.

Применение предложенного способа диагностирования технического состояния (состояния изоляции) однофазного высоковольтного трансформатора напряжения позволит увеличить вероятность предотвращения аварийных режимов в цепях генераторного напряжения, где установлены измерительные трансформаторы. Это особенно актуально для применения на электростанциях, использующих трансформаторы напряжения с литой изоляцией, например ЗНОЛ-0,6-24 на АЭС.

Способ диагностирования технического состояния однофазного измерительного трансформатора напряжения в сети генераторного напряжения электростанции, заключающийся в измерении в номинальном режиме работы величин электрических параметров не менее трех одинаковых однофазных измерительных трансформаторов напряжения, первичные обмотки которых одним концом подключены к фазному проводу линии высокого напряжения, отличающийся тем, что измеряют действующие значения токов в первичных обмотках каждого из однофазных измерительных трансформаторов напряжения, сравнивают отношения в виде частных от деления измеренных действующих значений токов в первичных обмотках последовательно каждого из трех трансформаторов и следующего по номеру из оставшихся однофазных измерительных трансформаторов напряжения, причем нумерацию назначают произвольно, но сохраняют в процессе диагностирования, при этом получают три отношения, в каждых двух из которых фигурируют действующие значения токов в первичной обмотке одного из трех однофазных трансформаторов, но в одном отношении эти действующие значения токов в первичной обмотке стоят в числителе, а в другом - стоят в знаменателе, в качестве трансформатора с нарушением технического состояния принимается тот из трех, у которого частное от деления, в котором действующее значение тока в первичной обмотке стоит в числителе, растет, в то время как то частное от деления, в котором действующее значение тока в первичной обмотке стоит в знаменателе, убывает.



 

Похожие патенты:

Заявляемое изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к глобальным автоматизированным системам, позволяющим контролировать работу разнородных объектов электроэнергетики подстанционного уровня, входящих в энергосистему и удалённых на значительное расстояние друг от друга и от оператора энергосистемы.

Изобретение относится к метрологии, в частности к методам диагностики электрооборудования. Способ предполагает определение пиковых значений энергетических спектров токов, вычисление интенсивности белого шума, сравнение параметров с эталонным образцом.

Изобретение относится к области диагностики неисправностей радиоэлектронных систем. Техническим результатом является уменьшение числа неопределенностей, числа возможных комбинаций причин неисправностей в случае множественных неисправностей в системе.

Группа изобретений относится к методам и средствам защиты космических объектов от высокоскоростных метеоритных или техногенных частиц. Способ осуществляют устройством в виде набора акустических датчиков (АКД), подключенных к измерительно-расчетному блоку, и высокочастотных антенн.

Изобретение относится к тестированию силовых электрических устройств. Заявленное устройство для тестирования узла преобразователя полной мощности содержит: устройство для подачи электроэнергии от электрической сети; выпрямитель, соединенный с указанным устройством для подачи электроэнергии от электрической сети; устройство для имитирования электрической сети, соединенное с указанным выпрямителем; устройство привода переменной частоты, соединенное с указанным выпрямителем, для обеспечения имитируемой машинной нагрузки; и тестовое соединение для подключения узла преобразователя полной мощности, соединенное с указанным устройством для имитирования электрической сети.

Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке и может быть использовано при создании устройств и способов для исследования свойств нанокомпозитов. Кварцевый реактор для исследования температурной зависимости электрического сопротивления высокорезистивных объектов, преимущественно, пленочных образцов из нанокомпозиционных материалов, содержит корпус, на внешней поверхности которого бифилярно намотан резистивный нагреватель.

Изобретение относится к области измерения и контроля и может быть использовано для контроля пригодности к эксплуатации электрических коммутационных аппаратов, преимущественно высоковольтных автоматических выключателей.

Изобретение относится к экранировке аппаратов или их деталей от электрических или магнитных полей и может быть использовано для контроля эффективности электромагнитного экранирования корабельных помещений, защищенных от преднамеренных электромагнитных воздействий.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим измерение двух или более переменных величин, и может быть использовано в составе оборудования, содержащего мехатронные приводы.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения места несанкционированного подключения нагрузки к однородной линии электропередачи.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностики состояния изоляции силового электрического оборудования, в частности электроподвижного состава железных дорог. Технический результат повышение точности оценки текущего и прогнозного состояния сопротивления изоляции и получение непрерывной информации о ее состоянии. Сущность: в устройство дополнительно введены блок формирования импульсного напряжения, модуль памяти, блок вычисления прогнозируемых параметров, индикатор влажности изоляции и прогнозирования сопротивления изоляции, одновибратор периодических импульсов и мультивибратор. Блок формирования импульсного напряжения представляет собой цепь из последовательно соединенных индуктивности, диода и конденсатора, а также коммутатор, первый и второй входы которого подключены параллельно диоду и конденсатору. Первым входом блока формирования импульсного напряжения, подключенным к «плюсовому» выходу источника напряжения постоянного тока, является вывод индуктивности, а вторым его входом, подключенным к «минусовому» выходу источника напряжения постоянного тока, является вывод конденсатора, который одновременно является вторым выходом блока формирования импульсного напряжения, первым выходом которого является точка соединения диода и конденсатора. Первый вход датчика тока соединен со вторым выходом блока формирования импульсного напряжения. Первые входы модуля памяти и блока вычисления прогнозируемых параметров подключены к выходу блока вычисления сопротивления изоляции. Выход одновибратора соединен напрямую с третьим входом коммутатора блока формирования импульсного напряжения и вторыми входами соответственно модуля памяти и блока вычисления прогнозируемых параметров, а также через мультивибратор - соответственно с третьими входами модуля памяти и блока вычисления прогнозируемых параметров, четвертый вход которого соединен с выходом модуля памяти. Первый и второй выходы блока вычисления прогнозируемых параметров соединены с первым и вторым входами индикатора влажности и прогнозирования сопротивления изоляции. 1 ил.

Изобретение относится к области систем обработки информации и может быть использовано при функциональном контроле и диагностировании электропередачи (ЛЭП) на основании теории многополюсников. Способ заключается в замещении всей однопроводной линии электропередачи или одного линейного провода многопроводной линии электропередачи, входящей в состав симметричной электроэнергетической системы, по всей протяженности в совокупности с сопутствующей линейной арматурой четырехполюсником, в экспериментальном определении его продольных и поперечных параметров. Активные и реактивные сопротивления и проводимости, входящие в состав Г-образной схемы замещения четырехполюсника, замещающего линейный провод линии электропередачи, определяются в результате выполнения двух опытов: опыта холостого хода и короткого замыкания. В результате аналитической обработки экспериментальных данных определяются укрупненные продольные и поперечные параметры линии электропередачи. Технический результат заключается в увеличении достоверности определения укрупненных первичных параметров линии электропередачи. 2 ил.
Наверх