Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом



Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом
Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом
Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом

 


Владельцы патента RU 2606701:

Федеральное государственное унитарное предприятие "РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР - ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.И. ЗАБАБАХИНА" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к диагностике механической прочности электротехнического устройства. Сущность: способ заключается в том, что создают вибрационные процессы путем механических воздействий на устройство, измеряют напряжение, наведенное в обмотках устройства в результате механического воздействия, определяют частотные характеристики G(f) отклика на эти воздействия. Производят оценку модуля электромагнитных частотных характеристик по соотношению , где Uг(ƒ) – спектральная плотность мощности (СПМ) случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку; UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления. Определяют частоту максимума спектральной плотности мощности нормированного напряжения согласно выражению: . Определяют усилие прессовки по соответствующему соотношению , где - постоянная величина, характеризующая степень прессовки обмоток данного устройства; ƒi - частота максимума СПМ напряжения, наведенного в обмотке; n - постоянная величина; Pi0 и ƒi0 - известные или ранее определенные усилие прессовки и частота максимума СПМ напряжения данного устройства. Устанавливают диагноз по вычисленному усилию прессовки. Технический результат: повышение достоверности диагностики механической прочности электротехнического устройства. 4 ил.

 

Определение частоты максимума СПМ напряжения, наведенного в соответствующей обмотке, по нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ), полученной с учетом оценки модуля электромагнитных частотных характеристик соответствующей обмотки устройства , позволяет исключить в частотной области влияние резонансов электромагнитных контуров системы «магнитопровод - обмотки - корпус устройства» на амплитуду колебаний, связанных с механическими колебаниями конструкции, что повышает достоверность диагностики механической прочности электротехнического устройства.

Наличие в заявленном изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет его считать соответствующим условию "новизна".

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ диагностики электротехнического устройства (где Г - генератор тестовых сигналов; R - измерительное сопротивление; V1, V2, V3, V4 - измерительные точки напряжения), обмотки фаз устройства соединены «звездой»;

на фиг. 2 представлен график изменения модуля частотной характеристики в диапазоне частот от 10 до 5000 Гц трансформатора ТДТНЖ-40000/110-71У1 фаза «А»;

на фиг. 3, 4 представлены оценки СПМ напряжения G(ƒ) и нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) трансформатора ТДТНЖ-40000/110-71У1 фаза «А».

Способ осуществляется следующим образом.

Электротехническое устройство отключают от сети и расшиновывают. С использованием схемы (фиг. 1) последовательно в каждую обмотку устройства подают тестирующее напряжение типа «белый шум» (коммутирующее устройство обеспечивает последовательную подачу сигнала с генератора в обмотки А, В и С), в связанных RLC-контурах возникают электромагнитные колебания. Производят регистрацию временных сигналов напряжения с генератора и соответствующей обмотки. Далее производят оценку модуля электромагнитных частотных характеристик каждой обмотки [см. Дж. Бендат, А. Пирсол. «Применение корреляционного и спектрального анализа». М.: Мир, 1983 г., с. 91]. Расчет формы модуля электромагнитных частотных характеристик, образованных системой «магнитопровод - обмотки - корпус», проводят по соотношению: , где Uг(ƒ) - СПМ случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку, UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления. Затем по корпусу электротехнического устройства осуществляют импульсное механическое воздействие, исключающее любое повреждение конструкции. Место импульсного механического воздействия должно быть максимально близко к местам крепления магнитопровода устройства к корпусу. С использованием схемы (фиг. 1, коммутирующее устройство в положении N) производят измерение напряжения, наведенного в обмотках электромагнитного устройства в результате импульсного механического воздействия. Осуществляют расчет СПМ напряжения G(ƒ), наведенной в каждой обмотке. Далее, используя результаты расчетов G(ƒ) и для каждой обмотки, определяют частоту максимума спектральной плотности нормированнго напряжения Gн(ƒ) согласно выражения: .

При установке диагноза используют нормированную СПМ напряжения Gн(ƒ), т.е. вычисляют усилия прессовки Pi обмоток по соотношению: , где - постоянная величина, характеризующая степень прессовки обмоток данного устройства; ƒi - частота максимума СПМ напряжения, наведенного в обмотке; n - постоянная величина; Pнi0 и ƒнi0 - известные или ранее определенные усилие прессовки и частота максимума нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) соответствующей обмотки данного устройства.

Возможность промышленной реализации и практической возможности достижения требуемого технического результата при использовании изобретения иллюстрируется следующим примером.

Пример.

Проводилась диагностика трансформатора ТДТНЖ-40000/110-71У1 с целью оценки усилия прессовки обмоток фазы «А».

Способ диагностики заключался в том, что с использованием схемы (фиг. 1) в обмотку высокого напряжения с генератора в диапазоне частот 10…24000 Гц подавался тестирующий сигнал электрического напряжения типа «белый шум» (фиг. 1, коммутирующее устройство в положении А). В измерительных точках V1 и V2 проводилась регистрация временных сигналов напряжения. На основе результатов регистрации был оценен модуль частотной характеристики , представленный на фиг. 2 (для наглядности дальнейшего изложения форма амплитудно-частотной характеристики приведена в диапазоне частот 10…5000 Гц). Расчет модуля электромагнитных частотных характеристик, образованных системой «магнитопровод - обмотки - корпус», проводили по соотношению: , где Uг(ƒ) - СПМ случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку, UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления. По днищу обследуемого трансформатора осуществлялось импульсное механическое воздействие. С использованием схемы (фиг. 1, коммутирующее устройство в положении N) производилась регистрация напряжения, наведенного в обмотке трансформатора, при импульсном механическом воздействии. Осуществляли расчет СПМ напряжения G(ƒ), наведенной в каждой обмотке (фиг. 3). Далее, используя результаты расчетов G(ƒ) и для каждой обмотки, определяли частоту максимума спектральной плотности нормированного напряжения Gн(ƒ) (фиг. 4) согласно выражения: . Частота максимума ƒi для СПМ напряжения G(ƒ) (фиг. 3) составила 706 Гц, а частота максимума нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) (фиг. 4) - 228 Гц.

Оценка остаточного усилия прессовки обмоток трансформатора фазы «А» по соотношению , с использованием полученных значений ƒi, привело к существенно различающимся результатам. При плановом ремонте данного трансформатора были проведены измерения остаточных усилий прессовки обмоток. Результаты измерений подтвердили правильность оценки остаточного усилия прессовки обмоток с использованием частоты максимума ƒi, определенной по нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) (фиг. 4).

Таким образом, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для испытаний электротехнического устройства на способность противостоять внешнему короткому замыканию и значительной вибрации, возникающей при работе устройства;

- повышение достоверности диагностики механической прочности электротехнического устройства;

- для заявляемого способа в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом, заключающийся в том, что создают вибрационные процессы путем механических воздействий на устройство, измеряют напряжение, наведенное в обмотках устройства в результате механического воздействия, определяют частотные характеристики G(f) отклика на эти воздействия и устанавливают диагноз по вычисленному усилию прессовки Pi, отличающийся тем, что производят оценку модуля электромагнитных частотных характеристик по соотношению

,

где Uг(ƒ) – спектральная плотность мощности (СПМ) случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку;

UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления, определяют частоту максимума спектральной плотности мощности нормированного напряжения согласно выражению

и определяют усилие прессовки по соответствующему соотношению:

,

где - постоянная величина, характеризующая степень прессовки обмоток данного устройства;

ƒi - частота максимума СПМ напряжения, наведенного в обмотке;

n - постоянная величина;

Pi0 и ƒi0 - известные или ранее определенные усилие прессовки и частота максимума СПМ напряжения данного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к определению потерь мощности в системах электропередачи. Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях заключается в том, что измеряют при несимметричной нагрузке коэффициенты обратной и нулевой последовательности токов в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несимметричных токов.

Изобретение относится к средствам диагностики силового электрооборудования. Способ диагностики приводного механизма (2, 2'), содержащего катушку (211, 212) и устройство (22, 22') управления энергоснабжением катушки, включает следующие этапы: управляют энергоснабжением приводного механизма посредством устройства диагностики (3), управляют энергоснабжением катушки посредством устройства управления, отслеживают на уровне устройства диагностики электрической характеристики электрического сигнала, в частности электрического сигнала, питающего приводной механизм, и диагностируют приводной механизм с использованием результатов этапа отслеживания.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат - повышение устойчивости испытаний.

Изобретение относится к электромашиностроению. Способ заключается в том, что регистрируют затухающее напряжение статора, индуктированного затухающим полем ротора, при отключении из состояния холостого хода холодной и горячей машины.

Изобретение относится к области испытаний витковой изоляции обмоток статоров электрических машин переменного тока при массовом серийном производстве. Сущность: создают режим ударного импульсного возбуждения одновременно всех параллельно включенных фаз импульсными токами i от генератора импульсных напряжений ГИН путем возбуждения при этом испытательных импульсных междувитковых напряжений, равных ЭДС самоиндукции секций e=-Ldi/dt.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для диагностирования межвиткового замыкания в обмотках электрических машин с монолитными металлическими сердечниками.

Изобретение относится к способу адаптации обнаружения короткого замыкания на землю к изменению состояния электрической машины. Сущность: электрическая машина находится в первом состоянии машины, первое опорное значение определяется для измеряемых значений электрической величины.

Изобретение относится к диагностике обмоток электрических машин. Сущность: способ обнаружения короткого замыкания на землю во вращающейся электрической машине содержит подачу тестового сигнала на заданной частоте на обмотку, измерение электрического параметра сигнала отклика в обмотке, являющегося результатом поданного тестового сигнала, и обнаружение короткого замыкания на землю на основании измеренного значения электрического параметра.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Технический результат: расширение арсенала технических средств.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя. Технический результат: возможность диагностирования межвитковых повреждений на ранней стадии развития.

Изобретение относится к дистанционному контролю технического состояния элементов электроэнергетического оборудования (ЭО), в частности силовых трансформаторов, находящихся под напряжением, и может быть использовано для создания диагностических информационно-измерительных комплексов.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для теплопрочностных испытаний конструкций. Способ заключается в том, что в измерительной информационной системе с режимами измерения сигналов термопар и сопротивления резисторных датчиков измеряют сопротивление термоэлектродов термопар при монтаже термопар на исследуемой конструкции.

Изобретение относится к сварочному оборудованию и может быть использовано для контроля правильности подключения сварочного электрода. Сварочная установка (10) содержит источник (15) питания с положительным и отрицательным контактами, выполненный с возможностью генерирования электропитания и подачи его на сварочный электрод.

Изобретение относится к способам и системам для пассивного контроля коллекторного узла генератора. Один из способов (300) включает прием (302) вычислительным устройством сигналов от трансформатора тока, установленного вокруг возбуждающего кабеля, который соединен с коллекторным узлом генератора; обнаружение (304) упомянутым вычислительным устройством возникновения искры в упомянутом коллекторном узле генератора, по меньшей мере, частично, на основе принятых сигналов от упомянутого трансформатора тока; формирование (306) индикации того, что в упомянутом коллекторном узле генератора возникла искра, если упомянутое вычислительное устройство определило, что в упомянутом коллекторном узле генератора возникла искра; и формирование (308) предупреждения о круговом огне, по меньшей мере, частично, на основе сформированной индикации того, что в упомянутом коллекторном узле генератора возникла искра.

Изобретение относится к контролю сопротивления с многослойной изоляцией. Сущность: контрольное устройство (С) содержит электрическую цепь (20.а; 20.b; 20.с; 20.d), имеющую точки (А, В) подсоединения наружной и внутренней оболочек (11, 12) и включенную последовательно с точками (А, В) подсоединения, генератор (22) тока низкого напряжения и средства (23) и/или (R; 26; 30) опосредованного и/или прямого отсоединения сопротивления (10) с многослойной изоляцией от источника питания.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: по меньшей мере один вывод (B1, B2) датчика (10, 110) соединен с резистором (21, 22, 121) смещения.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам контроля качества электрических цепей (внутреннего электромонтажа и кабельных соединений) сложных технических изделий.

Изобретение относится к обнаружению повреждений кабелей. Сущность: система обнаружения повреждений содержит первый амперметр для измерения первого фазного тока, второй амперметр для измерения второго фазного тока, третий амперметр для измерения третьего фазного тока, первый блок вычисления для вычисления тока отрицательной последовательности из первого фазного тока, второго фазного тока и третьего фазного тока и первый блок обнаружения для обнаружения изменения тока отрицательной последовательности.

Изобретение относится к области электроэнергетики и, в частности, к устройствам для электродинамических испытаний токами короткого замыкания (КЗ) высоковольтных силовых трансформаторов.

Изобретение относится к области технологических устройств и может быть использовано совместно с измерительным прибором (омметром) при контроле цепей питания электротехнической системы изделия в процессе ее сборки на соответствие требованиям технической документации - отсутствие обрывов, замыканий, иных несоответствий техническим требованиям.

Изобретение относится к устройствам, используемым для тестирования, например, в производственных условиях, сенсорных панелей, в частности, матричных прозрачных взаимно-емкостных сенсорных панелей. Сущность: устройство для определения удельного сопротивления электрода между точкой возбуждения и точкой измерения, в котором сигнал возбуждения подводится к электроду в точке возбуждения посредством емкостной связи, а точка измерения физически имеет электрическое соединение с измерительной схемой. Измерительная схема содержит схему усилителя, выполненного с возможностью формирования результирующего сигнала, являющегося функцией удельного сопротивления электрода. Технический результат: возможность измерения сопротивления в любой точке электрода. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх