Способ контроля технического состояния электроэнергетических объектов



Способ контроля технического состояния электроэнергетических объектов
Способ контроля технического состояния электроэнергетических объектов
Способ контроля технического состояния электроэнергетических объектов
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 2611554:

Частное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный институт коммуникаций" (ЧОУВО "ДВИК") (RU)

Изобретение относится к диагностированию электроэнергетических объектов. Сущность : измеряют в эквивалентных условиях для контролируемого и однотипного с ним эталонного объектов энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации сразу всего оборудования объектов на частотах совместного действия белых шумов и квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования этих объектов. Выделяют и фиксируют в измеренных спектрах интенсивности белых шумов. Полную дефектность контролируемого объекта определяют путем сравнения фиксированных интенсивностей белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого и эталонного объектов. Дефектность объекта определяют как слабую, умеренную, сильную или опасную, если интенсивность белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого объекта превышает такой показатель в эталонном объекте на величину соответственно до 15, от 15 до 30, от 30 до 45 и свыше 45 dB. Энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации измеряют посредством стандартной промышленной аппаратуры. Измерительную аппаратуру размещают в средней части контролируемого или эталонного объекта, непосредственно над или под высоковольтным вводом (ВВ) ЛЭП рядом с ВВ ОРУ. Основной рекомендуемый частотный диапазон измерений находится в низкочастотной части области действия белого шума на частотах f=3-300 MHz или в запасном варианте на частотах f=3-3000 MHz. Технический результат: упрощение, повышение надежности и оперативности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к способам диагностирования дефектности электроэнергетических (ЭЭ) объектов, и в первую очередь больших по занимаемой площади ЭЭ объектов, типа питающей электростанции, распределительной подстанции, сети электрического обеспечения отдельного населенного пункта, предприятия, космодрома, аэродрома, железнодорожного узла и других аналогичных объектов, включающих в себя протяженные отрезки высоковольтных (ВВ) линий электропередачи (ЛЭП) и подключенное к этим линиям дискретное ЭЭ оборудование (трансформаторы напряжений ТН, трансформаторы токов ТТ, силовые автотрансформаторы AT, управляемые шунтирующие реакторы УШР, открытые распределительные устройства ОРУ и прочие), и предназначено для создания промышленных информационно-измерительных комплексов контроля технического состояния таких объектов, обеспечивающих достоверную экспресс-диагностику их полной дефектности.

Известен способ контроля технического состояния ЭЭ оборудования, основанный на применении тепловизоров для регистрации распределения температуры по поверхностям отдельных единиц оборудования контролируемого объекта, находящегося под напряжением (см. Хренников А.Ю. и др. Электрические станции, №8, 2001).

Известный способ относится к методам встроенной диагностики технического состояния ЭЭ объектов, и с его помощью можно определить дефектности отдельных единиц оборудования контролируемого ЭЭ объекта, а затем, используя полученные данные, установить полную дефектность контролируемого объекта.

Основные недостатки аналога состоят в том, что он обладает низкой чувствительностью диагностирования, не позволяет выявлять дефекты, связанные с электрическими разрядами во внутренних частях оборудования контролируемого ЭЭ объекта и требует громоздкой обработки опытных данных (детального анализа тепловизорных карт отдельных единиц оборудования ЭЭ объекта), сложность выполнения которой увеличивается с ростом площади, занимаемой контролируемым объектом, и с ростом численности ЭЭ оборудования, находящегося на этом объекте.

Поэтому известный способ сложен, не обеспечивает требуемую оперативность, чувствительность и надежность диагностирования, а потому не пригоден для выполнения достоверной экспресс-диагностики полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов и в первую очередь больших по занимаемой площади ЭЭ объектов.

Известен также способ контроля технического состояния ЭЭ объектов (оборудования), в котором полную дефектность контролируемого объекта, находящегося под напряжением, определяют по электромагнитному излучению (ЭМИ) оборудования этого объекта (см. Глухов О.А., Коровкин Н.В., Балагула Ю.М. Методика оценки параметров частичных разрядов в высоковольтной изоляции при относительных измерениях их импульсных электромагнитных полей. Труды IV межд. симпозиума по электромагнитной совместимости, С.-Петербург, 2001, - прототип). Этот способ является дистанционным, и с его помощью можно, как и в способе-аналоге, сначала определить дефектности отдельных единиц оборудования контролируемого ЭЭ объекта, а затем, используя полученные данные, установить полную дефектность этого объекта.

Способ базируется на измерениях средних интенсивностей потоков электромагнитных импульсов произвольной поляризации, излучаемых отдельными единицами оборудования контролируемого объекта на частотах действия белых шумов в рабочей полосе частот измерительной аппаратуры. Следовательно, в прототипе измеряются, по существу, интегральные мощности ЭМИ произвольной поляризации, создаваемых электрическими разрядами в наружных и внутренних частях отдельных единиц оборудования контролируемого ЭЭ объекта.

Измерения в способе-прототипе выполняют с помощью широкополосной приемной антенны произвольной поляризации, подключенной к входу специально изготовленного регистратора средней интенсивности потока электромагнитных импульсов, излучаемых оборудованием контролируемого ЭЭ объекта. Рекомендуемые частоты измерений превышают значения f=150-200 MHz и лежат в высокочастотной части области действия белых шумов.

По результатам измерений строят зависимости для средних интенсивностей потоков импульсов, излучаемых отдельными образцами оборудования контролируемого ЭЭ объекта, от порога обнаружения, а в качестве диагностических параметров для определения дефектностей конкретных образцов оборудования используют: крутизны наклонов отрезков аппроксимирующих прямых на участках этих зависимостей, количество интервалов, необходимых для такой аппроксимации, и значения координат точек перегибов в указанных зависимостях. При этом дефектности отдельных образцов оборудования контролируемого ЭЭ объекта (а затем и полную дефектность этого объекта) устанавливают по динамике изменения вышеуказанных диагностических параметров при выполнении серий периодических измерений на временных интервалах, разделенных месяцами и годами эксплуатации оборудования контролируемого объекта.

Прототип относится к разряду шумовых и квазишумовых методов и потому обладает повышенной, в сравнении с аналогом, чувствительностью и надежностью диагностирования полной дефектности контролируемого оборудования, определяемой электрическими разрядами не только в его внешних, но и во внутренних конструктивных элементах (чего нет в аналоге).

Основные недостатки прототипа обусловлены применением в нем нестандартной, специально изготовленной измерительной аппаратуры (что ведет к снижению надежности диагностирования дефектностей отдельных единиц оборудования и полной дефектности ЭЭ объекта) и громоздкой процедуры обработки результатов измерений, требующей существенных затрат времени, которые увеличиваются с ростом площади контролируемого ЭЭ объекта и с ростом численности оборудования этого объекта (что ведет к снижению оперативности диагностирования полной дефектности ЭЭ объекта). Кроме того, при диагностировании полной дефектности ЭЭ объекта способом-прототипом без дополнительных измерений энергетических спектров ЭМИ отдельных образцов оборудования этого объекта нельзя однозначно утверждать, средняя интенсивность потока каких импульсов регистрируется измерительной аппаратурой: хаотических, создаваемых белым шумом (как полагают авторы), или более интенсивных детерминированных, связанных с фильтрацией и регенерацией белых шумов на резонансных частотах добротных колебательных цепей оборудования ЭЭ объекта и тоже излучаемых на рекомендуемых частотах измерений. Последнее обстоятельство ведет к дополнительному снижению надежности диагностирования дефектностей отдельных единиц оборудования контролируемого ЭЭ объекта и соответственно полной дефектности этого объекта.

Из этого следует, что способ-прототип достаточно сложен, не обладает требуемой оперативностью и надежностью диагностирования, а потому не пригоден для выполнения достоверной экспресс-диагностики полных дефектностей указанных объектов и в первую очередь больших по занимаемой площади ЭЭ объектов.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании способа контроля технического состояния ЭЭ объектов, пригодного для достоверной экспресс-диагностики полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов, особенно больших по занимаемой площади ЭЭ объектов).

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи выражается в создании способа контроля технического состояния ЭЭ оборудования (и, в первую очередь, больших по занимаемой площади ЭЭ объектов), достаточно простого, с увеличенной оперативностью и повышенной надежностью диагностирования, а потому пригодного для выполнения достоверной экспресс-диагностики полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов.

Для решения поставленной задачи способ контроля технического состояния электроэнергетических объектов, в котором полную дефектность контролируемого объекта, находящегося под напряжением, определяют по электромагнитному излучению оборудования этого объекта, отличается тем, что измеряют в эквивалентных условиях для контролируемого и однотипного с ним эталонного объектов энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации сразу всего оборудования указанных объектов на частотах совместного действия белых шумов и квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования этих объектов, выделяют и фиксируют в измеренных спектрах интенсивности белых шумов, а полную дефектность контролируемого объекта определяют путем сравнения фиксированных интенсивностей белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого и эталонного объектов, причем дефектность объекта определяют как слабую, умеренную, сильную или опасную, если интенсивность белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого объекта превышает такой показатель в эталонном объекте на величину соответственно до 15, от 15 до 30, от 30 до 45 и свыше 45 dB. Кроме того, энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации измеряют посредством стандартной промышленной аппаратуры. Кроме того, измерительную аппаратуру размещают в средней части контролируемого или эталонного объекта, непосредственно над или под высоковольтным вводом (ВВ) ЛЭП рядом с ВВ ОРУ, а основной рекомендуемый частотный диапазон измерений находится в низкочастотной части области действия белого шума на частотах f=3-300 MHz или в запасном варианте на частотах f=3-3000 MHz.

В заявляемом способе контроля технического состояния ЭЭ объектов общим с прототипом является то, что в нем «полную дефектность контролируемого объекта, находящегося под напряжением, определяют по электромагнитному излучению оборудования этого объекта».

Следовательно, предлагаемый способ, как и способ-прототип, относится к дистанционным методам шумовой и квазишумовой диагностики, и в нем, как и в прототипе, полную дефектность контролируемого ЭЭ объекта, находящегося под напряжением (т.е. подключенного к ВВ ЛЭП и находящегося под напряжениями этих ЛЭП), определяют по электромагнитному излучению оборудования этого объекта.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого способа и прототипа показывает наличие следующих отличительных признаков:

1) «измеряют в эквивалентных условиях для контролируемого и однотипного с ним эталонного объектов энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации сразу всего оборудования указанных объектов на частотах совместного действия белых шумов и квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования этих объектов»;

2) «выделяют и фиксируют в измеренных спектрах интенсивности белых шумов»;

3) «полную дефектность контролируемого объекта определяют путем сравнения фиксированных интенсивностей белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого и эталонного объектов».

Признак, указывающий, что измерения проводят «с помощью стандартной промышленной аппаратуры измеряют в эквивалентных условиях для контролируемого и однотипного с ним эталонного объектов энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации сразу всего оборудования указанных объектов на частотах совместного действия белых шумов и квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования этих объектов…» указывает, что в заявляемом способе используется стандартная промышленная аппаратура (а не специализированная, содержащая широкополосную антенну произвольной поляризации и специально изготовленный измеритель средней интенсивности потока излучаемых импульсов, как это имеет место в прототипе) и в эквивалентных условиях (т.е. в одинаковых условиях эксплуатации для контролируемого и однотипного с ним эталонного ЭЭ объектов и с применением единых метрических средств, отличных от используемых в прототипе) измеряют энергетические спектры ЭМИ горизонтальной поляризации сразу всего оборудования этих объектов на частотах совместного действия белых шумов и квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования указанных объектов, а не средние интенсивности потоков шумовых и детерминированных импульсов произвольной поляризации, излучаемых отдельными единицами оборудования указанных ЭЭ объектов во всей рабочей полосе частот измерительной аппаратуры, как в способе-прототипе.

При этом основной рекомендуемый диапазон измерений в заявляемом способе располагается в низкочастотной части области действия белого шума, т.е. на частотах 3-300 MHz (запасной вариант в высокочастотной части этой области на частотах 0,3-3,0 GHz), и отличается от такового в прототипе.

Предпочтение в предлагаемом способе отдано измерению энергетических спектров ЭМИ именно горизонтальной поляризации (а не интегральной мощности ЭМИ произвольной поляризации в рабочей полосе частот измерительной аппаратуры, как в прототипе), поскольку в ЭЭ объектах с большой занимаемой площадью всегда имеется многочисленное оборудование, вводы напряжений которого через ВВ ОРУ подключены к ВВ ЛЭП. Последние же (ВВ ОРУ и ВВ ЛЭП) содержат в своих токах информацию о дефектности всего оборудования ЭЭ объекта и являются эффективными излучающими антеннами как раз горизонтальной поляризации на рекомендуемых в предлагаемом способе основных частотах измерений f=3-300 MHz (и на частотах запасного варианта f=3-3000 MHz) и при применении широкополосной измерительной антенны той же горизонтальной поляризации, подключенной к входу промышленного анализатора спектра с указанным частотным диапазоном, позволяют измерять и анализировать энергетические спектры излучений горизонтальной поляризации, создаваемые оборудованием сразу всего ЭЭ объекта (контролируемого, или эталонного), и осуществлять достаточно просто, с увеличенной оперативностью и повышенной надежностью, в сравнении со способом-прототипом, достоверную экспресс-диагностику полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов и в первую очередь больших по занимаемой площади объектов. Причем при использовании запасного рекомендуемого частотного диапазона измерений в предлагаемом способе дополнительно повышается точность, а соответственно, увеличивается и надежность диагностирования полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта (в способе-прототипе такая возможность не предусмотрена).

Отличительный признак «выделяют и фиксируют в измеренных спектрах интенсивности белых шумов» называет используемый в предлагаемом способе диагностический параметр (интенсивности белых шумов в энергетических спектрах ЭМИ горизонтальной поляризации от контролируемого и однотипного с ним эталонного объектов), предлагает простыми математическими методами, например методом линейной аппроксимации (с последующей экстраполяцией результата аппроксимации на весь частотный диапазон измерения спектров) набора экспериментальных точек, числом 10-20 и более, с минимальными локальными спектральными плотностями в пределах интервала значений, равного удвоенной статистической погрешности измерений, выделить в измеренных энергетических спектрах ЭМИ горизонтальной поляризации для контролируемого и однотипного с ним эталонного ЭЭ объектов компоненты белых шумов (спектральные плотности которых не зависят от частоты анализа) и рекомендует фиксировать интенсивности этих компонентов в вышеуказанных спектрах, т.е. фиксировать интенсивности (спектральные плотности) именно белых шумов (благодаря чему в предлагаемом способе повышается надежность диагностирования полных дефектностей указанных объектов), а не суммарные интенсивности белых шумов и квазигармонических составляющих с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования ЭЭ объектов во всей рабочей полосе измерительной аппаратуры, как это делается в прототипе.

Отличительный признак «полную дефектность контролируемого объекта определяют путем сравнения фиксированных интенсивностей белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого и эталонного объектов» указывает путь к разработке критериев и к определению (с применением этих критериев) полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта.

Эти критерии формируют таким образом, чтобы различать несколько градаций (уровней) полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов, например градации: слабая, умеренная, сильная и опасная дефектности. При этом в качестве эталона может использоваться как сам контролируемый ЭЭ объект на начальной стадии его эксплуатации (т.е. новый ЭЭ объект или объект, полностью восстановивший свою работоспособность после выполнения профилактических и ремонтных работ), так и любой другой, однотипный с контролируемым объект с минимальной (среди обследованных объектов) интенсивностью белого шума в энергетическом спектре его ЭМИ горизонтальной поляризации.

В ходе выполнения экспериментов нами было установлено, что непосредственно перед отказом контролируемого ЭЭ объекта интенсивность белого шума в энергетическом спектре ЭМИ горизонтальной поляризации этого объекта возрастает на 50-60 dB. Можно предложить поэтому следующие простые и универсальные критерии для определения полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта по интенсивности белого шума в его энергетическом спектре ЭМИ горизонтальной поляризации.

Слабая полная дефектность контролируемого ЭЭ объекта соответствует интенсивности белого шума в его энергетическом спектре ЭМИ горизонтальной поляризации, превышающей таковую у эталонного объекта на величину до 15 dB. (1)

Умеренная полная дефектность контролируемого ЭЭ объекта соответствует интенсивности белого шума в его энергетическом спектре ЭМИ горизонтальной поляризации, превышающей таковую у эталонного объекта на величину от 15 до 30 dB. (2)

Сильная полная дефектность контролируемого ЭЭ объекта соответствует интенсивности белого шума в его энергетическом спектре ЭМИ горизонтальной поляризации, превышающей таковую у эталонного объекта на величину от 30 до 45 dB. (3)

Опасная полная дефектность контролируемого ЭЭ объекта соответствует интенсивности белого шума в его энергетическом спектре ЭМИ горизонтальной поляризации, превышающей таковую у эталонного объекта на величину более 45 dB. (4)

Благодаря измерениям энергетических спектров ЭМИ горизонтальной поляризации и сравнению с эталоном, предлагаемые в заявляемом способе критерии (1-4) и получаемые с применением этих критериев оценки полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов проявляют слабую чувствительность к воздействию внешних помех, меньшую, чем в способе-прототипе, т.к. большая часть сторонних вещательных и служебных радио- и телевизионных станций работает с ЭМИ вертикальной поляризации, которые подавляются в предлагаемом способе измерительной приемной антенной горизонтальной поляризации. Отмеченное обстоятельство способствует в предлагаемом способе дополнительному повышению, в сравнении со способом-прототипом, надежности диагностирования полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта.

Следовательно, в заявляемом способе контроля технического состояния ЭЭ объектов все достоинства прототипа сохранены и умножены. При этом ввиду измерений в заявляемом способе с применением стандартной промышленной аппаратуры энергетических спектров ЭМИ горизонтальной поляризации сразу всего оборудования ЭЭ объектов (минуя громоздкие предварительные ступени измерения энергетических спектров для отдельных единиц оборудования этих объектов и определения дефектностей указанных единиц оборудования, как это делается в способе-прототипе) в конкретном рекомендованном частотном диапазоне (а не средней интенсивности потока шумовых и детерминированных импульсов произвольной поляризации в неопределенном частотном диапазоне выше значений f=150-200 MHz, как в прототипе), предлагаемый способ является достаточно простым и позволяет осуществлять достоверную экспресс-диагностику полной дефектности ЭЭ объектов с увеличенной оперативностью и повышенной надежностью в сравнении с прототипом.

Из сказанного следует, что предложенная совокупность общих и отличительных существенных признаков заявляемого способа контроля технического состояния ЭЭ объектов (и в первую очередь больших по занимаемой площади объектов) обеспечивает решение поставленной задачи и достижение желаемого технического результата.

Именно такая совокупность существенных признаков заявляемого способа контроля технического состояния ЭЭ объектов обеспечила его простоту, позволила увеличить оперативность и повысить надежность диагностирования полных дефектностей контролируемых объектов, а потому сделала заявляемый способ пригодным для осуществления достоверной экспресс-диагностики полных дефектностей ЭЭ объектов и в первую очередь больших по занимаемой площади объектов. Причем диагностика в предлагаемом способе может выполняться как на самом объекте под ВВ ЛЭП около ВВ ОРУ, так и с вертолета, зависшего над объектом на высоте 50-100 в непосредственной близости к ВВ ЛЭП и ВВ ОРУ.

На основании сказанного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявляемого изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретение решило поставленную задачу.

При этом заявляемое изобретение является новым и обладает изобретательским уровнем, т.к. оно не следует явным образом из известных технических решений и пригодно для практического применения.

Практическую реализацию заявляемого способа контроля технического состояния ЭЭ объектов продемонстрируем на примере диагностирования полной дефектности одной из распределительных электрических подстанций (ПС) Приморского края России.

В состав данной ПС входят: протяженные участки ВВ ЛЭП с напряжениями 500 kV, 220 kV, 11 kV и более десятка единиц ЭЭ оборудования, в том числе AT, ТТ, ТН, УШР, ОРУ-500, ОРУ-220 и прочие.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен (в логарифмическом масштабе по обеим осям) энергетический спектр ЭМИ горизонтальной поляризации эталонного ЭЭ объекта, измеренный для вышеуказанной ПС 03.06.2010 непосредственно под ВВ ЛЭП с напряжением 500 kV (рядом с ОРУ-500). Слабая полная дефектность эталонного объекта была установлена способами, с помощью которых тогда же, 03.06.2010, были проконтролированы дефектности всех основных единиц оборудования данной ПС, которые оказались слабыми.

На фиг. 2 представлен (в логарифмическом масштабе по обеим осям) энергетический спектр ЭМИ горизонтальной поляризации, измеренный 23.07.2014 для того же ЭЭ объекта (ПС), после 4-х лет его непрерывной эксплуатации.

Оба спектра сняты в номинальных режимах работы ПС в частотном диапазоне f=3-300 MHz с помощью единых метрических средств: широкополосной измерительной антенны горизонтальной поляризации и управляемого компьютером промышленного анализатора спектра NS-30A.

На фиг. 1, 2 использованы следующие обозначения: SG1, SG2 - энергетические спектры излучений горизонтальной поляризации для эталонного (первого) и контролируемого (второго) объектов в dB(W)/Hz; f - частота анализа в Hz; (SG1)W, (SG2)W - интенсивности компонентов белых шумов в спектрах излучений эталонного и контролируемого объектов в dB(W)/Hz (пунктирные линии).

В спектре ЭМИ горизонтальной поляризации эталонного ЭЭ объекта (фиг. 1) видны интенсивные пики квазигармонических составляющих на резонансных частотах добротных колебательных цепей оборудования этого объекта. Аппроксимация прямой пунктирной линией, параллельной оси частот f, набора экспериментальных точек А, В, С, …, Z, соответствующих минимальным локальным интенсивностям излучений в интервале значений спектральных плотностей, равном удвоенной статистической погрешности измерений 2β (в нашем случае 2β = 2 dB), позволила выделить в спектре излучения эталонного ЭЭ объекта компонент белого шума и определить его интенсивность (спектральную плотность), которая составила (SG1)W=-177 dB(W)/Hz.

В спектре ЭМИ горизонтальной поляризации контролируемого ЭЭ объекта (фиг. 2) видны возросшие по величине пики квазигармонических составляющих на резонансных частотах добротных колебательных цепей оборудования этого объекта. Аппроксимация прямой пунктирной линией, параллельной оси частот f (с последующей экстраполяцией результата аппроксимации на весь частотный диапазон измерений), набора экспериментальных точек А, В, С, …, Z, соответствующих минимальным локальным интенсивностям излучений в интервале значений спектральных плотностей, равном удвоенной статистической погрешности измерений 2β = 2 dB, позволила выделить в спектре излучения контролируемого ЭЭ объекта компонент белого шума и определить его интенсивность (спектральную плотность), которая оказалась равной (SG2)W=-156 dB(W)/Hz, т.е. на 21 dB выше, чем у эталонного ЭЭ объекта.

При этом гарантировано, что полученный отсчет в 21 dB соответствует разности интенсивностей (спектральных плотностей) именно белых шумов, а не пиков квазигармонических колебаний в ЭМИ рассматриваемых ЭЭ объектов. В способе-прототипе подобная гарантия отсутствует.

Теперь, используя критерии (1-4), можно оценить предлагаемым способом достаточно просто и с повышенной надежностью (в сравнении с прототипом и аналогом) полную дефектность контролируемого ЭЭ объекта как умеренную, что было подтверждено также известными способами, описанными как в RU №2311652, так и в «Методических указаниях по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле. РД 153-34.0-46.302-00, РАО «ЕЭС России», Департамент научно-технической политики и развития РФ, М., 2001, т.е. было установлено, что слабой и умеренной дефектностью на 23.07.2014 в контролируемом объекте обладает все основное ЭЭ оборудование.

Стоит отметить, что квалифицированному специалисту достаточно бросить беглый взгляд на спектры, представленные на фиг. 1, 2, чтобы без специальной обработки результатов экспериментов с точностью до статистической погрешности измерений β определить разницу интенсивностей белых шумов в спектрах излучений эталонного и контролируемого объектов и, применяя критерии (1-4), оперативно аттестовать полную дефектность контролируемого ЭЭ объекта.

Следовательно, заявляемый способ контроля технического состояния ЭЭ объектов не только обеспечивает повышенную надежность диагностирования полной дефектности контролируемого объекта, но и является достаточно простым, в сравнении с прототипом, как в плане выполнения измерений энергетических спектров ЭМИ сразу всего оборудования ЭЭ объекта (с помощью стандартной промышленной аппаратуры), так и в плане обработки и интерпретации полученных результатов измерений. Это позволяет специалисту, используя предлагаемый способ, с увеличенной оперативностью и повышенной надежностью осуществлять достоверную экспресс-диагностику полной дефектности ЭЭ объектов (и в первую очередь больших по занимаемой площади ЭЭ объектов) непосредственно на месте измерений, без дополнительных затрат времени на обработку полученных экспериментальных данных, чего нет в прототипе и в аналоге.

Отмеченные достоинства заявляемого способа, его достаточная простота, повышенная надежность и увеличенная оперативность формирования заключения, особенно важны при выполнении экспресс-диагностики ЭЭ объектов с сильной и опасной дефектностью, когда необходимо срочно решать вопрос о снятии напряжений с аварийного объекта.

Приведенный пример реализации заявляемого способа контроля технического состояния ЭЭ объектов убедительно демонстрирует преимущества этого способа в сравнении с прототипом и аналогом.

Практическое применение заявляемого способа контроля технического состояния ЭЭ объектов для аттестации дефектности конкретного промышленного объекта (одной из распределительных ПС России) продемонстрировало простоту этого способа, повышенную надежность и увеличенную оперативность выполнения оценки полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта и подтвердило возможность реализации, с применением предлагаемого способа, достоверной экспресс-диагностики ЭЭ объектов и в первую очередь больших по занимаемой площади объектов, включающих в себя протяженные части ВВ ЛЭП и многочисленное оборудование, подключенное к этим ВВ ЛЭП.

Из сказанного следует, что заявляемый способ контроля технического состояния ЭЭ объектов обладает, в сравнении с прототипом и аналогом, достаточной новизной, простотой, повышенной надежностью и увеличенной оперативностью определения дефектностей контролируемых объектов и позволяет успешно осуществлять достоверную экспресс-диагностику полных дефектностей этих объектов и в первую очередь больших по занимаемой площади ЭЭ объектов.

1. Способ контроля технического состояния электроэнергетических объектов, в котором полную дефектность контролируемого объекта, находящегося под напряжением, определяют по электромагнитному излучению оборудования этого объекта, отличающийся тем, что измеряют в эквивалентных условиях для контролируемого и однотипного с ним эталонного объектов энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации сразу всего оборудования указанных объектов на частотах совместного действия белых шумов и квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования этих объектов, выделяют и фиксируют в измеренных спектрах интенсивности белых шумов, а полную дефектность контролируемого объекта определяют путем сравнения фиксированных интенсивностей белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого и эталонного объектов, причем дефектность объекта определяют как слабую, умеренную, сильную или опасную, если интенсивность белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого объекта превышает такой показатель в эталонном объекте на величину соответственно до 15, от 15 до 30, от 30 до 45 и свыше 45 dB.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации измеряют посредством стандартной промышленной аппаратуры.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измерительную аппаратуру размещают в средней части контролируемого или эталонного объекта, непосредственно над или под высоковольтным вводом (ВВ) ЛЭП рядом с ВВ открытого распределительного устройства (ОРУ), а основной рекомендуемый частотный диапазон измерений находится в низкочастотной части области действия белого шума на частотах f=3-300 MHz или в запасном варианте на частотах f=3-3000 MHz.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к дистанционным способам шумовой и квазишумовой диагностики электроэнергетического оборудования, находящегося под напряжением. Измеряют в эквивалентных условиях энергетические спектры электромагнитных излучений вертикальной поляризации для контролируемого и однотипного с ним эталонного образцов оборудования на частотах действия фликкерных шумов, белых шумов и квазигармонических составляющих с частотами питающей промышленной сети, ее верхних гармоник и с резонансными частотами добротных колебательных цепей этого оборудования.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения места несанкционированного подключения нагрузки к линии электрической передачи.

Изобретение к контрольно-измерительной технике. Сущность: устройство 1 для обнаружения неисправности электронной пушки, которое обнаруживает неисправность электронных пушек 3 устройства 2 для измельчения магнитных доменов листа электротехнической стали.

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов. Датчик для непрерывного контроля изоляции проводов содержит корпус, внутри которого закреплена диэлектрическая основа для размещения элементов датчика.

Изобретение относится к испытаниям систем, содержащих электровзрывные устройства. Способ заключается в создании тестовых электромагнитных полей (ЭМП), внешних по отношению к испытуемому объекту, с заданными параметрами излучения, которые измеряют датчиком поля, установленным вблизи испытываемого объекта, и оценки уровня наведенных токов в испытуемом объекте.

Изобретение относится к области систем обработки информации и может быть использовано при функциональном контроле и диагностировании электропередачи (ЛЭП) на основании теории многополюсников.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностики состояния изоляции силового электрического оборудования, в частности электроподвижного состава железных дорог.

Изобретение относится к измерениям в области электроэнергетики. Технический результат: повышение чувствительности диагностирования технического состояния однофазных высоковольтных трансформаторов напряжения.

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 электротехнике, а именно к средствам повышения надежности электрооборудования промышленных предприятий и диагностики состояния изоляции обмоток статоров асинхронных электродвигателей. Сущность способа заключается в определении и отслеживании изменения во времени соотношений полных сопротивлений обмоток статора асинхронного электродвигателя, а также определении и отслеживании изменения во времени сопротивления изоляции обмоток статора относительно корпуса путем измерения тока утечки на корпус асинхронного электродвигателя при подаче на обмотку статора напряжения после отключения электродвигателя от питающей сети. Определение полных сопротивлений обмоток статора производится косвенным путем при помощи измеренных значений токов и напряжений на обмотках статора электродвигателя. Технический результат заключается в возможности диагностирования снижения сопротивления изоляции обмоток статора асинхронного электродвигателя относительно корпуса электродвигателя и межвитковых замыканий на ранней стадии развития. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при мониторинге моделирующего испытания электромагнитного переходного процесса линии электропередачи электроэнергии при ударе молнии. Система испытания характеристик грозовой бегущей волны линии электропередачи состоит из устройства динамического моделирования электромагнитного переходного процесса гроз линии электропередачи и интеллектуального устройства мониторинга. На основе моделей линии электропередачи и заземляющего троса, моделей опоры и очага заземления опоры, а также модели изолятора, опора делится на отрезок косого материала, отрезок траверсы и отрезок главной части, и одновременно учтены факторы изолятора, линии электропередачи и заземляющего троса, и применены соответствующие волновое сопротивление, собственное полное сопротивление, взаимное полное сопротивление, собственная проводимость, взаимная полная проводимость и индуктивность для моделирования и создания эквивалентной схемы переходного состояния удара молнии. Интеллектуальное устройство мониторинга состоит из аналого-цифрового преобразователя с датчиком тока и/или датчиком напряжения по последовательному каскадному соединению, однокристального компьютера, дисплея или осциллографа. В разных положениях данной системы, посредством ввода ударного тока, измерены сигналы дистального заземляющего троса и провода, проанализирован процесс распространения грозовой волны в целой линии электропередачи. Технический результат - оптимизирован участок линии электропередачи со слабой молниезащитой, и молниезащита оборудования в трансформаторной подстанции приведена в соответствие с результатом анализа. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области связи. Техническим результатом является возможность производить мониторинг кабельных соединений без установки сетевого соединения, используя встроенный рефлектометр сетевого устройства. Система мониторинга оснащена коммутационной панелью с переключателем, с помощью которой изменяют результаты применения рефлектометра в кабельном тракте. Сопоставляя момент использования переключателя и изменения в результатах использования рефлектометра, определяют порт коммутационной панели, в который подключен порт сетевого устройства. 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике, и может быть использовано для построения дифференциально-фазных защит. Способ идентификации переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона, заключающийся в том, что геркон устанавливают вблизи проводника, настраивают его так, чтобы он срабатывал и замыкал контакты при токе Iср в проводнике, возвращался в исходное положение и размыкал контакты при токе Iв. После настройки геркона включают электроустановку и при появлении переменного тока в проводнике: а) измеряют промежуток времени t1,2 между моментами первого и второго размыкания контактов геркона и продолжают измерять промежутки времени между следующими размыканиями контактов геркона до достижения 0,01 с; б) измеряют промежуток времени между моментом tCP(n) замыкания и моментом tB(n) размыкания контактов, фиксируют время момента tB(n) размыкания контактов геркона и определяют амплитуду переменного тока где ; f - частота переменного тока, в) определяют промежуток времени t01(n) от момента tB(n) размыкания контактов геркона до момента t0(n) перехода синусоиды переменного тока через ноль: г) затем определяют время момента перехода синусоиды через ноль t0(n)=tB(n)+t01(n) и запоминают его; д) определяют длительность полуволны синусоиды переменного тока tT/2=t01(n)-t0(n-1); е) если tT/2=0,01 с, то повторяют измерение промежутка времени t1(n+1) между замыканием и размыканием контактов геркона и действия б), в), г), д); ж) при других значениях tT/2, или когда t1(n)≥0,01 с, или t1(n)≥1.2⋅t1(n-1), или , измеряют промежуток времени t1(n+1) между замыканием и размыканием контактов геркона, повторяют действия б), в), г) и определяют длительность периода tT=t0(n+l)-t0(n-1); з) если tT=0,02 с, то повторяют измерение промежутка времени t1(n+2) между замыканием и размыканием контактов геркона и действия б), в), г), д); и) при других значениях tT определяют сдвиг фазы переменного тока: . Техническим результатом заявленного изобретения выступает расширение области использования способа идентификации переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона за счет определения моментов перехода синусоиды тока через ноль. 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к способам высокоточной (менее 1 мс) синхронизации измерений в интеллектуальных электронных устройствах, векторных регистраторах, объединяющих устройствах, оптических трансформаторах напряжения, интеллектуальных счетчиках электроэнергии и других измерительных устройствах, присоединенных к общей электрической сети и имеющих канал измерения напряжения в точке присоединения к сети, внутренние часы, электронные или микропроцессорные вычислительные устройства, реализующие алгоритм синхронизации и возможность двухстороннего обмена информацией с интегрирующими их системами верхнего уровня или между собой. Технический результат предлагаемого способа синхронизации заключается в повышении точности, надежности и защищенности систем синхронизации, отсутствии эмиссии дополнительных высших гармоник. Сущность способа синхронизации измерений в электрических сетях по частоте и фазе напряжения электрической сети заключается в синхронизации времени внутренних часов подчиненных измерительных устройств (ИУ) с часами главного ИУ на основе формируемых ими кодовых последовательностей значений измеряемых частот сигнала напряжения электрической сети для каждого его периода на заданном интервале времени. Величина рассинхронизации часов определяется по максимальному значению коэффициента корреляции сравниваемых графиков частот. Повышение точности синхронизации достигается учетом расчетного значения сдвига фазовых углов напряжения и систематической нестабильности кварцевых тактовых генераторов подчиненных ИУ. 4 ил., 3 табл.

Изобретение относится к обслуживанию электрической установки, содержащей по меньшей мере один блок электрооборудования. Сущность: способ включает ввод и сохранение данных, представляющих контролируемую электрическую установку, и данных, представляющих настройки и параметры электрооборудования, в базе данных, сохранение данных, представляющих события, в базе данных для того, чтобы составить историю событий, детектирование нарушений в виде неисправности, анализ причин неисправности электрической установки, управление восстановлением работы части установки. Управление восстановлением работы содержит мониторинг с помощью дерева решений, чтобы оценивать уровень критичности. Устройство и установка содержат средство для реализации способа выполнения обслуживания электрической установки. Технический результат: уменьшение времени простоя установки. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для оперативного получения сведений о грозовой обстановке и интенсивности грозовой деятельности на трассах высоковольтных воздушных линий электропередач (ВЛ). Система мониторинга грозовых разрядов на воздушных линиях электропередачи, включающая минимум два регистратора грозовых перенапряжений, установленных с двух концов контролируемой линии, каждый из регистраторов снабжен приемником сигналов точного времени и выполнен с возможностью фиксации значений текущего времени и записи с преобразованием в цифровую форму выходного сигнала соответствующего датчика, каждый регистратор подключен первым входом к первому датчику грозовых перенапряжений, характеризуется тем, что минимум один регистратор содержит второй и последующий входы, соединенные со вторым и последующими датчиками грозовых перенапряжений, подключенными к соответствующим воздушным линиям. Датчики грозовых перенапряжений могут выполняться в виде трансформаторов тока в цепях подключения фильтров присоединения технологической ВЧ-связи к разделительным конденсаторам. Система может дополнительно содержать средство цифровой обработки, связанное информационными каналами с регистраторами. Изобретение может с успехом применяться при производстве систем мониторинга событий, в том числе грозовых разрядов на воздушных линиях электропередач. Технический результат - улучшение массогабаритных характеристик - достигается совмещением функционала нескольких устройств в одном без потери функциональных возможностей. Технический результат - повышение надежности системы - достигается тем, что снижается количество элементов, в частности регистраторов, каждый из которых обладает ненулевой вероятностью выхода из строя, необходимых для контроля нескольких объектов (ВЛ). Технический результат - повышение надежности передачи информации - достигается снижением количества информационных каналов (линий связи) с регистраторами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится метрологии, в частности к технике измерения тепловых параметров светодиодов. Через светодиод пропускают последовательность импульсов греющего тока Iгр, широтно-импульсно модулированную по гармоническому закону, с частотой модуляции Ω и глубиной модуляции а; во время действия импульсов греющего тока измеряют напряжение на светодиоде и центральную длину волны излучения светодиода с известным температурным коэффициентом ΚТλ, по результатам измерения определяют амплитуду первой гармоники греющей мощности Рm1(Ω), потребляемой светодиодом, и амплитуду первой гармоники центральной длины волны излучения светодиода , а также сдвиг фазы между ними ϕ(Ω) на частоте модуляции греющей мощности, измеряют среднюю за период модуляции мощность оптического излучения светодиода, и модуль теплового импеданса находят по формуле ,а фазу ϕT(Ω) теплового импеданса светодиода определяют как разность фаз между первой гармоникой центральной длины волны излучения светодиода и первой гармоникой греющей мощности. Технический результат - повышение точности измерения теплового импеданса. 2 ил.

Изобретение относится к области электрических испытаний, а именно к испытаниям оборудования при имитации отклонений параметров качества электроэнергии. Технический результат: обеспечение возможности проведения комплексной проверки различных типов оборудования на одном стенде, возможности проведения параллельных испытаний, повышение гибкости и оперативности изменения режимов работы оборудования при проведении испытаний, возможность обеспечить минимальное запаздывание преобразования электроэнергии с момента передачи соответствующей команды, а также обеспечить визуализацию измерений и результатов испытаний в режиме реального времени. В результате также обеспечивается существенное сокращение количества отказов оборудования в процессе эксплуатации за счет выявления на стадии заводских испытаний оборудования, содержащего неустойчивые по питанию элементы. Сущность: имитатор содержит по меньшей мере один программируемый источник постоянного тока, по меньшей мере один программируемый источник переменного тока, генератор импульсных помех, коммутационный блок, по меньшей мере один измерительный блок, блок управления, локальную вычислительную сеть (ЛВС), сетевой коммутатор, сервер обработки данных, устройство контроля изоляции, пульты дистанционного управления (ПДУ), по меньшей мере один контроллер сбора данных, сервер точного времени, связанный с антенной GPS/ГЛОНАСС. Источники постоянного и переменного тока выполнены с возможностью преобразования поступающей на их входы электроэнергии в выходные токи с заранее заданными параметрами. Выходы источников тока и генератора импульсных помех связаны с входами коммутационного блока, выходы которого выполнены с возможностью связи с соответствующими входами по меньшей мере одного испытуемого устройства и по меньшей мере с одним измерительным блоком. Блок управления выполнен в виде автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора, АРМ оператора, сервер обработки данных, ПДУ, контроллер сбора данных, сервер точного времени, входы источников тока и генератора импульсных помех связаны посредством ЛВС через сетевой коммутатор. Устройство контроля изоляции связано с по меньшей мере одним контроллером сбора данных и выполнено с возможностью измерения сопротивления изоляции цепей имитатора. По меньшей мере один измерительный блок выполнен с возможностью измерять характеристики сигнала на выходе коммутационного блока и связан с контроллером сбора данных. ПДУ и АРМ оператора дополнительно выполнены с возможностью передачи информации по сети громкоговорящей связи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к моделированию электромагнитного переходного процесса линии электропередач при ударе молнии. Сущность: в испытательной системе динамического моделирования электромагнитного переходного процесса гроз линии электропередачи на основе моделей линии электропередачи и заземляющего троса, моделей опоры и очага заземления опоры и модели изолятора опора делится на отрезок косого материала, отрезок траверсы и отрезок главной части. Одновременно учтены факторы изолятора, линии электропередачи и заземляющего троса и применены соответствующие волновое сопротивление, собственное полное сопротивление, взаимное полное сопротивление, собственная проводимость, взаимная полная проводимость и индуктивность для моделирования и создания эквивалентной схемы переходного состояния удара молнии. Технический результат: возможность точного анализа распространения грозовой волны в линии электропередач, возможность идентификации типа дугового перекрытия прямого удара или удара молнии в трос линии электропередач. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к диагностированию электроэнергетических объектов. Сущность : измеряют в эквивалентных условиях для контролируемого и однотипного с ним эталонного объектов энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации сразу всего оборудования объектов на частотах совместного действия белых шумов и квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования этих объектов. Выделяют и фиксируют в измеренных спектрах интенсивности белых шумов. Полную дефектность контролируемого объекта определяют путем сравнения фиксированных интенсивностей белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого и эталонного объектов. Дефектность объекта определяют как слабую, умеренную, сильную или опасную, если интенсивность белых шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого объекта превышает такой показатель в эталонном объекте на величину соответственно до 15, от 15 до 30, от 30 до 45 и свыше 45 dB. Энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации измеряют посредством стандартной промышленной аппаратуры. Измерительную аппаратуру размещают в средней части контролируемого или эталонного объекта, непосредственно над или под высоковольтным вводом ЛЭП рядом с ВВ ОРУ. Основной рекомендуемый частотный диапазон измерений находится в низкочастотной части области действия белого шума на частотах f3-300 MHz или в запасном варианте на частотах f3-3000 MHz. Технический результат: упрощение, повышение надежности и оперативности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх