Реферати українською » Физика » Оцінка технічного стану трансформаторних вводів на основі нечітких алгоритмів


Реферат Оцінка технічного стану трансформаторних вводів на основі нечітких алгоритмів

розвитку таких дефектів різняться стадії. У першій стадії відбувається щодо повільне зниження ізоляційних властивостей внаслідок збільшення провідності,тангенса кута діелектричних втрат оліїtgм, появу у олії осаду і відкладення його за поверхні остова і порцеляни.

У другий стадії можливо виникнення підвищених часткових розрядів у маслі, розвиток поверхневих повзучих розрядів по осадку. У цьому зі збільшенням поверхневою провідності, обмірювані по нормальній схемі значеннятангенса кута діелектричних втрат основний ізоляціїtg можуть скласти негативні значення, що пов'язані зшунтирующим дією паразитною ємності та опору міжобкладками й що проводять забрудненнями (і навітьнауглероженними слідами) лежить на поверхні. Слід враховувати, що зниження виміряного значенняtg також може бути через підвищення провідності зовнішньої покришки порцеляни внаслідок її забруднення, зволоження тощо. Ця стадія відрізняється освітою великих концентрацій горючих газів.

Інша щодо часто яка трапляється група дефектів обумовлена ємнісними розрядами (>искрением) внаслідок порушення ізоляції, порушення контактів чи обриву вимірювального виведення, провідників приєднання нульової обкладки тощо. Їх поява пов'язані з дефектами виготовлення при складанні, або впливу вібрації при транспортуванні і експлуатації. Можливі дефекти, розвиток яких залежить зумовлено наявністю часткових розрядів визоляционном кістяку. Часткові розряди в кістяку, перевищують нормовані значення, переважно мають місце берегах конденсаторнихобкладок. Вони можливі при порушеннях технології виготовлення остова чи режимів вакуумної оброблення і просочення при складанні введення, і навіть може бути пов'язані з погіршенням властивостей ізоляції у процесі старіння, який призводить до поступового підвищення рівня часткових розрядів. Ушкодження, пов'язані з пробоєм ізоляційного остова при прийнятих технологічних режимах і допустимих робочихнапряженностях, мали по аварійної статистиці дуже малу можливість появи.

 

4. Метод контролю уведень шляхом вимірутангенса кута діелектричних втрат (>tg>) і ємності ізоляції

Це традиційний і поширений метод періодичного контролю уведень. При вимірахtg оцінка стану уведень повинна перевірятися як з його абсолютному значенням, але й урахуванням характеру зміниtg і ємності проти ранішеизмеренними значеннями з часом окремими зонах внутрішньої ізоляції. Порівняйте вимірюваних значеньtg ізоляції уведень зі значеннями, отриманими при попередніх вимірах чинормированними для температури 20° С даними, необхідно здійснювати температурний перерахунок.

Для виміруtg і ємності використовують схему мостуШеринга (>рис.3.3). У схемою, крімиспитуемой ізоляції з ємністю Зx , є ще зразковий конденсатор (ємність Зпро) з дуже малими діелектричними втратами (газова ізоляція), регульоване опір R2 і регульований конденсатор (ємність З, й відвертий спротив R1). Принаймні регулювання опору R2 і ємності конденсатора З, вдасться одержати рівновагу мосту, коли індикатор показує нуль. У цьому з умови рівноваги мосту виходить величиниtg, і ємністьиспитуемой ізоляції виразами:

>tg = з З1 R1, Зx = Зпро R1, / R2

де з =100П - кутова частота.

Крім виміруtg і ємності З1 основний ізоляції (всього ізоляційного остова) виробляється також оцінка стану ізоляції вимірювального конденсатораtg 2 , З2 (за наявності в введення приладу для виміру напруги ПІН) та ізоляції останньої обкладки (зовнішніх верств)tg 3, З3 щодо сполучної чопи введення.


>Рис.3. Схема мостуШеринга для вимірутангенса кутадиелетрических втрат перезимувало і ємності ізоляції.

Необхідність щодо оцінки стану зовнішніх верств ізоляції уведень полягає в міркуванні, у разі зволоження ізоляційного остова зовнішні верстви насамперед сприймуть вологу і це дозволить за значеннямtg 3 і динаміці його оцінювати стан. Збільшенняtg ізоляції введення відбувається за зволоженні папери, забруднення олії, появу часткових розрядів. Зокрема, його значення збільшено за наявності металевої пилу, потрапила з дефектногосильфона.

Величинаtg дає усереднену об'ємну характеристику стану ізоляції, оскільки активна складова струму, викликана діелектричними втратами у місцевому дефекті, виміру атмосферного явища належить до спільногоемкостному току введення. Зазвичай, вимірtg дає змоги виявити загальне (тобто. що охоплює більшу частину обсягу) погіршення ізоляції. Місцеві дефекти, тобто. дефекти, що охопили порівняно не велику частина обсягу ізоляції, і навіть зосереджені дефекти погано виявляються виміромtg.

Вимірювання ємності ізоляції, крім інформацію про зміні структури ізоляції, що викликає зміна процесів поляризації, дає змоги виявити і місцеві грубі дефекти (пробою частини ізоляції). Ступіньвиявляемости дефектів також залежить від співвідношень між обсягами пошкодженою та неушкодженої частин ізоляції.

>Практикуемие в експлуатації методи контролюБМИ уведень 110-500 кВ, які у вимірітангенса кута діелектричних втрат перезимувало і ізоляційних характеристик олії, не виявляють багатьох швидко прогресуючих дефектів у внутрішній ізоляції уведень у початковій стадії розвитку.

Аналіз результатів профілактичних випробувань ушкодженихмаслонаполненних уведень показує, що лише небагатьох випадках розвиток недоліків у певною мірою впливало на ті характеристикиБМИ уведень.Недостаточной ефективності оцінки стану уведень по вимірюваною величинітангенса кута діелектричних втрат багато в чому сприяє низький рівень напруженості електричного поля, створюваної у внутрішній ізоляції введення за його вимірі (створюване для виміруtg напруга - лише 10 кВ, а клас напруги уведень - 110 кВ і від). За наявності часткових розрядівtg залежить від напруги.

Насправді був випадок, коли введення 110 кВ зБМИ мав електричний пробою кількох верств папери ізоляційного остова, тоді як абсолютне значеннятангенса кута діелектричних втрат, обмірюване у введення при випробувальному напрузі 10 кВ, не перевищувало нормованого значення.

 

5. Метод контролю за якістю ущільнень уведень

Ця перевірка виробляється створенням у вводах надлишкового тиску 100кПа за тридцяти хвилин. У цьому на повинен спостерігатися течі оливи й зниження випробувального тиску. Таке випробування дозволяє визначити слабких місць, не виявлені при зовнішніх оглядах. Окрему увагу слід приділяти ущільненням у верхніх частинах уведень, які у експлуатації працюють за дуже малому надмірному тиску.

Ця перевірка дозволяє запобігти текти олії, але з з'ясовує внутрішні ушкодження ізоляції.

Зниження показання манометра введення також свідчить щодо порушення герметичності. Але якщо манометр несправний, то встановити втрату герметичності який завжди можливо. Тому хоча й передбачена перевірка манометра в міжремонтний період. Її слід не рідше 1 разу ніяк, соціальній та випадках, якщо манометр не змінює свого показання при значних змінах температури довкілля чи навантаження.Минимально і максимально допустимі тиску олії вбираються у герметичному введення вказуються у його паспорті. Щоб манометр виявився досить чутливим індикатором стану ущільнень введення, його шкала має значно перевищувати значення тиску олії. Оптимальним є випадок, коли межу виміру манометра в 1,5 разу перевищує максимальне чи 2 разу середнє робочий тиск. Підвищення тиску олії у введенні свідчить щодо порушення властивостей трансформаторного оливи й вона має бути перевірено.

САМІ Як і перевірка якості ущільнень уведень надлишковим тиском, перевірка манометра теж з'ясовує внутрішні ушкодження ізоляції.

 

6. Метод контролю стану уведень шляхом випробування трансформаторного олії

 

Багато ушкодження або від стану уведень взагалі виявляючись у зовнішньому огляді. Особливо це стосуєтьсяначинающимся внутрішнім ушкодженням. Значна частина коштів внутрішніх ушкоджень може бути оцінена перевіркою стану олії. Зміна його характеристик відбувається за зволоженні, забруднення, потраплянні повітря, або іншого газу; у результаті природного старіння, як найбільш олії, і папери. Випробування трансформаторного олії є поширеним способом перевірки стану уведень.

Основними параметрами, визначальними властивості олії якдиелектрика, є електрична міцність, провідність і діелектричні втрати. Властивості олії також залежить від його газо- івлагосодержания, наявності забруднень (твердих частинок), змісту кислот і лугів. Електрична міцність,характеризуемая пробивним напругою, змінюється при зволоженні і забруднення оливи й може бути діагностичним ознакою.Диелектрические втрати у олії визначаються основному його провідністю і зростають із накопиченням у маслі продуктів старіння і забруднення. Старіння олії визначаєтьсяокислительними процесами, впливом електричного поля і конструкційних матеріалів (метали, папір). Наявність продуктів окислення у маслі характеризується його кислотним числом, що визначається кількістю гідроокису калію (вмиллиграммах), витраченого для нейтралізації кислих сполук.

Випробування для проб олії проводиться в лабораторних умовах. У цьому визначаються основні характеристики трансформаторного олії:

- електрична міцність (>пробивное напруга) - визначається спеціальному посудині знормированними розмірами електродів при додатку напруги промислової частоти (ГОСТ 6581-75);

- тангенс кута діелектричних втрат - (>tgм) визначається за температур 20° С і 70 °С бруківкою схемоюШеринга при напруженості змінного електричного поля, рівної1кВ/мм (ГОСТ 6581-75);

- колір олії;

-механічні домішки - кількісну оцінку змісту виробляється шляхом фільтрування проби з наступним зважуванням осаду (ГОСТ 6370-83);

- температура спалахи олії;

- кислотне число олії (ГОСТ 5985-79);

->влагосодержание олії. Ця характеристика дуже багато важить при діагностицінегерметичних уведень. Для визначеннявлагосодержания застосовують два методу. Метод, регламентований ГОСТ 7822-75, грунтується на взаємодії гідриду кальцію з розчиненої водою. Масова частка води визначається за обсягомвиделившегося водню. Цей метод складний, результати який завжди відтворювані.Предпочтительнейкулонометрический метод (ГОСТ 24614-81), заснований на реакції між водою і реактивом Фішера. Реакція йде під час проходження струму між електродами у спеціальній апараті.

Наведені вище показники нормуються .

Проте, як свідчить практика, ці показники, якщо їх одержано в лабораторних умовах, який завжди характеризують справжній стан уведень на електричної підстанції. З іншого боку, малий обсяг олії у введенні утрудняє застосування цього підходу з оцінки його зі стану.

 

7. Метод дефектоскопії, заснований нахроматографическом аналізі розчинених у олії газів (>ХАРГ)

 

Цей метод дає змоги виявити дефекти у силових трансформаторах, і навіть у вводах у ранній стадії розвитку.

Лабораторні дослідження, проведені у деяких країнах, і навіть аналіз спектра газів у трансформаторах і вводах дозволив встановити характеристичні гази, специфічні у тому чи іншого виду ушкодження: водень (М2),углеводородние гази: метан (СП4); етилен (З2М4);етан (З2М6), двоокис вуглецю (ЗІ2) і окис вуглецю (ЗІ), ацетилен (З2М2). Отже, по характеристичним газам можна припустити вид що розвивається дефекту.Газоадсорбционная хроматографія полягає в поділі компонентів газової суміші з допомогою різноманітних адсорбентів - пористих речовин із дуже розвиненою поверхнею.

Виділені з олії гази зазвичай аналізуються газовимхроматографом з детектором по теплопровідності.

Структурна схема хроматографічної установки приведено нарис.3.4.


>Рис.4. Структурна схема хроматографічної установки.

1 - балон згазом-носителем; 2 - пристрій запровадження проби (дозатор); 3 - розділова колонка; 4 - детектор; 5 - реєстратор; 6 - пристрій для вилучення газу з олії.

Процес газової хроматографії і двох етапів: поділ аналізованої суміші на компоненти (якісний аналіз) й визначення їх концентрацій (кількісний аналіз).

>Анализируемая суміш газів (проба) вводять у потікгаза-носителя, що з постійної швидкістю пропускається через роздільну колонку, що міститьадсорбент. Відмінність фізико-хімічних властивості окремих газів суміші викликають розбіжності у швидкості їх просування черезадсорбент (пористе речовина із дуже розвиненою поверхнею). Тому на згадуваній виході розділової колонки будуть послідовно з'являтися складові аналізованої проби (в суміші згазом-носителем). Ці складові мають різну теплопровідність, що дозволяє, детектором формувати відповідні сигнали, реєстровані спеціальним пристроєм (зазвичайсамопишущимпотенциометром).

Послідовність (час) виходу з розділової колонки конкретних газів відома (для даних умов аналізу). Це дає інформацію склад аналізованої суміші. Для отримання кількісних даних інтегратором визначається площа піківхроматограмми, а її підставі даних калібрування наводиться до значенням концентрації відповідних газів. Можливості поділу компонентів газової суміші визначаються характеристиками розділової колонки: її наповнювачем (>адсорбентом), довжиною і температурним режимом.

>Газ-носитель може бути інертним стосовно аналізованих речовин і застосованимадсорбентам. Він також має забезпечувати нормальну роботу детектора.

Призначення детектора полягає у перетворення вступників з його вхід окремих компонентів газової суміші в електричні сигнали, зареєстрованих на стрічці електронногопотенциометра як послідовно розташованих імпульсів напруги, що дістали назвухроматограмми.

Принцип дії часто застосовуваногодетектора-катарометра грунтується на індикації зміни теплопровідності проходять крізь нього газів (детектор по теплопровідності). Чутливі елементикатарометра –резистори перебувають у камерах, якими проходить потік газів. Два робочих резистораобтекаются газом, які із розділової колонки; дві інші резистора - чистимгазом-носителем.Резистори включені у бруківку вимірювальну схему і нагріваютьсяпротекающим із них струмом. За появи у робітничій камері компонента аналізованої суміші, який змінює теплопровідність газу камері, змінюються умови теплопередачі від робочих резисторів до її стінці. У цьому змінюються опору робочих резисторів і вимірювальний міст розбалансується. Напруга на діагоналі мосту, відповідне концентрації даного компонента суміші, записується реєстратором.

Аналіз витягнутою суміші газів проводиться у разі методиці, обумовленою типом застосованої хроматографа і складом контрольованих газів. Результатів аналізу реєструються надиаграммной стрічці. Склад аналізованої суміші визначається за часом і послідовності появи піків нахроматограмме.Калибровка виробляється чи еталонною сумішшю газів з відомою концентрацією компонентів, чи з одному газу (зазвичай азоту чи повітрю) з певним перерахунком по коефіцієнтам чутливості.

Методика діагностики ушкоджень похроматографическому аналізу розчинених у олії газів ємногокритериальной:

- якщо аналіз газів показав стан "небезпеки" чи "ушкоджень", частіше проводитьсяхроматографический контроль;

- по характеристичним газам визначають вид розвиває дефекту;

- стосовно концентрацій газів цей дефект уточнюється;

- за швидкістю наростання концентрації газів за певний проміжок часу оцінюється ступінь небезпеки що розвивається дефекту і даються рекомендації.

Переваги методуХАРГ: дає змоги виявити досить широке клас дефектів, висока можливість збігу прогнозованого і фактичного дефектів. Нині застосовуютьХАРГ разом із виміромtg ізоляції як основні методи діагностики уведень у процесі експлуатації.

Недоліки: відбір олії під робочою напругою уведень неможливий внаслідок особливостей конструкцій їхмаслоотборних пристроїв. Необхідність частого відбору проби олії неприйнятна, особливо герметичних конструкцій.

Малий обсяг олії у вводах 110-220 кВ істотно утруднює регулярний контроль через відбір і політичного аналізу проб олії. Повна віддачасильфонов, компенсуючихтемпературное зміна обсягу олії вбираються у конструкціях серійних уведень 110-150 кВ, становить 1,5-2,0 л, отже після відбору проби (0,5 л) виникла потреба наступного трудомісткогодолива оливи й відповідного дорогого пристосування. Характеристика проби олії який завжди відповідає його фактичному стану в устаткуванні, бо частину домішок може потраплятимуть у пробу.

Методика виділення газів серйозно впливає на точність визначення концентрацій контрольованих газів. Розбіжності у комунікативній методиці

Схожі реферати:

Навігація