Реферати українською » Физика » Сучасні методи діагностики тягових трансформаторів залізниць і побудова експертної системи для обробки результатів тепловізійної діагностики тягових трансформаторів ВСЖД


Реферат Сучасні методи діагностики тягових трансформаторів залізниць і побудова експертної системи для обробки результатів тепловізійної діагностики тягових трансформаторів ВСЖД

і продовження строку служби, дозволяє вважатиPDC-анализ надійним методом визначення зволоження твердої ізоляції. За підсумками результатівPDC-анализа експлуатаційний персонал може приймати рішення про подальші діях, зокрема, про сушінню активній частині трансформатора дома установки.

Нині НВО ">Техносервис-Электро" розробив і відчув вітчизняний аналізатор вологи методом МЕК 814 – цеАКВА-901.

Визначення води в трансформаторних мастила за стандартом МЕК 814 включено в РД 34.43.107-95 й ввійшло в ">ОНИЭ" 6 видання. Основні переваги даного аналізатора і методу полягають у оперативності і простоті процедури контролю.

Існуючі методи аналізу води у маслі, зазвичай, обмежуються переважно сумарним визначенням розчиненої іемульгированной води. Ці методи не дозволяють індивідуального визначення пов'язаної і загальної води. З вищевикладеного випливає необхідність розробки методики визначення у маслі як розчиненої іемульгированной, а й пов'язаної води.

НПФ ">ЭЛЕКТРА" розробилигазохроматографическая методика аналізу повітря та води, розчинених у трансформаторних мастила, яка лише відповідає вимогам РД 34.43.107-95, а й дозволяє визначати спільно розчинену іемульгированную воду, і навіть загальний вміст у маслі води, включаючи пов'язану воду.

Цю методику полягає в прямому введення проби олії вбираються у випаровувач хроматографа в різних температурах випарника. Температура випарника вибирається залежно від конструкції кожної конкретної хроматографа. Проба олії (20-100мкл), введена в випаровувач хроматографа, перетворюється напарообразное стан і виділені з її повітря і вода поділяються на хроматографічної колонці. Після поділу повітря і вода переносятьсягазом-носителем (гелієм) в детектор по теплопровідності (ДТП).

Щоб запобігти влучення аналізованого олії вбираються у роздільну колонку й можливості підтримки високої температури виспарителе хроматографа перед основний розділової колонкою встановлюєтьсяпредколонка, заповненадиатомитовим носієм. Оскільки олію вводять у випаровувач "безпосередньо", то згодом необхідно проводити регенерацію системи щодо його видалення. У випаровувач припустимо вводити сумарно до 0,6 мл олії, після чого проводиться регенераціяпредколонки із єдиною метою видалення з її олії. Ця операція виконується як зворотної продувки газом носієм при підвищених температурах випарника і детектора. Час регенерації становить 3-4 години.

>Градуировка хроматографа повітрям здійснюється спеціальниммикродозатором, що дозволяє вводити дози повітря від 0,5 до 20мкл.

Пристрій, що забезпечує проведенняградуировки хроматографа повітрям і регенерації хроматографічної системи після введення неї олії "безпосередньо", розроблено, випускають і впроваджується НПФ ">ЭЛЕКТРА". Дане пристрій є основний елемент установки визначення повітря та води в трансформаторних мастила.

1.3.4 Метод визначення розчиненої у масліионола

Методика, що дозволяє визначати розчинений у масліионол. У хроматограф вводиться не безпосередньо олію, а спиртової екстракт потім із нього. І тут відсутня потреба у захисту розділової колонки і детектора хроматографа з допомогоюпредколонки.

>Ионол вилучають із олії екстракцією. Час розшарування фаз після проведення екстракції не перевищує 2 годин. Аналіз ведеться на газовомухроматографе зпламенно-ионизационним детектором (ДІП) чи з ДТП. Якгаза-носителя можна використовувати гелій, і навіть аргон чи азот під час роботи з ДІП.

>Градуировка хроматографа проходить за розчинуионола в спирті.

Приградуировке розраховується поправочний коефіцієнт чутливості поионолу.

Розроблені методики активно використовують у АТВНИИЭ з оцінки експлуатаційного стану високовольтногомаслонаполненного електроустаткування за програмами РАТ "ЄЕС Росії".

Дані методики готові запровадження, як ухроматографах споживачів, і з постачаннямхроматографов, адаптованих до цих методикам.

1.3.5 Автоматизована система виміру температурою залежностітангенса кута діелектричних втрат трансформаторного олії

Серед контрольованих показників олії підвищену увагу приділяється виміру температурної залежностітангенса кута діелектричних втратtg =f(T). Методика її отримання задається ГОСТ 6581-75 «Матеріали електроізоляційні рідкі. Методи електричних випробувань».

Підприємством ТОВ «>Электродиагност» було виконано розробка кількох модифікацій автоматичної системиАСТ-1-1,АСТ-1-4,АСТ-1М для виміру залежностіtg =f(T).

Таблиця 2 - Основні показники приладівИТП-4 іАСТ-1-1

Найменування вимірювального кошти Найменування показника
>ИТП-4 >АСТ-1-1
>Испитательное напруга, U, кВ 2
Основний діапазон виміруtg 0,0005…0,5 чи 0,05…50 %
Ємність вимірюваного об'єкта, З,пФ 30…100
Робоча частота, F, гц 50
Час одного виміру, з, трохи більше 20
Режим виміру Ручний >Программно-управляемий
Спосіб індикації >ЖКИ
Діапазон випробувальною температури олії, Т, градусів +5…+100
Час нагріву олії від 20 до 90 градусів,t, хвилин 35

Остання цифра є в позначення АСТ відповідає кількості випробувальнихтрехзажимних осередків плоского типу, що дозволяє на єдиній вимірювальному циклі виробляти випробування від однієї (>АСТ-1-1) чотирьох (>АСТ-1-4) пробЖД. Остання модифікаціяАСТ-1М є повним аналогомАСТ-1-1, але виготовлена з використанням мікропроцесорної техніки.

Розроблено приладИТП-4 з ручним управлінням виміру атмосферного явища залежностіtg =f(T).

Принцип роботиАСТ-1-1 залежить від вимірі фазового зсуву між сигналамисинусоидальной форми, одна з яких звільняє з нижнього плечарезистивного дільника напруги, а другий, з вимірювального опору,включенного послідовно випробувальною осередком.

Оцифрованіосциллограмми сигналів з вимірювальних опорів від випробувальною осередки вступають у комп'ютер, де кожноїячейкивичисляетсяtg залитого у неї олії, температура якого вже вимірятитермодатчиком.

Малюнок 1 - Функціональна схема установки АСТ -1 - 1

Основними блокамиАСТ-1-1 є блок вимірів, управляючий регістр з комп'ютером. До складу блоку вимірів входять джерело високої напруги,трехелектродная пласка ланка й нагрівач.

Осередок оснащена електронним термометром і тепловим екраном як пологого циліндра, виконаним зфторопласта. Первинний датчик електронного термометра жорстко кріпиться на вимірювальному електроді осередки.

Управління роботою блоку вимірів проводиться за допомогою комп'ютера та управляючого регістру, змонтованим на платіАЦП «>Lab-master». Керуючий регістр, відповідно до командам з комп'ютера, виробляє умикання/вимикання високовольтного трансформатора і/або нагрівача. Систему керування дозволяє виконувати виміру контрольованих параметрів як, близький досамописцу, наприклад, виробляти виміру з інтервалом кілька десятків секунд. Можна запрограмуватиАСТ-1-1 на вимір лише кількох контрольних значеньtg, температури або часі; включати високу напругу на даний момент виміруtg при включеному вимкненомунагревателе; відключати нагрівач під час досягнення заданої температури.

>Отключается установка також автоматично, по заданому значенням однієї з контрольованих параметрів із включенням звуковий сигналізації для оповіщення оператора про закінчення випробування.

>Калибровка системи виготовляють незаповненою олією випробувальною осередку в напівавтоматичному режимі перед випробуваннями кожної проби олії.Измеренное значенняtg, як середнє з отриманих на 100 періодах випробувального напруги, заноситься в відповідний розділ програми розвитку й використовується при обробці результатів вимірів.

Програма обробки результатів вимірів переводить табличні дані в форматExсel, з наступним побудовою в графічному вигляді залежностіtg =f (Т).

УстановкаАСТ-1М і двох блоків: високовольтного і вимірювального. У ньому результати вимірівtg і значень температури виводяться на дисплей, змонтований на лицьової панелі вимірювального блоку.

Вимірювання температурної залежності діелектричних втрат рідкогодиелектрика з допомогою приладуИТП-4 здійснюється з ручним управлінням і зчитуванням результатів вимірів приладу. Після включення нагрівача та настанови перемикача у безвихідь «контроль температури» оператор поЖКИ виробляє стеження виміром температури рідкогодиелектрика. При досягненні заданої температури оператор переводить перемикач у безвихідь «контрольtg» і заносить до наукового журналу показання обмірюване значення.

1.4 Основи виміру характеристик часткових розрядів у силових трансформаторах

Виникнення та розвитку практично всіх недоліків у ізоляції потужних силових трансформаторів вищих класів напруги супроводжується розвитком часткових розрядів (>Ч.Р.). Тому вимір і аналіз характеристик часткових розрядів є ефективною і інформативною методикою визначення стану силових трансформаторів, що дозволяє як виявити наявність дефекту, а й ідентифікувати його тип, ступінь розвитку, визначити місце розвитку цього дефекту. Проте до нашого часу ця методика є радше мистецтвом, ніж інженерної практикою, що пов'язані з велику кількість проблем, супутніх виміру та аналізу характеристик часткових розрядів.

Однією з основних проблем виміру атмосферного явища характеристик часткових розрядів в польових умовах на чинномуелектрооборудовании служить наявність різноманітних перешкод як електричних сигналів, мають самі, як і часткових розрядів частотні характеристики. Аби вирішити цієї проблеми використовують зазвичай дві основні підходу. Перший – апаратний полягає в спробах розробки вимірювальної апаратури, що дозволяє розділити сигнали часткових розрядів і перешкод з допомогою найрізноманітніших принципів. Другий аналітичний полягає в знаходженні характеристик, дозволяють за одночасного вимірі сигналів часткових розрядів і перешкод виявити наявність і характеристики дефекту, що розвивається у внутрішній ізоляції трансформаторів. Попри певні здобутки, отримані при реалізації апаратного підходу, його як менш плідним, оскільки сигнали, які під час коронному розряді, поверхневих розрядах, у зовнішній ізоляції дуже слабко від часткових розрядів у внутрішній ізоляції, і, отже, устрою, які ці перешкоди можуть одночасно спотворювати характеристики часткових розрядів, та розвитку всередині трансформатора.

Реалізація аналітичного підходу дає найкращі результати під час використання двох характеристик: амплітудних спектрів часткових розрядів і "образів часткових розрядів " (від анг. ">PDshape").

>Амплитудние спектри часткових розрядів є залежність інтенсивності часткових розрядів від величини уявного заряду. Залежно від методу їх виміру розрізняють інтегральні, якщо будується інтенсивність часткових розрядів, перевищують поставлене рівень уявного заряду, і диференціальні, якщо будується інтенсивність в заданому діапазоні рівнів, спектри часткових розрядів. Вочевидь, що різноманітні форми спектрів легко перераховуються один одного. Для виявлення дефектів зручнішою є диференційна форма, а виміру частіше використовується інтегральна форма.

Основні типи недоліків у ізоляції трансформаторів, такі як розряд у мастильному клині, пробою першого олійного каналу, ковзний розряд поверхнею твердої ізоляції,ползущий розряд, змінюють вид амплітудних спектрів характерним чином, що дозволяє собі з високою імовірністю ідентифікувати тип дефекту з виглядуамплитудного спектра часткових розрядів. Зручність використання амплітудних спектрів полягає у простоті інтерпретації отриманих результатів й можливості не так важко формалізувати алгоритми ідентифікації дефектів.

Образи часткових розрядів виходять з допомогою вимірювальної апаратури, які забезпечують можливість фазової селекції сигналів часткових розрядів. І тут вимірювальна інформація будується в вісях "величина уявного заряду" – "час". Для зручності на графік наноситьсясинхронизирующее напруження у вигляді одного періоду. Кожен частковий розряд наноситься як точки в останній момент його із відповідною амплітудою уявного заряду.

При вимірі протягом визначеного часу точки накопичуються, створюючи характерний малюнок, що й називається чином часткових розрядів Приклади таких образів показані малюнку 3 для випадків розвитку їх у газової порі і з тимчасової затримкою

Малюнок 2 - Характерний вид амплітудних спектрів часткових розрядів у розвитку що повзе розряду:А-5 хв,В-30 хв,С-55мин

а)


б)

Малюнок 3 - Приклади образів часткових розрядів

а газової пори у електрода;

б) в товщідиелектрика

Синтетичний підхід, дозволяє одночасно отримувати амплітудні спектри і образи часткових розрядів реалізовані в переносному комплексі діагностики силових трансформаторів СКІТ. Загальний вид інтерфейсу, реалізований у цьому вимірнику, показаний малюнку 4.

Малюнок 4 - Загальний вид інтерфейсу вимірника часткових розрядів діагностичного комплексу СКІТ

Апаратура побудована в такий спосіб, що амплітудні спектрич.р. знімаються протягом кожних 18 фазових градусів (кожнумиллисекунду), на малюнку будуються 20 амплітудних спектрів у фазах.Достоинство такого уявлення полягає у наочності картини розвитку часткових розрядів. Вочевидь, що одержувані дані легко можуть бути як у вигляді загальногоамплитудного спектра весь час виміру, і у вигляді відповідних образів часткових розрядів.

Важливим з погляду вимог до вимірювальної апаратурі є питання необхідному часу вимірювання, і можливості пауз у процесі вимірів. Аналіз динаміки розвитку часткових розрядів в трансформаторній ізоляції показав, що всі види дефектів розвиваються не монотонно. У час появи дефекту, і навіть під час їхньої інтенсивному розвиткові величина уявного заряду часткових розрядів і/або їх інтенсивність помітно збільшуються, та був відбувається уповільнення розвитку дефекту з певним зниженням характеристик часткових розрядів.

Проте останні не повністю припиняються, а формують певний спектр, характерний повільного розвитку цього дефекту. Якщо є даних про вигляді спектрів (чи образів часткових розрядів ) при повільному розвитку дефектів, можна виявити їх наявність і рівень розвитку в порівняно короткочасних вимірах з допомогою досить простий вимірювальної апаратури.

Дуже корисними з погляду виявлення та розвитку дефектів

є акустичні методи виміру часткових розрядів. Зіставлення достоїнств і повним вад електричного і акустичного методів показують їх взаємну протилежність, саме – електричний метод дозволяє вимірювати абсолютні значення уявного заряду з достатньої точністю, однак має низьку перешкодозахищеність, акустичний ж метод навпаки має високий перешкодозахищеність, але з дає змогу отримувати абсолютні значення уявного заряду. Тому одночасне використання обох методів дає хороші результати. І тут використання методу фазової селекції важко, оскільки сигнал на акустичний датчик завжди приходить із великий затримкою проти електричним сигналом, проте його можна використовувати амплітудні спектри часткових розрядів.


1.5 Діагностика механічного стану обмоток силових трансформаторів методом частотного аналізу

Недостатняелектродинамическая стійкість обмоток трансформатора при протікання струмів короткого замикання, яка веде до механічним деформаціям обмоток, є одним із основних причин аварійного виходу трансформатора з експлуатації. Проблема погіршується значним збільшенням частки зношеного електроустаткування, критичний термін їхньої служби якого вже минув чи наближається до цього.

Нині у Росії для діагностики механічного стану моток силових трансформаторів переважно застосовуються два методу: метод виміру опору короткого замикання і більше чутливий метод - метод низьковольтних імпульсів (>НВИ). У світі стала вельми поширеною отримав метод частотного аналізу (>МЧА). ПеревагоюМЧА є хороша відтворюваність вимірів, обумовлена меншою чутливістю до деяких змін параметрів генератора сигналів, впливу кабелів, з'єднувачів тощо.

Відомі два підходу при діагностиці обмоток трансформатора методом частотного аналізу. Суть першого підходу у тому, що зсвип-генератора на

Схожі реферати:

Навігація