Спосіб контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу вводів силових трансформаторів під робочою напругою

УКРАЇНА (19) UA (11) 34311 (13) U (51) МПК (2006) G01R 31/08 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ Д ЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛ ЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС в идається під в ідпов ідальність в ласника патенту ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) СПОСІБ КОНТРОЛЮ ДІЕЛЕКТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВНУТРІШНЬОЇ ІЗОЛЯЦІЇ КОНДЕНСАТОРНОГО ТИП У ВВОДІВ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ ПІД РОБОЧОЮ НАПРУГОЮ 1 2 (13) 34311 (11) ився на виході суматора після симетрування схеми, може бути викликаний як розвитком дефекту в одному з контрольованих об'єктів, так і зміною струму впливу чи іншими завадами [2]. Фільтрація гармонійних складових виключає важливий діагностичний параметр - появу третьої гармоніки в струмі витоку, що є ознакою дефекту, що розвивається, ізоляції конденсаторного типу [3]. У процесі контролю мостовим методом вимірюється тангенс диференціального кута; цей метод є більш результативним [2]. Відомий також спосіб контролю об'єктів під робочою напругою, що передбачає визначення відношення модуля приросту струм у ви току кожного з контрольованих об'єктів до модуля струму витоку через його ізоляцію при відсутності дефекту (І*) і перевірці нормованого струму І*.НОРМ [1, с. 75-78; 4]. Однак, реалізація цього способу контролю, коли вимірюється струм на виході пристрою приєднання, тобто в колі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта, характеризується тим, що цей струм являє собою суму струм у витоку через ізоляцію (діагностичний параметр) і струму впливу, що протікає від обмоток (для вводів), шин, сусіднього устаткування внаслідок впливу електричного полю електроустановки [1,2,4]. Природно, що в цьому випадку під UA Корисна модель відноситься до електроенергетики і може бути використана для безперервного контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу високовольтних вводів силових трансформаторів (далі - об'єктів) під робочою напругою електроустановки. В енергосистемах отримали поширення пристрої безперервного контролю об'єктів під робочою напругою, засновані на способі перевірки нормованого струму Iå* - відношення суми попередньо вирівняних струмів на виході пристроїв приєднання трьох фаз об'єктів Iå до стр уму на виході пристрою однієї з фаз, наприклад, з мінімальним струмом витоку, прийнятому за базовий. При цьому може вимірятися тільки Iå. Це - нерівноважно-компенсаційний метод. Крім того, іншим методом, мостовим, може контролюватися зміна різниці тангенсів кута діелектричних втрат ізоляції двох однойменних фаз електричних установок різних приєднань [1, с. 78-89; 2]. Забезпечення високої чутливості пристроїв, що реалізують спосіб контролю, заснований на нерівноважно-компенсаційному методі, можливо лише при зменшенні сумарного струму небалансу, тобто суми струмів несиметрії і впливу, а також фільтрації гармонійних складових. Струм, що з'яв U трифазної системи, множать при кожному контролі значення струму на відношення робочих фазних напруг при відсутності дефекту і при контролі і перевіряють відсутність струму дебалансу суми попередньо симетрованих перших гармонік струмів, отриманих в результаті операції множення, який відрізняється тим, що при відсутності дефекту розраховують відношення амплітуди першої гармоніки струму одного із об'єктів до амплітуди першої гармоніки струму кожного із двох інших об'єктів, запам'ятовують отримані результати як постійні коефіцієнти, на які множать при кожному контролі значення перших гармонік струмів зазначених ви ще дво х об'єктів. (19) (21) u200802072 (22) 18.02.2008 (24) 11.08.2008 (46) 11.08.2008, Бюл.№ 15, 2008 р. (72) ЗАГАЙНОВА ОЛЕКСАНДРА АН АТОЛІЇВН А, UA, МІНЧЕНКО АНДРІЙ АН АТОЛІЙОВИЧ, UA (73) НАЦІОН АЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ", U A (57) Спосіб контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу вводів силових трансформаторів під робочою напругою, згідно з яким вимірюють струм в колі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції кожного із трьох контрольованих об'єктів однієї напруги 3 34311 4 вищення достовірності контролю залежить від реднє симетрування перших гармонік струмів, зменшення погрішностей, викликаних струмами отриманих у результаті обчислювальних операцій, впливу. Відомі [1] методи зменшення цих погрішдля трифазної системи, утворюваної трьома об'єкностей, що використовуються стосовно до відповітами контролю однієї напруги. Згідно з висновками дного способу контролю. Слід зазначити, що ампроботи [7] в означених умовах експлуатації об'єклітуда і фаза струму впливу в колі заземлення тів контролю найбільш прийнятним є нерівноважвиводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта но-компенсаційний метод, а апаратна реалізація визначається низкою важко врахованих факторів, [2] на основі цифрової техніки. таких як: конструкція устаткування, його розташуТаким чином, та частина способу [5] контролю вання на території електроустановки, робоча надіелектричних характеристик внутрішньої ізоляції пруга, зміна схеми комутації електроустановки й конденсаторного типу вводів силових трансфорінших. маторів під робочою напругою, яка відображає Задачу врахування струму впливу вирішено в реалізацію нерівноважно-компенсаційного методу способі контролю діелектричних характеристик з урахуванням зміни робочої фазної напруги при об'єктів під робочою напругою, що полягає [5] в відсутності дефекту і при контролі, а також не вранаступному: при визначенні відношення модуля ховує стр ум впливу, розглядається як прототип. З приросту струм у ви току кожного з контрольованих урахуванням цього, формулювання прототипу наоб'єктів до модуля струму витоку через його ізоляступне: спосіб контролю діелектричних характерицію при відсутності дефекту шляхом виміру струму стик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу в колі заземлення виводу від вимірювальної обвводів силових трансформаторів під робочою накладки ізоляції об'єкта і. перевірки нормованої пругою, що полягає у вимірі струму в колі заземзміни струму виконують розрахунок струму впливу лення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції і віднімають його миттєві значення від результатів кожного із трьох контрольованих об'єктів однієї виміру миттєви х значень струму в зазначеному напруги трифазної системи, помноженні при кожвище ланцюзі заземлення при відсутності дефекту ному контролі значення струму на відношення і при кожному контролі, причому проводять узгоробочих фазних напруг при відсутності де фекту і дження в часі миттєви х значень вимірюваного при контролі і перевірці відсутності струму дебаструму і стр уму впливу відносно вторинної фазної лансу суми попередньо симетрованих перших ганапруги з початковою фазою прийнятою рівною рмонік струмів, отриманих в результаті обчислюнулю вимірювального трансформатора напруги, вальної операції множення. приєднаного до тієї ж фази системи шин, що і конВ основу корисної моделі поставлено задачу трольований об'єкт, множать при кожному контролі для способу контролю діелектричних характерисотримане в результаті віднімання значення струму тик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу на відношення робочих фазних напруг при відсутвводів силових трансформаторів під робочою наності дефекту і при контролі і перевіряють відсутпругою, по якому вимірюють струм в колі заземність струму дебалансу суми попередньо симетлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції рованих перших гармонік струмів, отриманих у кожного із трьох контрольованих об'єктів однієї результаті зазначених ви ще обчислювальних опенапруги три фазної системи, множать при кожному рацій, для трифазної системи, утворюваної трьома контролі значення струмів на відношення робочих об'єктами контролю однієї напруги, а також запафазних напруг при відсутності дефекту і при контм'ятовують отримане в результаті віднімання знаролі і перевіряють відсутність струму дебалансу чення струму при відсутності дефекту і використосуми попередньо симетрованих перших гармонік вують його при кожному контролі. Цей спосіб струмів, отриманих в результаті обчислювальної контролю орієнтований на реалізацію як елемент операції множення, забезпечити визначеність АСК ТП підстанції, тобто на основі цифрової техніумов попереднього симетрування при наладці ки і промислових ЕОМ. пристроїв контролю. Виконані дослідження [6] підтвердили необЗадача вирішується у такий спосіб: при відсутхідність врахування змін струму впливу при пооб'ності дефекту розраховують відношення амплітуєктному контролі ізоляції трансформаторів струму ди першої гармоніки струму одного з об'єктів до 750кВ і контролі нерівноважно-компенсаційним амплітуди першої гармоніки струму кожного із двох методом трансформаторів струму 330 і 750кВ; для інших об'єктів, запам'ятовують отримані результапооб'єктного контролю ізоляції високовольтних ти як постійні коефіцієнти, на які множать при кожвводів 330кВ трифазного силового автотрансфорному контролі значення перших гармонік струмів матора теж потрібно врахування зміни струму зазначених ви ще дво х об'єктів. впливу. Разом з тим, в енергосистемах експлуатуНа Фіг. зображена функціональна схема реаліється значна кількість об'єктів, для яких може бути зації відповідного пристрою контролю на основі корисним контроль ізоляції конденсаторного типу цифрової те хніки та промислових ЕОМ. На Фіг. під робочою напругою - це високовольтні вводи позначені 1 - ізоляція конденсаторного типу об'єк110кВ силових трансформаторів і для яких можна тів контролю однієї напруги трифазної системи; 2 зазначити практичну відсутність струму впливу [б]. фільтр нижніх частот, що виділяє із сигналу осноОкрім того, підстанції, де експлуатуються вказані вну часто ту 50Гц, на вході якого значення струму вище об'єкти контролю, не охоплені АСК ТП і, тачерез ізоляцію об'єкта (витоку) іІ(t) помножене на ким чином, на цих електроустановках не може відношення робочих фазних напруг при відсутності бути реалізований наведений в [5] спосіб контродефекту і при контролі (згідно прототипу); 3 - силю. Слід також зазначити, що ця реалізація контметруючий орган; 4 - суматор; 5 - н уль - індикатор. ролю не визначає у який спосіб виконується попе 5 34311 6 Істотна відмінність полягає в тім, що в порівI I Запам'ятав відношення 1m,A,0 та 1m,A,0 , як нянні з прототипом при перевірці відсутності струI1 ,B,0 I1m,С,0 m мів дебалансу суми попередньо симетрованих постійні коефіцієнти, їх використовують при кожперших гармонік струмів, отриманих в результаті ному контролі. Це дає можливість врахувати відобчислювальної операції множення при кожному мінність діелектричних характеристик об'єктів конконтролі значення струму на відношення робочих тролю та несиметрію їх робочих фазних напруг. фазних напруг при відсутності дефекту і при контВідмінність робочих фазних напруг при кожному ролі, для попереднього симетрування при відсутконтролі і при наладці пристрою контролю врахоності дефекту розраховують відношення амплітувана в прототипі множенням при к ожному контроди першої гармоніки струму одного з об'єктів до лі значення струму ви току на відношення робочих амплітуди першої гармоніки струму кожного із двох фазних напруг при відсутності дефекту і при контінших об'єктів, запам'ятовують отримані результаUmax, 0 ти як постійні коефіцієнти, на які множать при кожролі, тобто iI (t) . ному контролі значення перших гармонік струмів Umax, k зазначених ви ще дво х об'єктів. Таким чином, запропонований спосіб забезпеПрограмна реалізація способу контролю діечує визначеність умов попереднього симетрування лектричних характеристик внутрішньої ізоляції при наладці пристроїв контролю. конденсаторного типу вводів силових трансфорДжерела інформації: маторів під робочою напругою відображена бло1. Сви П.М. Методы и средства диагностики ками 3,4 та 5 (див. Фіг.1) функціональної схеми. оборудования высокого напряжения. М.: ЭнергоаДля об'єктів контролю при відсутності де фектомиздат, 1992. ту, тобто при наладці пристрою контролю без по2. Шинкаренко Г.В. Контроль опорных транспереднього симетрування перших гармонік струмів форматоров тока и вводов силовых трансформавитоку маємо: торов под рабочим напряжением в энергосистеI1A,0 + I1 ,0 × a 2 + I1C,0 × a = Iå,0 , мах Украины // Электр, станц. - 2001.- №5. -С.55B 62. де а - оператор повороту. 3. Гречко О.Н., Казачек В.Е., Петкевич Г.И., Струм Iå,0 обумовлений як відмінністю діелеПоляков B.C., Попков В.И. Ресурсные испытания и диагностика изоляции трансформаторов тока ктричних характеристик (на 10-15%) об'єктів конт330кВ // Электр, станц. - 1995.- №12. С.36-43. ролю, так і несиметрію їх робочих фазних напруг. 4. Бондаренко В.Е., Минченко А.А. Анализ меПісля симетрування при наладці запропоноватодов непрерывного контроля диэлектрических ним способом маємо (прийняв за базову фазу А): характеристик изоляции при рабочем напряжении I Im на объекте // Вести. Харьк. госуд. политехн. униI1A,0 + I1 ,0 × 1m, A,0 × a2 + I1C,0 1 ,A,0 × a = 0, B I1 ,B,0 I1m,C,0 вер. - Харьков: ХГПУ, 1998.-Bып. 11. С.55-57. m 5. Бондаренко В.О., Мінченко А.А. Спосіб коняке після перетворення та спрощення має витролю діелектричних характеристик внутрішньої гляд: ізоляції конденсаторного типу вводів силових 2U1A,0 w0CA 2 2U1A,0 w0C A U1A,0w0C A + U1B,0w0CB × × × a + U1C,0w0CC × × ×a = 0, трансформаторів і вимірювальних трансформато2U1B,0 w0CB 2U1C,0 w0C C рів струму під робочою напругою // Патент України № 47975А. Бюл. №7 2002. U1A,0 CA 2 U1A ,0 CA 6. Мінченко А.А. Удосконалення діагностики U1A ,0CA + U1 ,0 CB × × × a + U1C,0 CC × × × a = 0, B U1B,0 CB U1C,0 CC високовольтної ізоляції конденсаторного типу на основі врахування просторово розподільних ємнісних струмів: Автореф. дис. «Удосконалення діагде СА, СВ та СС - ємність об'єктів контролю, ностики високовольтної ізоляції конденсаторного w0 = 2p f0, f0 = 50 Гц. типу на основі врахування просторово розподільАналіз останнього виразу показує, що наладка них ємнісних стр умів» канд. техн. наук. Харпристрою контролю запропонованим способом ків.2006. може вестись при несиметрії робочих фазних об'7. Соколов В.В. Меры по повышению эффекєктів контролю, а також дозволяє врахувати відтивности диагностики состояния трансформатормінність їх діелектричних характеристик. ного оборудования // Материалы IX Симпозиума "ЭЛЕКТРОТЕХНИКА 2030. Перспективные технологии электроэнергетики". - Москва.2007г. 7 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 34311 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601