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

Спосіб контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу вводів силових трансформаторів і вимірювальних трансформаторів струму під робочою напругою, що включає визначення відношення модуля приросту струму витоку кожного з контрольованих об'єктів до модуля струму витоку через його ІЗОЛЯЦІЮ при відсутності дефекту шляхом виміру струму в ланцюзі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта і перевірку нормованої зміни струму, який відрізняється тим, що при визначенні зазначеного відношення розраховують струм впливу і віднімають його миттєві значення від результатів виміру миттєвих значень струму в ланцюзі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта при відсутності дефекту і при кожному контролі, причому проводять узгодження в часі миттєвих значень вимірюваного струму і струму впливу відносно вторинної фазної напруги з початковою фазою, прийнятою рівною нулю, вимірювального трансформатора напруги, приєднаного до тієї ж фази системи шин, що і контрольований об'єкт, множать при кожному контролі отримане в результаті віднімання значення струму на відношення робочих фазних напруг при відсутності дефекту і при контролі і перевіряють відсутність струму дебалансу попередньо симетрованої суми перших гармонік струмів, отриманих у результаті вказаних вище обчислювальних операцій, для трифазної системи, утвореної трьома об'єктами контролю однієї напруги, а також запам'ятовують отримане в результаті віднімання значення струму при відсутності дефекту і використовують його при кожному контролі ю Винахід відноситься до електроенергетики і може бути використаний для безперервного контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу високовольтних вводів силових трансформаторів і вимірювальних трансформаторів струму (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 І г - відношення суми попередньо вирівняних струмів на виході пристроїв приєднання трьох фаз об'єктів l s до струму на виході пристрою однієї з фаз, наприклад, з мінімальним струмом витоку, прийнятому за базовий При цьому може вимірятися тільки l s Це - нерівно важно - 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 нерівно важно - компенсаційному методі, можливо лише при зменшенні сумарного струму небалансу, тобто суми струмів несиметри і впливу, а також фільтрації гармонійних складових Струм, що з'явився 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 ре 47975 зультативним [2] Відомий також спосіб контролю об'єктів під робочою напругою, що передбачає визначення відношення модуля приросту струму витоку кожного з контрольованих об'єктів до модуля струму витоку через його ІЗОЛЯЦІЮ при відсутності дефекту (Г) 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 ланцюзі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта, характеризується тим, що цей струм являє собою суму струму 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 підвищення достовірності контролю залежить від зменшення погрішностей, викликаних струмами впливу ВІДОМІ [1,5] методи зменшення цих погрішностей, що використовуються стосовно до ВІДПОВІДНОГО способу контролю Слід зазначити, що амплітуда і фаза струму впливу в ланцюзі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта визначається низкою важко врахованих факторів, таких як конструкція устаткування, його розташування на території електроустановки, робоча напруга, зміна схеми комутації електроустановки й інших Таким чином, спосіб контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу вводів силових трансформаторів і вимірювальних трансформаторів струму під робочою напругою, що полягає у визначенні відношення модуля приросту струму витоку кожного з контрольованих об'єктів до модуля струму витоку через його ІЗОЛЯЦІЮ при відсутності дефекту шляхом виміру струму в ланцюзі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта і перевірці нормованої зміни струму розглядається як прототип В основу винаходу поставлено задачу для способу контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу вводів силових трансформаторів і вимірювальних трансформаторів струму під робочою напругою, по якому визначають відношення модуля приросту струму витоку кожного з контрольованих об'єктів до модуля струму витоку через його ІЗОЛЯЦІЮ при відсутності дефекту шляхом виміру струму в ланцюзі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта і перевіряють нормовану зміну струму, при визначенні зазначеного відношення шляхом розрахунку струму впливу і віднімання його миттєвих значень від результатів виміру миттєвих значень струму в ланцюзі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта при відсутності дефекту і при кожному контролі забезпечити підвищення достовірності контролю, причому проводять узгодження в часі миттєвих значень вимірюваного струму і струму впливу відносно вторинної фазної напруги з початковою фазою прийнятою рівною нулю вимірювального трансформатора напруги, приєднаного до тієї ж фази системи шин, що і контрольований об'єкт, множать при кожному контролі отримане в резуль таті віднімання значення струму на відношення робочих фазних напруг при відсутності дефекту і при контролі і перевіряють відсутність струму небалансу попередньо, симетрованної суми перших гармонік струмів, отриманих у результаті вказаних вище обчислювальних операцій, для трифазної системи, утворюваної трьома об'єктами контролю однієї напруги, а також запам'ятовують отримане в результаті віднімання значення струму при відсутності дефекту і використовують його при кожному контролі На фіг 1 зображене заземлення вимірювального виводу від останньої (вимірювальної) обкладки ізоляції об'єкта контролю через резистор На фіг 1 позначені об'єкт контролю 1 зі струмом витоку i|(t) через його ІЗОЛЯЦІЮ, вимірювальна обкладка 2 внутрішньої ізоляції конденсаторного типу, устаткування 3, що чинить електричний вплив на вимірювальну обкладку об'єкта контролю і утворює струм впливу івпОО у ланцюзі и заземлення, вимірювальний резистор 4 пристрою приєднання, падіння напруги на якому иВим© = Di(t) + iBn(t)] RBMM визначається вимірюваним струмом івимО) = UBMMOORBMM На фіг 2 зображені криві миттєвих значень вторинної фазної напруги итн ВІД вимірювального трансформатора напруги, приєднаного до тієї ж фази системи шин, що і контрольований об'єкт, вимірюваного струму івим струму впливу івп, струму витоку її, через ІЗОЛЯЦІЮ контрольованого об'єкта, отриманого відніманням від струму івим струму ІВП Істотна ВІДМІННІСТЬ полягає в тім, що в порівнянні з прототипом при визначенні відношення модуля приросту струму витоку кожного з контрольованих об'єктів до модуля струму витоку через його ІЗОЛЯЦІЮ при відсутності дефекту розраховують струм впливу і віднімають його миттєві значення від результатів виміру миттєвих значень струму в ланцюзі заземлення виводу від вимірювальної обкладки ізоляції об'єкта при відсутності дефекту і при кожному контролі, причому проводять узгодження в часі миттєвих значень вимірюваного струму і струму впливу відносно вторинної фазної напруги з початковою фазою прийнятою рівною нулю вимірювального трансформатора напруги, приєднаного до тієї ж фази системи шин, що і контрольований об'єкт, множать при кожному контролі отримане в результаті віднімання значення струму на відношення робочих фазних напруг при відсутності дефекту і при контролі і перевіряють відсутність струму небалансу попередньо симетрованної суми перших гармонік струмів, отриманих у результаті вказаних вище обчислювальних операцій, для трифазної системи, утворюваної трьома об'єктами контролю однієї напруги, а також запам'ятовують отримане в результаті віднімання значення струму при відсутності дефекту і використовують його при кожному контролі Спосіб контролю орієнтований на реалізацію як елемент АСУ ТП підстанції, тобто на основі цифрової техніки і промислових ЕОМ При цьому період (0,02с) зміни вторинної фазної напруги вимірювального трансформатора напруги розбивається на п рівних інтервалів, наприклад, 100 чи 200, і всі обчислювальні операції проводяться для 47975 цих інтервалів Розрахунок струму впливу проводиться по алгоритму, що має таку схему [6,7] зображення конструктивного виконання устаткування еквівалентною системою багатьох тіл, розрахунок власних і взаємних потенційних коефіцієнтів у системі багатьох тіл, складання системи ЛІНІЙНИХ алгебраїчних рівнянь (СЛАР) взаємозв'язку зарядів і потенціалів електродів у системі багатьох тіл, визначення взаємних часткових ємностей між двома електродами, що входять у систему багатьох тіл, шляхом циклічного рішення СЛАР, визначення струму впливу як повного струму по його складовим, що протікає через взаємні часткові ємності При цьому розрахунок-струму впливу для об'єкта контролю виконується таким чином, що початкова фаза цього струму визначається відносно фазної напруги об'єкта, а стало бути, і до вторинної фазної напруги вимірювального трансформатора напруги, приєднаного до тієї ж фази системи шин, що і контрольований об'єкт Для об'єкта контролю при відсутності дефекту, тобто при налагодженні зазначеного елемента ДІ к 1т Г и 'о =. — МІ. вимк(*)/Квимк Відношення модуля приросту струму витоку контрольованого об'єкта до струму витоку через його ІЗОЛЯЦІЮ при відсутності дефекту ДІ ДІК-ІО порівнюється з нормованим струмом, тобто І" >< І" норм, і характеризується більш високою, ніж для прототипу, достовірністю контролю, тому що виключається систематична погрішність, що обумовлена струмом впливу, з результатів виміру діагностичного параметра Реалізація способу передбачає виконання умови RBMM к RBMM о, ЩО досягається вибором типу вимірювального резистора пристрою приєднання У загальному випадку проводиться розрахунок струму впливу івпо (t) при відсутності дефекту й івп при кожному контролі, значення іВПк (t) може K(t) змінюватися, наприклад, унаслідок змін схеми комутації електроустановки чи значень фазних напруг об'єктів, що утворюють вплив Узгодження миттєвих значень вимірюваного струму і и О і віднімаємого від нього струму впливм О ву iBn(t) у момент часу Ъ(див фіг 2) проводиться в результаті аналого-цифрового перетворення й обчислювальних операцій для струму iBMM(t) напруги uTH(t), а також розрахунку початкової фази струму iBn(t) відносно напруги uTH(t) Умноження отриманого в результаті віднімання значення струму на відношення робочих фазних напруг при відсутності дефекту і при контролі, тобто J max k дозволяє врахувати фактичні значення робочих АСУТП маємо її o(t) - ивим o(t) / RBMM О - ітп o(t), Umax раб = U m a X 0 - ЭМПЛГГуДНе ЗНЗЧЄННЯ робОЧОІ фазної напруги об'єкта, Т = 0,02с при частоті мережі f = 50Гц Тут iio(t) представляється у виді дискретних значень i | 0 (t) t=t, за час Т, при розрахунок проводяться при заміні інтег рала сумою Аналогічно, при контролі буде • К \Ч = І и і вим о R B M M о - 'вп о 'U max к а модуль приросту струму витоку об'єкта контролю дорівнює и. 1 ~ [ивим о (t)! R BHM о -'впоООІг dt напруг об'єкта контролю, що мали місце Перевірка відсутності струму небалансу попередньо симетрированної суми перших гармонік струмів, отриманих у результаті зазначених раніше обчислювальних операцій при відсутності дефекта [UBHMKW/RBHMK-IBHKW] ' П Р И кожному контролі [u B HMK(t)/RBHMK-'BHK(t)] U m a x 0 / , . / wmax k для трифазної системи, утворюваної трьома об'єктами контролю однієї напруги, дозволяє виконати перевірку правильності розрахунку струму iBn(t) і використовувати додатково можливість контролю нерівноважно-компенсаційним методом Для реалізації цього налагодження елемента АСУТП роблять при відсутності в мережі напруги нульової ПОСЛІДОВНОСТІ (контроль по напрузі нульової ПОСЛІДОВНОСТІ на виході вимірювального, трансформатора напруги) або, якщо має місце несиметрія фазних напруг мережі, коректують значення [UBHMKW/RBHMK-IBHKW] пофактичним значенням робочих фазних напруг об'єктів контролю Гармонійний аналіз проводиться шляхом розрахунку коефіцієнтів Фур'є по миттєвим значенням зазначених струмів, при цьому виділення поряд з першою ще і третьої гармоніки дозволяє додатково використовувати індикаторний параметр дефекту, що розвивається, ВІДПОВІДНО ДО роботи [3] Симетровання при підсумовуванні перших гармонік зазначених струмів дозволяє врахувати розходження діелектричних характеристик об'єктів контролю однієї напруги Запам'ятовування струму П И [ ] Р відсутності дефекту дає змогу при кожному контролі визначати 47975 струм І" і порівнювати його з нормованим струмом І" НОРМ Запропонований спосіб контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу вводів силових трансформаторів і вимірювальних трансформаторів струму під робочою напругою забезпечує підвищення достовірності контролю за рахунок виключення систематичної погрішності, обумовленої струмом впливу, з результатів виміру діагностичного параметра, а також збереження при цьому відомих додаткових діагностичних ознак - порушення балансу струмів для трифазної системи, утворюваної трьома об'єктами контролю однієї напруги, і появи третьої гармоніки в струмі витоку Як приклад реалізації способу контролю ізоляції вводів силових трансформаторів і вимірювальних трансформаторів струму під робочою напругою на фіг 3 наведено функціональну схему ВІДПОВІДНОГО елементу АСУ ТП підстанції Пристрій уведення забезпечує перетворення і масштабування сигналів із пристроїв приєднання на об'єктах контролю (3 канали) і від вимірювальних трансформаторів напруги (3 канали) 8 Блок перетворення аналогового сигналу в цифровий код містить у собі комутатор аналогового сигналу, що забезпечує почергове підключення зазначених вище шести каналів на вхід АЦП, що знаходиться в цьому ж блоці АЦП здійснює перетворення миттєвих значень аналогового сигналу в цифровий код Пристрій керування і пристрій передачі цифрового коду забезпечує ВІДПОВІДНО керування роботою зазначеної схеми, збереження і передачу в ЕОМ по послідовному інтерфейсу цифрових кодів ВІДПОВІДНИХ аналогових сигналів В ЕОМ передаються коди, що відповідають миттєвим значенням перетворених аналогових сигналів Реалізація способу здійснюється у виконуваній на ЕОМ програмі, що проводить подальшу обробку отриманих від пристрою кодів по розроблених алгоритмах Спосіб контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу вводів силових трансформаторів і вимірювальних трансформаторів струму під робочою напругою 'BIJW *1