Статьи компании Димрус
Особенности контроля влагосодержания в масле и в твердой изоляции силовых трансформаторов в режиме мониторинга
15 Марта 2024
Повышенное влагосодержание в баках силовых маслонаполненных трансформаторов является проблемой, которая может привести к значительному снижению эксплуатационной надежности работы и к повышению эксплуатационных затрат.
В первую очередь надо отметить, что появление повышенного влагосодержания в баке может привести к аварийному выходу трансформатора из строя. Причиной этого может быть возможное критическое снижение электрической прочности масла, появление коротких замыканий в обмотках трансформатора, выход из строя высоковольтных вводов.
Во-вторых, если концентрация влаги в баке и будет недостаточна для аварийного пробоя изоляции, то за счет ее влияния, как минимум, снизятся эксплуатационные параметры трансформатора, что в конечном итоге увеличит стоимость владения этим ответственным оборудованием.
Можно выделить наиболее важные проблемы эксплуатации силовых трансформаторов, возникающие из-за влияния повышенного влагосодержания:
- Избыточная влажность изоляции обмоток трансформатора значительно уменьшает срок эксплуатации целлюлозы, в предельном случае до двух раз.
- Рост влагосодержания в изоляции обмоток снижает максимально допустимую рабочую температуру, которую может выдержать витковая изоляция. В большинстве случаев это приводит к снижению максимальной нагрузочной способности силового трансформатора.
- Наличие повышенного влагосодержания в баке силового трансформатора также приводит к усложнению и удорожанию сервисных и ремонтных работ, в состав которых необходимо будет включать длительную процедуру сушки изоляции.
Влагосодержание в твердой изоляции нового маслонаполненного силового трансформатора на выходе из производства и монтажа обычно составляет не более 1%.
В процессе эксплуатации трансформатора влагосодержание в твердой изоляции обмоток всегда повышается и к 25 годам может составить до 3% при норме не более 2%.
Организация диагностического мониторинга технического состояния высоковольтных кабельных линий
22 Мая 2023
Продолжающееся увеличение количества и мощности вводимых в эксплуатацию высоковольтных кабельных линий предъявляет все более жесткие требования к повышению надежности их работы.
Имеющаяся статистика показывает, что основной причиной аварийности кабельных линий являются проблемы в изоляции, чаще всего это происходит в концевых и соединительных муфтах. В наибольшей степени это актуально для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, где возникшие дефекты могут развиваться очень быстро: за считанные месяцы, недели, а иногда и даже дни.
Практически эффективным решением для обеспечения надежного контроля технического состояния муфт и самих кабелей является применение специализированного диагностического оборудования, работающего в режиме непрерывного мониторинга.
Однако практическое использование такого оборудования для кабельных линий, особенно длинных, является непростой технической задачей. Приходится решать несколько проблем, обусловленных физическими и техническими параметрами работы кабельных линий.
Частичные разряды в силовых трансформаторах, используемое диагностическое оборудование, ожидаемые результаты
23 Сентября 2022
Эксплуатация систем контроля частичных разрядов в силовых трансформаторах, разработанных два десятка лет назад и ранее, сформировала у эксплуатационного персонала преимущественно низкое доверие к получаемым диагностическим заключениям. Критическим считается аргумент, что высокий уровень электромагнитных помех не позволяет проводить достоверные измерения частичных разрядов в трансформаторах, являющихся узловыми элементами энергосистемы. Существовали даже еще более «продвинутые суждения», утверждающие, что частичных разрядов в трансформаторах не бывает, хотя общеизвестные результаты хроматографических исследований, а что более важно практические вскрытия, подтверждали их наличие.
Основной причиной недоверия к этому современному диагностическому методу было то, что на практике применялось измерительное оборудование, которое проводило регистрацию частичных разрядов в баках силовых трансформаторов в сравнительно низкочастотных диапазонах, начиная от сотен кГц и заканчивая единицами МГц. Это объясняется в основном техническими сложностями, возникающими при создании и использовании необходимой измерительной аппаратуры, так как чем выше частота регистрируемых импульсов, тем сложнее и дороже аппаратура. Кроме того, используемые в этих приборах технические и алгоритмические средства отстройки от помех имели низкую эффективность.
Фирмой ДИМРУС за последние 15 лет были поставлены и внедрены в эксплуатацию более 1500 современных систем стационарного мониторинга силовых трансформаторов, которые включали в себя подсистемы контроля частичных разрядов в ВЧ (HF) диапазоне частот до 20,0 МГц. Использованные в них датчики и измерительное оборудование, в котором реализован набор самых эффективных методов отстройки от высокочастотных помех, позволяют надежно выявлять частичные разряды от 100 pK и обеспечивают достоверность получаемых диагностических заключений на уровне в 70÷80%.
Мониторинг технического состояния и управление эксплуатацией ячеек КРУ 6÷35 кВ с вакуумными выключателями
11 Августа 2021
Для повышения эффективности работы распределительной высоковольтной подстанции 6÷35 кВ, в состав которой практически всегда входит комплексное распределительное устройство (КРУ), необходимо использовать современные средства оперативного контроля и диагностики технического состояния всего высоковольтного оборудования подстанции, в том числе коммутационного.
Оптимальная система непрерывного контроля и диагностики состояния ячеек КРУ должна быть ориентирована не только на проведение диагностики и оценки технического состояния оборудования, но и, в основном, на организацию эффективной эксплуатации коммутационного оборудования по текущему техническому состоянию.
Поскольку КРУ является узловой частью комплекса высоковольтного оборудования всех цепей транзита электроэнергии в рамках подстанции, то и управление эксплуатацией коммутационного оборудования подстанции должно быть синхронизировано с условиями работы всего другого высоковольтного оборудования, обеспечивающего электроснабжение конкретных потребителей.
Широкое использование высоковольтных камер с вакуумной изоляцией улучшило коммутационные возможности и надежность работы ячеек, но привело к тому, что больший вклад в общую аварийность КРУ стали вносить проблемы и дефекты в других элементах и подсистемах ячеек. Например, сравнительно более частыми причинами выхода из строя стали локальные перегревы соединений шин, проблемы в высоковольтной изоляции шин, выключателей и подключенных кабельных линий, а также общее ухудшение технического состояния конструктивных элементов ячейки.
Это привело к тому, что к современным системам мониторинга коммутационных ячеек КРУ стали предъявляться расширенные функциональные требования, так как оптимальная по составу и функциям система мониторинга должна контролировать техническое состояние не только самого выключателя, но и состояние других, на первый взгляд менее важных, подсистем.
Оперативный контроль параметров высоковольтных вводов силовых трансформаторов под рабочим напряжением
11 Марта 2021
Контроль технического состояния высоковольтных вводов силовых трансформаторов в условиях эксплуатации может производиться в двух режимах:
- На выведенном из работы трансформаторе с использованием дополнительных испытательных источников высокого напряжения промышленной частоты.
- Под полным рабочим напряжением с использованием датчиков и устройств присоединения, обеспечивающих необходимую безопасность проведения диагностических работ.
В обоих случаях для измерений параметров вводов используются переносные приборы, при помощи которых определяют амплитуды и взаимный сдвиг фаз двух фазных векторов: тока проводимости изоляции высоковольтного ввода и вектора фазного напряжения, приложенного к вводу. Измерительные приборы такого типа специалисты обычно называют «мостами» или «векторными измерителями».
Мониторинг и диагностика маслонаполненных силовых трансформаторов и трансформаторов с литой изоляцией с напряжением 6÷35 кВ
16 Февраля 2021
Силовые трансформаторы с рабочим напряжением 6÷35 кВ являются наиболее массовыми в системах электроснабжения промышленных предприятий и бытовых потребителей. Одним из эффективных путей повышения общей надежности электроснабжения потребителей является установка на силовых трансформаторах систем диагностического мониторинга, однако для трансформаторов 6÷35 кВ это делается неоправданно редко.
Можно выделить две основные причины отсутствия на таких трансформаторах оперативных систем мониторинга, и обе связаны с их сравнительно невысокой стоимостью:
- Замена аварийного трансформатора производится достаточно оперативно, даже собственными силами эксплуатационного и ремонтного персонала. Часто аналогичный трансформатор есть в резерве, а при отсутствии резерва его можно быстро приобрести у поставщиков, что также минимизирует общий ущерб от таких аварий.
- Для экономически эффективного использования систем мониторинга их стоимость должна быть значительно (в разы) меньше стоимости оборудования, которое они контролируют. По этой причине использование традиционных систем мониторинга, предназначенных для силовых трансформаторов от 110 кВ и выше, для трансформаторов с рабочим напряжением 6÷35 кВ экономически неоправданно.
Система диагностического мониторинга силовых трансформаторов с рабочим напряжением 110 кВ
10 Декабря 2018
Стационарная система марки TDM-M предназначена для организации диагностического мониторинга силовых трансформаторов 110 кВ. Именно эти трансформаторы являются наиболее массовыми в сетевых предприятиях, но в силу ряда причин они обычно не имеют средств оперативного контроля и диагностики дефектов под рабочим напряжением.
Система TDM-M сочетает в себе средства эффективного мониторинга и комплексный подход к диагностике состояния силовых трансформаторов. Она является простым, функционально законченным и экономически эффективным программно-техническим комплексом.
Обычно прибор располагается в монтажном шкафу рядом с контролируемым трансформатором для сокращения длины соединительных кабелей. В приборе сосредоточены все основные функции контроля технологических и диагностических параметров работы трансформатора. Прибор собирает информацию от первичных датчиков, обрабатывает и сохраняет их в памяти. В экспертной части прибора реализована параметрическая диагностика, сравнивающая текущие значения параметров с заданными пороговыми значениями. При помощи интерфейса связи первичная и уже обработанная информация передается в систему АСУ-ТП.
Технические средства мониторинга силовых трансформаторов с пониженным индексом технического состояния
28 Ноября 2017
Для новых трансформаторов и трансформаторов, находящихся в нормальном состоянии, основной целью системы мониторинга является выявление дефектных состояний на ранних стадиях, что позволяет минимизировать затраты на эксплуатацию за счет того, что все ремонтные и сервисные воздействия на трансформатор будут осуществляться вовремя и в минимальном объеме. Технические и программные средства таких систем мониторинга должны быть ориентированы на глубокую и чувствительную диагностику дефектных и преддефектных состояний трансформатора.
Для трансформаторов, имеющих низкий индекс технического состояния, обычно уже находящихся в критическом состоянии, вопрос о выявлении дефектных состояний не стоит – проблемы явно присутствуют и развиваются. Чаще всего основным вопросом, который должна помочь решить установка системы мониторинга, является вопрос прогнозирования – сможет ли контролируемый трансформатор безаварийно доработать определенный период времени, например год. Этот интервал времени зависит от того, когда появится реальная возможность модернизировать трансформатор, а в большинстве случаев просто заменить его.
Технические, а особенно программные средства таких систем мониторинга, должны быть ориентированы на анализ возможных сценариев развития технического состояния трансформатора, чтобы в нужный момент сформировать обоснованные рекомендации о возможности или невозможности дальнейшей эксплуатации трансформатора.
Оперативный контроль технического состояния высоковольтных кабельных линий
7 Июля 2015Белковский С.В., Ботов С.В., Германенко Д.В., Русов В.А., Школьник А.Б., ООО «DIMRUS», г.Пермь
Статья опубликована в журнале ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 3, 2015
При создании современных систем электроснабжения с использованием высоковольтных кабельных линий все чаще предпочтение отдается кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена – СПЭ (международное обозначение – «XLPE» (Cross Linked Polyethylene). Основное эксплуатационное отличие кабелей с СПЭ изоляцией от маслонаполненных высоковольтных кабелей с изоляцией бумага–масло заключается в том, что большинство возникающих в них дефектов, являющихся опасными, развиваются за сравнительно короткий период времени, от нескольких месяцев до нескольких дней. В результате, периодические испытания кабельных линий в режиме «off-line» с выводом из работы, проводимые через достаточно длительные интервалы времени (год и более), обычно эффективные для маслонаполненных кабелей, при использовании кабельных линий с СПЭ изоляцией теряют смысл. Они не обеспечивают своевре- менного выявления дефектов и практически не способствуют снижению аварийности.
Снижение аварийности работы кабельных линий возмож но только за счет внедрения систем непрерывного мониторинга, которые могут контролировать состояние изоляции кабельных линий в режиме реального времени. Только такие системы могут своевременно выявлять развивающиеся дефекты на самых ранних стадиях, тем самым предотвращая возможные аварийные ситуации с высоковольтными кабельными линиями.
Документация по трансформаторным вводам с RIP изоляцией
3 Марта 2015
Методические указания по эксплуатации высоковольтных вводов с RIP-изоляцией производства ООО «Масса» - завод «Изолятор» на объектах ОАО «ФСК ЕЭС»
г. Москва, 2011
Организация мониторинга технического состояния высоковольтных кабельных линий
8 Октября 2014
Общие вопросы организации мониторинга кабельных линий
1.1. Необходимость применения систем мониторинга высоковольтных кабельных линий
При создании современных систем электроснабжения с использованием высоковольтных кабельных линий все чаще предпочтение отдается кабельным линиям с изоляцией из сшитого полиэтилена – СПЭ, международное обозначение XLPE – Cross Linked Polyethylene.
Основным эксплуатационным отличием кабелей с СПЭ изоляцией от маслонаполненных высоковольтных кабелей с изоляцией бумага – масло является то, что большинство возникающих в них дефектов, являющихся опасными, развиваются за сравнительно краткий период времени, от нескольких месяцев до нескольких дней. В результате периодические испытания кабельных линий с выводом из работы, проводимые через длительные интервалы времени, от года и более, обычно эффективные для маслонаполненных кабелей, при использовании кабельных линий с СПЭ изоляцией не обеспечивают своевременного выявления дефектов. Периодические диагностические испытания кабельных линий с СПЭ изоляцией не обеспечивают необходимого уровня надежности электроснабжения потребителей.
Только использование систем мониторинга, контролирующих состояние изоляции кабельных линий в режиме реального времени, или через очень короткие интервалы времени, не превышающие единиц минут, может своевременно выявлять развивающиеся дефекты на ранних стадиях и тем самым предотвращать возможные аварийные ситуации с высоковольтными кабельными линиями.
Данное методическое руководство описывает особенности выбора конфигурации систем диагностического мониторинга высоковольтных кабельных линий, используемых для решения различных практических задач, применительно к различным условиям эксплуатации.
Комплексный подход к мониторингу трансформаторных вводов с твёрдой RIP-изоляцией
9 Июля 2014Ботов С. В., Русов В. А. ООО DIMRUS, г. Пермь
Статья опубликована в журнале ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 3 - 2014
Измерение параметров высоковольтных вводов, проводимое системами мониторинга под рабочим напряжением в режиме «on-line», по сравнению с измерениями под испытательным напряжением, имеет значительные преимущества. К достоинствам таких измерений следует отнести: измерение параметров вводов в номинальном режиме работы; высокая оперативность проведения измерений; низкое воздействие наведенных токов промышленной частоты. В то же время в режиме «on-line» на точность и достоверность проведения измерений начинают влиять другие причины, которые хотя и не очень сильно изменяют результаты измерений, но, поскольку эти измерения идут в постоянном режиме, приводят к появлению специфических вопросов у эксплуатационного персонала. Все возникающие изменения, в основном, связаны с нестабильностью векторов питающих фазных напряжений. Эта нестабильность в реальных условиях не очень значительна, и практически не влияет на работу основных потребителей электроэнергии, но при контроле параметров вводов, проводимых с высокой точностью, приводит к появлению погрешностей.
Существует распространенное мнение, что влияние этих погрешностей можно исключить, если отказаться от измерения относительных параметров вводов, принятых в системе КИВ-500, и перейти к измерению абсолютных значений тангенсов углов потерь, использующему опорные сигналы от измерительных трансформаторов напряжения. Наша практика не подтверждает это заключение: чаще всего погрешность измерений абсолютных параметров вводов оказывается больше, чем при измерении относительных параметров. Попробуем рассмотреть этот важный методический вопрос более подробно.
Методическое руководство по выбору технических и программных средств для систем мониторинга силовых трансформаторов
6 Мая 2014
Полнофункциональная система мониторинга силового трансформатора состоит из трех основных компонентов:
- Система диспетчерского мониторинга и управления режимами работы трансформатора. Эта интегральная система рассматривает трансформатор как элемент единой технологической цепи энергосистемы, обеспечивающей снабжение потребителей. Особенно важна эта часть системы мониторинга для трансформаторов необслуживаемых подстанций.
- Система защиты силового трансформатора от аварийных, нестационарных и переходных режимов его работы. Эта система, обычно называемая РЗА, реализуется в локальном варианте, отдельно для каждого трансформатора. Для обеспечения необходимой надежности она работает в автоматическом режиме. Целевая функция работы системы РЗА – минимизация ущерба при возникновении аварийных режимов работы трансформатора и отходящих линий.
- Система диагностического мониторинга предназначена для ранней диагностики внутренних дефектов подсистем трансформатора. Задача системы диагностического мониторинга – предупредить возникновение аварийных ситуаций, для чего она должна оперативно и эффективно планировать сервисные и ремонтные воздействия на трансформатор. Наличие в составе системы комплексного мониторинга трансформатора экспертных и диагностических функций позволяет, в идеальном случае, полностью предупредить возникновение аварий по причине внутренних дефектов трансформатора.
Данное руководство описывает особенности выбора конфигурации систем диагностического мониторинга TDM (Transformer Diagnostics Monitor) для различных классов силовых трансформаторов, работающих в различных условиях эксплуатации.
Сравнение эффективности испытаний кабельных линий с СПЭ изоляцией установками с выходным напряжением различной формы
28 Апреля 2014Германенко Д. В., Русов В. А., ООО «DIMRUS», г.Пермь
Статья опубликована в журнале КАБЕЛЬ-news № 2, март-апрель, 2014
Перед вводом в эксплуатацию все высоковольтные кабельные линии с СПЭ изоляцией (международное обозначение XLPE – Cross Linked Polyethylene), должны в обязательном порядке проходить специализированные высоковольтные испытания, имеющие целью определить техническое состояние самого кабеля, концевых и соединительных муфт. Только после успешного проведения таких испытаний можно в будущем ожидать длительной и безаварийной работы кабельной линии.
Стандартные «пусковые» высоковольтные испытания кабельных линий с СПЭ изоляцией являются комплексными, и, как минимум, должны включать в себя три обязательных теста:
- Высоковольтные испытания основной изоляции кабеля и муфт (на изоляционном интервале жила – экран) при номинальном или повышенном напряжении в течение определенного интервала времени – тест на пробой.
- Высоковольтные испытания основной изоляции кабельной линии на номинальном или повышенном напряжении с целью поиска скрытых и развивающихся дефектов в изоляции, проводимые с использованием метода регистрации и анализа частичных разрядов.
- Проверка технического состояния внешней оболочки кабельной линии на наличие повреждений, возникающих при неправильной прокладке.
Высоковольтные испытания кабельной линии на пробой и поиск дефектов в изоляции стараются совместить в общем тесте, так как в обоих случаях измерительная схема предусматривает подачу испытательного напряжения на жилу кабельной линии относительно экрана. Эффективность таких испытаний, как и возможность одновременного проведения двух тестов, определяется типом приложенного испытательного напряжения. Ниже приведено сравнение особенностей проведения испытаний кабельных линий с СПЭ изоляцией с использованием различных типов (форм) испытательных напряжений. Все остальные, не менее важные методические и технические вопросы, например, необходимые и допустимые уровни применяемых напряжений, длительность проводимых испытаний, и т. д., здесь не рассматриваются.
Измерение ЧР в изоляции статоров высоковольтных электрических машин
27 Августа 2013
Проблемы с изоляцией обмоток статоров высоковольтных электрических машин, наряду с механическими проблемами опорных подшипников и дефектами монтажа, во многом определяют надежность и безаварийность работы крупных генераторов и электродвигателей (моторов). По этой причине эксплуатационный персонал всегда уделяет большое внимание контролю изоляции обмоток.
Наиболее эффективно производить измерение и анализ параметров изоляции обмотки статора под рабочим напряжением, в условиях, соответствующих нормальным, и особенно критическим условиям эксплуатации электрической машины. При этом на первый план выходят диагностические методы, работающие в режиме «on-line», т. е. на работающей машине, первым из которых является метод, основанный на измерении и анализе частичных разрядов в изоляции.
Частичный разряд – это искровой разряд очень маленькой мощности, который образуется внутри высоковольтной изоляции, или на ее поверхности. Частичным он называется потому, что «перекрывает» только часть общего изоляционного промежутка. Частичные разряды возникают в зоне дефекта изоляции, с течением времени, по мере развития, они перерастают в искровые разряды, а завершается процесс развития дуговым разрядом.
Частичные разряды возникают в изоляции оборудования среднего и высокого классов напряжения. Обычно считается, что измерение частичных разрядов можно проводить при рабочем напряжении от 4 кВ. При меньших напряжениях эти измерения, наверное, можно также проводить, но достоверность получаемой информации будет явно недостаточной. При таких напряжениях, чаще всего, физика возникновения и развития разрядных процессов будет несколько иной.
Наибольшую опасность для оборудования представляют не сами разряды, а результат их воздействия на изоляцию. На практике существует много единиц оборудования, в которых присутствуют частичные разряды достаточно большого уровня, но это оборудование долго и надежно работает. В то же время, частичные разряды, имеющие значительно меньший уровень, но большую суммарную энергию, могут быстро вывести оборудование из строя.
Для оценки влияния частичных разрядов на состояние высоковольтной изоляции наилучшие результаты дает «энергетический» подход, когда рассматривается суммарное воздействие всех импульсов, а не оценка степени развития дефекта по одному, пусть даже и очень большому, импульсу от частичного разряда. Именно энергетическое воздействие разрядов приводит к расширению зоны дефекта, деградации изоляции, и, в конечном итоге, к трансформации локального дефекта в глобальный разряд.
Чаще всего периодически повторяющиеся частичные разряды, вне зависимости от причины возникновения локального дефекта, методично разрушают высоковольтную изоляцию, приводя науглероживанию зоны вокруг дефекта. Это «скрытый» период развития дефекта. Развитие зоны дефекта, рано или поздно, приводит к дуговому пробою всего изоляционного промежутка. Обычно разрушение изоляции, под действием частичных разрядов, происходит достаточно долго в течение многих месяцев, и даже лет.
По этой причине регистрация частичных разрядов, оценка их амплитуды и повторяемости, что эквивалентно определению мощности частичных разрядов, является эффективным способом выявления дефектов в высоковольтной изоляции обмоток статоров электрических машин на самых ранних стадиях развития. По своей чувствительности этот метод диагностики не имеет себе равных, естественно, что при этом должна быть обеспечена надежная отстройка от внешних электромагнитных помех.
Метод отстройки от помех «Time Of Arrival» (TOA)
26 Июня 2013
Этот эффективный метод отстройки от помех основан на принципе контроля расстояния от датчиков, установленных на оборудовании, до места возникновения дефекта в высоковольтной изоляции. К датчику, расположенному ближе к зоне дефекта, импульс от разряда по времени придет раньше. Метод работает на основе определения разницы во времени между приходом импульсов. Чаще всего этот метод применяется для выделения и отбраковки высокочастотных импульсов, которые пришли в оборудование извне, то есть являются помехами.
Способы отображения параметров частичных разрядов
26 Июня 2013Распределение «PRPD» - Phase Resolved Partial Discharge (2D)
Это распределение показывает связь момента возникновения частичных разрядов с фазой приложенного переменного напряжения. Чаще всего разряды возникают на участках роста приложенного сетевого напряжения, как на положительной полуволне синусоиды, так и на отрицательной. На основании анализа фазовых зон распределения импульсов (частичных разрядов) строится основная экспертная диагностика, определяется тип дефекта в изоляции, являющегося источником частичных разрядов.
Влияние защитного реле КИВ-500 с ТПС на состояние ВВ вводов с RIP изоляцией
30 Января 2013Ботов С. В., Русов В. А. ООО DIMRUS, г. Пермь
Статья опубликована в журнале ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 3 - 2014
Защитное устройство марки КИВ-500 (контроль изоляции вводов), предназначенное для мониторинга технического состояния вводов трансформаторного оборудования, давно и достаточно успешно используется для защиты вводов традиционной конструкции, имеющих изоляцию «бумага – масло». Основным достоинствами применения реле КИВ-500 является эффективно работающая сбалансированная схема контроля емкости C1 вводов, и простая схема подключения, не требующая использования опорных сигналов от измерительных трансформаторов напряжения. Несмотря на сравнительно низкую помехозащищенность, известно большое количество практических случаев, когда КИВ-500 позволял своевременно отключать трансформаторное оборудование, имеющее проблемы в изоляции вводов.
Широкое применение вводов с твердой RIP изоляцией неожиданно привело к резкому увеличению аварийности трансформаторного оборудования. Принудительное оснащение таких вводов системами КИВ-500, (а иногда и современными системами производства других фирм, всегда подключаемыми параллельно с КИВ-500, что обусловлено существующей нормативной базой), не позволило существенно снизить эту аварийность.
Поиск дефектов как в зоне лобовых частей, так и внутри пазов
26 Ноября 2012
Если электромагнитная антенна, работающая в UHF диапазоне частот, располагается в торцевой зоне статора, то в ней практически одинаково будут наводиться импульсы от частичных разрядов, возникающих как в обмотке статора, так и в обмотке ротора. Это объясняется тем, что антенна удалена на соизмеримые расстояния от этих двух обмоток, на статоре и на роторе.
Кроме того, если частичный разряд возникает в пазу обмотки, то он будет зарегистрирован обеими антеннами, установленными на противоположных торцах статора. Если сигнал к этим антеннам придет одновременно, то это будет соответствовать случаю, когда дефект возник на равном удалении от антенн, т. е. в середине статора. Если сигнал одной антенной будет зарегистрирован раньше, чем другой, то это будет соответствовать случаю, когда зона возникновения дефекта будет расположена ближе к данной антенне. Анализируя разницу времени прихода импульсов к антеннам можно достаточно точно определить место возникновения дефекта.
Бесконтактная локация источников частичных разрядов
21 Ноября 2012
Процедура бесконтактной локации мест возникновения частичных разрядов (выявление высоковольтного оборудования подстанции, в котором возник дефект в изоляции) включает в себя измерение электромагнитного излучения от нескольких объектов, и сравнение этих излучений между собой, или их раздельный анализ.
Поскольку для этих целей используются различные высокочастотные антенны, направленные или штыревые, измерение лучше электромагнитного излучения производить в СВЧ (UHF) диапазоне частот.
Частотный диапазон регистрации частичных разрядов
21 Ноября 2012Каждый частичный разряд генерирует электромагнитное излучение очень широкого диапазона частот. Есть только одно реальное ограничение в этом вопросе - максимальная частота в спектре излучения (от частичного разряда) определяется крутизной переднего фронта импульса, возникшего непосредственно в зоне дефекта. Чем короче (круче) этот фронт, тем в более высокочастотной зоне можно обнаружить излучение от частичного разряда. В окружающей среде этот импульс может «раззвониться» по частоте, но при этом частота может только уменьшаться, но не увеличиваться. Это ограничение можно сформулировать иначе, максимальная частота в спектре электромагнитного, или иного излучения от частичного разряда, определяется частотой первого импульса в сигнале.
Прибор для измерения и анализа частичных разрядов
21 Ноября 2012
Возникновение практически любых дефектов в высоковольтной изоляции, даже на самых ранних стадиях их развития, практически всегда сопровождается появлением частичных разрядов. По этой причине своевременное выявление частичных разрядов является обязательным условием для правильной организации обслуживания высоковольтного оборудования.
К оборудованию, предназначенному для регистрации частичных разрядов, предъявляются очень жесткие требования:
- Оно должно выявлять высокочастотные импульсы частичных разрядов, амплитуда которых обычно меньше вольта, в электротехническом оборудовании, рабочее напряжение которого может составлять сотни киловольт.
- Измеритель ЧР должен эффективно отстраиваться от высокочастотных помех, которые по частотным свойствам близки к импульсам частичных разрядов, а по амплитуде могут превышать их в десятки и даже сотни раз.
- Регистратор частичных разрядов должен иметь встроенное экспертное алгоритмическое ядро, позволяющее не только корректно выявить наличие ЧР, но и определить тип и опасность возникшего в изоляции дефекта, являющегося источником частичных разрядов.
Цифровой векторный измерительный мост
21 Ноября 2012
Основным признаком ухудшения свойств изоляции является увеличение в ней внутренних потерь. Если измерять ток утечки через изоляцию, который обычно называется током проводимости, то при ухудшении свойств изоляции будет иметь увеличение активной составляющей в этом токе. С точки зрения анализа физических процессов ток проводимости, для идеальной изоляции, являющийся «чисто емкостным», при появлении дефектов становится «активно – емкостным».
Важный диагностический параметр состояния, каким является «тангенс угла потерь изоляции», показывает относительное соотношение между «активной» и «емкостной» составляющими в токе проводимости. Этот параметр максимально часто используется на практике, в идеальном случае являющийся нулевым, с ростом активных потерь в изоляции он увеличивается. Чем хуже состояние изоляции, чем больше в ней потерь, тем больше тангенс угла потерь количественно.
Для измерения угла сдвига между приложенным к изоляции напряжением и током проводимости через нее, раньше использовались аналоговые компенсационные мосты. В настоящее время для этих целей используются цифровые измерители параметров векторов двух и более электрических величин, токов проводимости и напряжений, приложенных к изоляционному промежутку.
Несмотря на то, что расчеты в таких векторных измерителях производятся «по прямому принципу», синхронно оцифровывая несколько электрических величин, и анализируя их уже в цифровом виде, все равно продолжают использовать привычное наименование, добавляя к корректным словам «цифровой векторный измеритель» не совсем корректное в данном случае слово «мост».
Синхронная регистрация импульсов частичных разрядов
19 Октября 2012
Для эффективной отстройки от высокочастотных помех, что является критическим при регистрации и анализе частичных разрядов, необходимо использовать многоканальную аппаратуру, регистрация сигналов в которой по всем каналам происходит одновременно.
Чем выше синхронность (одновременность) регистрации сигналов, тем выше будет информативность получаемых диагностических заключений. У лучших образцов измерительной аппаратуры точность синхронизации находится на уровне единиц наносекунд.
Датчики частичных разрядов трансформаторного типа
19 Октября 2012
Это датчики, имеющие обозначение RFCT, или HFCT. По принципу действия они похожи на классические трансформаторы тока. Основное отличие заключается в материале сердечника трансформатора тока. В высокочастотных датчиках в качестве сердечника используются специализированные ферриты, которые почти не чувствительны к токам промышленной частоты, и могут работать на частотах до десятков МГц.
Локализация мест возникновения дефектов в изоляции кабельных линий под рабочим напряжением
19 Октября 2012
Локация места возникновения частичных разрядов в изоляции работающих кабельных линий может быть выполнена двумя способами.
Во-первых, можно зарегистрировать рефлектограмму распространения высокочастотных импульсов в кабельной линии. Такая рефлектограмма отличается от классической, получаемой на выведенных из работы кабельных линиям при помощи рефлектометров. Основное отличие заключается в том, что в этом случае зондирующим является импульс частичного разряда.
Во-вторых, это использование классического метода «time of arrival», в котором место возникновения дефекта определяется по разнице времени прихода импульса к двум сторонам кабельной линии.
Регистрация и анализ частичных разрядов в изоляции кабельных линий
19 Октября 2012Практически любой дефект в высоковольтной изоляции приводит к возникновению «частичных разрядов» небольшой мощности, которые перекрывают только часть основного изоляционного промежутка. Чем больше зона дефекта, тем выше интенсивность и амплитуда импульсов частичных разрядов.
Метод диагностики состояния высоковольтной изоляции «по частичным разрядам» (их наличию, количеству, амплитуде и фазовому распределению относительно синусоиды промышленной частоты) чувствителен к дефектам, находящимся на начальной стадии своего возникновения и развития.
Измерение температуры кабельных линий
19 Октября 2012
Температура высоковольтной кабельной линии является важным эксплуатационным и диагностическим параметром. С одной стороны, она характеризует рабочую нагрузку кабельной линии, а с другой может являться признаком наличия и развития дефектов в изоляции.
Для целей диагностики может производиться измерение температуры кабельной линии как в наиболее ответственных точках, обычно в зоне концевых и промежуточных муфт, так и всей кабельной линии. Измерение температуры муфт обычно производится контактными датчиками, температура всей кабельной линии контролируется по температуре оптической линии, которая может быть смонтирована внутри кабеля, или проложена снаружи.
Температурный диагностический мониторинг чувствителен только к дефектам, находящимся в «развитом состоянии», когда дефект захватывает достаточно обширную зону изоляции, приводя к ее значительному нагреву.
Рефлектография места возникновения дефектов в изоляции кабельной линии
3 Августа 2012
При помощи систем мониторинга возможно проведение рефлектографии в режиме «on-line», без вывода кабельной линии из работы. Это также подразумевает возможность локализации мест возникновения дефектов в изоляции. Используемый при этом метод «модифицированной» рефлектографии приобретает новые свойства.
Отличие данного метода рефлектографии от «стандартного» заключается в том, что в качестве тестирующего импульса используется не импульс от встроенного в прибор тестового генератора, а импульс частичного разряда, возникающего в зоне возникшего дефекта изоляции.
Локация мест возникновения дефектов в изоляции КРУЭ
3 Августа 2012
Для проведения локализации места возникновения дефекта в изоляции элегазового оборудования, достаточно применения двухканального измерительного прибора, или осциллографа.
На рисунке схематически показано, как производится локация места возникновения дефекта в изоляции, внутри элегазового оборудования. Она производится по величине разницы времени прихода импульсов к двум акустическим датчикам AS1 и AS2, установленным вдоль оборудования. Именно разница эта времени dt показывает, на сколько, и в каком направлении, смещена зона дефекта, относительно средней линии, проходящей между двумя акустическими датчиками.
Данный метод справедлив при использовании датчиков любого типа, акустических или электромагнитных, необходимо просто корректно учитывать скорость распространения импульсов различной природы.
Средняя линия зоны чувствительности двух датчиков на рисунке показана пунктиром. Поскольку дефект в изоляции и возник слева от средней линии, ближе к датчику AS1, то и на графиках справа акустический сигнал достигает раньше этого же датчика, на время, равное dt. Дальнейшая математическая обработка сигналов, с целью определения места возникновения дефекта, физически проста.
Частичные разряды в изоляции КРУЭ
3 Августа 2012
Практически любое нарушение высоковольтной изоляции КРУЭ и кабельных линий сопровождается появлением частичных разрядов. Интенсивность и параметры таких разрядов очень многое говорят не только о самом факте возникновения дефектов, но и об их типе и степени развития.
Наиболее важной задачей при использовании такого метода оценки состояния высоковольтной изоляции является максимально достоверная регистрация высокочастотных импульсов. Сложность заключается в необходимости регистрации импульсов маленькой амплитуды на фоне высокочастотных помех высокого уровня.
В настоящее время на практике применяются два метода регистрации частичных разрядов в изоляции КРУЭ и высоковольтных кабельных линий – акустический и электромагнитный. Основное различие заключается в использовании датчиков и электронной аппаратуры, работающей в разных диапазонах частот – низкочастотном и сверхвысокочастотном (UHF).
Автоматизированная экспертная диагностическая система по частичным разрядам
17 Июля 2012
Современной тенденцией в организации и проведении диагностических работ является разработка и внедрение автоматизированных экспертных диагностических систем. В этом вопросе диагностика дефектов по частичным разрядам в изоляции высоковольтного оборудования не является исключением, все больше фирм занимаются разработкой автоматизированных экспертных систем такого назначения. Любому предприятию, эксплуатирующему высоковольтное оборудование, дешевле и эффективнее приобрести современную и эффективную диагностическую программу, чем содержать квалифицированный диагностический персонал, неся большие затраты на его обучение, оснащение и поддержку.
Вполне очевидно, что любая автоматизированная экспертная система отражает конкретный взгляд на процедуру диагностики, соответствующий мнению одного, или группы создателей этой программы. Также очевидно, что внутренний объем знаний каждой «готовой» экспертной системы, даже в идеальном случае, равен, а реально всегда меньше общей суммы знаний, которыми обладают авторы этой диагностической системы. В лучшем случае, экспертная диагностическая система может корректно обрабатывать наиболее характерные, диагностировать часто повторяющиеся проблемы в изоляции.
Особенности организации защиты и мониторинга трансформаторных вводов с RIP изоляцией
17 Июля 2012Ботов С. В., Русов В. А. ООО DIMRUS, г. Пермь
Статья опубликована в журнале ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 6 - 2011
Участившиеся в последнее время случаи аварий трансформаторного оборудования, оснащенного вводами с твердой RIP изоляцией, заставляют снова возвращаться к вопросу организации защиты и диагностического мониторинга. Причем, это необходимо делать не только с учетом общих методических проблем мониторинга высоковольтных вводов вообще, а с детализацией особенностей защиты вводов с твердой RIP изоляцией.
Измерение частичных разрядов в изоляции трансформаторного оборудования
17 Июля 2012
Оценка технического состояния изоляции маслонаполненных трансформаторов, по уровню и распределению частичных разрядов, является одной из наиболее сложных технических задач для рассматриваемого нами метода диагностики. Однако, с другой стороны, этот вопрос является очень важным для службы эксплуатации высоковольтного оборудования. Это приводит к тому, что очень часто не совсем подготовленные специалисты в области анализа измерения и анализа частичных разрядов , по просьбе служб эксплуатации, берутся за решение этой задачи. Большая часть отрицательного отношения практиков к применению метода анализа состояния изоляции по частичным разрядам возникло и возникает по причине таких неподготовленных работ.
Основной проблемой, возникающей при проведении измерений частичных разрядов в изоляции высоковольтных трансформаторов, является очень сложная отстройка от помех.
Частичные разряды в изоляции высоковольтного оборудования
19 Апреля 2012
Частичный разряд (ЧР) – это искровой разряд очень маленькой мощности, который образуется внутри изоляции, или на ее поверхности, в оборудовании среднего и высокого классов напряжения. С течением времени, периодически повторяющиеся частичные разряды, разрушает изоляцию, приводя в конечном итоге к ее пробою. Обычно разрушение изоляции под действием частичных разрядов происходит в течение многих месяцев, и даже лет. Таким образом, регистрация частичных разрядов, оценка их мощности и повторяемости, а также локализация места их возникновения, позволяет своевременно выявить развивающиеся повреждения изоляции и принять необходимые меры для их устранения.
Определим основные термины и интегральные параметры, описывающие частичные разряды в высоковольтном оборудовании.