Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением

В статье описан разработанный алгоритм перекрестного измерения тангенса угла диэлектрических потер основной изоляции измерительных трансформаторов тока и высоковольтных вводов 330-750 кВ, а также представлены результаты использования этого алгоритма в системе непрерывного контроля, под рабочим напря...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автор:	Сахно, А.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2010
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Техніка сильних електричних та магнітних полів
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143324
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением / А.А. Сахно // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 2. — С. 54-56. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-143324
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1433242018-10-29T01:23:07Z Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением Сахно, А.А. Техніка сильних електричних та магнітних полів В статье описан разработанный алгоритм перекрестного измерения тангенса угла диэлектрических потер основной изоляции измерительных трансформаторов тока и высоковольтных вводов 330-750 кВ, а также представлены результаты использования этого алгоритма в системе непрерывного контроля, под рабочим напряжением в условиях эксплуатации на подстанции 330 кВ. У статті розглянуто розроблений алгоритм перехресного вимірювання тангенса кута діелектричних втрат основної ізоляції трансформаторів струму та високовольтних уводів 330-750 кВ, та представлено результати використання цього алгоритму у системі безперервного контролю під робочою напругою в умовах експлуатації на підстанції 330 кВ. In the article, a designed algorithm of dielectric dissipation cross-measurement is presented. This algorithms can be applied to measurements of dielectric dissipation (tan-delta) in the main insulation of measuring current transformers and high-voltage bushings of 330-750 kV. Also, results of the algorithm application in an on-line monitoring system in a 330 kV substations under are given. 2010 Article Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением / А.А. Сахно // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 2. — С. 54-56. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2074-272X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143324 621.3.048.1 ru Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Техніка сильних електричних та магнітних полів Техніка сильних електричних та магнітних полів
spellingShingle	Техніка сильних електричних та магнітних полів Техніка сильних електричних та магнітних полів Сахно, А.А. Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением Електротехніка і електромеханіка
description	В статье описан разработанный алгоритм перекрестного измерения тангенса угла диэлектрических потер основной изоляции измерительных трансформаторов тока и высоковольтных вводов 330-750 кВ, а также представлены результаты использования этого алгоритма в системе непрерывного контроля, под рабочим напряжением в условиях эксплуатации на подстанции 330 кВ.
format	Article
author	Сахно, А.А.
author_facet	Сахно, А.А.
author_sort	Сахно, А.А.
title	Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением
title_short	Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением
title_full	Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением
title_fullStr	Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением
title_full_unstemmed	Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением
title_sort	алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кв при непрерывном контроле, под рабочим напряжением
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Техніка сильних електричних та магнітних полів
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143324
citation_txt	Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением / А.А. Сахно // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 2. — С. 54-56. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT sahnoaa algoritmizmereniâtangensaugladiélektričeskihpoterʹosnovnojizolâciitransformatorovtokaivvodov330750kvprinepreryvnomkontrolepodrabočimnaprâženiem
first_indexed	2025-07-10T16:55:13Z
last_indexed	2025-07-10T16:55:13Z
_version_	1837279758992277504
fulltext	54 Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №2 УДК.621.3.048.1 А.А. Сахно АЛГОРИТМ ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ОСНОВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И ВВОДОВ 330-750 КВ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ КОНТРОЛЕ, ПОД РАБОЧИМ НАПРЯЖЕНИЕМ У статті розглянуто розроблений алгоритм перехресного вимірювання тангенса кута діелектричних втрат основної ізоляції трансформаторів струму та високовольтних уводів 330-750 кВ, та представлено результати використання цього алгоритму у системі безперервного контролю під робочою напругою в умовах експлуатації на підстанції 330 кВ. В статье описан разработанный алгоритм перекрестного измерения тангенса угла диэлектрических потер основной изоляции измерительных трансформаторов тока и высоковольтных вводов 330-750 кВ, а также представлены ре- зультаты использования этого алгоритма в системе непрерывного контроля, под рабочим напряжением в условиях эксплуатации на подстанции 330 кВ. ВВЕДЕНИЕ С целью повышения надежности и качества элек- троснабжения, многие энергокомпании, в наше время, начинают внедрение систем непрерывного контроля характеристик основной изоляции измерительных трансформаторов тока (ТТ) и высоковольтных вводов (ВВ) 330-750 кВ под рабочим напряжением. Непре- рывный контроль имеет ряд преимуществ, которые позволяют более точно диагностировать состояние оборудования подстанций. В мире существует не- сколько производителей систем непрерывного контро- ля (СНК). Большинство из представленных на рынке систем базируется на малоэффективном методе балан- сового контроля [1], где в качестве основного диагно- стического критерия, используется изменение дейст- вующего значения тока небаланса, полученного гео- метрическим суммированием векторов токов проводи- мости основной изоляции, объектов трехфазной груп- пы. В более редких случаях используются другие ме- тоды, такие как контроль за изменением проводимости изоляции, измерение тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции (tgδ1) и емкости основной изоляции (С1) [1]. Наиболее эффективным критерием диагностики основной изоляции ТТ и ВВ является tgδ1. Во-первых, тангенс угла диэлектрических потерь основной изоля- ции, закреплен в нормативных документах [2], как кри- терий диагностики при периодическом контроле, во- вторых, имеется достаточно большой опыт отбраковки оборудования по этому критерию и опыт по его изме- рению. Однако, измерение tgδ1, в условиях эксплуата- ции, под рабочим напряжением, вызывает трудности, прежде всего связанные, с высоким уровнем помех на подстанции. Также, в эксплуатации, существует ряд дополнительных факторов, которые могут сделать ре- зультаты измерения этого важного параметра абсолют- но непригодными для диагностики состояния оборудо- вания [3]. В статье представлена разработанная методика измерения tgδ1, для систем непрерывного контроля состояния основной изоляции ТТ и ВВ под рабочим напряжением, которая позволяет более достоверно измерять tgδ1 при контроле под рабочим напряжением в условиях эксплуатации. МАТЕРИАЛ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Утвержденным в энергосетях методом измере- ния tgδ1 и С1, при периодическом контроле, является измерение мостом переменного тока [4]. Данный ме- тод требует наличие эталонного объекта, например, объект одноименной фазы с известным tgδ1 и С1 (трансформатор тока, ввод, конденсатор связи). Для СНК, наиболее прогрессивным и дешевым, по срав- нению с мостовым методом, является метод вектор- ного сравнения, в котором по аналогии с мостовым методом используется эталонный и контролируемый объект. Для определения tgδ1 изоляции используется синхронная запись токов эталонного и контролируе- мого объекта, с последующим вычислением разности начальных фаз первых гармоник [1]. Основной про- блемой для данного метода является необходимость достоверного опорного объекта. Таким объектом мо- жет быть другой ТТ и ВВ соответствующей фазы или напряжение с измерительной обмотки ТН соответст- вующей фазы. Для повышения точности и контроля за изменением состояния опорных объектов необходимо использовать алгоритм перекрестного измерения, ко- торый подразумевает использование каждого объекта, одноименной фазы, как в качестве эталонного, так и в качестве контролируемого объекта. В результате та- кого алгоритма получается N2 величин относительных tgδ (где N – количество объектов контроля присоеди- ненных к одной фазе). На рис. 1 представлена матри- ца результатов измерения, где номера строк (второй индекс) обозначают контролируемые объекты, а но- мера столбцов (первый индекс) эталонные. Например, tgδ34 – эталонным выступал ТТ 3-й группы, а ТТ 4-й группы как контролируемый. tgδ10 … tgδ(n-2)0 tgδ(n-1)0 tgδ01 … tgδ(n-2)1 tgδ(n-1)1 tgδ02 tgδ12 tgδ(n-2)2 tgδ(n-1)2 … … … tgδ(n-1)-(n-2) tgδ0(n-1) tgδ1(n-1) … tgδ(n-2)(n-1) Рис. 1. Матрица результатов измерения относительных tgδ1 объектов После обработки этих данных вычисляются ис- тинные значения tgδ1 каждого объекта. Алгоритм вы- числения базируется на достаточно простом, но на- Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №2 55 дежном предположении о том, что дефект не может развиться одновременно в изоляции хотя бы 50 % всех контролируемых системой объектов одноимен- ной фазы. В общем виде, разработанный алгоритм представлен на рис. 2. Рис. 2. Общий вид алгоритма диагностики Этап 1. Измерение относительных углов между векторами токов должно проводиться быстродейст- вующим синхронным аналого-цифровым преобразо- вателем (АЦП). Теоретически установлено и под- тверждено на практике, что достаточным является частота дискретизации АЦП 30 кГц, для получения средней погрешности измерений угла не более 0,0002 рад. На рис. 3 представлен график расчетной средней погрешности измерения tgδ1, а точками на нем нане- сены результаты практического измерения tgδ1 с раз- личным количеством точек дискретизации на период тока промышленной частоты 50 Гц. Рис. 3. График зависимости расчетной погрешности измерения tgd1 от числа точек дискретизации на период промышленной частоты 50Гц с нанесенными точками, результатов измерений полученных опытным путем средней погрешности (по результатам 50 измерений) Однако с учетом необходимости фильтрации сигнала, условий конкретной подстанции и длины измерительных кабелей частота дискретизации АЦП может быть увеличена. Важным замечанием, является то, что практиче- ски невозможно получить достоверный результат из- мерения tgδ1, используя только один период тока, на рис. 4, представлена гистограмма, полученная экспе- риментальным путем. На ней показано распределение погрешности измерения при разном количестве ана- лизируемых периодов. Рис.4. Гистограмма распределения погрешностей измерения угла между векторами токов проводимости изоляции двух объектов при использовании различного количества анализируемых периодов тока промышленной частоты 50 Гц Таким образом, для получения межвекторного угла с погрешностью не более 0,05 срад, необходимо анали- зировать не менее 50 периодов тока проводимости изо- ляции для исключения случайных погрешностей. Точность и разрядность АЦП, играют немало- важную роль при измерении угла. Опытным путем было установлено влияние разрядности АЦП на вели- чину погрешности при измерении, результаты пред- ставлены в табл. 1. Таблица 1 Влияние разрядности АЦП на погрешности при измерении tgδ1 Разрядность АЦП, бит Абсолютная по- грешность, % ед. Относительная по- грешность (при tgδ = 0.2%), % 10 0,2 100 12 0,039100065 19,55003 14 0,00619212 3,09606 16 0,0006347 0,31735 24 4,09371E-05 0,020469 Из табл. 1 видно, что желательно использовать АЦП с разрядностью 14-16 бит. Менее чувствитель- ные АЦП будут вносить в результат достаточно большую погрешность (20 % и более). АЦП с разряд- ностью 24 бита имеют большую стоимость, в сравне- нии, с 16-ти разрядными, что делает их применение не оправданными Этап 2. Сравнение результатов взаимных изме- рений, т.е. значения tgδ01 и tgδ10 должны быть равны по модулю, с заданной погрешностью, и отличаться по знаку. Если результаты не проходят такую провер- ку, то их места в матрице заполняются нулями т.к. считается, что при данном измерении результаты бы- ли подвержены влиянию сторонних факторов и не могут быть учтены при диагностике. Этап 3. Рассчитывается матрица абсолютных значений tgδ1 по формулам (1), показано на примере расчета для первого объекта, имеющего индекс "0". , , , )1(0)1(0 0220 0110 −− δ−δ=δ δ−δ=δ δ−δ=δ nn tgtgtg tgtgtg tgtgtg p p p (1) где n – число объектов контроля одноименной фазы; p 56 Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №2 – индекс, означающий результат прошлого измерения. В общем виде алгоритм будет выглядеть: . ,1...0 ,1...0 xmmx tgtgtg nm nx p δ−δ=δ −= −= . (2) В результате получится матрица абсолютных значений, имеющая вид рис. 5, где столбец значений соответствует одному объекту. tgδ0-0 tgδ1-0 … tgδ(n-1)-0 tgδ0-1 tgδ1-1 … tgδ(n-1)-0 … … … … tgδ0-(n-1) tgδ1-(n-1) … tgδ(n-1)-(n-1) Рис. 5. Матрица абсолютных значений тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции объектов Этап 4. Из (n−1) числа значений необходимо по- лучить одно, поэтому применяя алгоритмы математи- ческой статистики, отсеиваются значения, не попа- дающие в интервал троекратного значения стандарт- ного отклонения. Из оставшихся значений рассчиты- вается среднее арифметическое, которое и является абсолютным значением тангенса угла диэлектриче- ских потерь для объекта. Этап 5. После получения достоверных данных, необходимо осуществлять основную задачу СНК со- стояния изоляции. На данном этапе необходимо опре- делить и отсеять влияния на результаты измерения различных факторов, например, загрязненная поверх- ность изолятора аппарата или разгерметизация изме- рительного датчика. Далее применяются алгоритмы выявления температурных зависимостей, скоростей и значений изменения диагностических параметров и формирования заключения о состоянии основной изоляции аппарата. Этап 6. Выдача пользователям СНК заключения о состоянии оборудования по принципу "состояние нормальное", "состояние предаварийное", "состояние аварийное", а также выдача расширенной диагности- ческой информации в табличном и графическом виде. ВЫВОДЫ Использование разработанного алгоритма позво- ляет, более точно получать данные о tgδ1 аппаратов, что повышает достоверность и эффективность приме- нения СНК. На рис. 6 видно, что данные полученные перекрестным методом более стабильны и соответст- вуют результатам поверочных измерений испыта- тельной установкой УВПГ-250. Данные полученные перекрестным методом при- годны для дальнейшей диагностики оборудования. Например, для данного ТТ установлен коэффициент температурной зависимости 0,81, что свидетельствует об ухудшении состояния основной изоляции, хотя роста диэлектрических потерь пока не наблюдается. Проведение такого анализа, по данным "эталонного" метода весьма затруднительно. Перекрестный метод исключает возможность систематической погрешно- сти измерений, при изменении характеристик эталон- ной группы. Рис. 6. Графики результатов измерения tgδ1 ТТ типа ТФУМ-330: 1 – результаты измерений перекрестным методом; 2 – ре- зультат измерения мостом переменного тока Р5026 с ис- пользованием установки УВПГ-250; 3 – результаты измере- ний классическим ("эталонным") методом; 4 – температура окружающей среды; 5 – относительная влажность окру- жающей среды СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Рассальский А.Н., Сахно А.А., Конограй С.П., Спица А.Г., Гук А.А. Анализ методов непрерывного контроля ха- рактеристик изоляции трансформаторов тока и вводов на подстанциях 330-750 кВ // Вісник КДПУ ім. М. Остро- градського. Кременчук – 2009. – № 3(56), ч. 1. – с. 67-70. 2. ГКД 34.20.302-2002. Норми випробування електрооб- ладнання. Затверджені Наказом № 503 від 28.08.02 Мінпаливенерго України. – К.: ГРИФРЭ, 2002. 3. Рассальский А.Н., Сахно А.А., Конограй С.П., Спица А.Г., Гук А.А. Источники погрешности при контроле харак- теристик основной изоляции трансформаторов тока и вводов 330-750 кВ под рабочим напряжением // Сборник тезисов Трансформаторостроение-2009. Запорожье – 2009. – с. 67-70. 4. Инструкция №19-07/03 по измерению тангенса угла ди- электрических потерь основной изоляции трансформаторов тока 330-750 кВ под рабочим напряжением. – Запорожские магистральные электрические сети – Запорожье – 2003. – 15 с. Поступила 30.08.2009 Сахно Александр Анатольевич Запорожский национальный технический университет, кафедра "Электрические аппараты" Украина, 69063, Запорожье, ул. Жуковского, 64 тел. (061) 289-61-39, e-mail: a_asakhno@mail.ru A.A. Sakhno A dielectric dissipation measurement algorithm for the main insulation of current transformers and 330-750 kV bushings under on-line monitoring. In the article, a designed algorithm of dielectric dissipation cross-measurement is presented. This algorithms can be applied to measurements of dielectric dissipation (tan-delta) in the main insulation of measuring current transformers and high-voltage bushings of 330-750 kV. Also, results of the algorithm applica- tion in an on-line monitoring system in a 330 kV substations under are given. Key words – tan-delta, on-line monitoring, current transformer, bushing.

Репозитарії

Схожі ресурси