Стенограмма Физические основы взаимосвязи параметров частичных разрядов с эксплуатационными характеристиками изоляции высоковольтных аппаратов и кабелей

Вебинар 1

0:01

– Добрый день, уважаемые коллеги! Рады приветствовать вас на нашем новом вебинаре, посвящённом диагностике высоковольтного оборудования. Тему сегодняшнего вебинара вы можете увидеть на нашем первом слайде. Сегодня мы будем говорить о методах диагностики высоковольтного оборудования в стационарных системах, которые применяются в электроэнергетике, об их недостатках и преимуществах дистанционной диагностики. Также лектор расскажет об исследованиях, направленных на разработку методов дистанционного мониторинга высоковольтного оборудования. Эти исследования длились шесть лет и проводились в процессе плановых комплексных обследований состояния трансформаторного оборудования на магистральных электрических сетях. Это если вкратце, подробнее расскажет сам лектор – Вадим Анатольевич Шахнин – профессор кафедры электроэнергетики Владимирского государственного университета имени Столетовых, доцент, доктор технических наук, автор более ста научных работ и 32 изобретений. Меня зовут Алексей Корытко. Я являюсь администратором вебинаров, проводимых проектом Test Energy, и буду реагировать на все ваши сообщения в чате. Уважаемые участники, я призываю вас активно участвовать в вебинаре. Обязательно задавайте свои вопросы и оставляйте комментарии в чате, на все вопросы Вадим Анатольевич ответит в конце вебинара или по мере их поступления, если в этом будет необходимость. По времени вебинар займёт около часа, включая ответы на вопросы. На этом моё вступительное слово окончено. Давайте начнём. Вадим Анатольевич, добрый день!

– Здравствуйте! Скажу несколько слов о тематике вебинара, который предстоит проводить. Понятно, что надёжность электроснабжения является государственным приоритетом. Важную роль в обеспечении надёжного электроснабжения играет система диагностики высоковольтного оборудования электрических подстанций. Анализ эволюции диагностического оборудования предназначен для оперирования с крупногабаритными техническими объектами со сложной топологией размещения на больших территориях. К их числу относится оборудование подстанций, приводит к выводу об эффективности мехатронного подхода к решению проблем автоматизации и диагностики силового оборудования. В данном случае мехатронный подход заключается в синергетической интеграции компонент, осуществляющих диагностику, с компонентами, обеспечивающими перемещение элементов оборудования.

Техническая диагностика высоковольтного оборудования

03:00

В настоящее время в электроэнергетике широко применяются стационарные системы диагностики, очевидными недостатками которых является жёсткая заданность, количество, составы и месторасположение датчиков, контактный принцип диагностики, многократное дублирование однотипных систем диагностики на электроэнергетическом объекте, сложность переналадки систем, диагностика новых видов оборудования.

Низкая эффективность существующей системы диагностики

03:28

Реализация дистанционных методов диагностики и придания мобильности диагностическим системам позволяет в значительной степени устранить перечисленные недостатки. Для этого необходимы исследования, относящиеся к различным областям науки и техники. В первую очередь таким, как физические методы диагностики и неразрушающий контроль электрической изоляции и метод управления движением элементов диагностической системы. Именно на стыке этих направлений и решается целевая проблема мехатроники в сфере диагностики высоковольтного оборудования, а именно создание принципиально новых движущихся диагностических устройств, модулей, машин и комплексов.

Слагаемые современной системы диагностики

04:15

Цели применения систем мониторинга

04:15

Для наиболее ответственных видов высоковольтного оборудования целесообразно непрерывное функциональное диагностирование, т. е. диагностический мониторинг. Положением ПАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе определено, что этот вид мониторинга, цитирую, «является приоритетной формой диагностирования высоковольтного оборудования».

ЧР - индикатор состояния изоляции

04:45

Придание мобильности системе мониторинга позволяет устранить многие из недостатков стационарных систем. Приведённые исследования показали, что дистанционный подход, дистанционный мониторинг позволяет диагностировать сразу несколько высоковольтных аппаратов. Разработка мехатронных комплексов дистанционного мониторинга, безусловно, актуальна, т. к. позволяет автоматизировать мониторинг и снизить присутствие человека в опасных зонах вблизи диагностируемого высоковольтного оборудования. Анализ дефектов высоковольтного оборудования показывает, что с частичными разрядами связано более половины всех дефектов высоковольтного оборудования. Например, из общего числа дефектов, выявленных в период с 2009 по 2016 г. в автотрансформаторах 500 и 750 кВ МЭС Центра, около 51% дефектов в высоковольтных вводах и около 23% дефектов в активной части обмотки напрямую связаны с частичными разрядами. Частичные разряды являются индикаторами наиболее быстро развивающихся дефектов.

Физические основы

06:06

Напомню, что в соответствии с международным и российским стандартом, частичным разрядом называется электрический разряд, который шунтирует лишь локальную область электроизоляционной системы.

Классическая схема перераспределения напряженности электрического поля в изоляции

06:30

На текущем слайде представлена классическая схема перераспределения напряжённости электрического поля в изоляции. Если толщина нижнего слоя изоляции ∆1много меньше толщины верхнего слоя ∆2 , то справедливо следующее соотношение – в нижней части слайда. Таким образом, если, например, диэлектрическая проницаемость верхнего слоя в два раза выше, чем у нижнего, то напряжённость последнего в четыре раза выше, чем в первом. Чем меньше диэлектрическая проницаемость, там больше напряжённость.

Мехатронные средства для диагностики высоковольтных аппаратов и кабелей методом частичных разрядов

07:29

В качестве главной изоляции в силовых трансформаторах с номинальными напряжениями от 10 до 1150 кВ, в автотрансформаторах и реакторах высших классов применяется маслобарьерная изоляция. В ней большая часть неоднородностей электрического поля образуется из-за наличия газонаполненных включений между слоями твёрдой и жидкой изоляции.

Причинно-следственные связи ЧР и концентраций растворенных газа в главной масло-барьерной изоляции силовых трансформаторов

07:53

С учётом тех соотношений, которые представлены на предыдущем слайде и с учётом значений диэлектрической проницаемости, для газонаполненных полостей это приблизительно 1, для электротехнического картона – 4, для масла – 2,75, становится понятно, что в тонких слоях масла и воздуха, ориентируясь поперёк поля, напряжённость существенно выше в среднем изоляционном промежутке в масле – в 1,5 раза выше, а в газонаполненных полостях – в 4 раза выше средней напряжённости. Таким образом, с учётом электрической прочности масла и газонаполненных полостей наиболее вероятны частичные разряды в газонаполненных включениях.

Наиболее велика вероятность ЧР в газонаполненных включениях

08:41

Этот вывод имеет очень важное практическое значение. Дело в том, что в процессе эксплуатации высоковольтного оборудования в результате перегревов и действия сильных электрических полей в масляной изоляции образуются водород и газообразные химические соединения: метан, ацетилен, этилен, этан. Их концентрация обычно определяется методами хроматографического анализа. При увеличении концентрации растворённых газов возрастает вероятность появления их в газонаполненных включениях.

Причинно-следственные связи ЧР и концентраций растворенных газов

09:28

Итак, повторю, наиболее велика вероятность частичных разрядов в газонаполненных включениях, вероятность образования которых, в свою очередь, определяется концентрацией растворённых газов в масле. Безусловно, из этого не следует, что причиной является возрастание концентрации растворённых газов, а следствием – частичные разряды. Неверно и обратное утверждение, хотя и установлено, что при частичных разрядах возникают сложные химические реакции, приводящие к образованию молекул водорода, ацетилена, этилена, метана и других газов. Эти процессы (повышение концентрации растворённых газов и частичные разряды) не состоят в прямой причинно-следственной зависимости друга, а порождаются общей группой причинных факторов (исходным химическим составом масла, наличием механических примесей, электрическим полем, температурой и множеством других).

Современное состояние в сфере дистанционного мониторинга масляной изоляции

10:21

К настоящему времени, с одной стороны, выявлена взаимосвязь между соотношением концентрации различных пар растворённых газов с разрядной активностью. С другой стороны, к настоящему времени разработаны методы мониторинга развивающихся дефектов по изменению концентраций растворённых газов, отражённые в нормативной документации. И одновременно в наше время уже разработаны методы и средства дистанционной регистрации частичных разрядов.

Современное состояние в сфере дистанционного мониторинга масляной изоляции

10:55

Перечисленные результаты являются предпосылками возможности определения концентраций растворённых газов по параметрам частичных разрядов и определяют целесообразность проведения исследований, направленных на разработку методов дистанционного мониторинга маслонаполненного оборудования средствами мехатроники. Результаты исследований представлены в материалах настоящего вебинара. Актуальность этих исследований определяется тем, что значительная часть повреждений силовых трансформаторов связана со снижением электрической прочности маслобарьерной изоляции и её пробоя в ближайшем к обмотке высокого напряжения масляном канале. Как отмечалось, свойства изоляции тесно связаны с наличием растворённых газов в масле. Традиционные методы анализа растворённых газов трудоёмкие и требуют отбора проб масла из работающего оборудования и в силу этого неудобны для непрерывного мониторинга состояния изоляции.

Современное состояние в сфере дистанционного мониторинга масляной изоляции

12:01

Современные системы мониторинга масла, например, переносные системы гидрант довольно дороги и требуют установки датчиков на каждом из диагностируемых трансформаторов, т. е. не обеспечивают дистанционности.

Мехатронные средства для диагностики высоковольтных аппаратов и кабелей методом частичных разрядов

12:18

В ходе наших исследований отбор проб масла, осуществлялся и их анализ, осуществлялся в соответствии с методическими указаниями по подготовке проведения хроматографического анализа газов. С использованием проб отборников шейк-тест фирмы Morgan Schaffer, Канада, измерение параметров частичных разрядов производилось с помощью мехатронного комплекса «Электро», измерительный модуль которого выполнен на базе HVPD longshot компании High Voltage Partial Discharge Limited, Великобритания. В качестве датчиков применены индуктивные и емкостные датчики этой же фирмы. Исследования проводились в процессе плановых комплексных обследований в состоянии трансформаторного оборудования для 58 трансформаторов электрических подстанций предприятий магистральных электрических сетей центра в период с 2009 по 2015 г. В материалах этого вебинара представлены результаты исследования для 18 аппаратов, в том числе для пяти однофазных автотрансформаторов мощностью 417 мВА на напряжение 750 кВ, шести трёхфазных автотрансформаторов мощностью 250 мВА, 500 кВ и семи трансформаторов типа ТДТН на 110 кВ. Эти трансформаторы установлены на подстанциях московского, валдайского, волго-окского предприятия магистральных электрических сетей, подстанциях: «Владимирская» 750 кВ, «Белый Раст» 750 кВ, «Ногинск» 500 кВ, «Радуга» 500 кВ, «Калининская 330 кВ и др.

Мехатронные средства для диагностики высоковольтных аппаратов и кабелей методом частичных разрядов

14:44

Результаты обследований 18 названных автотрансформаторов оказались наиболее информативными и достоверными в силу того, что близки продолжительность эксплуатации, все они введены в эксплуатацию в период с 1987 по 1989 г., близки сроки проведения и периодичность комплексных обследований, а также нормальный и имевший место аварийные режимы работы аппаратов.

Мехатронные средства для диагностики высоковольтных аппаратов и кабелей методом частичных разрядов

15:17

В качестве примера на текущем слайде приведены результаты анализа образцов масла из основных баков автотрансформаторов на дату начала обследований – июнь 2009 г.

Мехатронные средства для диагностики высоковольтных аппаратов и кабелей методом частичных разрядов

15:38

Пробы масла по всем трансформаторам были сгруппированы в шесть выборок. Выборки формировались по типам трансформаторов, маркам масла и средней нагрузки в период проведения обследований. Выборки 1, 3, 5 содержат пробы масла, отобранные на исследование приблизительно с годовым интервалом – с 2009 по 2013 г. Для этого периода характерна более высокая электрическая нагрузка, чем в последующие два года, в течение которых масло исследуется с интервалом в шесть месяцев. Это выборки 2, 4, 6. Выборки 1 и 6 являются наиболее представительными, здесь больше всего проб взято. В выборках 1 и 4 имеется по 6 проб масла, взятых после срабатывания газовых защит на сигнал. В выборке 6 содержится 4 пробы, отобранные после срабатывания дифференциальной защиты трансформаторов. Выборки 2 и 3 содержат только пробы, взятые из трансформаторов, анализ работ которых за предшествующий период показало отсутствие эксплуатационных факторов, вызывающих рост концентрации растворённых газов. В выборку 6 включены 4 пробы, отобранные после замены силикагеля и 2 пробы, отобранные после длительного отключения трансформаторов. Таким образом в целом все эти 144 выборки проб являются представительными в аспекте разнообразий типов трансформаторов, марок масла, дат проведения хроматографического анализа растворённых газов и режимов эксплуатации. Перед отбором каждый из этих 144 проб с помощью мехатронного комплекса «Электро» производилась электрошумовая локация аппаратов. Остановлюсь здесь только на результатах одного эксперимента, который был направлен на исследование возможности нахождения универсальных математических моделей, позволяющих осуществить многопараметровый мониторинг, инвариантный к нагрузке трансформаторного оборудования и к его длительным отключениям. В конечном счёте выявление такой возможности означает существенное увеличение технологической гибкости электрошумового мониторинга. Нахождение общей модели проводилось на обучающем массиве данных, включающем эти 6 выборок, представленных выше. Достоверность полученных решений подтверждалось по F-критерию Фишера при доверительной вероятности 0.95.

Коэффициенты множественной корреляции

18:46

Измеряют следующие параметры частичных разрядов: среднее за период сетевого напряжения значение частоты частичных разрядов Fср; частотный диапазон ∆f; это частотный диапазон, граничные частоты которого Fн и Fв, соответственно, ниже и выше которых наблюдается спад кривой спектральной плотности до уровня меньше в корне из двух раз чем максимальное значение. Максимальное значение спектральной плотности – gmax за интервал наблюдения; дальше суммарный кажущийся заряд частичных разрядов на интервале наблюдения; среднее значение амплитуды импульсов, вызванными частичными разрядами на интервале значения приложенного напряжения и шестой параметр – среднее значение длительности импульсов тока, вызванных частичными разрядами на интервале значений приложенного напряжения. Ещё раз повторю, какие параметры частичных разрядов измерялись: значение средней частоты частичных разрядов за период сетевого напряжения; частотный диапазон, границы которого определяют значение частот, при которых уровни спектральной плотности в корне из двух раз меньше максимального значения g; максимальное значение спектральной плотности – gmax; суммарный кажущийся заряд за интервал наблюдения; пятый параметр – среднее значение амплитуды импульсов, вызванных частичными разрядами и шестой параметр – среднее значение длительности импульсов тока, вызванных частичными разрядами, по сути, среднее значение длительности частичных разрядов. Параметры 1, 5 и 6 – средние за период сетевого напряжения, среднее значение амплитуды импульсов, вызванное частичными разрядами и среднее значение длительности импульсов токов, вызванных частичными разрядами, определены государственным стандартом. Информативность параметра 4 – суммарный кажущийся заряд за интервал наблюдения, его информативность хорошо проиллюстрирована в книге Вдовико «Частичные разряды в диагностике высоковольтного оборудования», а целесообразность измерения параметров 2 и 3 – частотного диапазона для спектральной плотности и максимального значения спектральной плотности показаны в нашей работе «Статистические характеристики частичных разрядов, как диагностические признаки состояния изоляции высоковольтного оборудования», опубликованы в журнале «Контроль и диагностика» в 2015 г. № 2. С целью упрощения процедуры мониторинга для того, чтобы не измерять все шесть параметров, в ходе эксперимента изучалась возможность изменения номенклатуры и численного состава измеряемых параметров, входящих в состав универсальных математических моделей.

Параметры универсальных математических моделей

22:28

В таблице на текущем и на следующем слайдах представлены значения коэффициентов множественной корреляции и параметров универсальных математических моделей. В первом случае эти строки

Параметры универсальных математических моделей

22:49

для всех шести перечисленных параметров частичных разрядов.

Параметры универсальных математических моделей

23:14

Во втором случае – вторая группа строк – содержатся параметры 1, 2, 3, которые здесь перечислены, связанные со спектральными характеристиками частичных разрядов, а в третьей строке только интегральные параметры: суммарный кажущийся заряд, среднее значение амплитуды импульсов, вызванное частичными разрядами и средние значения длительности импульсов, вызванных частичными разрядами.

Коэффициенты множественной корреляции

23:44

Анализ полученных результатов показывает, что при некотором снижении требований к точности результатов мониторинга можно использовать модели с меньшим числом измеряемых электрошумовых параметров. Вместо шести, три параметра. Например, для оперативного контроля целесообразно исключить сложноизмеряемый кажущийся заряд частичных разрядов. Существенно снижается лишь коэффициент множественной корреляции для этилена c 0.917, шесть параметров частичных разрядов до 0.869 и 0.839 при использовании лишь трёх параметров: либо интегральных параметров, либо параметров спектральной плотности.

– Виталий пишет в чате, что таблица была непонятна.

– Ещё раз повторю, что цель эксперимента – разработать математические модели взаимосвязи концентрации растворённых газов с параметрами частичных разрядов.

Коэффициенты множественной корреляции

25:21

Вот эти газы расположены в этой части таблицы с параметрами частичных разрядов.

Коэффициенты множественной корреляции

25:42

Вот растворённые газы в масле, концентрацию которых желательно определять, т. к. она свидетельствует о качестве масла, а вот параметры частичных разрядов,

Коэффициенты множественной корреляции

25:52

которые позволяют измерить мехатронный комплекс «Электро». Что это за параметры? Ещё раз назову: Fср– среднее за период сетевого напряжения значение частоты частичных разрядов и ∆f. Частичные разряды – это электрошумовой процесс. Важнейшей его характеристикой является спектральная плотность. Кривая спектральной плотности, как обычно, имеет область плато и снижается в области низких частот и в области высоких частот. ∆f – это тот частотный диапазон, который соответствует области более или менее постоянного значения спектральной плотности, область плато. Он лежит между граничными частотами. Минимальная граничная частота – это частота, ниже которой наблюдается спад кривой спектральной плотности до уровня корень из двух раз меньше чем максимальное значение спектральной плотности. А Fmax, соответственно, значение частоты, выше которой опять начинается спад и достигает уровня в корне из двух раз меньше чем значение максимальной спектральной плотности. Третий параметр – это значение максимальной спектральной плотности, т. е. комплекс позволяет измерять этот параметр и его максимальное значение используется в качестве диагностического параметра. Четвёртый параметр – это суммарный кажущийся заряд за период сетевого напряжения. Пятый параметр – датчики в ответ на возникновение частичного разряда создают электрический импульс. Амплитуда импульсов тока, вызванных частичными разрядами в диапазоне приложенных значений напряжения. Какой это диапазон? от 0,9 амплитуды номинального напряжения до 1,1 от этой амплитуды. И последний параметр –это средняя длительность этих самых импульсов, которые вызываются в датчиках частичными разрядами тоже на интервале приложенного напряжения. Шесть параметров, многие из них сложноизмеряемые, поэтому дальнейший эксперимент был направлен на снижение количества параметров, которые необходимы для диагностики. В одном случае это параметры, связанные со спектральной плотностью, а во втором случае это интегральные характеристики, т. е. суммарный кажущийся заряд, максимальное значение импульсов тока и их длительность. Результаты представлены в этой таблице и в следующей.

Параметры универсальных математических моделей

29:03

Шесть параметров, три параметра, три параметра. Вернёмся к предыдущему слайду.

Коэффициенты множественной корреляции

29:16

Видно, что при некотором снижении точности результатов даже при использовании трёх параметров можно считать достоверный мониторинг. Только вот для этилена видите, что снижение коэффициента множественной корреляции произошло такое существенное. С этого значения в 0.917 до значения 0.839 при использовании интегральных параметров.

Погрешности многопараметрового электрошумового мониторинга

30:03

Для оценки достоверности многопараметрового электрошумового мониторинга применён следующий подход – коэффициент множественной корреляции R характеризует тесноту группирования экспериментальных данных вокруг функциональной зависимости, связывающей измеряемые и контролируемые параметры. Для нас измеряемые параметры: это концентрация растворённых газов того или иного, а контролируемые параметры – это параметры частичных разрядов. Вместе с тем, коэффициент множественной корреляции определяет приведённую погрешность восстановления исходных данных – это γ. Указанные величины связаны между собой известным соотношением. Использование этого соотношения позволяет использовать коэффициент множественной корреляции для приблизительной усреднённой оценки точности модели, которую экспериментально после обработки мы получили. Необходимо отметить, что уже при значении коэффициента корреляции меньше 0.9, найденную модель нецелесообразно использовать для решения метрических задач мониторинга, поскольку погрешность будет более 20%. На текущем слайде приведены максимальные, минимальные и средние значения погрешностей расчёта исходной концентрации для тех шести выборок, которые были представлены на предыдущих слайдах. Таким образом результаты исследования частично представленных на этом вебинаре могут быть сформулированы так: для дистанционного мониторинга концентрация растворённых газов в масле главной изоляции силовых трансформаторов перспективно применение электрошумового метода диагностики. Выявлены явные преимущества многопараметрового мониторинга перед мониторингом по одному параметру. Электрошумовой мониторинг концентрации четырёх растворённых газов: метана CH4, этана C2H6, этилена C2H4 и водорода H2, являющихся ключевыми. Есть такой термин, ключевые и характерные – это термины руководящих документов по диагностике высоковольтного оборудования. Для большинства развивающихся дефектов электрического и термического характера, возможно, на основе представленных универсальных моделей, устойчивость к вариациям марок масла, типов трансформаторов и их нагрузки. Электрошумовой мониторинг концентрации оксида и диоксида углерода, являющиеся ключевыми газами для развивающихся дефектов твёрдой изоляции – электротехнический картон – возможно, лишь на основе модели, полученной для трансформаторов с близким характером нагрузки. На этом материалы текущего вебинара исчерпаны. Моё сообщение закончено. Спасибо за внимание. Слушаю вопросы.

– Вадим Анатольевич, спасибо за доклад. Уважаемые участники, если у вас есть вопросы, пожалуйста, задавайте их в чат. Мы подождём ещё пару минут, если они появятся, мы на них ответим. Пока вопросов не вижу. В презентации мы остановились на этом слайде.

Причина-следственные связи ЧР и концентраций растворенных газов

33:39

– Может быть, неясно, что за модель. y=b0, потом сумма этих произведений коэффициентов на значение, в нашем случае, параметров частичных разрядов. Это коэффициенты, которые вставляются в модель для вычисления концентрации того иного газа.

– Вадим Анатольевич, есть два вопроса. Первый – «Где можно приобрести силовые кабели?». Мы на него, наверное, не будем отвечать, чтобы не было рекламы. Второй вопрос задаёт Александр: «Какая схема измерения частичных разрядов? Что такое электрошумовой метод?».

– У нас есть инжиниринговый центр во Владимирском государственном университете, одно из направлений которого – разработка мехатронных комплексов, неразрушающий контроль и диагностика. Это комплекс неразрушающего контроля в обычном понимании механических параметров, электрических параметров и магнитных параметров. И отдельно группа работает по разработке мехатронных комплексов для диагностики высоковольтного оборудования. Понятно, что при возникновении частичного разряда возникают возмущения, возникают акустические колебания и возникают возмущения электромагнитного поля. Возмущение электромагнитного поля и акустические колебания можно определять дистанционно. Мы ориентируемся на применение направленных антенн. У нас разработан диагностический комплекс с использованием стандартных антенн, которые используются, допустим, например, в радиотехнике для анализа радиошумов. Этот комплекс, эту антенну мы используем. Кроме того, тоже используем наши стандартные российские блоки для анализа шумов и в том числе то оборудование, о котором я говорил, компании High Voltage Partial Discharge. Если кто-то заинтересуется, я, конечно, и предполагаю, что на следующих вебинарах я расскажу об этом оборудовании подробнее.

– Вадим Анатольевич, спасибо. Николай Александрович уточнил вопрос. Интересует оборудование для измерения частичных разрядов в силовых кабелях. Вообще, мы рекламу не даём, но я отправил в чат ссылку на компанию, которая занимается этим оборудованием. Можем рекомендовать эту компанию.

– Я тоже буду иметь в виду и посвящу…

– У нас есть ещё вопрос от Артёма Юрьевича: «Каким образом была установлена взаимосвязь между параметрами частичных разрядов и концентрацией приведённых газов?».

– Я почти этому и посвятил весь доклад. В этом вебинаре приведены результаты исследований для 18 автотрансформаторов, которые по своим, по ряду характеристик близки друг другу, чтобы данные результаты были более достоверными. Аппараты, их 18 штук, они были введены в эксплуатацию в более-менее близкие годы 1987-1989 гг., приблизительно одинаковой была периодичность комплексных обследований, а также нормальный и имеющий место аварийный режим этих аппаратов. Бралось 144 пробы, они сконцентрированы в 18 выборках, 6 выборок на одном из слайдов было показано. Я сейчас слайд открою.

Мехатронные средства для диагностики высоковольтных аппаратов и кабелей методом частичных разрядов

38:34

Всего взято из аппаратов 144 выборки масла, 144 пробы масла. Эти пробы сформированы в 6 выборок, которые друг от друга отличаются по маркам трансформаторов, по маркам используемого масла, по нагрузке средней за период эксплуатации. Выбор был сделан так, чтобы вот эти 144 выборки, сумма всех этих чисел 144, чтобы они были представительными. Тут и трансформаторы разные и нагрузки трансформаторов разные, и масло разное. И тем не менее те модели, которые мы, в конце концов, получили, они более-менее устойчивые. А модели эти связывает концентрация растворённых в масле газов, которые являются характерными или ключевыми, но для диагностики дефектов и параметрами частичных разрядов. Берётся проба масла, измеряется концентрация растворённых газов, но перед взятием пробы из этого аппарата производится измерение параметров частичных разрядов с помощью дистанционного мониторинга. В дальнейшем производится статистическая обработка, строятся простейшие математические модели, значение коэффициентов которых приведены, например, в этой таблице.

Параметры универсальных математических моделей

40:11

Какая здесь идея? Берём концентрацию этого газа. Формула такая: концентрация этого газа равна b0+b1 (значение средней частоты частичных разрядов) + b2 (значение 4.428) *∆f. Дальше b3 (387.0) * на значение gmax и т. д. Это типичная многопараметровая модель. Мы эти модели проверяли на адекватность с использованием того метода, о котором я говорил, с использованием коэффициента взаимной корреляции. Если ответил на вопрос, то заканчиваем.

– Вадим Анатольевич, спасибо за ответ. У нас ещё вопросы поступили.

Вопрос от Александра. Я так понимаю, что он относится к вопросу про электрошумовой метод. «Где ставятся антенны? Как из измерений получить величину частичных разрядов?».

– Сейчас поясню. Результат, который представлен здесь, для их получения использовалась антенна. Была установлена она неподвижно и направлялась на диагностируемый аппарат. В настоящее время разработан комплекс, и он находится на стадии завершения. Антенна, можно сказать, мехатронный комплекс антенн перемещается по рельсам вдоль забора подстанции. Для его перемещения применены шарико-винтовые передачи – это передачи высокой точности. По вертикали и по горизонтали перемещается антенна. Таким образом, она с помощью системы управления движением, о котором я в дальнейшем тоже расскажу на следующих вебинарах, направляется на исследуемый аппарат. Она ищет источник, обычно это является высоковольтный ввод источник частичных разрядов. В зависимости от характера частичных разрядов она изменяет траекторию движения, например, изменяет радиус окружности, по которой перемещается антенна или измеряет вообще траекторию и находит источник частичных разрядов. Дальше сигнал антенны преобразуется в электрический сигнал, который обрабатывается. Речь идёт о значениях амплитуды тока, длительности амплитуды импульса тока, длительности этого импульса. Кроме того, частота измеряется и спектральная плотность. Установка для измерения спектральной плотности, блок измерения спектральной плотности, немножко необычный. О нём я тоже расскажу в ближайших вебинарах. Коротко так.

– Спасибо, Вадим Анатольевич.

– Эти вопросы освящу в дальнейшем более подробно.

– Я отправил ссылку в чат, Александр, ещё для вас. Возможно, вы найдёте то, что вам необходимо по поводу электрошумового метода. Ссылка на сайт Test Energy. У нас ещё есть вопросы, несколько их будет.

Виталий задаёт вопрос: «Входит ли оборудование в реестр средств измерений?».

Я так понимаю, что это оборудование, которое вы использовали.

– Да, всё понятно. Речь идёт о реестре средстве измерений. Частично входит, это то, что я говорил. Это отечественное устройство, которое работает в составе комплекса для анализа радиошумов. Оно аттестовано и входит реестр измерений Российской Федерации. А вот то оборудование, которое компании Partial Discharge, честно говоря, я не знаю. Там я его не встречал.

– Спасибо.

– Я понимаю о чём у нас речь. Я хочу немножко дополнить. У нас всё-таки не измерение, у нас контроль. Хотя, конечно, для этого желательно применять оборудование, которое включено в реестр средств измерений. Я вопрос понял.

– По поводу оборудования HVPD. Я думаю, что мы сможем ответить на вопрос, если нам напишут на электронную почту. Контакты я сейчас отправлю в чат. Оборудованием просто не занимаюсь, поэтому ответить не смогу.

От Виталия вопрос: «Какие нормируемые газы ещё рассматривались?».

– Я уже неоднократно перечислял. Это метан, ацетилен, этилен, этан и водород и ещё здесь в таблицах не фигурируют, с ними ещё сложнее и результаты экспериментов в вебинаре не представлены, это оксид и диоксид углерода. Эти газы являются ключевыми для развивающихся дефектов в твёрдой изоляции и здесь возможен их контроль для трансформаторов только с близким характером нагрузки. Модели, полученные нами, не универсальны.

– Спасибо, Вадим Анатольевич. Ещё два вопроса.

Первый вопрос от Александра: «Как учитывалась фаза частичных разрядов и зависимость величины частичных разрядов от неё?». Один и тот же дефект в разных местах даст разную величину.

– Фаза сетевого напряжения, рабочего напряжения, да? Так я понял? Я понял, имеются в виду фазы сетевого напряжения. Ясно, что частичные разряды по мере нарастания текущего значения сетевого напряжения увеличиваются. Здесь у нас рассмотрены интегральные характеристики, средние за период сетевого напряжения все, к фазе не привязываются.

– Спасибо. Ещё от Александра комментарий: «Почему вы для измерения частичных разрядов не используете pin выводы?

– Почему не используем? Мы направлены на дистанционный метод мониторинга. Изюминка – дистанционный. Поэтому используем именно антенны. Мы, естественно, используем измерительные электроды каких-то высоковольтных вводов, причём у нас есть оборудование на одном из предприятий магистральных сетей, где у них в высоковольтном вводе несколько измерительных электродов. Мы, кстати, и здесь использовали, мы измеряли tg ∆, используя эти электроды. На одном из слайдов приведены значения tg ∆. У нас направленность дистанционная. Привезли комплекс на подстанцию, установили и он по подстанции перемещается и аппараты, которые в зоне его видимости, он может диагностировать.

– Спасибо, Вадим Анатольевич. Последний вопрос от Николая Александровича – «Будете ли вы рассматривать метод измерения и локализацию частичных разрядов осциллирующим затухающим напряжением?».

Имеются в виду в ближайшие вебинары.

– Нет, я тоже понимаю, что это метод диагностики. Очень интересно и много материалов по нему. Нет, не буду. Как я понял, под действием затухающего напряжения, воздействующего на аппарат. У нас другой подход. Сигналы частичных разрядов и очень важно, чтобы измерительный тракт не изменил его форму, его какие-то другие параметры. Мы рассматриваем электрические сигналы, вызванные частичными разрядами, а периодически и носящие колебательный характер. Это учитываем при выборе параметров измерительного тракта кроме периодических (обычная форма сигналов). А есть импульсы, носящие колебательный характер, и обычно, колебательные режутся измерительным трактом, хотя несут диагностическую информацию. Если я вопрос правильно понял, то таким образом – испытать напряжение, амплитуда которого убывает, мы не используем. А рассматриваем прохождение сигнала колебательного с замыкающим характером через измерительный тракт нашего оборудования.

– Я считаю, что вы на вопрос ответили. Вадим Анатольевич, спасибо. У нас уже время подходит к концу, вопросов в чате больше нет. Уважаемые участники, если у вас ещё будут вопросы, можете писать на наш электронный адрес. Я сейчас его отправлю в чат. Я призываю следить за нашими новыми вебинарами в том числе с Вадимом Анатольевичем Шахниным на нашем сайте. Электронный адрес и ссылку на новости, на котором публикуются анонсы вебинаров, я отправил в чат. На этом я думаю можем заканчивать. Вадим Анатольевич, большое спасибо за доклад.

– Спасибо и вам.

– До новых встреч. До свидания!

– До свидания!


Регистрируйтесь на вебинары проекта Test-energy.ru

Смотрите видеозаписи прошедших вебинаров проекта Test-energy.ru

Если вам нужна профессиональная консультация по вопросам измерения и анализа частичных разрядов или требуется подбор оборудования для вашего конкретного случая, то заполните форму:

 

- Email
- Confirm

* - Обязательное для заполнения
Поделитесь этой страницей с друзьями и коллегами

 


Заказать звонок

- Email
- Confirm
Имя *
Номер телефона *
Комментарий
Согласие на отправку персональных данных *


* - Обязательное для заполнения