Разработка устройств диагностирования активной части силовых трансформаторов на основе изменения параметров АЧХ обмоток

Для повышения достоверности выявления дефектов в обмотках высокого напряжения силовых трансформаторов предлагается устройство для выявления витковых замыканий и определения увлажнения изоляции обмоток силовых трансформаторов (рисунок 5).

Рисунок 5. Схема устройства контроля состояния обмоток Устройство содержит в своем составе генератор синусоидальных сигналов высокой частоты 1, цифровой осциллограф 2 для контроля формы входного сигнала, милливольтметр 3 — для контроля величины входного сигнала. Блок управления переключениями 4 — осуществляет выбор исследуемой фазы (А, В или С) одновременно выполняет заземление выводов «свободных» обмоток фаз. Также в состав устройства входят блок приема сигналов 5 — обеспечивает одновременный прием сигналов-откликов с обмоток ВН фаз А, В и С, милливольтметр 6 — для определения величины выходного сигнала, аналого-цифровой преобразователь 7 и компьютер 8. Силовой трансформатор обозначен под цифрой 9.

Полученные сигналы с АЦП поступают для обработки в компьютер 8 и сохраняются в базе данных.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает высокочастотный синусоидальный сигнал, который поступает в блок управления 4, затем на низковольтную обмотку НН контролируемого силового трансформатора 9, далее передается на обмотку высокого напряжения ВН и поступает на блок приема сигналов 5, милливольтметр 6, аналого-цифровой преобразователь 7 и в итоге на компьютер 8. Базовые высокочастотные сигналы от генератора 1 также поступает в компьютер 8. Компьютер 8 по заданной программе проводит расчет критериев оценки состояния изоляции. В дальнейшем производится сравнение текущих величин с предыдущими величинами хранящимися в памяти компьютера. Метод контроля состояния обмоток силового трансформатора базируется на явлении: при наличии витковых замыканиях в обмотках нелинейные частотные характеристики смещаются в сторону увеличения частоты от опорного значения резонансной частоты. Уровень дефектов в обмотках вызванных витковыми замыканиями оценивается процентным отношением смещения резонансной частоты от опорного значения приведенных на рисунке 4. Анализ графиков АЧХ позволяет выявить фазы и место повреждения по характеру изменения амплитудно-частотных характеристик (таблица 4). При увлажнении изоляции резонансная частота смещается в сторону уменьшения от опорного значения (рисунок 3, таблица 3). В результате оценочные величины будут отличаться от первоначальных, когда в обмотке не было витковых замыканий и уровень изоляции соответствовал эксплуатационным нормативным требованиям [9]. По динамике отклонения измеренных величин АЧХ контролируемого трансформатора можно оценить характер, уровень и место расположения дефектов, что позволяет прогнозировать и сохранить работоспособность силового трансформатора на основе выявления динамики ухудшения состояния обмоток.