Особенности диагностирования элементов ЭУ

При создании систем диагностирования электротехнического оборудования подстанции и линий электропередачи 10–220 кВ и выше необходимо учитывать следующее:

1. Имеющиеся в эксплуатации силовые трансформаторы отличаются большим разнообразием (различные системы охлаждения, переключающие устройства и средства защиты от грозовых перенапряжений, а также различие в технологии изготовления).

2. Различный уровень надежности силовых трансформаторов, трудность сбора статистических данных о надежности крупных силовых трансформаторов.

3. Различие в нагрузочных режимах в процессе эксплуатации.

4. Ограниченные возможности восстановления силовых трансформаторов вне заводских условий.

5. Имеющиеся в эксплуатации масляные выключатели мало приспособлены для диагностирования (отсутствие счетчиков числа срабатывания, датчиков для оценивания величины тока к.з. и состояния изоляции и т.д.).

6. Конструкция отдельных измерительных трансформаторов, выпускаемых в настоящее время, не дает возможности диагностирования под рабочим напряжением.

7. Оборудование распределительных устройств подстанций 35-220 кВ имеют большую разнотипность КРУН-10 (КРН-3, К-6, КРН-10, К-12, К-13, К-37, К-47, К-57), разные сроки эксплуатации и укомплектованы разными типами выключателей (ВМГ-133, ВМГ-10, ВК-10, ВМПП-10, ВММ-10), что затрудняет организацию их диагностирования.

8. Формы использования подстанции разнообразны: без дежурного персонала, с дежурством на дому, с дежурством в спецкомнате, постоянное дежурство на щите управления. Поэтому при первых трех видах использования из структурной схемы (см. рис.6.6.) выпадает звено "человек-оператор".

9. Большие трудности возникают при диагностировании изоляции линии 10–220 кВ под рабочим напряжением с использованием измерительных штанг или прибора "филин", так как первый метод трудоемок, а при втором затруднено измерение при ясной солнечной погоде. По условиям эксплуатации ВЛ пробой гирлянды изоляторов приводит к отключению линии. Поэтому задачей диагностирования является определение начальной стадии дефекта и прогнозирование появления в гирляндах "нулевых" изоляторов.

10. Интенсивное влияние факторов окружающей среды на состояние изоляции.

6.4. Характеристика методов диагностирования

Элементов ЭУ

Работоспособность электрооборудования можно оценить при его функционировании, наблюдая за его состоянием (рабочее диагностирование) или подавая на него внешнее воздействие и наблюдая за его реакцией (тестовое диагностирование).

Достоинство рабочего диагностирования в том, что для его реализации не нужны специальные внешние источники энергии, а информация снимается и обрабатывается в процессе эксплуатации. На рис.6.8 приведена характеристика методов рабочего диагностирования.

Состояние объектов в процессе его функционирования оценивают по различным внешним признакам: нагрев отдельных частей или общее тепловое поле, электромагнитное поле, частичные и акустические разряды, высокочастотные излучения, вибрации и т.д., создаваемые объектом при функционировании. Изменение вышеперечисленных параметров может свидетельствовать об изменении состояния элементов ЭУ. Для оценки состояния маслонаполненного оборудования (трансформаторы, реакторы) в процессе их функционирования используют результаты анализа газов, растворенных в масле.

Выполнение тестового диагностирования требует специальных генераторов, вырабатывающих тестовые воздействия, подаваемые в ЭУ и стимулирующие егореакцию. На рис.6.9. приведена характеристика методов тестового диагностирования.

Тестовое диагностирование осуществляется как в рабочем, так и в резервном состоянии. Для тестового диагностирования используют как рабочие входы (входы, предназначенные для введения рабочих воздействий), так и входы, специально организованные для диагностирования (например, измерительные выводы проходных изоляторов).

Это положение справедливо и для съема информации реакции объекта на тестовое воздействие при его диагностировании.

Тестовое диагностирование осуществляют одиночным воздействием, например, одиночным импульсом или многократным воздействием (серия импульсов), т.е. по результатам совокупности элементарных проверок. При тестовом диагностировании возможен одномерный случай, когда оценивают один показатель или многомерный, когда оценивают более одного показателя. К многомерным сводится и случай, когда на выходе объекта оценивают один сигнал по нескольким параметрам (например, по амплитуде и частоте).

Для сложных ЭУ, состоящих из нескольких взаимосвязанных элементов, используют сочетание разных методов при диагностировании различных элементов. При этом допустимо применение для одной ЭУ как рабочего, так и тестового диагностирования.

Тестовые сигналы

Реализация тестового диагностирования предполагает подачу на вход ЭУ специальных тестовых воздействий. Обычно для упрощения исследований непрерывных объектов используют типовые воздействия, которым соответствуют типовые динамические характеристики. Наиболее распространенным типовым воздействием является единичная ступенчатая функция или единичный скачок (рис. 6.10).

Аналитически единичная ступенчатая функция записывается в виде

Реакция ОД на это воздействие представляет переходную функцию h(t).

В качестве тестового воздействия может использоваться неединичная ступенчатая функция, называемая сигналом включения вида (рис.6.11)