CC BY
21
УДК 621.314.222.6
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
В.К. КОЗЛОВ, И.А. МУРАТАЕВ, Г.А. МУРАТАЕВА Казанский государственный энергетический университет
Рассмотрены вопросы определения диагностических параметров силовых трансформаторов с помощью комплектных измерительных устройств (К540, К505). Разработана программа, позволяющая повысить точность измерения с учетом конкретной схемы и собственных параметров комплектов.
Возраст большинства силовых трансформаторов электрических станций и распределительных подстанций составляет 35 и более лет. Комплексное диагностическое обследование трансформаторов, автотрансформаторов позволяют дать объективную оценку их состояния и рекомендации для дальнейшей эксплуатации трансформаторов.
Экспертно-диагностические системы оценки состояния
электротехнического оборудования, используемые при диагностике маслонаполненных силовых трансформаторов, автотрансформаторов и измерительных трансформаторов, основаны на традиционно проводимых измерениях.
Стратегия большинства программ для диагностики и экспертных оценок состояния оборудования, как правило, направлена на охват максимально возможного объема существующих диагностических параметров и существующих направлений диагностики, не затрагивая вопросы точности измерений, ее элементной базы и особенностей методологических аспектов измерений.
Большое количество типов измерительных приборов, каждый из которых обладает определенным набором элементов настройки, соединительных проводов, методов перерасчета снятых показаний в соответствии с формулами, приводимыми в технических описаниях прибора, может привести к погрешностям, а иногда и к ошибкам, а те, в свою очередь, - к неправильной оценке состояния оборудования.
Блоки тестовой диагностики экспертных систем, как правило, используют результаты измерений опытов холостого хода и короткого замыкания трансформатора.
Измерение потерь холостого хода у трансформаторов производят при пониженном напряжении. По результатам измерения определяют состояния магнитопровода трансформатора (замыкание листов стали магнитопровода, образование по различным причинам короткозамкнутых контуров в узлах крепления магнитопровода).
Основным документом, регламентирующим перечень испытаний трансформаторов при вводе в работу и в процессе эксплуатации, предельно допустимые значения контролируемых параметров и периодичность контроля, является руководящий документ «Объем и нормы испытаний электрооборудования» [1].
Если магнитопровод не имеет дефектов, то измерения показывают равенство потерь на крайних стержнях и увеличенное, примерно на 30%, значение потерь на среднем стержне магнитопровода. Потери холостого хода у
© В.К. Козлов, И.А Муратаев, Г.А. Муратаева Проблемы энергетики, 2008, № 3-4
трехфазных трансформаторов измеряют при трехфазном или при однофазном возбуждении. Для измерения потерь при однофазном напряжении проводят три опыта: замыкают накоротко обмотку фазы А при возбуждении фаз В и С обмоток низкого напряжения трансформатора; замыкают накоротко обмотку фазы В при возбуждении фаз А и С; аналогично - для фазы С.
При испытании измеряют подводимое напряжение и суммарную мощность, потребляемую испытуемым трансформатором.
Токи, мощность потерь, приложенное напряжение измеряются с помощью измерительных комплектов типа К540, К505.
Комплект измерительный К540 переносной предназначен для измерений силы тока, напряжения и мощности в однофазных и трехфазных трехпроводных и четырехпроводных цепях переменного тока при равномерной и неравномерной нагрузке фаз.
В состав комплекта входят амперметр и вольтметр электромагнитной системы и ваттметр ферродинамической системы, с широким выбором пределов измерений по току и напряжению.
Схема комплекта позволяет проводить измерения напряжения и мощности как со стороны “генератора” (при этом переключатель 8Б1 следует установить в положении “иф^”), так и со стороны “нагрузки” (в этом случае переключатель 8Б1 следует установить в положение “ифТ”). Измерения напряжения и мощности следует проводить в том режиме (со стороны “генератора” или со стороны “нагрузки”), в котором имеет место меньшее значение погрешности у, зависящее от соотношения
собственного потребления комплекта и сопротивления нагрузки [2].
При измерении со стороны “генератора”
I Г1
у ¿=—— ■ 100%,
Я Н
где г - сопротивление последовательной цепи комплекта, О; Я н -
сопротивление объекта измерения,П.
При измерении со стороны “нагрузки”
ж Я Н
у Т= —— ■ 100%,
ги
где ги - сопротивление параллельной цепи комплекта.
Учитывая, что в процессе проведения измерений сопротивление трансформатора Я н неизвестно, заведомо определить, какой режим предпочтительней, не представляется возможным. Вместе с тем точность измерений можно повысить путем учета собственного потребления приборов и соединительных проводов.
Как следует из схемы замещения комплекта К540 (рис. 1), при положении переключателя режима измерений со стороны “генератора” мощность на объекте измерений определяется как
Роб. = Ризм. — 1 изм. (Япосл. + Япров. ),
т. е. истинная активная мощность на зажимах трансформатора равна мощности, показываемой ваттметром, за вычетом потерь в проводах и последовательной
© Проблемы энергетики, 2008, № 3-4
цепи комплекта.
Рис. 1. Однофазная схема замещения комплекта К540: Япосл. - сопротивление последовательной цепи комплекта; Япарал. - сопротивление параллельной цепи комплекта; Япров. - сопротивление соединительных проводов; иоб - напряжение на зажимах обмотки низкого напряжения трансформатора; £Б1 - переключатель режима измерений со стороны «генератора» или «нагрузки»; иф4- - положение переключателя со стороны «генератора»; ифТ - положение переключателя со стороны «нагрузки»; А-1, АТ, N - зажимы измерительного комплекта
При положении переключателя режима измерений со стороны “нагрузки” вычитаются потери в проводах и параллельной цепи комплекта:
Роб _ Ризм
и
Я
им_____/2 . Я
1 изм “пров '■
парал
где Роб. - активная мощность на зажимах трансформатора, Вт; Ризм, Iизм,
и изм - мощность, ток и напряжение, полученные по показаниям измерительного комплекта, Вт, А, В соответственно; Лпосл. - сопротивление последовательной цепи комплекта, Ом; Лпарал - сопротивление параллельной цепи комплекта, Ом;
Лпров - сопротивление соединительных проводов, Ом.
Для автоматизации процесса учета собственного потребления измерительных комплектов (К505, К540) разработана программа для портативного компьютера, позволяющая выполнять измерения с полной детализацией положений режимных переключателей для каждого из типов измерительной аппаратуры.
В программе, в зависимости от выбранного типа прибора, в диалоговом окне (рис. 2) отображаются все элементы настройки соответствующего комплекта, приводя положение настроек программы в соответствии с реальными настройками комплекта. После ввода отсчета в делениях с измерительного прибора, в окне “Результат” получаются пересчитанные значения, в амперах, вольтах и ваттах, с учетом потерь в измерительных приборах, соединительных проводах и выбранной схемы измерения на “нагрузке” или “генераторе”. Там же представляются расчетные значения активного, индуктивного и полного сопротивления объекта. В пересчете используются паспортные значения параметров измерительных комплектов с учетом внешних соединительных проводов.
Таким образом, даже в случаях, когда заведомо неизвестна величина Лн, © Проблемы энергетики, 2008, № 3-4
возможно получение истинных значении как при измерении в режиме со стороны “генератора” так и в режиме со стороны “нагрузки”.
Рис. 2. Обработка результатов измерений при диагностике силовых трансформаторов
По вызову в диалоговом окне выводится изображение лицевой панели реального прибора. Результаты измерений сохраняются в файле и могут передаваться экспертным системам.
Выводы
Применение программ сопровождения измерительных комплексов позволяет увеличить достоверность диагностических параметров, получить истинные значения потерь, независимо от режима измерения, уменьшить время измерений; облегчает документирование полученных результатов и может быть использовано в процессе обучения персонала.
Summary
Considered are questions determining of diagnostics criteria of power transformers with using measuring devices (K 540, K 505). For increase of the accuracy of measurement with allowance for concrete scheme and own parameters of devices is developed software application.
Литература
1. «Объемы и нормы испытаний электрооборудования»,-6-е изд. перераб. и доп.: РД 34.45-51.300-97. - М.: Изд. НЦ ЭНАС, 2001.
2. «Комплект измерительный К540»: Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3.489.012ТО.
Поступила 14.10.2007
© Проблемы энергетики, 2008, № 3-4
