Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

К определению параметров схем замещения трансформаторов в системах мониторинга и диагностики
 

К определению параметров схем замещения трансформаторов в системах мониторинга и диагностики

Цфасман Г.М., канд. техн. наук, Мордкович А.Г., канд. техн. наук

 

 

Показано, что из всех параметров схемы замещения трансформатора единственной группой параметров, которые могут быть определены системой мониторинга с точностью, приемлемой для целей диагностики, являются полные сопротивления короткого замыкания Zk или их индуктивные составляющие Хк. При этом для получения требуемой точности в систему мониторинга должны заводиться сигналы от измерительных трансформаторов класса 0,2S, которые обычно используются только в системах коммерческого учета электроэнергии. Приемлемых по точности результатов можно ожидать только при использовании устройств оцифровки токов и напряжений непосредственно в местах установки ТТ и ТН с передачей синхронно оцифрованных мгновенных значений токов и напряжений по цифровым линиям связи, например по протоколу МЭК 61850-9-2. Отмечено, что необходимы дальнейшие теоретические работы по исследованию повышения достоверности результатов обработки измеренных данных в условиях случайных погрешностей и помех с использованием предварительной калибровки измерителей и применением методов искусственного интеллекта (например, методов нейронных цепей и алгоритмов фильтрации типа фильтра Калмана).

Ключевые слова: трансформаторы; схемы замещения; сопротивление короткого замыкания; погрешности измерения токов и напряжений; диагностика; мониторинг

В последние годы в связи с необходимостью снижения числа отказов оборудования широкое распространение в энергосистемах получают системы непрерывного контроля состояния (мониторинга) и диагностики трансформаторного оборудования. Одной из диагностических характеристик, позволяющих в принципе судить о состоянии обмоток трансформатора, является изменение сопротивлений короткого замыкания (Zk), например, вследствие деформации или смещения обмоток. В связи с этим в технические требования на поставку систем мониторинга трансформаторов в последнее время часто включают требование определения параметров Zk по результатам измерения токов и напряжений обмоток трансформатора. Однако практическая полезность такого определения параметров схемы замещения трансформатора с точки зрения диагностики его состояния требует особого рассмотрения с учетом неизбежных погрешностей измерений.

Теоретическим основам и методике определения параметров схем замещения трансформаторов по результатам измерений посвящен ряд работ, например, [1-6]. При этом утверждается, что обработка результатов позволяет рассчитать все параметры холостого хода и короткого замыкания. Однако до последнего времени не встречалось публикаций, в которых был бы дан анализ влияния погрешностей измерений на получаемые расчетным путем результаты и их пригодность для целей диагностики. Лишь в недавней работе [7] приведены результаты такого исследования. На его основе авторы приходят к выводу, что для решения задачи определения параметров схем замещения силовых трансформаторов следует рекомендовать использование измерительных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН) с классом точности не ниже 0,5. При этом погрешности определения активных и индуктивных сопротивлений оцениваются величинами 9,2% и 1,4%, соответственно.

Следует заметить, что предельное отклонение Zk нормируется обычно на уровне 3% (см., например, [8], стр. 417). Для того, чтобы надежно и своевременно зафиксировать опасное изменение значения Zk, система мониторинга должна была бы определять его с точностью никак не хуже 0,5%, так что даже приведенная оценка погрешности в 1,4% этому требованию не удовлетворяет.

Выводы

Из всех параметров схемы замещения трансформатора единственной группой параметров, которые могут быть определены системой мониторинга с точностью, приемлемой для целей диагностики, являются полные сопротивления короткого замыкания Zk или их индуктивные составляющие Хк.

Для получения требуемой точности в систему мониторинга должны заводиться сигналы от измерительных трансформаторов класса 0,2S, которые обычно используются только в системах коммерческого учета электроэнергии.

Приемлемых по точности результатов можно ожидать только при использовании устройств оцифровки токов и напряжений непосредственно в местах установки ТТ и ТН с передачей синхронно оцифрованных мгновенных значений токов и напряжений по цифровым линиям связи, например по протоколу МЭК 61850-9-2.

Значительного повышения точности измерений можно ожидать при внедрении высоколинейных электронно-оптических трансформаторов тока и напряжения.

Требуются дальнейшие теоретические работы по исследованию повышения достоверности результатов обработки измеренных данных в условиях случайных погрешностей и помех с использованием предварительной калибровки измерителей и применением методов искусственного интеллекта (например, методов нейронных цепей и алгоритмов фильтрации типа фильтра Калмана).

Литература

1. Бутырин П.А., Алпатов М.Е. Диагностика силовых трансформаторов под нагрузкой // Изв. РАН - Энергетика. 1996. № 1.

2. Бутырин П.А., Алексейчик Л.В., Алпатов М.Е. Способ диагностики силовых трансформаторов. Патент на изобретение RU 2069371, МПК G01R35/02, приор. 29.06.1993, опубл. 20.11.1996.

3. Бутырин П.А., Алпатов М.Е. Непрерывная диагностика трансформаторов//Электричество. 1998. №7.

4. Бутырин П.А., Васьковская Т.А., Алпатов М.Е. Упрощенные математические модели трехфазных трансформаторов для целей диагностики // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2002. № 1. С. 17-20.

5. Алюнов А.Н., Бабарушкин В.А., Булычев А.В., Гуляев В.А. Способ диагностики силовых трансформаторов. Патент на изобретение RU 2237254, МПК G01R31/02, приор. 08.01.2003, опубл. 27.09.2004. С. 10-12.

6. Бутырин П.А., Васьковская Т.А., Алпатов М.Е. Исследование упрощенных диагностических моделей трансформаторов. // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2007. № 1. С. 10-12.

7. Смирнов И.Н., Поздеев Н.Д., Бабарушкин В.А.,Алюнов А.Н. Математические аспекты определения параметров схем замещения двухобмоточных и трехобмоточных силовых трансформаторов // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2011. № 1. С.18-21.

8. Силовые трансформаторы. Справочная книга; Под ред. С.Д. Лизунова и А.К. Лоханина. М.: Энерго-издат, 2004. 616 с.

9. Мордкович А.Г., Несвижский A.M., Тарасов А.А., Цфасман Г.М. Устройство для контроля состояния высоковольтных вводов. Заявка на выдачу патента РФ изобретение № 2011102764 от 26.01.2011. URL: http://www1 .fips.ru/wps/portal/Registers/

 

 

 
 
Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Цфасман Г.М., канд. техн. наук, Мордкович А.Г., канд. техн. наук. К определению параметров схем замещения трансформаторов в системах мониторинга и диагностики. Электро, №  5,  2011.– С.6-9.
Материал размещен на www.transform.ru: 24.11.2011 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????