Особенности регистрации и анализа частичных разрядов (ЧР)

в изоляции трансформаторов

Ботов С.В.ООО “Димрус” г.Пермь

www.dimrus.ru

Основные особенности измерения ЧР в трансформаторах

• Помехи в виде коронных разрядов в воздухе.• Помехи от другого оборудования

подстанции.• Сложность выделения ЧР в изоляции из

множества сигналов. • Сложность определения типа

предполагаемого дефекта и степени опасности без знания конструкции.

Методы измерения ЧР в трансформаторном оборудовании

1. «Электрический» метод.Измерение ЧР в высокочастотном (HF – High Frequency) диапазоне

0.5-20МГц при помощи высокочастотных трансформаторов тока.

Датчик DB-2/КИВ Датчик RFCT-4

Методы измерения ЧР в трансформаторном оборудовании

[+] Достоинства метода- Возможность калибровки и определения уровня

сигналов ЧР.- Хорошая чувствительность.[-] Недостатки метода- Средняя помехозащищенность. Необходимы

дополнительные методы отстройки от помех.- Сложность локации места дефекта.- Необходимо отключение оборудования для установки

датчиков.

Методы измерения ЧР в трансформаторном оборудовании

2. «Акустический» метод.Измерение ЧР в диапазоне частот 30-300кГц при помощи

акустических датчиков на баке трансформатора.

Методы измерения ЧР в трансформаторном оборудовании

[+] - Хорошая помехозащищенность.- Возможность локации места дефекта.- Измерение производится без предварительного

отключения оборудования для установки датчиков.[-]- Невозможность калибровки и определения уровня

сигналов ЧР.- Слабая чувствительность.Метод хорош для локации места дефекта при знании

наличия ЧР в оборудовании и при хорошем знании конструкции трансформатора

Методы измерения ЧР в трансформаторном оборудовании

3. Измерение ЧР при помощи TEV датчиков.

TEV (Transient Earth Voltage) датчики устанавливаются на бак трансформатора аналогично акустическим датчикам. Измерения в диапазоне частот 1-50 МГц.

“Димрус”“ДИАКС”

Методы измерения ЧР в трансформаторном оборудовании

Измерение ЧР при помощи TEV датчиков.[+] - Измерение производится без предварительного отключения

оборудования для установки датчиков.- Чувствительность лучше чем у акустических датчиков.[-]- Невозможность калибровки и определения уровня сигналов ЧР.- Сложность локации места дефекта.

Датчики возможно использовать для предварительной оценки наличия ЧР. TEV датчики хороши для фиксации ЧР в ячейках РУ.

Методы измерения ЧР в трансформаторном оборудовании

4. Измерение ЧР при помощи UHF датчиков.Измерение ЧР в сверхвысокочастотном СВЧ (UHF – Ultra High Frequency )

диапазоне 0.2-3ГГц при помощи специальных датчиков - антенн.

University of Strathclyde, Glasgow, UKдатчик

Doble Lemke датчик

Датчики “Димрус”

Методы измерения ЧР в трансформаторном оборудовании

Измерение ЧР в сверхвысокочастотном СВЧ (UHF) диапазоне.[+] - Хорошая помехозащищенность.- Возможность локации места дефекта при установке от 3-х

датчиков в баке трансформатора.- Хорошая чувствительность по сравнению с акустическими

датчиками.

[-]- Невозможность калибровки и определения уровня сигналов ЧР.- Необходимо отключение оборудования для установки датчиков

(кроме датчика в сливном кране ).

Частотный диапазон ЧР различного типа

• Наиболее низкие частоты имеют коронные разряды. Положительная корона проявляется на частотах до 50 МГц, отрицательная – до 250 МГц.

• Наиболее высокие частоты имеет дефект типа «плавающий потенциал» - незаземленный проводник в электрическом поле.

• Дефекты в изоляции имеют средний частотный диапазон между короной и плавающим потенциалом.

Синхронное измерение в 2-х диапазонах частот ВЧ и СВЧ

ЧР измеряются в широком диапазоне частот. Наиболее защищенным от помех является СВЧ (UHF) диапазон частот. Использование UHF антенн позволяет проводить локацию дефекта. Сложность калибровки в данном диапазоне частот, а как следствие сравнение интенсивности ЧР для разного оборудования и наработки норм снижает эффект от использования оборудования в СВЧ диапазоне.Синхронное измерение импульсов в 2-х диапазонах частот ВЧ (HF) и СВЧ(UHF) позволяет провести отстройку от помех (прежде всего от короны) на основе частотных параметров импульсов, при этом проводить анализ и расчет параметров сигналов в ВЧ(HF) диапазоне.

TDM-3F уникальный прибор для регистрации ЧР в 2-х диапазонах частот ВЧ и СВЧ

TDM-3F

Функциональная схема прибора

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Опыт 1. АТДЦТН-25000/220/110Исходные данные – ХАРГ повышенный уровень водорода. На АТ установлены датчики DB-2 и сиcтема R1500/6.Первый этап. Измерение прибором R1500 и осциллографом сигналов ЧР

с датчиков DB-2 и акустическая локация прибором AR700.

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Случай 1. Зафиксированы постоянные сигналы ЧР амплитудой порядка 250мВ и периодические выбросы до 30 Вольт. Дефект диагностируется как проводник под плавающим потенциалом.

Постоянный сигнал ЧР до 250мВ Периодический сигнал ЧР до 30В

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Дефект локализован не в обмотках трансформатора.

Трансформатор находился в эксплуатации с постоянным мониторингом ЧР прибором OVM.

Интенсивность ЧР постоянно возрастала, появился ацетилен в ХАРГ.

Было принято решение о сливе масла вскрытии люков.

Подтвердилось наличие дефекта в элементах крепления.

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Опыт 2. АТДЦТН-125000/220/110Исходные данные – ХАРГ повышенный уровень водорода. На АТ установлены датчики DB-2 на ввода ВН и НН и RFCT-4 в

нейтрали. Для измерения использовался прибор R2200.

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Перед проведением измерений ЧР необходимо учесть затухание высокочастотных импульсов внутри контролируемого объекта. С этой целью перед проведением измерений производится калибровка входных цепей переносных и стационарных приборов. Сигнал калибровочного генератора подавался непосредственно на высоковольтный ввод на отключенном оборудовании при помощи изолирующей штанги.

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Полная подключения измерительного прибора к высоковольтным вводам

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Амплитудно-фазовое распределение ЧР, зарегистрированное прибором R2200 (каналы 1-7 расположены слева направо и сверху - вниз).

Амплитуда импульсов на фазе В 10-15 нКл.

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Предполагаемый тип дефекта – расслоение в изоляции или наличие газовых включений в изоляции. Импульсы, характеризующие данный тип дефекта выделены красным на амплитудно-фазовом распределении ф.В 220кВ.

Автотрансформатор в эксплуатации. Необходим дополнительный контроль за развитием ЧР.

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Опыт 3. АОРДЦТ-135000/500/220Исходные данные – ХАРГ повышенный уровень водорода ф.А. На АТ установлены датчики DB-2/КИВ на ввода ВН и UP-500.

Для измерения использовался прибор AR700 и VV-Tester.По фазовому распределению импульсы ЧР имеют

характерное распределение для «плавающего потенциала». Когда проводящий элемент находится в электрическом поле и не имеет контакта ни с высоким напряжением, ни с землей.

Данный дефект не является критическим для работы трансформатора.

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Акустический сигнал и зона локации в нижней части бака

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

Диагноз: нарушение заземления активной части трансформатора.

Измерение ЧР в трансформаторном оборудовании

ЧР в изоляции ф.B трансформатора и временной тренд мощности за 6 месяцев.

Трансформатор в работе

Спасибо за внимание!