Экспериментальные исследования алгоритма мониторинга состояния изоляции измерительных трансформаторов напряжения на макете участка цепи

Владимир [Vladimir] Мушегович [M.] Геворкян [Gevorkyan]; Константин [Konstantin] Владимирович [V.] Краюшкин [Krayushkin]

doi:10.24160/1993-6982-2019-2-80-86

Владимир [Vladimir] Мушегович [M.] Геворкян [Gevorkyan]
Константин [Konstantin] Владимирович [V.] Краюшкин [Krayushkin]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2019-2-80-86

Ключевые слова: трансформатор напряжения, электростанция, мониторинг, короткое замыкание, аварийная ситуация

Аннотация

Представлены результаты исследования физического макета участка цепи генераторного напряжения электрических станций, построенного на базе двух высоковольтных трансформаторов напряжения. На основе физического моделирования изучен возможный алгоритм мониторинга состояния изоляции трансформаторов напряжения в цепи генераторного напряжения электрических станций, предназначенный для предсказания нарушений в его функционировании. На макете исследованы нарушения, связанные с коротким замыканием в высоковольтной обмотке однофазных измерительных трансформаторов напряжения с заземленной нейтралью типа ЗНОЛ, возникающим в результате временной деградации их литой изоляции. Кроткое замыкание моделируется перемыканием отводов первичной обмотки. При этом рассмотрено влияние короткого замыкания витков первичной высоковольтной обмотки одного трансформатора на токи в первичных и напряжения во вторичных обмотках обоих устройств.

Результаты экспериментального исследования электрических характеристик физического макета участка сети генераторного напряжения подтвердили рост тока в первичной обмотке трансформатора при постоянстве выходного напряжения на вторичной обмотке. Это необходимо для подтверждения алгоритма обнаружения развития короткого замыкания в высоковольтной обмотке. Экспериментально показано, что эффект постоянства выходного напряжения трансформатора напряжения при замыкании части витков первичной обмотки в режиме холостого хода на вторичной обмотке соблюдается и при переходе трансформатора напряжения в нелинейный режим намагничивания магнитопровода, что ожидалось вследствие численного моделирования.

Даны результаты анализа влияния нагрузки вторичной обмотки на режим трансформатора. Расчетная оценка влияния сопротивления нагрузки на выходное напряжение измерительного трансформатора напряжения с учетом короткого замыкания витков в его первичной обмотке показала наличие связи между измеряемой характеристикой фазы сети (фазным напряжением) и состоянием изоляции его высоковольтной обмотки. Данная связь может пополнить номенклатуру случаев неправильной работы устройств релейной защиты.

Сведения об авторах

Владимир [Vladimir] Мушегович [M.] Геворкян [Gevorkyan]

кандидат технических наук, профессор кафедры вычислительных машин систем и сетей НИУ «МЭИ», e-mail: GevorkianVM@mpei.ru

Константин [Konstantin] Владимирович [V.] Краюшкин [Krayushkin]

инженер-программист АО «Лаборатория информационных технологий», e-mail: jango-kvk@gmail.com

Литература

1. Геворкян В.М., Краюшкин К.В. Алгоритм мониторинга состояния изоляции измерительных трансформаторов напряжения в цепи генераторного напряжения электрических станций // Измерительная техника. 2017. № 3 C. 47—51.
2. Геворкян В.М. и др. О повреждениях трансформаторов напряжения в цепях генераторного напряжения электростанций // Электрические станции. 2014. № 1. С. 43—49.
3. Дымков А.М., Кибель В.М., Тишенин Ю.В.Трансформаторы напряжения. М.: Энергия, 1975.
4. Fitzpatrick D. Analog Design and Simulation Using OrCAD Capture and PSpice. Amsterdam: Elsevier, 2012.
5. Пат. № 2589752 РФ. Способ диагностирования технического состояния измерительных ТН в цепи генераторного напряжения электростанций / Геворкян В.М., Краюшкин К.В. // Бюл. изобрет. 2016. № 19.
6. Вольтметр универсальный цифровой В7-40. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ч. 1. [Электрон. ресурс] kip-guide.ru›docs/9985-03.pdf (дата обращения 30.04.2018).
7. Руководство по эксплуатации осциллографа серии TDS1000B/2000B [Электрон. ресурс] https://ru. tek.com/?utm_source=yandex&utm_medium=ppc&utm_ content=brand&utm_campaign=tektronix&yclid=78980526 1851495070 (дата обращения 30.04.2018).
8. Дьяков А.Ф. и др. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. М.: Энергоатомиздат, 2003.
9. Шапаренко В.С. Краткий анализ дефектов и случаев неправильной работы устройств релейной защиты и автоматики на разной элементной базе в региональной сетевой компании // Электро. 2017. № 2. С. 28—35.
10. Ухов В.И., Соколова И.С. Система сбора и представления информации о срабатывании релейной защиты и автоматики // Электрические станции. 2011. № 9. С. 43—45.
11. Степанов Ю.А., Овчинников А.Г. Трансформаторы напряжения контроля изоляции 6…10 кВ. Сравнительный анализ моделей // Новости Электротехники. 2003. № 6 (24).
12. Кадомская К.П., Лаптев О.А. Антирезонансные трансформаторы напряжения. Эффективность применения // Новости Электротехники. 2006. № 6 (42).
---
Для цитирования: Геворкян В.М., Краюшкин К.В. Экспериментальные исследования алгоритма мониторинга состояния изоляции из¬мерительных трансформаторов напряжения на макете участка цепи // Вестник МЭИ. 2019. N° 2. С. 80—86. DOI: 10.24160/1993-6982¬2019-2-80-86.
#
1. Gevorkyan V.M., Krayushkin K.V. Algoritm Monitoringa Sostoyaniya Izolyatsii Izmeritel'nykh Transformatorov Napryazheniya v Tsepi Generatornogo Napryazheniya Elektri- cheskikh Stantsiy. Izmeritel'naya Tekhnika. 2017;3:47—51. (in Russian).
2. Gevorkyan V.M. i dr. O Povrezhdeniyakh Transformatorov Napryazheniya v Tsepyakh Generatornogo Napryazheniya Elektrostantsiy. Elektricheskie Stantsii. 2014;1:4 3—49. (in Russian).
3. Dymkov A.M., Kibel' V.M., Tishenin Yu.V. Transformatory napryazheniya. M.: Energiya, 1975. (in Russian).
4. Fitzpatrick D. Analog Design and Simulation Using OrCAD Capture and PSpice. Amsterdam: Elsevier, 2012.
5. Pat. № 2589752 RF. Sposob Diagnostirovaniya Tekhnicheskogo Sostoyaniya Izmeritel'nykh TN v Tsepi Generatornogo Napryazheniya Elektrostantsiy. Gevorkyan V.M., Krayushkin K.V. Byul. Izobret. 2016;19. (in Russian).
6. Vol'tmetr Universal'nyy Tsifrovoy V7-40. Tekhnicheskoe Opisanie i Instruktsiya po Ekspluatatsii. Ch. 1. [Elektron. Resurs] kip-guide.ru›docs/9985-03.pdf (Data Obrashcheniya 30.04.2018). (in Russian).
7. Rukovodstvo po Ekspluatatsii Ostsillografa Se-rii TDS1000B/2000B [Elektron. Resurs] https://ru.tek.com/? utm_ source=yandex&utm_medium=ppc&utm_content=brand &utm_ campaign=tektronix&yclid=789805261851495070 (Data Obrashcheniya 30.04.2018). (in Russian).
8. D'yakov A.F. i dr. Elektromagnitnaya Sovmestimost' v Elektroenergetike i Elektrotekhnike. M.: Energoatomizdat, 2003. (in Russian).
9. Shaparenko V.S. Kratkiy Analiz Defektov i Sluchaev Nepravil'noy Raboty Ustroystv Releynoy Zashchity i Avtomatiki na Raznoy Elementnoy Baze v Regional'noy Setevoy Kompanii. Elektro. 2017;2:28—35. (in Russian).
10. Ukhov V.I., Sokolova I.S. Sistema Sbora i Predstavleniya Informatsii o Srabatyvanii Releynoy Zashchity i Avtomatiki. Elektricheskie Stantsii. 2011;9:43—45. (in Russian).
11. Stepanov Yu.A., Ovchinnikov A.G. Transformatory Napryazheniya Kontrolya Izolyatsii 6…10 kV. Sravnitel'nyy Analiz Modeley. Novosti Elektrotekhniki. 2003;6 (24). (in Russian).
12. Kadomskaya K.P., Laptev O.A. Antirezonansnye Transformatory Napryazheniya. Effektivnost' Primeneniya. Novosti Elektrotekhniki. 2006;6 (42). (in Russian).
---
For citation: Gevorkyan V.M., Krayushkin K.V. Experimental Investigation of an Algorithm for Monitoring the State of Instrument Voltage Transformer Insulation on a Network Segment Physical Model. Bulletin of MPEI. 2019;2:80—86. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2019-2-80-86.