Разработка и совершенствование методов и средств диагностики главной изоляции трансформаторов 6-10 кВ

• Автор: Семенов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 244 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ
1.1. Общие замечания. Анализ отказов силовых трансформаторов
1.2. Системы изоляции силовых трансформаторов
1.3. Обзор существующих методов и устройств тестового контроля изоляции высоковольтного электрооборудования
1.4. Контроль состояния изоляции по напряжению саморазряда и возвратному напряжению
1.5. Автоматизированное устройство для измерения параметров
изоляции УИПИ
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ В МНОГОСЛОЙНОЙ
ИЗОЛЯЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
2.1. Определение оптимального количества слоев в схеме замещения главной изоляции распределительных трансформаторов
2.2. Расчет процесса заряда неоднородной изоляции классическим методом
2.3. Расчет процесса заряда неоднородной изоляции операторным методом
2.4. Расчет процесса саморазряда неоднородной трехслойной изоляции классическим методом
2.5. Расчет процесса саморазряда неоднородной трехслойной изоляции операторным методом
2.6. О знаке возвратного напряжения
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В ГЛАВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В ПАКЕТАХ MATHCAD, SIMULINK И SIMPOWERSYSTEMS СИСТЕМЫ MATLAB
3.1. Моделирование в пакете MathCad
3.2. Исследование процессов заряда и разряда изоляции с помощью
S-моделей
3.3. Моделирование процесса саморазряда и измерения возвратного напряжения в приложение SimPowerSystems (SPS)
ГЛАВА 4. НОВЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТЕСТОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ГЛАВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ, РАЗРАБОТАННЫЕ С УЧАСТИТЕМ АВТОРА
4.1. Устройство для контроля качества электрической изоляции по напряжению саморазряда и возвратному напряжению
4.2. Устройство для измерения сопротивления электрической изоляции
4.3. Устройство для контроля качества электрической изоляции высоковольтного электрооборудования с большой постоянной времени
4.4. Устройство для измерения электрических емкостей изоляции обмоток двухобмоточного трансформатора
4.5. Устройство для контроля качества электрической изоляции по емкостным характеристикам
4.6. Устройство для измерения израсходованного срока службы электрической изоляции электрооборудования
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ
5.1. Методика измерения напряжения саморазряда и возвратного напряжения
5.2. Определение оставшегося ресурса главной изоляции
трансформаторов по напряжению саморазряда
5.3. Определение оставшегося ресурса главной изоляции
трансформаторов по возвратному напряжению
5.4. Программа расчета остаточного ресурса изоляции
трансформаторов по напряжению саморазряда PROSTARESIS-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Распределительные трансформаторы напряжением
6-10 кВ являются одним из важнейших устройств систем электроснабжения. Одной из главных и наиболее ответственных частей трансформаторов высокого напряжения является внутренняя электрическая изоляция, электрическая прочность которой определяет надежную работу трансформаторов. Трансформаторы, как и другие электрические установки, могут надежно работать лишь с исправной изоляцией. В процессе эксплуатации из-за увлажнения, перегрева, динамических нагрузок и перенапряжений происходит старение изоляции, т.е. ухудшение ее характеристик. Эти воздействия, которые невозможно заранее учесть, приводят к тому, что в изоляции возникают распределенные и местные дефекты, которые в конечном итоге вызывают пробой изоляции. Поскольку процесс старения изоляции трансформаторов составляет несколько десятков лет, то при расчете невозможно точно учесть все указанные воздействия, по которым можно было бы расчетным путем определить степень изношенности изоляции в зависимости от времени эксплуатации и проверить надежность работы изоляции в реальных условиях.
Ресурс изоляции, как правило, определяет и ресурс трансформаторов. Многочисленные исследования показали, что в подавляющем числе случаев причиной отказов распределительных трансформаторов является нарушение работы его изоляционной системы. При этом более 25% отказов приходится на долю главной изоляции трансформаторов.
Чтобы выявлять развивающиеся дефекты и не допускать аварий за счет внезапных пробоев электрической изоляции, свойства ее в эксплуатации периодически проверяют. Это обеспечивает поддержание необходимой степени надежности электрооборудования в эксплуатации. Периодический контроль с целью прогнозирования расходования ресурса трансформаторного оборудования необходим и для обоснования выбора очередности замены этого оборудования. Это особенно важно на современном этапе эксплуатации

годность изоляции. В настоящее время электронные приборы для измерения сопротивления изоляции представлены в большом ассортименте и большинство из них кроме измерения сопротивления также позволяют измерять абсорбционные характеристики. Приборов, измеряющих одно сопротивление, осталось немного. Вот некоторые из них:
SEW-4104 1N [129] и SEW-6212 IN [128] фирмы STANDARD ELECTRIC WOKRS (рис. 1.5). Краткие характеристики таковы: испытательное напряжение от 500 В до 10 кВ, пределы измерений до 30 ГОм на 500 В, до 600 ГОм на 10 кВ у SEW-4104 IN, и 800 кОм ... 500 ГОм у SEW-6212 IN, погрешность измерения ± (5 % + 2 ед. счета).
Рис. 1.5. Внешний вид приборов 8Е¥-4104 ГЫ и БЕУ-6212 Ш
Российская фирма АКТАКОМ выпускает мегаомметр АМ-2002. Питание автономное 9 В, 4 контрольных напряжения 100 В, 250 В, 500 В, 1000 В. Предел измерения 1000 Мом, погрешность 3 % [132].
НБОТЕБТ 7050” (программируемый тестер параметров изоляции), предназначен для высокоточного и надежного измерения сопротивления изоляции. Это легкий в использовании прибор, позволяющий проводить измерения при напряжении от 500 до 5000В, контролируя все параметры (сопротивление изоляции, напряжение, время измерения). Прибор широко