Исследование сигналов частичных разрядов в силовом трансформаторном оборудовании и разработка метода локации их источников

• Автор: Голенко, Олег Викторович
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 104 с. : ил

Содержание
Введение.
1 Анализ существующих методов селекции полезных сигналов от помех и определения места возникновения сигналов ЧР

1.1. Анализ способов селекции полезных сигналов от помех

1.2. Анализ методов определения места возникноветм ЧР в изоляции силового трансформаторного оборудования
1.3. Использование спектральных характеристик сигналов для определения их принадлежности и места возникновения

1.4. Выводы по разделу

2 Математические средства анализа и классификации сигналов при регисграции частичных разрядов в изоляции силового трансформаторного оборудования

2.1. Спектральные методы анализа сигналов анализ Фурье и вейвлетанализ

2.1.1. Ряды Фурье.

2.1.2. Разложение но вейвлетам

2.1.3. Обратное вейвлетпреобразование
2.1.4. Частотновременная локализация.
2.1.5. Базисные функции вейвлетпреобразования
2.1.5.1. Определение вейвлета
2.1.5.2. Признаки вейвлета.
2.1.5.3. Примеры вейвлетобразующих функции
2.1.6. Свойства и возможности вейвлетпреобразования
2.1.6.1. Способы представления результатов.
2.1.6.2. Свойства вейвлетпреобразования.
2.1.6.3.1 екоторые возможности вейвлетпреобразования.
2.2. Кластерный анализ как метод классификации сигналов в условиях
неопределенности принадлежности сигналов к группам.
2.2.1. Объект и признак.
2.2.2. Расстояние между объектами.
2.2.3. Расстояние между кластерами
2.2.4. Обзор методов кластерного анализа.
ф 2.2.4.1. Особенности иерархических агломеративных методов
2.2.4.2. Особенности итерационных методов кластеризации
2.3. Выводы по разделу.
3 Экспериментальные исследования частичных разрядов в силовом трансформаторном оборудовании и разработка метода определения принадлежности сигнала
3.1. Методика и результаты регистрации частичных разрядов в силовом трансформаторном оборудовании с помощью цифрового осциллографа
3.2. Исследования спектрального состава сигналов ЧР и короны с помощью анализа Фурье и разработка метода определщгия принадлежности сигнала
3.3. Выводы по разделу.
4 Исследования спекгральных характеристик сигналов ЧР с помощью
вейвлетанализа и разработка методики определения места возникновения ЧР
4.1. Вейвлетанализ сигналов частичных разрядов
4.1.1. Выбор анализирующего вейвлета.
4.1.2. Вейвлетпреобразование сигналов ЧР
4.1.3. Анализ локальных спектров энергии сигналов ЧР.
4.2. Методы определения эталонной частотной харакгеристики схемы
регистрации
4.2.1. Метод низковольтного импульса.
4.2.2. Градуировка схемы регистрации ЧР
4.2.3. Градуировка по перевернутой схеме.
4.3. Выводы по разделу.
Заключение.
Список использованных источников


Оценить затухание и искажение сигналов ЧР при вариации места расположения источника ЧР, предложить критерии и методику определения места возникновения ЧР. Уточнить требования к процедуре 1радуировки и разработать соответствующие этим требованиям технические средства. Научная новизна работы и основных ее результатов В результате теоретических и экспериментальных исследований получены новые данные по спектральному составу электрических сигналов ЧР и помех. ЧР включая определение узла, в котором он возник обмотка или ввод. Уточнены требования к процедуре и техническим средствам для градуировки схем регистрации ЧР. Достоверноеть полученных результатов обеспечивалась проведением испытаний и измерений на аттестованном оборудовании. Испытания и измерения проводились в соответствии с требованиями ГОСТ . МЭК и других нормативных документов. Результаты измерений ЧР подтверждались результатами других, физически независимых методов диагностики, а также выявленными дефектами при выводе обследованного оборудования в ремонт и его разборе. Точность расчетов гарантирована производителями использованного программного обеспечения i, МаАуогкз, МаШЗоЛ и пр. Практическая значимость работы Доведена до практического использования методика определения принадлежности сигнала при эксплуатационном контроле состояния изоляции трансформаторною оборудования. Некоторые выводы автора вошли в проект рекомендаций по эксплуатационному контролю ЧР в трансформаторном оборудовании. Разработа1шая методика регистрации ЧР в силовом трансформаторном оборудовании и методика селекции сигналов ЧР от сигналов помех используется филиалом ОАО ФСК ГЭС Элсктросетьсервис и фирмой Транснефтьналадка. В МЭС Урала, Сибири и Востока, а также в энергосистемах Сибири проведено более 0 обследований силовых трансформаторов и автотрансформаторов классов напряжения 0. В и шунтирующих реакторов 0 кВ. В результате обследований предотвращен ряд аварий и отказов оборудования, спланированы и выполнены требующиеся для ус гранения обнаруженных дефектов профилакгические и ремонтные работы. ФСК ЕЭС Электросетьсервис, заседаниях регионального Совета по диагностике Уралэнерго, семинаре по диагностике электрооборудования ПЭИПК, й сессии СИГРЭ г Результаты работы опубликованы в печатных трудах. Установлено, что частичным разрядам во внутренней изоляции, внешней короне, а также кондуктивным и индуктивным помехам, возникающим в схеме регистрации ЧР, соответствую индивидуальные зависимости спектральной плотности мощности сигнала от частоты. Поэтому селекцию сигналов ЧР от помех наиболее эффективно проводить на основе преобразования Фурье и кластерного анализа спектральной плотности мощности сигналов. При этом достаточно проводить анализ в диапазоне частот до МГц. Установлено, что энергетический спектр начальных участков сигнала локальный энергетический спектр зависит только от места возникновения и почти не зависит от среды, в которой образуется ЧР в газовом пузырьке или в масляном клине. Поэтому локацию источника ЧР по узлам трансформатора ввод, РПН, магнитопровод или главная изоляция обмотки наиболее эффективно проводить на основе вычислений локального энергетического спекгра с использованием вейвлет анализа. Если в результате селекции и локации источника ЧР по узлам трансформаторного оборудования установлено, что ЧР возникают в главной изоляции, то по положениям первого максимума локальных энергетических спектров сигналов, измеренных на датчиках, включенных к разным узлам оборудования вводы, нейтраль, бак можно определить точку расположения очага ЧР в изоляции обмотки. Для реализации методики локации ЧР по локальному энергетическому спектру необходимо иметь реперные сигналы. Поэтому при градуировке принципиально важно обеспечить максимальное подобие формы сигналов от реального ЧР и градуировочного импульса. Получаемые в известных схемах градуировки сигналы искажены. Получить неискаженный индуктивностью подводящих проводов кабелей и максимально подобный сигналу реального ЧР реперный сигнал можно в предложенной перевернутой схеме фадуировки.