RU2606701C1 - Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом - Google Patents

Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом Download PDF

Info

Publication number
RU2606701C1
RU2606701C1 RU2015135144A RU2015135144A RU2606701C1 RU 2606701 C1 RU2606701 C1 RU 2606701C1 RU 2015135144 A RU2015135144 A RU 2015135144A RU 2015135144 A RU2015135144 A RU 2015135144A RU 2606701 C1 RU2606701 C1 RU 2606701C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
frequency
windings
maximum
winding
Prior art date
Application number
RU2015135144A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Николаевич Рущинский
Алексей Валентинович Городнов
Вячеслав Васильевич Засухин
Станислав Андреевич Тренин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Priority to RU2015135144A priority Critical patent/RU2606701C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2606701C1 publication Critical patent/RU2606701C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/72—Testing of electric windings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к диагностике механической прочности электротехнического устройства. Сущность: способ заключается в том, что создают вибрационные процессы путем механических воздействий на устройство, измеряют напряжение, наведенное в обмотках устройства в результате механического воздействия, определяют частотные характеристики G(f) отклика на эти воздействия. Производят оценку модуля электромагнитных частотных характеристик по соотношению
Figure 00000010
, где Uг(ƒ) – спектральная плотность мощности (СПМ) случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку; UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления. Определяют частоту максимума спектральной плотности мощности нормированного напряжения согласно выражению:
Figure 00000011
. Определяют усилие прессовки по соответствующему соотношению
Figure 00000012
, где
Figure 00000013
- постоянная величина, характеризующая степень прессовки обмоток данного устройства; ƒi - частота максимума СПМ напряжения, наведенного в обмотке; n - постоянная величина; Pi0 и ƒi0 - известные или ранее определенные усилие прессовки и частота максимума СПМ напряжения данного устройства. Устанавливают диагноз по вычисленному усилию прессовки. Технический результат: повышение достоверности диагностики механической прочности электротехнического устройства. 4 ил.

Description

Определение частоты максимума СПМ напряжения, наведенного в соответствующей обмотке, по нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ), полученной с учетом оценки модуля электромагнитных частотных характеристик соответствующей обмотки устройства
Figure 00000001
, позволяет исключить в частотной области влияние резонансов электромагнитных контуров системы «магнитопровод - обмотки - корпус устройства» на амплитуду колебаний, связанных с механическими колебаниями конструкции, что повышает достоверность диагностики механической прочности электротехнического устройства.
Наличие в заявленном изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет его считать соответствующим условию "новизна".
Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ диагностики электротехнического устройства (где Г - генератор тестовых сигналов; R - измерительное сопротивление; V1, V2, V3, V4 - измерительные точки напряжения), обмотки фаз устройства соединены «звездой»;
на фиг. 2 представлен график изменения модуля частотной характеристики
Figure 00000001
в диапазоне частот от 10 до 5000 Гц трансформатора ТДТНЖ-40000/110-71У1 фаза «А»;
на фиг. 3, 4 представлены оценки СПМ напряжения G(ƒ) и нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) трансформатора ТДТНЖ-40000/110-71У1 фаза «А».
Способ осуществляется следующим образом.
Электротехническое устройство отключают от сети и расшиновывают. С использованием схемы (фиг. 1) последовательно в каждую обмотку устройства подают тестирующее напряжение типа «белый шум» (коммутирующее устройство обеспечивает последовательную подачу сигнала с генератора в обмотки А, В и С), в связанных RLC-контурах возникают электромагнитные колебания. Производят регистрацию временных сигналов напряжения с генератора и соответствующей обмотки. Далее производят оценку модуля электромагнитных частотных характеристик
Figure 00000001
каждой обмотки [см. Дж. Бендат, А. Пирсол. «Применение корреляционного и спектрального анализа». М.: Мир, 1983 г., с. 91]. Расчет формы модуля электромагнитных частотных характеристик, образованных системой «магнитопровод - обмотки - корпус», проводят по соотношению:
Figure 00000002
, где Uг(ƒ) - СПМ случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку, UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления. Затем по корпусу электротехнического устройства осуществляют импульсное механическое воздействие, исключающее любое повреждение конструкции. Место импульсного механического воздействия должно быть максимально близко к местам крепления магнитопровода устройства к корпусу. С использованием схемы (фиг. 1, коммутирующее устройство в положении N) производят измерение напряжения, наведенного в обмотках электромагнитного устройства в результате импульсного механического воздействия. Осуществляют расчет СПМ напряжения G(ƒ), наведенной в каждой обмотке. Далее, используя результаты расчетов G(ƒ) и
Figure 00000001
для каждой обмотки, определяют частоту максимума спектральной плотности нормированнго напряжения Gн(ƒ) согласно выражения:
Figure 00000003
.
При установке диагноза используют нормированную СПМ напряжения Gн(ƒ), т.е. вычисляют усилия прессовки Pi обмоток по соотношению:
Figure 00000004
, где
Figure 00000005
- постоянная величина, характеризующая степень прессовки обмоток данного устройства; ƒi - частота максимума СПМ напряжения, наведенного в обмотке; n - постоянная величина; Pнi0 и ƒнi0 - известные или ранее определенные усилие прессовки и частота максимума нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) соответствующей обмотки данного устройства.
Возможность промышленной реализации и практической возможности достижения требуемого технического результата при использовании изобретения иллюстрируется следующим примером.
Пример.
Проводилась диагностика трансформатора ТДТНЖ-40000/110-71У1 с целью оценки усилия прессовки обмоток фазы «А».
Способ диагностики заключался в том, что с использованием схемы (фиг. 1) в обмотку высокого напряжения с генератора в диапазоне частот 10…24000 Гц подавался тестирующий сигнал электрического напряжения типа «белый шум» (фиг. 1, коммутирующее устройство в положении А). В измерительных точках V1 и V2 проводилась регистрация временных сигналов напряжения. На основе результатов регистрации был оценен модуль частотной характеристики
Figure 00000001
, представленный на фиг. 2 (для наглядности дальнейшего изложения форма амплитудно-частотной характеристики
Figure 00000001
приведена в диапазоне частот 10…5000 Гц). Расчет модуля электромагнитных частотных характеристик, образованных системой «магнитопровод - обмотки - корпус», проводили по соотношению:
Figure 00000002
, где Uг(ƒ) - СПМ случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку, UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления. По днищу обследуемого трансформатора осуществлялось импульсное механическое воздействие. С использованием схемы (фиг. 1, коммутирующее устройство в положении N) производилась регистрация напряжения, наведенного в обмотке трансформатора, при импульсном механическом воздействии. Осуществляли расчет СПМ напряжения G(ƒ), наведенной в каждой обмотке (фиг. 3). Далее, используя результаты расчетов G(ƒ) и
Figure 00000001
для каждой обмотки, определяли частоту максимума спектральной плотности нормированного напряжения Gн(ƒ) (фиг. 4) согласно выражения:
Figure 00000003
. Частота максимума ƒi для СПМ напряжения G(ƒ) (фиг. 3) составила 706 Гц, а частота максимума нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) (фиг. 4) - 228 Гц.
Оценка остаточного усилия прессовки обмоток трансформатора фазы «А» по соотношению
Figure 00000004
, с использованием полученных значений ƒi, привело к существенно различающимся результатам. При плановом ремонте данного трансформатора были проведены измерения остаточных усилий прессовки обмоток. Результаты измерений подтвердили правильность оценки остаточного усилия прессовки обмоток с использованием частоты максимума ƒi, определенной по нормированной СПМ напряжения Gн(ƒ) (фиг. 4).
Таким образом, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для испытаний электротехнического устройства на способность противостоять внешнему короткому замыканию и значительной вибрации, возникающей при работе устройства;
- повышение достоверности диагностики механической прочности электротехнического устройства;
- для заявляемого способа в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Claims (11)

  1. Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом, заключающийся в том, что создают вибрационные процессы путем механических воздействий на устройство, измеряют напряжение, наведенное в обмотках устройства в результате механического воздействия, определяют частотные характеристики G(f) отклика на эти воздействия и устанавливают диагноз по вычисленному усилию прессовки Pi, отличающийся тем, что производят оценку модуля электромагнитных частотных характеристик по соотношению
  2. Figure 00000006
    ,
  3. где Uг(ƒ) – спектральная плотность мощности (СПМ) случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку;
  4. UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления, определяют частоту максимума спектральной плотности мощности нормированного напряжения согласно выражению
  5. Figure 00000007
  6. и определяют усилие прессовки по соответствующему соотношению:
  7. Figure 00000008
    ,
  8. где
    Figure 00000009
    - постоянная величина, характеризующая степень прессовки обмоток данного устройства;
  9. ƒi - частота максимума СПМ напряжения, наведенного в обмотке;
  10. n - постоянная величина;
  11. Pi0 и ƒi0 - известные или ранее определенные усилие прессовки и частота максимума СПМ напряжения данного устройства.
RU2015135144A 2015-08-19 2015-08-19 Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом RU2606701C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135144A RU2606701C1 (ru) 2015-08-19 2015-08-19 Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135144A RU2606701C1 (ru) 2015-08-19 2015-08-19 Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2606701C1 true RU2606701C1 (ru) 2017-01-10

Family

ID=58452513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015135144A RU2606701C1 (ru) 2015-08-19 2015-08-19 Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2606701C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117955C1 (ru) * 1997-04-10 1998-08-20 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики Способ диагностики трансформатора
RU2240571C1 (ru) * 2003-04-02 2004-11-20 Казанский государственный энергетический университет Устройство контроля технического состояния обмоток трансформатора
RU2339049C1 (ru) * 2007-03-02 2008-11-20 Виктор Сергеевич Петухов Способ диагностики электродвигателя переменного тока и связанных с ним механических устройств
WO2009138370A1 (en) * 2008-05-14 2009-11-19 Abb Research Ltd A method and a device for estimating the clamping force on a winding package of a transformer or a reactor
WO2010060253A1 (zh) * 2008-11-25 2010-06-03 上海市电力公司 利用恒流扫频电源激振检测变压器绕组状态的***和方法
RU2511038C2 (ru) * 2012-08-02 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИАПУ ДВО РАН) Способ контроля технического состояния высоковольтного трансформаторного оборудования

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117955C1 (ru) * 1997-04-10 1998-08-20 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики Способ диагностики трансформатора
RU2240571C1 (ru) * 2003-04-02 2004-11-20 Казанский государственный энергетический университет Устройство контроля технического состояния обмоток трансформатора
RU2339049C1 (ru) * 2007-03-02 2008-11-20 Виктор Сергеевич Петухов Способ диагностики электродвигателя переменного тока и связанных с ним механических устройств
WO2009138370A1 (en) * 2008-05-14 2009-11-19 Abb Research Ltd A method and a device for estimating the clamping force on a winding package of a transformer or a reactor
WO2010060253A1 (zh) * 2008-11-25 2010-06-03 上海市电力公司 利用恒流扫频电源激振检测变压器绕组状态的***和方法
RU2511038C2 (ru) * 2012-08-02 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИАПУ ДВО РАН) Способ контроля технического состояния высоковольтного трансформаторного оборудования

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10408879B2 (en) Method and apparatus for diagnosing a fault condition in an electric machine
CN106772198B (zh) 直流电流互感器暂态响应特性测试方法、***及装置
US9596553B2 (en) Apparatus and method for performing an audio measurement sweep
US20170093318A1 (en) Linear motor driver and method for driving same
CA2975007C (en) Device and method for determining a parameter of a transformer
CN105137277A (zh) 一种变压器突发短路时绕组机械状态的诊断方法
CN103359565B (zh) 电梯的绳缆张力测量方法以及装置
EP2284552A3 (en) Method of inspecting motor condition and device for inspecting motor characteristics
CN109845090A (zh) 用于检测电机中故障的方法
CN106815437B (zh) 变压器稳态工况下油箱振动敏感区域确定方法及装置
RU2606701C1 (ru) Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом
Nau et al. Methods to evaluate the quality of stator and rotor of electric motors
JP2009300142A (ja) 複合環境試験方法、故障検出方法、故障検出プログラム、および故障検出プログラムを記録した記録媒体
KR20140033979A (ko) 변압기 진단장치
CN105093084A (zh) 一种局部放电自动测试装置
RU2650428C1 (ru) Способ контроля состояния изоляции якорной обмотки машин постоянного тока
Jing et al. Blind source separation of vibration signals for fault diagnosis of power transformers
CN104677489A (zh) 变压器振动信号频谱分布特征参数的提取方法
CN107228987A (zh) 电动汽车电磁场测试专用能力验证方法和梳状信号发生器
Loete et al. Inverse scattering experiments for electrical cable soft fault diagnosis and connector location
JP2021523376A (ja) 誘導型オペレーション手段の状態解析
Pallot et al. Application of operational modal analysis to investigate transformer vibration patterns
Liu et al. An optimized kurtogram method for early fault detection of rolling element bearings using acoustic emission
RU2629708C1 (ru) Способ диагностики витковых замыканий в обмотке ротора синхронного генератора
Zarei et al. Fault diagnosis of induction motors broken rotor bars by pattern recognition based on noise cancelation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180820

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200123