СПОСОБ КОНТРОЛЯ РЕСУРСА ИЗОЛЯЦИИ Российский патент 2011 года по МПК H02H9/04 

Область техники

Изобретение относится к электроэнергетике и, в частности, к средствам автоматического контроля ресурса изоляции высоковольтного электрооборудования в процессе его эксплуатации.

Уровень техники

Ресурс изоляции высоковольтного электрооборудования в настоящее время регламентирован межгосударственным стандартом ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции». Стандарт, в частности, устанавливает соответствие между каждым из нескольких фиксированных относительных значений перенапряжений (т.е. значений напряжения, превышающих номинальное значение, принятое за 1,0) и фиксированными величинами максимально допустимых длительностей воздействия этих перенапряжений на изоляцию электрооборудования и тем самым определяет интенсивность, с которой расходуется ресурс изоляции под воздействием перенапряжений различной степени.

Известен способ автоматического контроля расхода ресурса изоляции электрооборудования в соответствии с указанным стандартом [патент RU 2145760, МПК H02H 9/04, 9/08, 2000 г.], выбранный в качестве прототипа. Согласно прототипу каждый полупериод промышленной частоты определяют амплитудное (т.е. максимальное за полупериод) значение напряжения на электрооборудовании, сравнивают измеренное напряжение с несколькими фиксированными значениями перенапряжений, по каждому из которых подсчитывают расход ресурса путем суммирования чисел, определяемых допустимой длительностью воздействия бóльшего из превышенных фиксированных значений перенапряжений, и определяют израсходованный ресурс изоляции, суммируя числа, накопленные отдельно по каждому из превышенных фиксированных значений перенапряжений.

Недостаток прототипа - низкая достоверность контроля расходуемого ресурса изоляции. Это вызвано двумя причинами.

Первая из них состоит в следующем. Согласно таблице Б.2 указанного стандарта, в которой приводится восемь фиксированных значений перенапряжения, допустимая длительность перенапряжения сильно зависит от величины относительных перенапряжений (например, для силовых трансформаторов при изменении относительного перенапряжения от 1,025 до 1,25 его допустимая длительность воздействия меняется от 8 часов до 20 сек соответственно). Поэтому сравнение измеренных перенапряжений только с несколькими фиксированными перенапряжениями (например, с приведенными в указанной таблице стандарта) и, как следствие, выбор одного значения допустимой длительности воздействия для всех перенапряжений, попадающих в интервал между двумя стандартизованными значениями, сопровождается значительными погрешностями.

Другая причина низкой достоверности контроля, выполняемого согласно прототипу, состоит в том, что в прототипе измеряют и сравнивают с номинальным амплитудным значением только одно (максимальное за полупериод) значение измеренного напряжения и характеризуют им интенсивность расхода ресурса изоляции за весь полупериод. Перенапряжения часто сопровождаются искажением синусоидальной формы напряжения и появлением кратковременных всплесков, превышающих амплитудное значение синусоидального напряжения. Наличие таких всплесков напряжения необходимо учитывать при определении расходуемого ресурса изоляции, однако в прототипе учитывается только один (максимальный за полупериод промышленной частоты) всплеск, по величине которого устанавливают интенсивность расхода ресурса изоляции на протяжении целого полупериода.

В результате прототип дает лишь грубую, приблизительную оценку расходуемого ресурса и для того, чтобы гарантировать надежную работу электрооборудования, приходится эксплуатировать его с укороченным межремонтным периодом.

Задача изобретения - устранить указанный недостаток.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат изобретения - повышение достоверности контроля расходуемого ресурса изоляции и соответственно возможность более полно использовать имеющийся ресурс электрооборудования без снижения эксплуатационной надежности.

Предметом изобретения является способ контроля ресурса изоляции высоковольтного электрооборудования, заключающийся в том, что с заданной частотой обработки, по меньшей мере, на порядок превышающей промышленную частоту, измеряют мгновенные значения напряжения на электрооборудовании, сравнивают модули измеренных мгновенных значений с номинальной величиной амплитудного напряжения на электрооборудовании, выявляют перенапряжения, находят величину, обратно зависящую от найденной допустимой длительности воздействия каждого выявленного перенапряжения, и добавляют ее к текущему значению израсходованного ресурса изоляции.

Это обеспечивает получение вышеуказанного технического результата.

Изобретение имеет развитие, которое состоит в том, что из текущего значения израсходованного ресурса изоляции периодически вычитают заданную величину, если перенапряжения не зафиксированы в течение заданного времени.

Это позволяет учесть процессы восстановления, идущие в изоляции при длительном отсутствии перенапряжений.

Осуществление изобретения

На фиг.1 представлена функциональная блок-схема, иллюстрирующая осуществление способа с учетом его развития. Фиг.2 иллюстрирует характер зависимости допустимой длительности воздействия перенапряжения от его величины.

Блок-схема содержит аналого-цифровой преобразователь(АЦП) 1 и функциональные блоки 2-9, отражающие последовательность операций над получаемыми с АЦП 1 цифровыми данными для осуществления предлагаемого способа. Функции блоков 2-9 могут быть реализованы на программируемом микропроцессорном терминале. Блок 2 на фиг.1 снабжен вертикальной стрелкой, иллюстрирующей его запуск с частотой обработки, которая выбирается, по меньшей мере, на порядок больше промышленной частоты.

Способ осуществляется следующим образом.

АЦП 1 преобразует мгновенные значения аналогового напряжения, поступающего от датчика напряжения на электрооборудование (например, от измерительного трансформатора напряжения), в цифровые отсчеты.

Блок 2 с заданной частотой обработки принимает от АЦП 1 цифровые отсчеты (мгновенные значения напряжения) и сравнивает их модули с номинальной амплитудой синусоидального напряжения. Частота обработки, по меньшей мере, на порядок превышает промышленную частоту и определяется максимальной частотой спектра контролируемых перенапряжений. В случае превышения номинальной амплитуды модуль данного отсчета фиксируется как перенапряжение и его значение выдается в блок 3. В тех случаях, когда номинальная амплитуда не превышена (т.е. перенапряжения нет), сигнал на выход блока 2 не поступает.

Блок 3 определяет интенсивность расхода ресурса изоляции, соответствующую величине перенапряжения, зафиксированного блоком 2, следующим образом.

В памяти микропроцессорного терминала хранится (в виде подробной таблицы цифровых значений) зависимость допустимой длительности воздействия от величины перенапряжения, полученная путем интерполяции соответствующих данных, приведенных в вышеуказанном стандарте (см. фиг.2). Выбирая из указанной таблицы цифровое значение длительности, соответствующее поступившему из блока 2 значению перенапряжения, блок 3 находит допустимую длительность его воздействия и выдает ее в блок 4.

Блок 4 вычисляет относительный расход ресурса изоляции, пропорциональный интенсивности расхода ресурса на интервале Δt обработки как величину, обратную допустимой длительности T_i воздействия, полученной из блока 3 на i-м интервале обработки. Использование высокой частоты обработки позволяет считать, что перенапряжение на электрооборудовании, а следовательно, и интенсивность расхода ресурса на одном интервале обработки практически не меняется. Поэтому величина относительного ресурса, израсходованного за этот интервал, может быть сразу получена из таблицы, если в ней вместо допустимых длительностей воздействия будут храниться обратные им величины. При этом коэффициент пропорциональности, используемый для вычисления расходуемого ресурса, лишь масштабирует вычисления и может выбираться из соображений удобства.

Полученное блоком 4 значение расходуемого ресурса далее добавляется сумматором 5 к текущему значению израсходованного ресурса Р изоляции, которое храниться в ячейке 6 памяти микропроцессорного терминала, реализующего предлагаемый способ.

Вышеописанные операции выполняются над относительными величинами: значения напряжений могут обрабатываться, например, в виде их отношения к номинальной величине амплитудного напряжения, а значения расходуемого ресурса изоляции - в виде долей полного ресурса изоляции, условно принятого за единицу. Таким образом

При отсутствии перенапряжений в течение достаточно длительного времени ресурс изоляции постепенно восстанавливается. Исходя из этого свойства изоляции изобретение предусматривает развитие, которое может быть осуществлено следующим образом.

Таймер 7 обнуляется при выдаче блоком 2 в блок 3 данных о каждом перенапряжении. При отсутствии таких обнулений (т.е. при отсутствии сигналов о перенапряжении) таймер 7 через заданное время срабатывает и запускает блок 8, который с помощью сумматора 5 обеспечивает периодическое вычитание заранее заданных относительных величин из текущего относительного значения израсходованного ресурса изоляции, хранимого в ячейке 6 памяти микропроцессорного терминала. Когда это значение достигнет нуля, на выходе дешифратора 9 нулевого значения появляется сигнал, поступающий на инверсный вход блока 8 и останавливающий его.

Данные о текущем значении израсходованного ресурса изоляции, хранимые в ячейке 6, и об исчерпании ресурса изоляции могут быть использованы для автоматического управления рабочим напряжением на контролируемом оборудовании (например, для компенсации емкостных перенапряжений на линии электропередачи путем подключения шунтирующих реакторов и снятия напряжения с оборудования, исчерпавшего ресурс изоляции) и/или для информирования персонала.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить достоверность контроля расходуемого ресурса изоляции и за счет этого продлить межремонтный период обслуживания электрооборудования без снижения его надежности.

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к способу контроля ресурса изоляции высоковольтного электрооборудования в процессе его эксплуатации. Повышение достоверности контроля расходуемого ресурса изоляции и обеспечение возможности более полного использования имеющегося ресурса электрооборудования без снижения эксплуатационной надежности является техническим результатом изобретения. Способ контроля ресурса изоляции включает обработку оборудования заданной частотой обработки, по меньшей мере, на порядок превышающей промышленную частоту, измерение мгновенных значений напряжения на электрооборудовании, сравнение модулей измеренных мгновенных значений с номинальной величиной амплитудного напряжения на электрооборудовании, выявление перенапряжения, нахождение величины, обратно зависящей от найденной допустимой длительности воздействия каждого выявленного перенапряжения и добавление ее к текущему значению израсходованного ресурса изоляции. При этом из текущего значения израсходованного ресурса изоляции периодически вычитают заданную величину, если перенапряжения не зафиксированы в течение заданного времени, что позволяет учитывать процессы восстановления, идущие в изоляции при длительном отсутствии перенапряжений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ контроля ресурса изоляции высоковольтного оборудования, заключающийся в том, что с заданной частотой обработки, по меньшей мере, на порядок превышающей промышленную частоту, измеряют мгновенные значения напряжения на электрооборудовании, сравнивают модули измеренных мгновенных значений с номинальным амплитудным напряжением на электрооборудовании, выявляют перенапряжение, находят допустимую длительность его воздействия и добавляют к текущему значению израсходованного ресурса изоляции относительный расход ресурса на интервале обработки, как величину, обратную найденной допустимой длительности воздействия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что из текущего значения израсходованного ресурса изоляции периодически вычитают заданную величину, если перенапряжения не зафиксированы в течение заданного времени.