СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
METHOD OF CONTROLLING TECHNICAL STATE OF ELECTRIC POWER EQUIPMENT

Изобретение относится к способам диагностирования дефектности электроэнергетического (ЭЭ) оборудования (и в первую очередь, дискретного ЭЭ оборудования, т.е. оборудования с малой и умеренной занимаемой площадью типа трансформаторов напряжений, трансформаторов тока, управляющих шунтирующих реакторов и прочих аналогичных устройств) и предназначено для создания промышленных информационно-измерительных комплексов контроля технического состояния этого оборудования, обеспечивающих достоверную экспресс-диагностику полной дефектности контролируемого ЭЭ оборудования.
Известен способ контроля технического состояния ЭЭ оборудования, основанный на применении тепловизоров для регистрации распределения температуры по поверхности контролируемого оборудования, находящегося под напряжением. Этим известным способом определяют дефектности внешних, поверхностных частей ЭЭ оборудования (см. Хренников А.Ю. и др. Электрические станции, №8, 2001).
Основные недостатки известного способа состоят в том, что он сложен, обладает низкой чувствительностью, требует существенных затрат времени на анализ результатов измерений (детальное изучение тепловизорных карт) и не позволяет выявлять дефекты, связанные с электрическими разрядами во внутренних частях ЭЭ оборудования. Потому этот способ не обеспечивает требуемые оперативность, чувствительность и надежность диагностирования и не пригоден для выполнения достоверной экспресс-диагностики полной дефектности контролируемого ЭЭ оборудования, и в первую очередь дискретного ЭЭ оборудования.
Известен также способ контроля технического состояния электроэнергетического оборудования, дефектность которого определяют по интенсивности белого шума, создаваемого этим оборудованием, подключенным к линиям электропередачи напряжений (см. Глухов О.А., Коровкин Н.В., Балагула Ю.М. Методика оценки параметров частичных разрядов в высоковольтной изоляции при относительных измерениях их импульсных электромагнитных полей. Труды IV межд. симпозиума по электромагнитной совместимости, С.-Петербург, 2001, - прототип). Данный способ включает измерение средней интенсивности потока излучаемых ЭЭ оборудованием хаотических (шумовых) электромагнитных импульсов, т.е. по существу интегральной мощности излучаемого оборудованием белого шума с равномерным спектром, создаваемого электрическими разрядами в наружных и внутренних частях этого оборудования. Измерения в этом известном способе выполняют с помощью широкополосной приемной антенны произвольной поляризации, подключенной к входу специально изготовленного регистратора средней интенсивности потока электромагнитных импульсов, излучаемых ЭЭ оборудованием. Рекомендуемые в данном известном способе частоты измерений превышают значения f=150-200 МГц и лежат в высокочастотной части области действия белых шумов. По результатам измерений строят зависимость средней интенсивности потока излучаемых импульсов от порога обнаружения, а в качестве диагностических параметров используют: крутизны наклонов отрезков аппроксимирующих прямых на участках этой зависимости, количество интервалов, необходимых для такой аппроксимации, и значения координат точек перегибов указанной зависимости. При этом полную дефектность контролируемого ЭЭ оборудования устанавливают по динамике изменения указанных диагностических параметров при выполнении серий периодических измерений на временных интервалах, разделенных месяцами и годами эксплуатации этого оборудования.
Этот способ контроля технического состояния ЭЭ оборудования относится к разряду шумовых и квазишумовых методов и потому обладает повышенной, в сравнении с аналогом, чувствительностью и надежностью диагностирования полной дефектности контролируемого оборудования, определяемой электрическими разрядами не только в его внешних, но и во внутренних конструктивных элементах (чего нет в аналоге).
Тем не менее, этот способ не лишен недостатков, обусловленных применением в нем громоздкой процедуры обработки результатов измерений, а также неудовлетворительной чувствительностью и достоверностью разработанного авторами измерителя средней интенсивности потока излучаемых импульсов, не способного отделять излучения контролируемого ЭЭ оборудования от собственных шумов измерительной аппаратуры. Кроме того, при диагностировании дефектности ЭЭ оборудования этим способом нельзя однозначно утверждать, средняя интенсивность потока каких импульсов регистрируется измерительной аппаратурой: шумовых (как полагают сами авторы) или квазишумовых и детерминированных, тоже излучаемых ЭЭ оборудованием, т.е. достоверность диагностирования дефектности необходимо подтверждать дополнительными измерениями энергетических спектров излучений контролируемого оборудования, что не предусмотрено в прототипе. Поэтому прототип не обладает требуемой оперативностью, чувствительностью и надежностью диагностирования, а потому не пригоден для выполнения достоверной экспресс-диагностики полной дефектности указанного оборудования, и в первую очередь дискретного ЭЭ оборудования.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании способа контроля технического состояния ЭЭ оборудования, пригодного для выполнения достоверной экспресс-диагностики полной дефектности контролируемого оборудования.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи выражается в создании способа контроля технического состояния ЭЭ оборудования (и в первую очередь, дискретного ЭЭ оборудования типа трансформаторов напряжений, трансформаторов тока, управляющих шунтирующих реакторов и прочих аналогичных устройств), достаточно простого, с увеличенной оперативностью и повышенной надежностью диагностирования, а потому пригодного для выполнения достоверной экспресс-диагностики полной дефектности контролируемого оборудования.
Для решения поставленной задачи способ контроля технического состояния электроэнергетического оборудования, дефектность которого определяют по интенсивности белого шума, создаваемого этим оборудованием, подключенным к линиям электропередачи напряжений, отличается тем, что сначала известными методами измеряют в эквивалентных условиях для контролируемого и однотипного с ним эталонного образцов оборудования на частотах совместного действия белых шумов и пиков квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей указанного оборудования энергетические спектры токов контрольных ответвлений отдельных вводов напряжений этого оборудования, затем выделяют и фиксируют в этих спектрах интенсивности белых шумов и, сравнивая эти интенсивности для однотипных вводов напряжений эталонного и контролируемого оборудования, устанавливают дефектности по отдельным вводам напряжений в контролируемом оборудовании как слабую, умеренную, сильную или опасную, если интенсивность белого шума в токе контрольного ответвления этого ввода превышает такой показатель в эталонном оборудовании на величину соответственно до 15, от 15 до 30, от 30 до 45 и свыше 45 дБ, при этом полную дефектность контролируемого оборудования определяют как слабую, умеренную, сильную или опасную, если соответствие одной из четырех градаций полной дефектности, например слабой, или умеренной, или сильной, или опасной, если соответственно по всем вводам напряжений в этом оборудовании выявлена слабая дефектность, если хотя бы по одному из вводов напряжений выявлена умеренная дефектность, если хотя бы по одному из вводов напряжений выявлена сильная дефектность или если хотя бы по одному из вводов напряжений выявлена опасная дефектность.
Ограничительные и отличительные признаки заявляемого изобретения обеспечивают решение поставленной задачи - создание способа контроля технического состояния ЭЭ оборудования, лишенного недостатков прототипа, т.е. обладающего, в сравнении с ним, достаточной простотой, повышенной оперативностью, надежностью и увеличенной чувствительностью диагностирования, а потому позволяющего выполнять достоверную экспресс-диагностику полной дефектности контролируемого оборудования.
В заявляемом способе контроля технического состояния ЭЭ оборудования общим с прототипом существенным признаком является то, что в нем «дефектность контролируемого оборудования определяют по интенсивности белого шума, создаваемого этим оборудованием, подключенным к линиям электропередачи напряжений». Т.е. в заявленном способе, как и в прототипе, дефектность контролируемого ЭЭ оборудования предлагается определять по интенсивности белого шума этого оборудования, функционирующего в номинальном рабочем режиме, т.е. подключенного к линиям электропередачи напряжений и находящегося под воздействием этих напряжений.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого способа и прототипа показывает наличие следующих отличительных признаков:
- «известными методами измеряют в эквивалентных условиях для контролируемого и однотипного с ним эталонного образцов оборудования на частотах совместного действия белых шумов и пиков квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей указанного оборудования энергетические спектры токов контрольных ответвлений отдельных вводов напряжений этого оборудования»;
- «выделяют и фиксируют в этих спектрах интенсивности белых шумов и, сравнивая эти интенсивности для однотипных вводов напряжений эталонного и контролируемого оборудования, устанавливают дефектности по отдельным вводам напряжений в контролируемом оборудовании»;
- «полную дефектность контролируемого оборудования определяют с учетом полученных данных о дефектностях по отдельным вводам напряжений в этом оборудовании».
Отличительный признак «известными методами измеряют в эквивалентных условиях для контролируемого и однотипного с ним эталонного образцов оборудования на частотах совместного действия белых шумов и пиков квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей указанного оборудования энергетические спектры токов контрольных ответвлений отдельных вводов напряжений этого оборудования» указывает, что в заявляемом способе измеряют с помощью известных методов (например, с помощью высокочувствительного измерителя спектров токовых шумов известной конструкции, позволяющего отделять измеряемые шумы от собственных шумов измерителя и потому обеспечивающего в сравнении с прототипом повышенную надежность и увеличенную на 10-15 дБ чувствительность диагностирования дефектности, а не с помощью измерителя средней интенсивности потока шумовых, квазишумовых и детерминированных импульсов произвольной поляризации, излучаемых ЭЭ оборудованием во всей рабочей полосе частот измерительной аппаратуры, как в прототипе) и в эквивалентных условиях (т.е. в одинаковых условиях эксплуатации контролируемого и однотипного с ним эталонного ЭЭ оборудования и с применением единых метрических средств) энергетические спектры токов контрольных ответвлений отдельных вводов напряжений указанного оборудования на частотах совместного действия белых шумов и пиков квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей этого оборудования. При этом основной рекомендуемый диапазон измерений в заявляемом способе располагается в низкочастотной части области действия белого шума, т.е. на частотах 3-300 МГц (запасной вариант в высокочастотной части этой области на частотах 0,3-3,0 ГГц), и отличается от такового в прототипе.
Отличительный признак «выделяют и фиксируют в этих спектрах интенсивности белых шумов и, сравнивая эти интенсивности для однотипных вводов напряжений эталонного и контролируемого оборудования, устанавливают дефектности по отдельным вводам напряжений в контролируемом оборудовании» уточняет используемый в предлагаемом способе диагностический параметр (интенсивности белых шумов в энергетических спектрах токов контрольных ответвлений отдельных вводов напряжений эталонного и контролируемого ЭЭ оборудования), предлагает простыми математическими методами (например, методом линейной аппроксимации набора экспериментальных точек с минимальными локальными спектральными плотностями в энергетических спектрах токов контрольных ответвлений вводов напряжений ЭЭ оборудования в областях совместного действия белых шумов и квазигармонических колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей этого оборудования) выделить в измеренных энергетических спектрах для контролируемого и однотипного с ним эталонного образцов ЭЭ оборудования компоненты белых шумов (спектральные плотности которых не зависят от частоты анализа) и рекомендует фиксировать эти интенсивности (т.е. спектральные плотности белых шумов), чтобы, сравнивая указанные интенсивности, разработать критерии и, применяя их, определить дефектности контролируемого оборудования по отдельным вводам напряжений в этом оборудовании.
Эти критерии формируют так, чтобы различать несколько градаций (уровней) дефектностей контролируемых вводов напряжения ЭЭ оборудования, например градации слабая, умеренная, сильная и опасная дефектности. При этом в качестве эталона может использоваться как сам контролируемый образец ЭЭ оборудования на начальной стадии его эксплуатации (или сразу после выполнения ремонтных работ по восстановлению работоспособности этого образца), так и любой другой, однотипный с контролируемым образец оборудования с минимальной интенсивностью белого шума в энергетическом спектре тока контрольного ответвления соответствующего ввода напряжения среди обследованных образцов оборудования.
Известно, что перед отказом ЭЭ оборудования интенсивность белого шума, создаваемого им, возрастает на 50-60 дБ. Поэтому критерии для определения дефектностей по отдельным вводам напряжений в ЭЭ оборудовании на основании сравнения интенсивностей белых шумов в энергетических спектрах токов контрольных ответвлений однотипных вводов напряжений в контролируемом и эталонном образцах оборудования могут быть простыми и универсальными для различных видов ЭЭ оборудования:
- слабая дефектность контролируемого ЭЭ оборудования по отдельному вводу напряжения в этом оборудовании соответствует интенсивности белого шума в токе контрольного ответвления соответствующего ввода, превышающей таковую в эталонном оборудовании на величину до 15 дБ;
- умеренная дефектность контролируемого ЭЭ оборудования по отдельному вводу напряжения в этом оборудовании соответствует интенсивности белого шума в токе контрольного ответвления соответствующего ввода, превышающей таковую в эталонном оборудовании на величину от 15 до 30 дБ;
- сильная дефектность контролируемого ЭЭ оборудования по отдельному вводу напряжения в этом оборудовании соответствует интенсивности белого шума в токе контрольного ответвления соответствующего ввода, превышающей таковую в эталонном оборудовании на величину от 30 до 45 дБ;
- опасная дефектность контролируемого ЭЭ оборудования по отдельному вводу напряжения в этом оборудовании соответствует интенсивности белого шума в токе контрольного ответвления соответствующего ввода, превышающей таковую в эталонном оборудовании на величину 45 дБ и более.
Отличительный признак «…полную дефектность контролируемого оборудования определяют с учетом полученных данных о дефектностях по отдельным вводам напряжений в этом оборудовании…» указывает путь к разработке критериев и к определению с применением этих критериев теперь уже полной дефектности контролируемого ЭЭ оборудования.
Указанные критерии формируют таким образом, чтобы различать те же градации (уровни) дефектностей контролируемого ЭЭ оборудования, что и ранее введенные для оценок дефектностей по отдельным вводам напряжений в контролируемом ЭЭ оборудовании, т.е. слабую, умеренную, сильную и опасную дефектности:
- слабая полная дефектность контролируемого образца оборудования соответствует слабым дефектностям по всем вводам напряжений в этом оборудовании;
- умеренная полная дефектность контролируемого образца оборудования соответствует умеренной дефектности хотя бы по одному из вводов напряжений в нем при слабой и умеренной дефектностях по остальным исследованным вводам;
- сильная полная дефектность контролируемого образца оборудования соответствует сильной дефектности хотя бы по одному из вводов напряжений в нем при слабой, умеренной и сильной дефектностях по остальным исследованным вводам;
- опасная полная дефектность контролируемого образца оборудования соответствует опасной дефектности хотя бы по одному из вводов напряжений в нем при любых дефектностях по остальным вводам.
Благодаря сравнению с эталоном предложенные в заявляемом способе критерии по отдельным вводам напряжений в ЭЭ оборудовании и полной дефектности контролируемого образца ЭЭ оборудования, а также получаемые с применением этих критериев оценки дефектностей по отдельным вводам напряжений в контролируемых образцах ЭЭ оборудования и полных дефектностей этих образцов проявляют такую же слабую чувствительность к воздействию сторонних внешних помех, как и в прототипе.
Следовательно, в заявляемом способе контроля технического состояния ЭЭ оборудования все достоинства прототипа сохранены и умножены. При этом благодаря применению в заявляемом способе высокочувствительного измерителя токовых шумов, способного отделять исследуемые шумы от собственных шумов измерителя, этот способ обладает повышенной в сравнении с прототипом надежностью и увеличенной на 10-15 дБ чувствительностью диагностирования полной дефектности контролируемого оборудования.
Кроме того, заявленный способ достаточно прост и не затратен по времени как в плане выполнения измерений, так и в плане обработки их результатов, а потому позволяет осуществлять достоверную экспресс-диагностику полной дефектности ЭЭ оборудования с повышенной оперативностью, надежностью и увеличенной чувствительностью в сравнении с прототипом и аналогом.
Из сказанного следует, что предложенная совокупность общих и отличительных существенных признаков заявляемого способа контроля технического состояния ЭЭ оборудования обеспечивает решение поставленной задачи и достижение желаемого технического результата: позволяет повысить оперативность, надежность и увеличить чувствительность диагностирования дефектности этого оборудования, а потому делает заявляемый способ пригодным для осуществления достоверной экспресс-диагностики полной дефектности ЭЭ оборудования и, в первую очередь, для выполнения экспресс-диагностики дефектности дискретного ЭЭ оборудования типа трансформаторов напряжений, трансформаторов токов, управляемых шунтирующих реакторов и прочих аналогичных устройств.
Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретение решает поставленную задачу.
При этом заявляемое изобретение является новым и обладает изобретательским уровнем, т.к. оно не следует явным образом из известных технических решений и пригодно для практического применения.
Практическую реализацию заявляемого способа контроля технического состояния ЭЭ оборудования продемонстрируем на примере диагностирования полной дефектности однофазного высоковольтного автотрансформатора напряжения типа АОДЦТН16700/500/220, широко применяемого на электростанциях России.
Данный трансформатор имеет 5 вводов напряжений: высоковольтные (ВВ) вводы 1, 2 и низковольтные (НВ) вводы 3, 4, 5.
Вводы 1, 3 с напряжением между ними 500 кВ подключены к линии электропередачи (ЛЭП) от питающей электростанции, при этом ввод 3 заземлен. Вводы 2, 3 с напряжением между ними 220 кВ подключены к ЛЭП основного потребителя. НВ вводы 4, 5 с напряжением между ними 11 кВ подключены к ЛЭП местного потребителя.
ВВ вводы 1, 2 данного трансформатора напряжения имеют штатные встроенные контрольные ответвления, позволяющие с помощью высокочувствительного измерителя спектров токовых шумов известной конструкции исследовать энергетические спектры токов этих вводов. НВ вводы 3, 4, 5 не имеют штатных встроенных контрольных ответвлений. Поэтому для реализации в полном объеме потенциала предлагаемого способа контроля технического состояния ЭЭ оборудования целесообразно заранее заказать предприятию-разработчику указанных выше трансформаторов спроектировать и изготовить дополнительные контрольные ответвления для НЧ вводов напряжений этих трансформаторов.
Пока же можно ограничиться использованием уже имеющихся штатных контрольных ответвлений ВВ вводов 1, 2 для определения дефектностей по этим вводам и полной дефектности контролируемого трансформатора напряжения. Такой подход ранее был применен (см. Klokov V., Losev V., Silin Ν., Sheverdin D., Tsepennikov D. Flicker-Noise Diagnostics of Power Electric Equipment. Proceedings of International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS-2010), Berlin, August, 2010) и вполне оправдал себя, поскольку в рассматриваемых трансформаторах напряжения наиболее уязвимыми с позиций надежности функционирования являются именно ВВ вводы напряжений.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема вводов трансформатора; на фиг. 2 изображен в логарифмическом масштабе снятый 03.06.2010 энергетический спектр ЭМИ вертикальной поляризации для эталонного трансформатора напряжения АТ-1 фаза В (слабая полная дефектность эталонного трансформатора на 03.06.2010 подтверждена известными способами); на фиг. 3 - аналогичный спектр для того же трансформатора напряжения, ставшего контролируемым после четырех лет непрерывной эксплуатации, снятый 23.07.2014. Сущность практического применения заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 2 изображен в логарифмическом масштабе нормированный энергетический спектр тока контрольного ответвления ВВ ввода 1 эталонного трансформатора напряжения АТ-1 фаза А, полученный на одной из распределительных электростанций России 03.06.2010 (слабая полная дефектность эталонного трансформатора подтверждена способами, известными из RU №2311652 и «Методических указаний по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле. РД 153-34.0-46.302-00, РАО «ЕЭС России», Департамент научно-технической политики и развития РФ, М., 2001, - далее Методические указания).
При этом на фиг. 3 показан аналогичный спектр для контролируемого трансформатора АТ-1, резервный, фаза А, полученный там же 23.07.2014. Оба спектра соответствуют частотному диапазону 3-300 МГц, номинальному режиму работы трансформаторов и измерены с помощью единых метрических средств (высокочувствительного измерителя спектров токовых шумов известной конструкции).
<mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mi>l</mi></mrow></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>1</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>2</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mi>l</mi></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>W</mi></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>1</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>W</mi></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>2</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mi>l</mi></mrow></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>1</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>2</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mi>l</mi></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>W</mi></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>1</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>W</mi></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>2</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
i1
i2
ef1
ef2
c
2
На фиг. 2 и 3 использованы следующие обозначения:
,
- нормированные спектральные плотности токов контрольных ответвлений ВВ вводов 1 эталонного (первого) и контролируемого (второго) трансформаторов в дБ/Гц; S, S - спектральные плотности токов контрольных ответвлений ВВ вводов 1 для эталонного и контролируемого трансформаторов в /Ηz; I, Ι - эффективные значения в токов контрольных ответвлений эталонного и контролируемого трансформаторов с частотой промышленной сети f=50 Гц; f - частота анализа спектра в Гц;
,
- нормированные спектральные плотности (интенсивности) белых шумов в дБ/Гц в спектрах токов контрольных ответвлений ВВ вводов 1 эталонного и контролируемого трансформаторов. Благодаря нормировке представленные на фиг. 2, 3 энергетические спектры
,
и интенсивности белых шумов
,
одновременно являются характеристиками полных токов ВВ вводов 1 эталонного и контролируемого трансформаторов.
<mrow><msub><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mi>l</mi></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>W</mi></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>1</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>=</mo><mo>−</mo><mn>187</mn><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mi>д</mi><mi>Б</mi><mo>/</mo><mi>Г</mi><mi>ц</mi><mo>.</mo></mrow>
Отметим, что в нормированном спектре тока контрольного ответвления ВВ ввода 1 эталонного трансформатора напряжения (фиг. 2) четко видны пики квазигармонических составляющих на резонансных частотах добротных колебательных цепей трансформатора. Аппроксимация прямой линией, параллельной оси частот f, набора экспериментальных точек А, Υ, Ζ, соответствующих минимальным локальным спектральным плотностям, попавшим в интервал значений, равный удвоенной статистической погрешности измерений 2β=2 дБ, позволяет выделить в спектре тока контрольного ответвления ВВ ввода 1 эталонного трансформатора компонент белого шума (пунктирная линия) и определить его интенсивность (нормированную спектральную плотность шумового тока), которая у эталонного трансформатора составила
<mrow><msub><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>i</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>W</mi></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>e</mi><mi>f</mi><mn>2</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>=</mo><mo>−</mo><mn>166</mn><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mi>д</mi><mi>Б</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>В</mi><mi>т</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>/</mo><mi>Г</mi><mi>ц</mi><mtext> </mtext><mo>,</mo></mrow>
В спектре тока контролируемого трансформатора напряжения (фиг. 3) видны возросшие по величине пики квазигармонических составляющих на резонансных частотах добротных колебательных цепей трансформатора. Аппроксимация прямой линией, параллельной оси частот f, набора экспериментальных точек Υ, Ζ, соответствующих минимальным локальным спектральным плотностям, попавшим в интервал значений, равный удвоенной статистической погрешности измерений 2β=2 дБ, позволяет выделить в спектре тока контрольного ответвления ВВ ввода 1 контролируемого трансформатора компонент белого шума и определить его интенсивность (нормированную спектральную плотность шумового тока), которая у контролируемого трансформатора оказалась равной
т.е. на 21 дБ выше, чем у эталонного трансформатора.
При этом гарантировано, что полученный отсчет в 21 дБ с точностью до удвоенной статистической погрешности измерения 2β=2 дБ соответствует разности интенсивностей именно белых шумов, а не пиков квазигармонических колебаний в спектрах токов контрольных ответвлений рассматриваемых трансформаторов. В прототипе подобная гарантия отсутствует.
Теперь, используя критерии (для отдельных вводов напряжений в ЭЭ оборудовании), можно оценить дефектность контролируемого трансформатора по ВВ вводу 1 как умеренную, что было подтверждено способами, известными из RU №2311652 и «Методических указаний».
Аналогичным образом была определена разность интенсивностей белых шумов в спектрах токов ВВ вводов 2 у эталонного и контролируемого трансформаторов, которая составила величину в 22 дБ. Соответственно, дефектность контролируемого трансформатора по ВВ вводу 2, с учетом критериев (для отдельных вводов напряжений в ЭЭ оборудовании) в нашем случае оказалась тоже умеренной (результат также подтвержден способами, известными из RU №2311652 и «Методических указаний»).
С учетом полученных оценок дефектностей контролируемого трансформатора напряжения по ВВ вводам 1, 2 можно теперь, используя критерии (полной дефектности контролируемого образца ЭЭ оборудования), с повышенной надежностью и увеличенной на 10-15 дБ чувствительностью (в сравнении с прототипом) оценить полную дефектность контролируемого трансформатора как умеренную (результат также подтвержден способами, известными из RU №2311652 и «Методических указаний»).
Можно отметить, что квалифицированному специалисту достаточно бросить беглый взгляд на спектры, аналогичные представленным на фиг. 2 и 3, чтобы без дополнительной обработки результатов экспериментов с точностью до удвоенной статистической погрешности измерений 2β (в нашем случае 2β=2 дБ) определить разницу интенсивностей белых шумов в спектрах токов контрольных ответвлений контролируемых вводов напряжений эталонного и контролируемого трансформаторов и, применяя критерии для отдельных вводов напряжений в ЭЭ оборудовании и критерии полной дефектности контролируемого образца ЭЭ оборудования, оперативно определить с повышенной надежностью и с увеличенной на 10-15 дБ чувствительностью (в сравнении с прототипом) дефектности по отдельным вводам напряжений и полную дефектность контролируемого ЭЭ оборудования.
Следовательно, заявляемый способ контроля технического состояния ЭЭ оборудования не только обеспечивает повышенную надежность и увеличенную чувствительность диагностирования полной дефектности контролируемого оборудования (в сравнении с прототипом), но и является достаточно простым как в плане выполнения измерений с помощью стандартной промышленной аппаратуры, так и в плане интерпретации полученных экспериментальных результатов. Это позволяет специалисту, используя предлагаемый способ, оперативно реализовать достоверную экспресс-диагностику полной дефектности ЭЭ оборудования (и в первую очередь, дискретного ЭЭ оборудования) непосредственно на месте измерений без дополнительной обработки полученных им экспериментальных данных (чего нет в прототипе и в аналоге).
Указанные достоинства заявляемого способа, включая простоту и оперативность формирования заключения, особенно важны при выполнении экспресс-диагностики аварийного ЭЭ оборудования с опасной дефектностью, когда необходимо срочно решать вопрос о снятии напряжений с этого оборудования.
Приведенный пример реализации заявляемого способа контроля технического состояния ЭЭ оборудования показывает его преимущества в сравнении с прототипом и аналогом.
Практическое применение заявляемого способа контроля технического состояния ЭЭ оборудования для аттестации дефектности однофазного ВВ трансформатора напряжения позволило повысить оперативность, надежность и увеличить чувствительность диагностирования полной дефектности этого оборудования и подтвердило возможность реализации (с применением этого способа) достоверной экспресс-диагностики ЭЭ оборудования.
Из сказанного следует, что заявляемый способ контроля технического состояния ЭЭ оборудования обладает, в сравнении с прототипом и аналогом, достаточной новизной, простотой, повышенной оперативностью, надежностью и увеличенной на 10-15 дБ чувствительностью диагностирования полной дефектности контролируемого оборудования, и в первую очередь, дискретного ЭЭ оборудования типа трансформаторов напряжения, трансформаторов тока, управляемых шунтирующих реакторов и прочих аналогичных устройств.