Приложение А (справочное). Измерения частичных разрядов на включенных в сеть вращающихся электрических машинах

Приложение А
(справочное)

Измерения частичных разрядов на включенных в сеть вращающихся электрических машинах

Испытания на включенных в сеть электрических машинах выполняются при работе генератора или двигателя в нормальных условиях. Такие испытания могут проводиться с включенными временно или постоянно соединительными устройствами. Такие устройства разработаны различными организациями и ряд из них имеется в коммерческом доступе. Детали всех методов, важных для промышленного использования, предусмотрены в IEEE 1434-2000 [1]. Данный документ содержит широкое обсуждение и описание происхождения, последствий и способов определения частичных разрядов с использованием техники испытаний при включенных и отключенных от сети электрических машин.

Главное преимущество измерений на включенных в сеть электрических машинах состоит в том, что машина при этом находится под воздействием температурных, электрических, механических и внешних факторов. Соответственно, если измерения проведены правильно, данный метод дает наиболее надежный прогноз о дальнейшей надежной работе машины.

Испытания на включенных в сеть электрических машинах имеют следующие преимущества:

- правильное распределение напряжения в обмотках;

- измерения проводятся при рабочей температуре;

- присутствуют рабочие механические нагрузки.

Первое преимущество уменьшает риск получения излишне пессимистичных результатов измерения ЧР на машине, так как оно делает измерения чувствительными к наиболее электрически нагруженным частям обмоток. Второе преимущество также весьма важно, ввиду зависимости ЧР от температуры в обмотках вращающихся электрических машин, равно как и в иных изоляционных системах. Помимо влияния температуры на характеристики полостей, известно сильное влияние изменения температуры на поведение ЧР, реализуемое через такие механизмы, как

- различие между осевым расширением медного проводника и изоляции,

- радиальное расширение изоляции в термопластичных изоляционных системах.

Соответственно, важно обеспечить уверенность, что условия работы машины остаются теми же, что и при испытаниях. Однако в ряде случаев для анализа результатов измерения ЧР бывает полезно провести испытания при различных нагрузках и температурах, чтобы разделить влияние температуры и вибрации от электромагнитных сил, действующих на обмотки. Основными значимыми параметрами работы являются:

- напряжение на клеммах;

- активная и реактивная мощность;

- давление водорода, если присутствует;

- температура статора;

- ток статора.

Руководство в отношении отклонений этих параметров дано в IEC 1434-2000. Возможность выполнить испытания на ЧР при рабочих нагрузках является основным преимуществом испытаний на включенных в сеть электрических машинах перед испытаниями на отключенных от сети машинах. При должным образом проведенных, проанализированных и интерпретированных испытаниях на отключенных от сети машинах возможно обстоятельно оценить состояние изоляции, однако останется неопределенность, обусловленная температурой и отсутствием электромагнитных сил. По этой причине в таких испытаниях не удается определить неплотную упаковку обмотки, пока истирание полупроводниковой оплетки из-за относительного перемещения обмотки или стержня и железом сердечника не станет значительным.

Однако испытания на включенных в сеть электрических машинах имеют и ряд недостатков:

- электрические помехи;

- обьем данных

- интерпретация.

Первый из этих недостатков - проблема электрического шума - широко обсуждался ранее. Объем данных может стать проблемой для производителей и пользователей, требуя испытания большого количества машин, особенно в ситуациях, когда интервалы испытаний составляют несколько месяцев. Эта проблема усугубляется при использовании постоянно включенного оборудования для испытания включенных в сеть электрических машин. Очевидным решением при этом является использование различных способов сжатия данных и обработки сигналов, которые соответствуют характерным процедурам обработки данных испытаний на ЧР и избирательно анализируют отклонения данных от норм, требующие дальнейшего внимания. Для решения таких задач в принципе могут использоваться методы нейронных сетей и экспертных систем. К сожалению, сегодняшнее понимание причин, механизмов и явлений частичного разряда не дает достаточных оснований для принятия всеобъемлющих решений по автоматизации данных процессов. Очевидна необходимость дальнейшей работы в данной области. Аналогичные комментарии можно отнести к интерпретации данных. В то время как основные правила представления данных содержатся в литературе, согласованы усилиями CIGRE и формализованы в технической брошюре 226 CIGRE [2], полное понимание смысла и значения регистрируемого поведения ЧР еще не достигнуто. Вопреки притязаниям на успех в статистической обработке данных ЧР, их автоматизированной расшифровке и представлению, доверие к ним еще не достигло того уровня, которого достоин искусный и опытный эксперт.