Оцінювання вірогідності контролю параметрів ізоляції обмотки статора блока «генератор-трансформатор»

Abstract

Показано, що значне старіння електрообладнання електричних станцій, висока ціна відмов, необ-хідність продовження його експлуатації, виконання правил техніки безпеки вимагає підвищення на-дійності контролю технічного стану ізоляції. Аналіз існуючих методів неперервного контролю пара-метрів технічного стану ізоляції обмотки статора синхронного генератора, що працює в блоці з трансформатором показав їх суттєві недоліки, а саме низький рівень чутливості до зміни парамет-рів у разі пошкодженняізоляції поблизу нейтралі обмотки статора і при симетричному зниженні па-раметрів ізоляції окремих фаз. Це не дозволяє виявити пошкодження на ранній стадії його розвитку. Крім цього спостерігається хибне спрацювання засобів контролю через несиметрії фазних напруг.Для підвищення вірогідності контролю параметрів ізоляції обмотки статора синхронного гене-ратора запропоновано метод, принцип побудови, алгоритм функціонування діагностичного комплек-су контролю, а також алгоритм програмного забезпечення, яке використовується для обробки даних вимірювання і визначення параметрів ізоляції обмотки статора на основі мікропроцесора.Виконано оцінювання вірогідності контролю запропонованого методу контролю ізоляції обмотки статора синхронного генератора, що працює в блоці з трансформатором, який ґрунтується на накладанні на коло, що містить обмотку статора, сигналів змінної напруги частотою, нижчою , за номінальну частоту мережі, напруги постійного струму, використання енергії попередньо зарядже-ного конденсатора та розрахунку параметрів ізоляції блока«генератор–трансформатор». Наведено вирази для визначення загального активного опору відносно землі і умісці утворення шунтувального зв`язку із землею, еквівалентної ємності ізоляції, тангенса кута діелектричних втрат в ізоляції, ймовірності хибної і невизначеної відмови, вірогідності результатів «придатний» баг атопараметричного контролю.Отримано вирази необхідні для розрахунку вірогідності контролю активного опору відносно землі, перехідного опору в місці утворення шунтувального зв`язку, ємності ізоляції відносно землі, тангенса кута діелектричних втрат ізоляції обмотки статора синхронного генератора, що працює в блоці з трансформатором. За отриманими виразами розраховано вірогідність результату «придатний». Результати розрахунків можуть бути використані під час проектуваннярелейного захисту та сис-тем діагностування електрообладнання нових енергоблоків, а також дляреконструкції наявних енергоблоків електричних станцій.

It is shown that significant aging of electrical equipment of power plants, high cost of failures, the need to continue its operation, compliance with safety rules requires increasing the reliability of monitoring the technical condition of insulation. Analysis of existing methods of continuous monitoring of the technical condition of the insulation of the stator winding of a synchronous generator operating in a unit with a transformer showed their significant shortcomings, namely the low sensi-tiv ity to changes in insulation damage near the neutral of the stator winding and symmetrical reduction of insulation parame-ters. This does not allow to detect damage at an early stage of its development. In addition, there is a faulty operation of the controls due to asymmetries of phase voltages.To increase the probability of controlling the insulation parameters of the stator winding of the synchronous generator, the method, principle of construction, algorithm of diagnostic control complex, as well as software algorithm used to process measurement data and determine the insulation parameters of the stator winding based on microprocessor.The probability of control of the proposed method of controlling the insulation of the stator winding of a synchronous generator operating in a unit with a transformer based on the superimposition on the circuit containing the stator winding, AC signals with a frequency lower than the rated frequency, DC voltage, use the energy of the pre-charged capacitor and the calculation of the insulation parameters of the \"generator-transformer\" unit.Expressions are given to determine the total active resistance relative to the ground and at the place of formation of the shunt connection with the ground, the equivalent insulation capacity, the tangent of the dielectric loss angle in the insulation, the probability of false and indefinite failure, the probability of “suitable” multiparameter control.The expressions necessary for calculating the probability of control of active resistance relative to ground, transient resistance at the place of shunt formation, insulation capacity relative to ground, tangent of dielectric loss angle of stator winding of synchro-nous generator operating in block with transformer are obtained. Based on the obtained expressions, the probability of the result “suitable” is calculated. The results of calculations can be used in the design of relay protection and diagnostic systems for electri-cal equipment of new power units, as well as in the reconstruction of existing power units of power plants.

Показано, что значительное старение электрооборудования электрических станций, высокая цена отказов, необходимость продолжения его эксплуатации, выполнение правил техники безопасности требует повышения надежности контроля технического состояния изоляции. Анализ существующих методов непрерывного контроля параметров технического состояния изоляции обмотки статора синхронного генератора, работающего в блоке с трансформатором, показал их существенные недостатки, а именно низкий уровень чувствительности к изменению параметров при повреждении изоляции вблизи нейтрали обмотки статора и при симметричном снижении параметров изоляции отдельных фаз. Это не позволяет выявить повреждения на ранней стадии его развития. Кроме того, наблюдается ложное срабатывание средств контроля из-за несимметрии фазных напряжений. Для повышения достоверности контроля параметров изоляции обмотки статора синхронного генератора предложен метод, принцип построения, алгоритм функционирования диагностического комплекса контроля, а также алгоритм программного обеспечения, которое используется для обработки данных измерения и определения параметров изоляции обмотки статора на основе микропроцессора. Произведена оценка достоверности контроля предложенного метода контроля изоляции обмотки статора синхронного генератора, работающего в блоке с трансформатором, который основывается на наложении на цепь, включающую обмотку статора, сигналов переменного напряжения частотой ниже, номинальной частоты сети, напряжения постоянного тока, использования энергии предварительно заряженного конденсатора и расчета параметров изоляции блока «генератор–трансформатор». Приведены выражения для определения общего активного сопротивления относительно земли и в месте образования шунтирующих связей с землей, эквивалентной емкости изоляции, тангенса угла диэлектрических потерь в изоляции, вероятности ложного и неопределенного отказа, достоверности результатов «годен» многопараметрического контроля. Получены выражения, необходимые для расчета достоверности контроля активного сопротивления относительно земли, переходного сопротивления в месте образования шунтирующих связей, емкости изоляции относительно земли, тангенса угла диэлектрических потерь изоляции обмотки статора синхронного генератора, работающего в блоке с трансформатором. По полученным выражениям рассчитана вероятность результата «годен». Результаты расчетов могут быть использованы при проектировании релейной защиты и систем диагностирования электрооборудования новых энергоблоков, а также при реконструкции существующих энергоблоков электростанций.