автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Частичные разряды в элементах электротехнических комплексов

ЧАСТИЧНЫЕ РАЗРЯДЫ В ЭЛЕМЕНТАХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Специальность: 05,09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О ДЕК 2009

Уфа-2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» на кафедре электромеханики.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Исмагилов Флюр Рашитович

доктор технических наук Гизатуллин Фарит Абдулганеевич проф., зав. кафедрой электромеханики ГОУВПОУГАТУ

Ведущая организация:

кандидат технических наук Байбурин Искандер Хамитович главный конструктор свечного производства ФГУП «Уфимское агрегатное производственное объединение»

ФГУП «Уфимское научно-производственное предприятие «Молния»

Защита диссертации состоится 24 декабря 2009г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д-212.288.02 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан «23» ноября 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., проф

V

Г. Н. Утляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы определяется необходимостью обеспечения безопасной эксплуатации элементов электротехнических комплексов, таких, как силовые трансформаторы.

Силовые трансформаторы являются основными элементами систем электроснабжения. Для обеспечения безопасного функционирования таких систем необходимо своевременно проводить диагностику состояния изоляции трансформаторов.

Традиционные методы диагностики состояния изоляции трансформаторов (измерение диэлектрических потерь и емкости изоляции обмоток, коэффициента абсорбции и др.) в ряде случаев неэффективны, т.к. направлены на выявление общего состояния изоляции, при этом локальные дефекты, в которых, как правило, происходят замыкания, не выявляются. Данные методы является экономически не эффективными, так как основаны на системе планово-профилактического ремонта. Диагностика оборудования при этом производится через определенные нормативные интервалы времени, не зависящие от фактического состояния оборудования.

. Одним из наиболее эффективных методов диагностирования электротехнического оборудования под рабочим напряжением является метод диагностики по частичным разрядам, позволяющий выявлять быстроразвивающиеся локальные дефекты.

В настоящее время метод диагностики изоляции по частичным разрядам (4P) при контроле состояния действующего

электрооборудования используется редко, что связано с наличием разного рода помех, уровень которых на действующих объектах как правило значительно выше сигналов 4P, а общепризнанной методики отделения сигналов 4P от сигналов помех пока еще не существует. Исследованиями в области диагностики электротехнического оборудования и, в частности, исследованиями частичных разрядов занимались отечественные и зарубежные исследователи Кучинский Г. С., Сви ГГ. М., Каганов З.Г., Вдовико В.П., Овсянников А.Г., Русов В.А. Голенко О.В., Живодерников C.B., Сухогузов А. П., Беляевский O.A., Курбатова А.Ф., Stone G.С., Claude Kane, Guiski E., Sedding H.G. и другие. На настоящий момент недостаточно результатов исследований зависимостей характеристик 4P от времени эксплуатации электротехнического оборудования, которые позволяли бы прогнозировать пробой изоляции по характеристикам частичных разрядов и предотвращать отказ этого оборудования.

Цель работы - исследование частичных разрядов в изоляции элементов электротехнических комплексов, развитие методов и средств диагностики по частичным разрядам для обеспечения безопасной эксплуатации электротехнического оборудования.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие основные задачи:

1. Анализ современных методов регистрации и селекции сигналов частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования.

2. Исследование характеристик частичных разрядов в твердой изоляции элементов современных электротехнических комплексов; выбор диагностического параметра частичных разрядов.

3. Обоснование возможности применения вейвлет-анализа для селекции сигналов частичных разрядов на основе компьютерного моделирования; разработка программного обеспечения для измерения и расчета характеристик частичных разрядов в элементах электротехнических комплексов.

4. Экспериментальное подтверждение выбранного метода селекции сигналов частичных разрядов, проведение экспериментальных исследований для анализа характеристик частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования в зависимости от стадии ее старения и обоснования диагностического параметра частичных разрядов.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовались как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. При решении задач исследования характеристик частичных разрядов использовался метод компьютерного моделирования на основе математического пакета MatLab. Обработка экспериментальных данных производилась с помощью программного обеспечения Oscilloscope Software и приложения Microsoft Excel.

На защиту выносится:

1. Впервые разработанное программное обеспечение для измерения и расчета характеристик частичных разрядов в твердой изоляции электротехнического оборудования с использованием вейвлет-анализа для селекции сигналов 4P, зарегистрированное в Реестре программ для ЭВМ.

2. Результаты компьютерного моделирования, подтверждающие обоснованность выбора метода селекции импульсов частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования на основе вейвлет-анализа.

3. Результаты экспериментальных исследований, подтверждающие возможность применения метода селекции сигналов ЧР в элементах электротехнических комплексов по форме импульса на основе вейвлет-анализа.

4. Результаты экспериментальных исследований, отображающие закономерности изменения характеристик ЧР в зависимости от стадии старения твердой изоляции электротехнического оборудования и подтверждающие выбор диагностического параметра частичных разрядов.

Научная новизна:

1. Установлена закономерность изменения интенсивности частичных разрядов в зависимости от стадии старения изоляции электротехнического оборудования; показано, что в качестве меры интенсивности ЧР необходимо использовать мощность частичных разрядов.

2. На основе компьютерного моделирования и экспериментально обоснована возможность селекции сигналов ЧР по форме импульса на основе вейвлет-анализа с базисной функцией семейства Добеши.

3. Установлено, что диагностическим параметром частичных разрядов для оценки стадии старения изоляции является скорость увеличения интенсивности ЧР, причем для оценки типа дефектов и их расположения в изоляции измерения ЧР необходимо дополнять амплитудно-фазовыми и амплитудно-частотными характеристиками.

Практическая ценность:

1. Впервые разработано программное обеспечение, позволяющее измерять и рассчитывать комплекс характеристик ЧР в изоляции электротехнического оборудования в условиях помех, имеющее свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

2. Получена зависимость изменения интенсивности частичных разрядов от стадии старения изоляции электротехнического оборудования. Показано, что скорость роста интенсивности ЧР является диагностическим параметром, позволяющим определить стадию старения изоляции электротехнического оборудования и прогнозировать остаточный ресурс оборудования.

3. Исследовано изменение фазовых параметров и амплитуды частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования в зависимости от стадии ее старения. Показано, что анализ амплитудно-фазовых и амплитудно-частотных характеристик ЧР позволяет оценить тип дефектов изоляции, их локализацию и характер развития.

4. Разработаны экспериментальная установка, методика обработки данных и вспомогательные устройства для диагностики изоляции элементов электротехнических систем по частичным разрядам.

Реализация результатов работы. Материалы диссертационной работы внедрены в производственный процесс ООО «Нефтекамский завод нефтепромыслового оборудования» и в учебный процесс на кафедре электромеханики ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет».

Апробация работы. Основное содержание и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения», Уфа, 2008; II Всероссийской научно-технической конференции «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий», Уфа, 2009; VII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 2009; четвертой всероссийской зимней школе-семинаре аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники», Уфа, 2009; Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения», Уфа, 2009.

Публикации. Список публикаций, содержащих основные положения, выводы и практические результаты по теме диссертации включает 11 научных трудов, в том числе 4 статьи, из которых одна опубликована в издании перечня ВАК, 6 материалов конференций, 1 свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, списка литературы из 112 наименований, трех приложений. Общий объём диссертации -136 страниц. В работе содержится 60 рисунков и 2 таблицы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и основные задачи исследования, показана практическая значимость работы, приведены основные положения и результаты, выносимые на защиту, представлены сведения об апробации работы, описаны структура и объем работы, кратко раскрыто содержание разделов диссертации.

В первой главе рассмотрены физические основы развития частичных разрядов, их характеристики. Произведен анализ современных методов регистрации частичных разрядов в элементах электротехнических комплексов, рассмотрены основные схемы

регистрации ЧР в изоляции трансформаторного оборудования. Приведен анализ методов селекции сигналов частичных разрядов, на основании которого предложен и обоснован метод селекции ЧР на основе вейвлет-анализа.

Во второй главе разработана экспериментальная установка для измерения частичных разрядов в изоляции электрооборудования, выбраны элементы разработанной схемы регистрации.

Структурная схема экспериментальной установки для регистрации частичных разрядов приведена на рисунке 1.

ОИ д ЦО

ч—^

ПК

Рисунок 1 - Структурная схема измерения характеристик ЧР ОИ - объект испытаний, Д - датчик ЧР, ЦО - цифровой осциллограф

Исходя из поставленных задач исследования и основных требований, предъявляемых к схемам регистрации ЧР, разработана схема испытательной установки, представленная на рисунке 2. АТ IV р?

Рисунок 2 - Электрическая схема испытательной установки

Конденсатор связи Сс предназначен для создания контура с малым сопротивлением токам частичных разрядов. Делитель напряжения О предназначен для синхронизации сигналов ЧР с напряжением на объекте испытаний для регистрации фазовых параметров импульсов ЧР. В качестве датчика частичных разрядов Б принят индукционный электрический датчик в виде высокочастотного трансформатора тока серии ЯРСТ-Ь

В качестве объекта испытаний ОИ использовались образцы литой изоляции на основе эпоксидной смолы, широко применяемой в современных элементах электротехнических комплексов в виде пластин. Испытательное напряжение - 10 кВ.

Схема замещения измерительной части установки с учетом паразитных емкостей представлена на рисунке 3.

^ист

1СП

Сг

й- и.

I

Рисунок 3 - Схема замещения испытательной установки

При возникновении ЧР в ОИ напряжение на Сои изменится согласно выражению:

_ ч ■

(1)

где ^-кажущийся заряд ЧР. При этом протекает ток разряда = в

начальный момент времени ¡'(Г) =0.

Измерительная часть схемы включает в себя сопротивления датчика ЧР Яи, Ьи, входную емкость измерительного устройства Свх и представляет собой четырехполюсник, операторное сопротивление которого определяется по выражению:

2(р) - с'вх(р2+Р^СХ+%2)

(2)

где р - комплексная частота, тсх- постоянная времени затухания схемы регистрации:

тсх ~ Ки ' Свх ~ К и

вх г л-г л.г

ЧТЧ т^ои у

;©<г,

' 1 л

V ^ ' )

Регистрируемый сигнал будет иметь вид затухающих колебаний:

ии (г) = 2(р)г'( 0 ■ е'"Ха (сое ю0 ?--вшсо,, /)

ю0

(3)

г К-И где б = ——.

2ЬИ

Форма импульса сигнала ЧР на входе измерительного устройства с учетом параметров разработанной измерительной установки представлена на рисунке 4.

-100 J

Рисунок 4 - Форма импульса смоделированного сигнала ЧР.

Для оценки состояния изоляции по характеристикам ЧР существует задача выбора диагностического параметра ЧР.

Традиционно при оценке состояния изоляции по характеристикам ЧР в качестве диагностического параметра используется максимальный кажущийся заряд q4P.

Только этой характеристикой обычно пользуются производители трансформаторного оборудования на приемо-сдаточных испытаниях, что отражается в паспортных данных трансформаторов. Недостатком нормирования только характеристики qqp является то, что она не учитывает количество импульсов ЧР в изоляции. Так, уровень в различном оборудовании одного типа может быть одинаковым, но при этом частота следования импульсов ЧР может существенно различаться. Очевидно, что срок службы изоляции оборудования с более высокой частотой следования импульсов ЧР будет меньше, чем срок службы оборудования с меньшей частотой. Поэтому, для оценки состояния изоляции в качестве диагностических характеристик ЧР, дополнительно к максимальному кажущемуся заряду, предлагается использовать в качестве характеристик интенсивности ЧР параметры, учитывающие все импульсы ЧР, такие, как ток и мощность ЧР, а также амплитудно-частотные и амплитудно-фазовые характеристики.

Средний ток частичных разрядов определяется по выражению:

(4)

'// i-i

где tu - время измерения ЧР, с, q¡ — кажущийся заряд z'-го импульса ЧР.

Мощность частичных разрядов определяется по формуле:

1 '

«я '=1

где u¡ -мгновенное напряжение на объекте.

С целью выявления зависимости характеристик частичных разрядов от срока службы изоляции предложено моделирование длительной эксплуатации образцов эпоксидной изоляции методом

ускоренного термического старения с измерением ЧР на каждом этапе старения.

Метод ускоренного старения основан на правиле Монтзингера, согласно которому при увеличении допустимой номинальной температуры Т0 на некоторую величину ЛТ при нормальных условиях срок службы изоляции сокращается вдвое:

= (6) где 1т - срок службы при температуре изоляции Т, А0 - номинальный срок службы изоляции при температуре Го, соответствующей классу нагревостойкости изоляционного материала.

Таким образом, измерение характеристик частичных разрядов на различных этапах старения изоляции, позволит обосновать диагностический параметр ЧР, позволяющий прогнозировать остаточный ресурс оборудования.

Третья глава посвящена разработке программного обеспечения для измерения и анализа частичных разрядов в элементах электротехнических комплексов.

Основной задачей при измерении частичных разрядов является достоверное выделение из общего сигнала импульсов ЧР.

Разработанное программное обеспечение обеспечивает выполнение таких функций, как загрузка массива данных измерений, селекцию сигналов частичных разрядов от сигналов помех на основе вейвлет-анализа; измерение кажущегося заряда; расчет характеристик частичных разрядов: мощности и среднего тока; представление данных о ЧР в виде амплитудно-фазовых диаграмм; построение амплитудно-частотных (АЧХ) и амплитудно-фазовых (АФХ) характеристик. Амплитудно-частотная характеристика представляет собой распределение количества импульсов ЧР N по их значениям кажущихся зарядов. Амплитудно-фазовая характеристика выражает зависимость максимальной величины кажущегося заряда от фазы напряжения.

Успешное решение задачи селекции сигналов частичных разрядов по форме импульса ЧР с использованием вейвлет-анализа связано с выбором базисной функции у(0, наиболее полно описывающей форму импульса ЧР.

Исходя из полученных данных формы импульса ЧР (рисунок 4), для успешного анализа сигнала ЧР к базисной функции вейвлет-преобразования (ВП) установлены такие требования, как компактность, ограниченная продолжительность и асимметрия.

Необходимым условием для осуществления восстановления сигнала с помощью ВП является ортонормальность базиса.

На основании анализа различных вейвлетов, сделан вывод, что для селекции сигналов ЧР оптимальными являются вейвлеты Добеши.

.........■ ....................б)

Рисунок .5 - Форма вейвлетов Добеши а) - вейвлет второй степени (db2), б) - восьмой степени (db8)

Предлагаемый метод селекции сигнала ЧР от помех заключается в следующем. Непрерывное вейвлет-преобразование (НВП) исходного сигнала/(i)eL2(R) определяется известным выражением:

CWT™ = W™ = f/(i)v * j^1у, i,teR,si 0 (7)

где 5 - оператор масштаба («сжатия» базисной функции), г - оператор сдвига по времени, под символом «*» понимается комплексное сопряжение.

Величина W¥fls,l) представляет собой степень подобия между

исследуемым участком сигнала /(f) и масштабированными и сдвинутыми вейвлетами. Масштабирование, как математическая операция, расширяет или сжимает сигнал. Вейвлет-функция каждого масштаба s умножается с сигналом и интегрируется на всем временном интервале. Если вейвлет совпадает с сигналом ЧР, т.е. в сигнале присутствуют спектральные компоненты, соответствующие текущему значению масштаба, то произведение вейвлета с сигналом на интервале, где данная компонента присутствует, даст относительно большое значение. В противном случае произведение будет иметь малое значение или равно 0. На основе ненулевых значений то есть значений базисных параметров set,

производится реконструкция исходного сигнала ЧР обратным вейвлет-преобразованием сигнала f{t) согласно выражению:

'W=prJ. (8)

где сг- константа допустимости.

Для подтверждения эффективности разработанного программного обеспечения с селекцией сигналов ЧР методом вейлет-преобразований проведено моделирование очистки сигнала в среде «МайаЪ». Для этого в программу загружались смоделированные сигналы ЧР (рисунок 4) различной амплитуды, искусственно вводились помехи функцией, затем производилась очистка сигнала.

Результаты работы программы представлены на рис. 6.

Фрагмент исходного сигнала №1

Фрагмент исходного сигнала №2

Я г

Фрагмент кс> 1 одного сигнала №2 после очистки I 1

->( ! . [ 1 ГI ! 1

Рисунок 6 - Результаты компьютерного моделирования селекции сигналов частичных разрядов методом вейлет-анализа

Результаты работы разработанной программы, представленные на рисунке 6, показывают эффективность применяемой селекции сигналов ЧР с помощью вейвлет-преобразований. Количество смоделированных импульсов ЧР как в исходном сигнале, так и в сигнале после вейлет-преобразований, совпадают. Мощность частичных разрядов Рчр в исходном сигнале составляла 25 мВт, а в очищенном - 28 мВт, то есть относительная погрешность селекции сигналов ЧР на основе вейвлет-анализа составила 12%.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментальных исследований частичных разрядов в образцах изоляции электротехнического оборудования.

Для получения зависимости характеристик частичных разрядов от срока службы изоляции проводилось моделирование старения пяти

образцов эпоксидной изоляции, согласно методике ускоренного термического старения. После каждого цикла старения, соответствующего ресурсу в 2000 часов, проводилась регистрация ЧР.

Типичная форма регистрируемых импульсов ЧР представлена на рисунке 7.

и, мВ 80 -

-экспериментальный импульс ЧР

""теоретический импульс ЧР

Рисунок 7. Осциллограмма единичного импульса ЧР

Как видно из рисунка, форма реального импульса ЧР соответствует форме смоделированного импульса. Среднеквадратичная погрешность между импульсами ЧР, полученными теоретически и экспериментально, составила 15,8%. Таким образом, результаты компьютерного моделирования селекции теоретических импульсов ЧР можно считать справедливыми и для экспериментальных импульсов. Суммарная погрешность селекции экспериментальных импульсов частичных разрядов не превышает 26%.

На рисунках 8 и 9 представлены амплитудно-фазовые характеристики (АФХ) измеренного сигнала до и после очистки от помех разработанным программным обеспечением.

О 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330

Рисунок 8 - Амплитудно-фазовая характеристика исходного сигнала

7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2.0 1,0

°0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Рисунок 9 - Амплитудно-фазовая характеристика сигнала после очистки от помех разработанным программным обеспечением

Как видно из полученных диаграмм, селекция помех на основе вейвлет-анализа производится успешно. Подтверждением этому является то, удаляются сигналы в фазовых областях спада напряжения, а частичные разряды, как известно, возникают в зонах повышения напряжения.

Для обобщения полученных статистических данных и выявления общих закономерностей изменения интенсивности частичных разрядов во времени, получена усредненная характеристика мощности ЧР, где каждому момен-гу времени соответствует среднее арифметическое значение мощности всех пяти образцов испытуемой изоляции. Данная характеристика представлена на рисунке 10.

время эксплуатации, час Рисунок 10 - Усредненная характеристика интенсивности ЧР

Таким образом, мощность частичных разрядов является диагностическим параметров, позволяющим выделить следующие этапы старения изоляции:

- первый этап эксплуатации твердой изоляции, на котором может наблюдаться улучшение ее характеристик, составляет 2000-4000 часов;

основной период эксплуатации изоляции, на котором характеристики изоляции практически не ухудшаются, составляет примерно 14000-18000 часов, то есть граница данного интервала соответствует сроку службы в 18000-20000 часов;

- период старения изоляции, характеризующийся устойчивым ростом интенсивности ЧР. Длительность данного периода находится в пределах 12000-16000 часов, скорость возрастания интенсивности ЧР составляет 2-5 мВт/1000 часов;

- предпробойная стадия старения изоляции. При этом наблюдается резкое увеличение интенсивности ЧР после момента эксплуатации, соответствующего 28000-30000 часов. Роста интенсивности ЧР на данном этапе достигает 10-15 мВт/1000 часов.

На рисунке 11 представлена зависимость от срока службы традиционного параметра частичных разрядов - максимального кажущегося заряда.

0,00 I I ■—-Г--1-1-г--1-1-—1-1-1-1-1-1——1-1-1

О 2000 4000 6000 8000 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 000000000000 время эксплуатации, час

Рисунок 11 - Усредненная характеристика изменения максимального кажущегося заряда частичных разрядов во времени

Как видно из представленного графика, изменение величины кажущегося заряда ЧР в целом имеет такую же тенденцию, как и изменение мощности ЧР, но не позволяет прогнозировать предпробойную стадию изоляции. Анализ зависимостей 0чр для отдельных образцов показал, что по данной характеристике ЧР не всегда можно сделать правильный вывод о текущей стадии старения изоляции. Так, например, для одного из образцов величина £?чр на интервалах 18000-20000 часов и 22000-26000 часов не изменялась. Тем самым подтверждается опыт других исследователей, указывающих на недостаточность традиционного метода оценки состояния изоляции по величине максимального кажущегося заряда.

При диагностике по частичным разрядам трехфазных объектов может использоваться другой диагностический параметр частичных разрядов -средняя мощность Рср, отличающийся тем, что для расчета его величины вместо мгновенного значения напряжения в выражении (5) принимается его действующее значение, то есть напряжение, одинаковое для импульсов ЧР всех трех фаз. На рисунке 12 приведено сравнение двух параметров интенсивности частичных разрядов - Рцр и Рср.

время эксплуатации, час

Рисунок 12 - Сравнение различных характеристик мощности ЧР

Анализ данных зависимостей показывает, что характер изменения параметров РЧР и РСР идентичен, различие в абсолютных значениях находится в пределах от 7 до 25% и в среднем составляет 15,7%. Следовательно, в качестве диагностического параметра частичных разрядов можно использовать обе характеристики мощности ЧР.

Таким образом, результаты проведенных экспериментальных исследований показывают, что мощность частичных разрядов является эффективным диагностическим параметром, позволяющим оценивать стадии старения изоляции элементов электротехнических комплексов.

В приложениях приведены: исходный текст разработанного программного обеспечения, экспериментальные зависимости среднего тока частичных разрядов и максимального кажущегося заряда от срока эксплуатации изоляции различных образцов изоляции.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. На основании анализа современных методов регистрации частичных разрядов показано, что предпочтительным методом диагностики изоляции трансформаторов является индукционный метод регистрации частичных разрядов.

2. Проведен анализ современных методов селекции сигналов частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования, на основании которого предложен и обоснован метод селекции сигналов частичных разрядов по форме импульса на основе вейлет-анализа.

3. Разработано программное обеспечение, обеспечивающее селекцию сигналов частичных разрядов на основе вейлет-анализа, измерение и расчет комплекса характеристик частичных разрядов в твердой изоляции. Проведено компьютерное моделирование, подтверждающее эффективность разработанного программного обеспечения. Погрешность селекции смоделированных импульсов частичных разрядов не превышает 12%.

4. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие эффективность выбранного метода селекции сигналов частичных разрядов по форме импульса на основе вейвлет анализа. Среднеквадратичная погрешность между импульсами частичных разрядов, полученными теоретически и экспериментально, составила 15,8%.

5. Установлены закономерности изменения характеристик ЧР в зависимости от стадии старения эксплуатации. Показано, метод диагностики изоляции электротехнического оборудования по частичным разрядам с использованием комплекса характеристик частичных разрядов позволяет оценить тип дефектов твердой изоляции, отслеживать их развитие и прогнозировать остаточный ресурс изоляции электрооборудования.

6. Предложен подход к оценке стадии старения изоляции электротехнического оборудования по скорости роста интенсивности частичных разрядов. Показано, что мощность частичных разрядов как мера интенсивности является диагностическим признаком, позволяющим оценивать стадию старения изоляции элементов электротехнических комплексов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рецензируемом журнале из списка ВАК:

1. Методы селекции сигналов частичных разрядов в изоляции силовых трансформаторов / Д.В, Максудов, Е.М. Федосов // Вестник УГАТУ. 2009. Т.12 №2(31). С. 138-143.

В других изданиях:

2. Методы диагностики состояния изоляции по характеристикам частичных разрядов / Е.М. Федосов // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: Межвуз. научный сб. - Уфа: УГАТУ, 2008,- С.203-207.

3. Селекция сигналов частичных разрядов методом вейвлет-преобразований / Е.М. Федосов // Мавлютовские чтения: Всероссийская молодежная научная конференция. Том 2. - Уфа: УГАТУ, 2008. - С. 17.

4. Применение вейвлет-преобразований для анализа сигналов частичных разрядов / Е.М. Федосов, Д.В. Максудов // Молодежь и современные информационные технологии: VII Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: Сб. трудов. Часть 1. - Томск: Изд-во СПБ Графике, 2009. - С. 211-212.

5. Оценка состояния литой эпоксидной изоляции силовых трансформаторов по характеристикам частичных разрядов / Федосов Е.М., Пашали Д.Ю., Гарифуллин И.И. // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий: II Всероссийская научно-техническая конференция: Сб. научных трудов. Том 2. - Уфа: УГНТУ, 2009. - С. 65-67.

6. Методы диагностики изоляции сухих трансформаторов с обработкой данных на компьютере / Гарифуллин И.И., Федосов Е.М. //Там же.-С. 81-83.

7. Современные методы диагностики состояния изоляции электротехнического оборудования / Федосов Е.М. // Актуальные проблемы науки и техники: Сб. трудов четвертой всероссийской зимней школы-семинара аспирантов и молодых ученых. - Уфа: Изд-во «Диалог», 2009. - С. 372-376.

8. Моделирование импульсов частичных разрядов / Ф.Р. Исмагилов, Е.М. Федосов // Электроника, автоматика и измерительные системы: Межвуз. научный сб. - Уфа: УГАТУ, 2009- С.40-43.

9. Исследование формы импульса частичных разрядов в твердом диэлектрике / Е.М. Федосов. // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: Межвуз. научный сб. - Уфа: УГАТУ, 2009.-С.179-182.

10. Анализ разрядных процессов в твердом диэлектрике / Е.М. Федосов // Мавлютовские чтения: Всероссийская молодежная научная конференция. Том 2. - Уфа: УГАТУ, 2009. - С. 31-33.

11. Программа для измерения и расчета характеристик частичных разрядов в твердом диэлектрике. I Ф. Р. Исмагилов, Е.М. Федосов, И.И. Гарифуллин. //Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009615859 от 21.10.2009.

Диссертант

Федосов Е.М.

ФЕДОСОВ Евгений Михайлович

ЧАСТИЧНЫЕ РАЗРЯДЫ В ЭЛЕМЕНТАХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Специальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 19.11.2009. Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр. - on. 1,0. Уч. - изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №579.

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа - центр, ул. К.Маркса, 12.

Список использованных сокращений

Введение

Глава 1 Анализ существующих методов регистрации частичных 11 разрядов в изоляции элементов электротехнических комплексов

1.1 Физические основы развития частичных разрядов

1.2 Основные характеристики частичных разрядов

1.3 Взаимосвязь старения изоляции и развития в ней частичных 24 разрядов

1.4. Локализация дефекта изоляции при диагностике 27 электротехнического оборудования по частичным разрядам

1.5 Анализ современных методов регистрации частичных разрядов в 29 элементах электротехнических комплексов

1.6 Основные схемы регистрации ЧР в изоляции трансформаторов

1.7 Особенности диагностики состояния изоляции по 39 характеристикам частичных разрядов в условиях эксплуатации

1.8 Анализ методов селекции сигналов частичных разрядов

1.9 Селекция частичных разрядов методом вейлет-преобразований 45 Выводы по первой главе и постановка задач исследования

Глава 2 Разработка схемы диагностики элементов 50 электротехнических систем по частичным разрядам

2.1 Разработка экспериментальной установки для измерения 50 частичных разрядов в изоляции электрооборудования

2.2 Определение калибровочного коэффициента разработанной 56 схемы измерения частичных разрядов

2.3. Анализ влияния линий связи на форму импульса частичного 59 разряда

2.4. Определение значения сдвига фаз между напряжением на образце изоляции и напряжением синхронизации

2.5 Математическая модель импульса частичного разряда

2.6 Выбор характеристик ЧР для оценки состояния изоляции 65 электрооборудования

Выводы по второй главе

Глава 3 Основы применения вейвлет - преобразования для анализа частичных разрядов.

3.1 Разработка программного обеспечения для измерения и анализа 73 частичных разрядов в элементах электротехнических комплексов

3.2 Выбор базисной функции вейвлет-преобразования для селекции 77 сигналов частичных разрядов

3.3 Реализация алгоритма селекции сигналов ЧР методом вейвлет- 80 преобразований

3.4 Компьютерное моделирование селекции сигналов частичных 84 разрядов методом вейлет-преобразований

3.5 Оценка эффективности применения вейвлетов Добеши в 78 качестве базисной функции вейвлет-очистки сигналов ЧР

Выводы по третьей главе

Глава 4. Экспериментальное исследование частичных разрядов в 90 элементах электротехнических комплексов

4.1. Порядок проведения экспериментальных исследований

4.2. Анализ характеристик единичного импульса частичного 95 разряда

4.3 Экспериментальное подтверждение эффективности разработанного программного обеспечения

4.4. Анализ изменения характеристик ЧР в зависимости от времени 100 эксплуатации изоляции

4.5. Анализ амплитудно-фазовых характеристик частичных разрядов 107 4.7. Анализ амплитудно-частотных характеристик частичных разрядов

Выводы по четвертой главе

Актуальность. Основными элементами электротехнических систем передачи и распределения электроэнергии являются силовые трансформаторы.

Распределительный сетевой комплекс Российской Федерации, по данным ОАО "ФСК ЕЭС", насчитывает в своем составе около 17 тыс. подстанций 35-110/6-10 кВ и 80 тыс. распределительных трансформаторных подстанций 6-10/0,4 кВ [1, 2]; при этом показатель износа основного силового оборудования ТП - трансформаторов — составляет свыше 50%. По прогнозам [3] потребность рынка силовых трансформаторов 1-Ш габаритов мощности к 2010 составляет порядка 100 тыс. штук.

В современных условиях трансформаторы должны отвечать требованиям эффективной и безопасной эксплуатации.

В России на большинстве объектов установлены и устанавливаются масляные трансформаторы. В основном это обусловлено их относительно невысокой стоимостью. Однако масляные трансформаторы обладают рядом серьезных недостатков, такими как пожароопасность и экологическая опасность при утечке масла. Кроме этого существует постоянная необходимость осуществлять контроль уровня и качества масла. Это, безусловно, усложняет их эксплуатацию и не позволяет применять масляные трансформаторы на объектах, расположенных максимально близко к потребителям.

Хорошей альтернативой масляным трансформаторами являются трансформаторы с литой изоляцией, имеющие следующие преимущества [3, 4]:

- компактность: меньшие габариты по сравнению с маломасляными силовыми трансформаторами;

- пожаробезопасность: в качестве диэлектрика используется огнестойкая, самогасящаяся смола;

- экологическая чистота: не выделяют вредных веществ во время пожара, отсутствует проблема выброса масла;

- устойчивость к воздействию пыли, влаги и плесени;

- минимальные эксплуатационные затраты.

В настоящее время в мире серийно выпускаются трансформаторы с литой изоляцией на напряжения до 35кВ и мощностью до 16000 кВА.

Благодаря указанным особенностям трансформаторы с литой изоляцией могут использоваться в таких электротехнических системах, к которым предъявляются условия повышенной безопасности:

- электроснабжение торговых комплексов, лечебных учреждений и общественных зданий, при этом трансформаторы могут устанавливаться внутри здания;

- электроснабжение транспортных систем;

- электроснабжение предприятий химической, металлургической промышленности;

- электроснабжение судов и буровых платформ;

Для обеспечения безопасного функционирования трансформаторов в таких системах необходимо своевременно проводить диагностику состояния основного элемента трансформаторов - изоляции.

Традиционные методы диагностики состояния изоляции трансформатора [5-8] (измерение диэлектрических потерь и емкости изоляции обмоток, измерения сопротивления изоляции, коэффициента абсорбции и др.) в ряде случаев неэффективны, т.к. направлены на выявление общего состояния изоляции, при этом локальные дефекты, в которых, как правило, происходят замыкания, не выявляются. Данные методы является экономически не эффективными, так как основаны на системе планово-профилактического ремонта. Диагностика оборудования при этом производится не по фактическому состоянию оборудования, а через определенные нормативные интервалы времени и связана с высокой трудоемкостью. Кроме того, вывод диагностируемого оборудования из работы в ряде случаев затруднен, например, если производственный процесс является непрерывным.

Одним из наиболее эффективных методов диагностирования электротехнического оборудования под рабочим напряжением является метод диагностики по частичным разрядам, позволяющий выявлять быстроразвивающиеся локальные дефекты.

В настоящее время метод диагностики изоляции по частичным разрядам (ЧР) широко применяется лабораторных условиях и на заводях изготовителях трансформаторного оборудования при контроле качества изоляции выпускаемой продукции как в России [9, 10], так и многих зарубежных странах [72]. Однако при контроле состояния действующего электрооборудования диагностика по частичным разрядам пока используется сравнительно редко, что связано с наличием разного рода помех, уровень которых на действующих объектах значительно выше, чем при стендовых испытаниях, а общепризнанной методики отделения сигналов ЧР от сигналов помех пока еще не существует. Кроме того, на настоящий момент, недостаточно результатов исследований зависимости характеристик ЧР от времени эксплуатации электротехнического оборудования, что позволило бы прогнозировать пробой изоляции по характеристикам ЧР и предотвращать отказ этого оборудования.

Таким образом, исследование частичных разрядов, с целью развития систем диагностики изоляции электротехнического оборудования, является актуальной задачей.

Цель работы — исследование частичных разрядов в изоляции элементов электротехнических комплексов, развитие методов и средств диагностики по частичным разрядам для обеспечения безопасной эксплуатации электротехнического оборудования.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ современных методов регистрации и селекции сигналов частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования.

2. Исследование характеристик частичных разрядов в твердой изоляции элементов современных электротехнических комплексов; выбор диагностического параметра частичных разрядов.

3. Обоснование возможности применения вейвлет-анализа для селекции сигналов частичных разрядов на основе компьютерного моделирования; разработка программного обеспечения для измерения и расчета характеристик частичных разрядов в элементах электротехнических комплексов.

4. Экспериментальное подтверждение выбранного метода селекции сигналов частичных разрядов, проведение экспериментальных исследований для анализа характеристик частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования в зависимости от стадии ее старения и обоснования диагностического параметра частичных разрядов.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовались как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. При решении задач исследования характеристик частичных разрядов, использовался метод компьютерного моделирования на основе математического пакета MatLab. Обработка экспериментальных данных производилась с помощью программного обеспечения Oscilloscope Software и приложения Microsoft Excel.

На защиту выносятся:

1. Впервые разработанное программное обеспечение для измерения и расчета характеристик частичных разрядов в твердой изоляции электротехнического оборудования с использованием вейвлет-анализа для селекции сигналов 4P, зарегистрированное в Реестре программ для ЭВМ.

2. Результаты компьютерного моделирования, подтверждающие обоснованность выбора метода селекции импульсов частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования на основе вейвлет-анализа.

3. Результаты экспериментальных исследований, подтверждающих возможность применения метода селекции сигналов 4P в элементах электротехнических комплексов по форме импульса на основе вейвлет-анализа.

4. Результаты экспериментальных исследований, отображающих закономерности изменения характеристик ЧР в зависимости от стадии старения твердой изоляции электротехнического оборудования и подтверждающих выбор диагностического параметра частичных разрядов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлена закономерность изменения интенсивности частичных разрядов в зависимости от стадии старения изоляции электротехнического оборудования, показано, что в качестве меры интенсивности ЧР необходимо использовать мощность частичных разрядов.

2. На основе компьютерного моделирования и экспериментально обоснована возможность селекции сигналов ЧР по форме импульса на основе вейв-лет-анализа с базисной функцией семейства Добеши.

3. Установлено, что диагностическим параметром частичных разрядов для оценки стадии старения изоляции является скорость увеличения интенсивности ЧР, причем для оценки типа дефектов и их расположения в изоляции измерения ЧР необходимо дополнять амплитудно-фазовыми и амплитудно-частотными характеристиками.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Впервые разработано программное обеспечение, позволяющее измерять и рассчитывать комплекс характеристик ЧР в изоляции электротехнического оборудования в условиях помех, имеющее свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

2. Получена зависимость изменения интенсивности частичных разрядов от стадии старения изоляции электротехнического оборудования. Показано, что скорость роста интенсивности ЧР является диагностическим параметром, позволяющим определить стадию старения изоляции электротехнического оборудования и прогнозировать остаточный ресурс оборудования.

3. Исследовано изменение фазовых параметров и амплитуды частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования в зависимости от стадии ее старения. Показано, что анализ амплитудно-фазовых и амплитудно-частотных характеристик ЧР позволяет оценить тип дефектов изоляции, их локализацию и характер развития.

4. Разработаны экспериментальная установка, методика обработки данных и вспомогательные устройства для диагностики изоляции элементов электротехнических систем по частичным разрядам.

Практическая значимость результатов работы подтверждается актами внедрения результатов в производственный процесс ООО «Нефтекамский завод нефтепромыслового оборудования» и в учебный процесс кафедры электромеханики УГАТУ.

Апробация работы. Основное содержание и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения», Уфа, 2008, 2009; II Всероссийской научно-технической конференции «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий», Уфа, 2009; VII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 2009; четвертой всероссийской зимней школе-семинаре аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники», Уфа, 2009.

Публикации по теме диссертации. Список публикаций, содержащий основные положения, выводы и практические результаты по теме диссертации включает 11 научных трудов, в том числе 4 статьи, из которых одна опубликована в издании перечня ВАК, 6 материалов конференций, 1 свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, списка литературы из 112 наименований, трех приложений общим объёмом 136 страниц. В работе содержится 60 рисунков и 2 таблицы.

Выводы

С помощью разработанной экспериментальной установки, проведи; ены исследования частичных разрядов в изоляции. Анализ формы импульса, частичных разрядов подтвердил справедливость выбора в качестве базисной с^>^нкции для вейелет-анализа ЧР вейвлета Добеши. Разработанное программное: обеспечение показало, что метод селекции сигналов ЧР от сигналов помех с п:<12»лмощью вейвлет преобразований является эффективным.

Для диагностики состояния изоляции электротехнического обор>^2цования по частичным разрядам является эффективным электрический индукгц^ионный метод регистрации ЧР с помощью датчика в виде высокочастотного тр>^.Нсфор-матора тока с обработкой данных на персональном компьютере.

Показано, что наиболее оптимальным диагностическим параметр» ом частичных разрядов является мощность ЧР.

Установлен характер изменения интенсивности ЧР в зависимости: от стадии старения изоляции с использованием метода ускоренного терм^Еэгческого старения.

Показано, что система диагностики по частичным разрядам с и: «^пользованием комплекса характеристик ЧР, получаемых разработанным щрхэграмм-ным обеспечением, является эффективной как для оценки текущего с состояния изоляции, так и для прогнозирования ее остаточного ресурса.

Заключение

1. На основании анализа современных методов регистрации частичных разрядов показано, что предпочтительным методом диагностики изоляции трансформаторов является индукционный метод регистрации частичных разрядов.

2. Проведен анализ современных методов селекции сигналов частичных разрядов в изоляции электротехнического оборудования., но основании которого предложен и обоснован метод селекции сигналов частичных разрядов по форме импульса на основе вейлет-анализа.

3. Разработано программное обеспечение, обеспечивающее селекцию сигналов частичных разрядов на основе вейлет-анализа, измерение и расчет комплекса характеристик частичных разрядов в твердой изоляции. Проведено компьютерное моделирование, подтверждающее эффективность разработанного программного обеспечения. Погрешность селекции смоделированных импульсов частичных разрядов не превышает 12%.

4. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие эффективность выбранного метода селекции сигналов частичных разрядов по форме импульса на основе вейвлет анализа. Среднеквадратичная погрешность между импульсами частичных разрядов, полученными теоретически и экспериментально, составила 15,8%).

5. Установлены закономерности изменения характеристик ЧР в зависимости от стадии старения изоляции. Показано, метод диагностики в изоляции электротехнического оборудования по частичным разрядам с использованием комплекса характеристик частичных разрядов позволят оценить тип дефектов твердой изоляции, отслеживать их развитие и прогнозировать остаточный ресурс изоляции электрооборудования.

6. Предложен подход к оценке стадии старения изоляции электротехнического оборудования по скорости роста интенсивности частичных разрядов. Показано, что мощность частичных разрядов как мера интенсивности является диагностическим признаком, позволяющим оценивать стадию старения изоляции элементов электротехнических комплексов.

1. Основные положения стратегии развития единой национальной электрической сети на десятилетний период. ОАО "ФСК ЕЭС", 2003. URL: http://www.fsk-ees.ru/evolutionstrategy.html (дата обращения 10.06.2006).

2. Платонов В.В. Анализ стратегии развития электроэнергетики России. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2005. - 48 с.

3. Савинцев Ю. Состояние и перспективы производства и поставок трансформаторного оборудования // Электроцех, — 2008. — № 9. С. 10—12.

4. Смирнов A.C. О производстве силовых трансформаторов с литой изоляцией в России // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. — 2006. -№8.-С. 16-17.

5. Объем и нормы испытаний электрооборудования / Под общей редакцией Алексеева Б.А., Когана Ф.Л., Мамиконянца Л.Г. — 6-е изд., с изм. и долю М.: НЦ ЭНАС, 2002. - 256 с.

6. ГОСТ 1516.2-97. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции. Межгосударственный стандарт. - М.: Изд-во стандартов, 1998. Переиздание, 2004. -31с.

7. Ушаков В. Я. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энер-гоавтомиздат, 1994.-496 с.

8. Котеленец Н.Ф., Акимова H.A., Антонов М.В. Испытания, эксплуатация и ремонт электрических машин. — М.: Издательский центр «Академия», 2003.-384с.

9. ГОСТ 1516.3-96. Электрооборудование переменного тока на напряжение от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. — Межгосударственный стандарт. — М.: Изд-во стандартов, 1999. — 50с.

10. ГОСТ 20074-83. Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения характеристик частичных разрядов. — М.: Изд-во стандартов, 1983. —24с.

11. Вдовико В.П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования. Новосибирск: Наука, 2007. — 155с.

12. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкции— ях. Л.: Энергия, 1979. -224с.

13. Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. — М.: Энергоатомиздат, 1992. -128с.

14. Кучинский Г.С. Изоляция установок высокого напряжения. Энергоатомиздат, 1987-367с.

15. Ушаков В.Я. Электрическое старение и ресурс монолитной полимерной изоляции. М. Энергоатомиздат, 1988 152 с.

16. Кулаковский В.Б. Работа изоляции в генераторах. М.: Энергоиздат, 1981.-256 с.

17. Баширов М.Г., Шикунов В.Н. Диагностика электрических сетей: ц электрооборудования промышленных предприятий. Уфа: Изд-во УПТГЪ^, 2004. - 220 с.

18. Сви П.М. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения.— М.: Энергия, 1980.-112с.

19. Базуткин В.В. Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах: Учеб. для студентов электроэнергетических спец. вузов / Под общ. ред. В.П.Ларионова. 3-е изд., перераб. и доп. IV!.: Энергоатомиздат, 1986. - 464с.

20. Ларионов В.П., Базуткин В.В., Сергеев Ю.Г. Техника высоких напряжений. М.: Энергоиздат, 1982. 296 с.

21. Каганов З.Г. Теоретические основы техники высокого напряжения (электрическое поле в высоковольтных установках). — Уфа.: УАИ, 1977.— 74 о.

22. Максудов Д.В., Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.Х. Неоднородный диэлектрик в электрическом поле // Проблемы энергетики. 2001. — №3-4-. — С. 58-63.

23. Воробьев Г.А., Еханин С.Г., Несмелов Н.С. Электрический пробой твердых диэлектриков // Физика твердого тела, 2005. Т. 47. Вып. 6. - С. 10481052.

24. Моделирование роста дендритов и частичных разрядов в эпоксидной смоле / М.Д. Носков и др. // Журнал техн. физики. 2002. — Т. 72. №2. С.121-129.

25. Резинкина М.М., Резинкин O.JL, Носенко М.И. Зависимость фазы появления частичных разрядов в полиэтиленовой изоляции от стадии роста дендрита // Журнал техн. физики. 2001г. Т.71, № 3. -С. 69-71.

26. Багиров М.А., Малин В.П. Электрическое старение полимерных диэлектриков. Баку: Азернешр, 1987. — 208 с.

27. Модели развивающихся дефектов силовых трансформаторов для компьютерной диагностики / JI.B. Виноградова, и др. // Электромеханика. Известия ВУЗов. 1997. - № 1.

28. Голенко О.В., Живодерников C.B., Овсянников А.Г. Опыт регистрации частичных разрядов с помощью цифрового осциллографа // Энергетик. — 2001.-№ 6.-С. 35-37.

29. Голенко О.В. Исследование сигналов частичных разрядов в силовом трансформаторном оборудовании и разработка метода локации их источников: дис. . канд. техн. наук: 05.14.12. Новосиб. гос. техн. ун-т, Новосибирск, 2003.- 109с.

30. Живодерников C.B. Разработка методики и аппаратуры регистрации частичных разрядов в электрооборудовании под рабочим напряжением: дис. . канд. техн. наук: 05.14.12. Новосиб. гос. техн. ун-т Новосибирск, 2004. — 163с.

31. Беляевский O.A., Идиатуллов P.M., Курбатова А.Ф. Система контроля изоляции по характеристикам частичных разрядов СКИ-3. Сб. материалов семинара, провед. 19-23 апреля 2004 г. в г. Санкт-Петербург. СПб.: ПЭИпк, 2005.-368 с.

32. Вдовико В.П. Повышение эффективности диагностирования высоковольтного оборудования с использованием характеристик частичных разрядов // Электро. 2008. - № 6. С. 7-12.

33. Русов В.А. Системы диагностического мониторинга силовых трансформаторов // Электро. 2008. - № 6. С.35-37.

34. Бортник И.М. Верещагин И.П. Вершинин Ю.Н. Электрофизические основы техники высоких напряжений: Учеб. для вузов — М.: Энергоатомиздат, 1993.-543с.

35. Физико-математические основы техники и электрофизики высоких напряжений. Учеб. пособие для вузов. В.В. Базуткин и др. / под ред. К.П. Ка-домской. М.: Энергоатомиздат, 1995.-416с.

36. Высокочастотные импульсные электрические разряды на изоляционных барьерах (частичные разряды 4P) в силовой электротехнике/ Алмазов В.А. и др. // Прикладная физика. -2004. -№4. С.60-65.

37. Смотрин К.А. Новая модель дефекта высоковольтной полимерной изоляции для исследования характеристик частичных разрядов. URL: http://www.rusnauka.eom/PRNIT/Tecmc/smotrink.a.doc.htm (Дата обращения: 21.06.2006)

38. Измерение частичных разрядов в изоляции. Методическое пособие. Пермь: ПВФ «Виброцентр». URL:http://vibrocenter.ru/demo/r2100izm.pdf (Дата обращения: 21.12.2007)

39. Долин А.П., Першина Н.Ф., Смекалов В.В. Силовые трансформаторы 35 кВ и выше. Современные методы комплексной диагностики // Новости электротехники. 2006. - №2. - С. 25-27.

40. Федосов Е.М. Методы диагностики состояния изоляции по характеристикам частичных разрядов // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: Межвуз, научный сб. Уфа: УГАТУ, 2008- С.203-207.

41. Методы и средства оценки технического состояния трансформаторов. / Исмагилов Ф.Р. и др. // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: Межвуз. сб. Уфа: УГАТУ, 2005. - С. 187- 191.

42. Аввакумов М.В. Компьютерная информационно-измерительная система контроля дефектов диэлектрических элементов высоковольтного оборудования методом частичных разрядов: Дис. . канд. техн. наук: 05.11.13. Казань, 2003.- 138с.

43. Глухов O.A. Знаменский Г.П., Иванов Е.А. Современные технические средства в системах контроля изоляции электроустановок // Вестник МАНЭБ. 2001. -№ 3(39). - С. 131-140.

44. Иванов Е.А. Проблемы диагностирования изоляции электроустановок напряжением 6 кВ и выше. URL: http:/news.elteh.ru/arh/2001/9/03.php (дата обращения 19.01.07).

45. О способе контроля высоковольтного оборудования на основе анализа спектров его собственного электромагнитного излучения. Киншт Н.В и др. // Промышленная энергетика. -2007, № 5. С. 15-20.

46. Осотов В.Н. О методических особенностях оценки состояния силового электрооборудования приборами инфракрасной техники // Изв. ВУЗов, — 2001.-№2.-С.82-83.

47. Обложкин В.А. Тепловизионный контроль при организации ремонтов электротехнического оборудования по его состоянию // Электрические станции, 2000-№6.-С.5 8-63.

48. Хренников А.Ю., Сидоренко М.Г., Стратан Е.П. Тепловизионная диагностика как инструмент предупреждения аварийности высоковольтного электрооборудования подстанций // Электро. 2008. - № 4. С. 32-35.

49. Ленякин А., Гавриленко А., Долин А. Использование тепловизионного контроля при комплексных диагностических обследованиях силовых и измерительных трансформаторов. //Электроцех. 2008. - № 11. - С. 49-60.

50. Н.М. Астафьева. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения.// Успехи физических наук. 1996. Т. 166 №11. С. 1145-1170.

51. Добеши И. Десять лекций по вейвлетам. М.: РХД. 2001 г. -464 с.

52. Максудов Д.В., Федосов Е.М. Методы селекции сигналов частичных разрядов в изоляции силовых трансформаторов // Вестник УГАТУ, 2009. Т.12 №2(31). С. 138-143.

53. Изд-во СПБ Графике, 2009. С. 211-212.

54. Сухогузов А.П., Пятецкий И.А., Косяков A.A., Бунзя A.A. Совершенствование системы диагностики изоляции устройств электроснабжения железных дорог / Транспорт Урала: научно-технический журнал. 2004. — №3 - С. 44-51.

55. Яманов С.А. Старение, стойкость и надежность электрической изоляции. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 174с.

56. Копылов И. П. Электрические машины : учебник для вузов / И. П. Копылов .— 4-е изд., испр. — М. : Высшая школа, 2004 .— 607 с.

57. ГОСТ 10518-88. Системы электрической изоляции. Общие требования к методам ускоренных испытаний на нагревостойкость. М.: Издательство стандартов, 1988 - 29 с.

58. Аснович Э.З. Высоконагревостойкая электрическая изоляция. — М. : Энергоатомиздат, 1988 . -262с.

59. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учебник для студ.электротехн. и энергетических спец.вузов. 3-е изд., пе-рераб. и доп. — М. : Высш.школа, 2001 327с.

60. ГОСТ 8865-93 (МЭК 85-84). Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и классификация. — М.: Издательство стандартов, 1995.-8 с.

61. Аншин В. Ш., Худяков 3. И. Сборка трансформаторов. М.: Высшая школа, 1991. - 288с.

62. Воробьев В.Е., Кучер В.Я. Прогнозирование срока службы электрических машин: Письменные лекции. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2004. - 56 с.

63. Моделирование импульсов частичных разрядов / Ф.Р. Исмагилов, Е.М. Федосов // Электроника, автоматика и измерительные системы: Межвуз. научный сб. Уфа: УГАТУ, 2009- С.40-43.

64. Федосов Е.М. Исследование формы импульса частичных разрядов в твердом диэлектрике / Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: Межвуз. научный сб. Уфа: УГАТУ, 2009,- С. 179-182.

65. Исмагилов Ф. Р., Федосов Е.М., Гарифуллин И.И. Программа для измерения и расчета характеристик частичных разрядов в твердом диэлектрике. //Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009615859. -М.: ФГУ ФИПС, 21.10.2009.

66. IEC 60270. Partial discharge measurements. -International standard. 3rd edition.-2000-12.-91P.

67. Ahmed N.H. Srinivas N.N. On-line Partial Discharge Detection in Transformers // Conference Record of the 1998 IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Arlington, USA. 1998. - P.39^12.

68. Claude Kane, Alexander Golubev. On Line Transformer Diagnostics. Electrical Diagnostic Innovations, Inc. Plymouth, MN USA. URL: http://www.elec-di.com/pdf/On-line-transfonner-diagnostics.pdf (Дата обращения: 11.04.2007)

69. Mark Fenger, Stone Greg C. A novel continuous on-line PD monitor for motors, switchgear and dry-type transformers. Iris Power Engineering, 2005.

70. Electrical Diagnostic Methods / R. Braunlich, M. Hassig, J. Fuhr, T. Aschwanden // IEEE, International Symposium on Electrical Insulation, Anaheim — 2000. -P. 1-5. (диагностика трансформаторов)

71. Lemke E. Progress in PD probe measuring technique. // 7th Dresden, 1991. P.72-77.

72. Blokhintsev I., Golovkov M., Golubev A., C. Kane. Field experiences with the measurement of partial discharges on rotating equipment. // IEEE Transactions on Energy Conversion. 1999. - V.14. №4.- P.930-938.

73. Stone Greg C. Partial discharge PART VII: Practical Techniques for Measuring PD in operating Equipment // IEEE Electrical Insulation Magazine. -1990.-Vol. 7.-P.9-19.

74. Leibfried T. Online monitors keep transformers in service. // IEEE Trans. Comput. Appl. Power, 1998. P.36-42.

75. Eleftherion P.M. Partial discharge XXI: Acoustic Emission-Based PD Source Location in Transformers // IEEE Electrical Insulation Magazine. — 1995. -Vol. 7. P.22—26.

76. George Yeboah, P.E. On-Line Partial Discharge Measurements on Turbine Generator Experience with KCPL Montrose Unit 2. Iris Rotating Machine Conference, New Orleans, June 2004.

77. Morshuis P. Assessment of Dielectric Degradation by Ultrawide-band PD Detection. // IEEE Trans. DEI, Vol. 2, 1995. pp. 744-760.

78. Analysis of Ultrawide-band Detected Partial Discharges by means of a Multiresolution Digital Signal-processing Method. Angrisani L., Daponte P. and oth. //Measurement, vol. 27, 2000,-P. 207-221.

79. Jiangdong Deng H.X. Optical fiber sensor-based detection of partial discharge in power transformers // Optics and Laser Technology. Vol.33.-P.305-311.

80. Stone G.C., Warren V. Advancements in interpreting partial discharge test results to assess stator winding condition. Iris Power Engineering, 2005.

81. Howard G. Sedding, Steven R. Campbell. Method and device for distinguishing between partial discharge and electrical noise. US Patent Issued on December 12, 1995.

82. Bartnicas R. Effect of pulse rise time on the response of corona detectors // IEEE Trans, on Power Insulation. 1972. - 7, №1. - C.3 -8.

83. Studies of elastic waves caused by corona discharges in oil /Sakoda Т., Arita T. and oth. // IEEE Trans. On Diel. And Elec. Insul. 1999. - N 6. - C. 825 -830.

84. Krivda A., Gulski E., Satish L., Zaengl W.S. The Use of Fractal Features for Recognition of 3-D Discharge Patterns IEEE Trans. On Dielectrics and Electrical Insulation. -1995. - Vol.2. №5. - P. 117-120.

85. Hoof M., Patch R. Pulse sequence analysis: a new method for investigating the physics of PD - induced aging // IEEE Proc. Sci., Meas. and Technol. — 1995.- 142, N l.-C. 95-101.

86. Wenzel D., Borsi H., Gockenbach E. Pulse shaped noise reduction and partial discharge localisation on transformers using the Karhunen- Loeve- Transform //Proc. 9th ISH, Graz. -1995. P. 5627.

87. Campbell S.R., Stone G.C., Sedding H.G. Application of pulse width analysis to partial discharge detection // Conf. Rec. IEEE Int. Symp. Elec. Insul., Baltimore, Md, June 7 -10, 1992. Piscataway (N.Y.), 1992. - C.345 - 348.

88. Florkowska В., Wlodek R. Pulse height analysis of partial discharges in air // IEEE Trans Elec. Insul. -1993. 28, N6. C. 932 - 940.

89. Vidakovic Brani, Muller Peter. Wavelets for Kids. URL: ftp://ftp.isds.duke.edu/pub/Users/brani/papers. (Дата обращения: 11.05.2008)

90. X. Ma, С. Zhou, I. J. Kemp. Interpretation of Wavelet Analysis and Its Application in Partial Discharge Detection. //IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. Vol. 9, №3, June 2002. P.446-457.

91. Robi Polikar. The Engineer's Ultimate Guide to Wavelet Analysis. The Wavelet Tutorial. URL:http://www.public. iastate.edu/~rpolikar/WAVELETS/ WTtutorial.html. (дата обращения 09.03.2008).

92. Jain A., Satish L. Structure of Transfer Function of Transformers With Special Reference to Interleaved Windings. //IEEE Trans. On Power Delivery, Vol. 17, №3, July, 2002. P.141-144.

93. Zingales G. The Requirements of a PD Measuring System Analyzed inthe Time Domain. //IEEE Trans. DEI, Vol. 7, 2000. P.2-5,

94. Gulski E., Burger H.P., Zielonka A., Brooks R. Classification of Defects in HV Components by Fractal Analysis of PD Measurements // Proc. CEIDP, San Fransisco, 1996. - p. 484.

95. Montanari G.C., Contin A., Cavalini A. Random sampling and data processing for PD pulse height and shape analysis.// Proc. 9th ISH, Graz. -1995. P. 30-39.

96. Lapp A., Kranz H.G. The use of the CIGRE data format for PD diagnosis applications. //IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2000. -V.7, N1. - P. 102-112.

97. Mazroua Amira A., Salama M.M.A., Bartnicas R. PD pattern recognition with neural networks using the multulayer perception technique // IEEE Trans Elec. Insul. -1993. 28, N6. P. 1082-1089.

98. Kranz Hans-Gerd. Diagnosis of partial discharge signals using neural networks and minimum distance classification // IEEE Trans Elec. Insul. -1993. 28, N6.-C. 1016-1024.

99. Candela R., Mirelli G., Schifani R. PD recognition by means of statistical and fractal parameters and neural network. -Proc. 9th ISH, Graz. -1995. C. 8794.

100. URL: http://www.ptd.siemens.ru (дата обращения: 19.07.2008)

101. URL: http://www.energoportal.ru (дата обращения: 10.01.2007)

102. URL: http://www.rospol-electro.ru (дата обращения: 20.02.2007)

103. URL: http://www.transform.ru (дата обращения: 10.03.2007)

104. URL: http://prodav.narod.ru (дата обращения: 20.02.2008)

105. Поликар Р. Введение в вейвлет-преобразование. Пер. Грибунина В.Г. СПб, АВТЭКС. URL: http://www.basegroup.ru/ (дата обращения 11.04.2008).

106. Полный текст исходного кода разработанной программы «Измерение и расчет характеристик частичных разрядов в твердом диэлектрике

107. XD,CXD,LXD. = WDEN(data,,sqtwolog','sVone',3,,db9'); data 1591 =chuvstvitelnost* XD ; razmer=size(data 1591);

108. PDviderjkai=PDviderjkai-1; if (and(PDopen==true,PDviderjkai<=0)) PDopen=false; PD=PD+1;

109. PDresult(PDamplitudatime)=PDamplituda; PDamplituda=0; end; end; end;if PDopen=true PD=PD+1;

110. PDresult(PDamplitudatime)=PDamplituda; end;

111. Расчёт среднего тока и мощности ЧРlhr=0;1. Phr=0;1.r=sum(PDresult)/(0.02);for i=l:razmerugol2=(i/ro wsinexperiment)* (2*3.1416); Phr( 1 )=Phr( 1 )+PDresult(i)*abs(sin(ugol2))* 10000* 1.41/0.02; end

112. Характеристики среднего тока ЧР для различных образцов изоляции1чр, мкАвремя эксплуатации, ч

113. Рисунок П.Б. 1 Зависимость среднего тока ЧР от срока службы для образца № 11чр, мкАвремя эксплуатации, ч

114. Рисунок П.Б.2 — Зависимость среднего тока ЧР от срока службы для образца №21чр, мкАвремя эксплуатации, ч

115. Рисунок П.Б.З Зависимость среднего тока ЧР от срока службы для образца №31чр, мкАвремя эксплуатации, ч

116. Рисунок П.Б.4 Зависимость среднего тока ЧР от срока службы для образца №41чр, мкАвремя эксплуатации, ч

117. Рисунок П.Б.5 Зависимость среднего тока ЧР от срока службы для образца №5

118. Зависимости максимального кажущегося заряда ЧР от срока эксплуатации для различных образцов изоляцииочр, нклвремя эксплуатации, ч

119. Рисунок П.В.1- Зависимость максимального кажущегося заряда от срока службы для образца № 11. ОЧР, нКлвремя эксплуатации, ч

120. Рисунок П.В.2 Зависимость максимального кажущегося заряда от срока службы для образца № 11351. П.В.сачр, нКлвремя эксплуатации, ч

121. Рисунок П.В.З Зависимость максимального кажущегося заряда от срока службы для образца №1анр, нКлвремя эксплуатации, ч

122. Рисунок П.В.4 Зависимость максимального кажущегося заряда от срока службы для образца №1время эксплуатации, ч

123. Рисунок П.В.5 Зависимость максимального кажущегося заряда от срока службы для образца №1