Трансформаторы: эксплуатация, диагностирование, ремонт и продление срока службы
Подождите немного. Документ загружается.
110
Ðèñ. 6. MiniTrans, êîíòðîëü
òðåõ ãàçîâ è âëàãè
Ðèñ. 7. Hydran M2, ìîíèòîðèíã
ñìåñè ãàçîâ è âëàãîñîäåðæàíèÿ
Ìëàäøåå óñòðîéñòâî â ëèíåéêå, Hydran M2 (ðèñ. 7), èìååò âîçìîæíîñòü
îòñëåæèâàòü ñîäåðæàíèå â òðàíñôîðìàòîðíîì ìàñëå H
2
è ñìåñè óãëåâîäîðî-
äîâ, à òàêæå âëàãîñîäåðæàíèå. Hydran M2 îáëàäàåò íåñêîëüêèìè òî÷íûìè ìà-
òåìàòè÷åñêèìè ìîäåëÿìè, êîòîðûå ñïîñîáíû ïðåâðàùàòü íå î÷åíü ïîëåçíûå
äëÿ ïîëüçîâàòåëÿ ñûðûå äàííûå â áîëåå ïîëåçíóþ èíôîðìàöèþ î ñîñòîÿíèè
òðàíñôîðìàòîðà. Ïðè èñïîëüçîâàíèè äèàãíîñòè÷åñêèõ ìîäåëåé ïðèáîð ïîçâî-
ëÿåò âû÷èñëèòü òàêèå ïàðàìåòðû, êàê ïðîöåíò âëàãè â èçîëÿöèè, òåìïåðàòóðó
ñàìîé íàãðåòîé òî÷êè â îáìîòêå, îöåíèòü ñòàðåíèå èçîëÿöèè, îòñëåäèòü ïî-
çèöèè ÐÏÍà è òåìïåðàòóðó ÐÏÍà. Òàêæå ïðèáîð ïîçâîëÿåò îöåíèòü ñîñòîÿíèå
ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ è åå ýôôåêòèâíîñòü.
Ïðèìåð. Â Ìàíèòîáà Ãèäðî èìååòñÿ íåñêîëüêî óñòðîéñòâ Hydran (ðèñ. 8), è
îäíî èç íèõ âûäàëî àâàðèéíûé ñèãíàë, ÷òî ïðèâëåêëî âíèìàíèå ê òðàíñôîðìàòî
-
ðó. Ïîñëå ðàññëåäîâàíèÿ áûëî îáíàðóæåíî ìíîæåñòâåííîå çàìûêàíèå ñåðäå÷íè-
êà íà çåìëþ, êîòîðîå íå ìîãëî áûòü óñòðàíåíî íà ìåñòå: áûëà ïîâðåæäåíà èçîëÿ-
öèÿ âîêðóã ñòåðæíåé ñåðäå÷íèêà. Äàííàÿ ïðîáëåìà íå ÿâëÿåòñÿ êðèòè÷åñêîé äëÿ
ðàáîòû òðàíñôîðìàòîðà, è ìàëîâåðîÿòíî, ÷òîáû îíà âûçâàëà ïîëíûé îòêàç.
Ðèñ. 8. HVDC òðàíñôîðìàòîð
Ìàíèòîáà Ãèäðî
Êîãäà ïîêàçàíèÿ Hydran ïðåâûñèëè 300 ppm, ìàñëî â òðàíñôîðìàòîðå áûëî
äåãàçèðîâàíî. Ïîñëå ïîâòîðíîé ïîäà÷è ïèòàíèÿ óðîâåíü ãàçà ñíîâà óâåëè÷èëñÿ
è áûëà ïðîâåäåíà âíóòðåííÿÿ ïðîâåðêà òðàíñôîðìàòîðà.
111
Õîòÿ òðàíñôîðìàòîðó íå óãðîæàëà íåïîñðåäñòâåííàÿ îïàñíîñòü îòêàçà ïðè
íàëè÷èè çàêîðà÷èâàíèÿ ñåðäå÷íèêà, îïàñíîñòü çàêëþ÷àëàñü â êîëè÷åñòâå ãàçà,
îáðàçóþùåãîñÿ â ñåðäå÷íèêå. Åñëè â òðàíñôîðìàòîðå èìåþòñÿ ïóçûðüêè ãàçà,
åñòü îïàñíîñòü, ÷òî îíè âûçîâóò ïðîáîé â ìåñòàõ âûñîêîé íàãðóçêè. Ïîñêîëüêó
òðàíñôîðìàòîð áûë æèçíåííî íåîáõîäèì íà ñòàíöèè è åãî íåëüçÿ áûëî çàìåíèòü,
áûëî ïðèíÿòî ðåøåíèå ïîääåðæèâàòü åãî â ðàáî÷åì ñîñòîÿíèè ëþáîé öåíîé.
Íà òðàíñôîðìàòîð áûëî óñòàíîâëåíî îïåðàòèâíîå óñòðîéñòâî äåãàçèðîâà-
íèÿ, êîòîðîå èñïîëüçîâàëîñü äëÿ ïîääåðæàíèÿ óðîâíÿ ãàçà íèæå óðîâíÿ íàñû-
ùåíèÿ. Îíî íå èñïîëüçîâàëîñü íåïðåðûâíî – òîëüêî ïåðèîäè÷åñêè äëÿ ñíè-
æåíèÿ êîíöåíòðàöèè ãàçà äî ðàáî÷åãî óðîâíÿ. Äëÿ áîëåå òî÷íîãî è áûñòðîãî
ñëåæåíèÿ çà êîíöåíòðàöèåé ãàçîâ áûëî óñòàíîâëåíî óñòðîéñòâî âîñüìèãàçîâî-
ãî ìîíèòîðèíãà. Èìåëèñü êâàëèôèöèðîâàííûé èíæåíåð, îòâå÷àâøèé çà ìîíè-
òîðèíã, è óñòðîéñòâî äåãàçèðîâàíèÿ, òîëüêî èíæåíåð ìîã ïðèíèìàòü ðåøåíèÿ.
Ó íåãî áûë óäàëåííûé äîñòóï êî âñåì äàííûì: îí ìîã íàáëþäàòü äàííûå è
óïðàâëÿòü ðàáîòîé ñèñòåìû, íàõîäÿñü äîìà. Â ðåçóëüòàòå òðàíñôîðìàòîð ïðî-
ðàáîòàë â òàêîì ðåæèìå ïî÷òè ãîä, äî òîãî ìîìåíòà, êàê áûëà ïîëó÷åíà çàìåíà.
Íî äàæå ïîñëå çàìåíû òðàíñôîðìàòîð íàõîäèòñÿ íà ïëîùàäêå è èñïîëüçóåòñÿ
êàê ðåçåðâíûé. Äàííûé ïðèìåð ïîêàçàòåëåí, òàê êàê ñòàíöèè óäàëîñü èçáåæàòü
àâàðèè è îòñðî÷èòü ãëîáàëüíûå ðàñõîäû íà çàìåíó òðàíñôîðìàòîðà.
Íà äàííîì ïðèìåðå âèäíî, ÷òî áåç äîëæíîãî âíèìàíèÿ ñî ñòîðîíû ïåðñîíàëà
äàæå ñàìûå ìîùíûå óñòðîéñòâà ìîíèòîðèíãà íå ñïîñîáíû ñïàñòè òðàíñôîðìàòîð.
Íà îäíîé èç ïîäñòàíöèé íà þãå Ðîññèè íà òðàíñôîðìàòîðå áûë óñòàíîâëåí
ïðèáîð Hydran M2. Ïîñëå íåñêîëüêèõ ëåò ñïîêîéíîé ðàáîòû, ïðîèñõîäèò ñðà
-
áàòûâàíèå ñèãíàëèçàöèè íà ïðåâûøåíèå ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ ãàçîâ (ðèñ. 9).
Íåñìîòðÿ íà óãðîæàþùóþ ñêîðîñòü (çà îäíè ñóòêè êîëè÷åñòâî ãîðþ÷åãî ãàçà
óâåëè÷èâàåòñÿ áîëåå ÷åì â äâà ðàçà), òðàíñôîðìàòîð íå âûâîäèòñÿ èç ðàáîòû
öåëóþ íåäåëþ, ïîñëå ÷åãî ïðîèñõîäèò ïîëíûé åãî îòêàç.  äàííîì ñëó÷àå áûëî
÷åòêî âèäíî, ÷òî ñ óñòðîéñòâà ìîíèòîðèíãà ïîëó÷åíû ñèãíàëû «îïàñíîñòü», íî
íèêàêèõ äåéñòâèé ïðåäïðèíÿòî íå áûëî, ÷òî è ïîñëóæèëî ïðè÷èíîé àâàðèè.
Ðèñ. 9. Àâàðèéíûé ñèãíàë ñ äàò÷èêà Hydran M2
Ìîíèòîðèíã – ìîùíûé èíñòðóìåíò â ðóêàõ ïåðñîíàëà, íî îí íå ñïîñîáåí
ïðèíèìàòü ðåøåíèÿ çà ëþäåé.
112
Èíòåðïðåòàöèÿ ðåçóëüòàòîâ
Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî â ïîñëåäíèå ãîäû ïðîèñõîäèò ïîñòîÿííîå ñîâåðøåí-
ñòâîâàíèå òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ äèàãíîñòèêè òðàíñôîðìàòîðîâ, èíòåðïðåòàöèÿ
èõ ðåçóëüòàòîâ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òàêóþ æå, êàê è ïðåæäå, ïðîáëåìó.
 íàñòîÿùèé ìîìåíò áîëüøèíñòâî ïîëüçîâàòåëåé äèàãíîñòè÷åñêîãî îáîðóäî-
âàíèÿ, òàêîãî êàê ãàçîâûå õðîìàòîãðàôû è äðóãèå àíàëèçàòîðû ãàçîâ, ïîñëå ïî-
ëó÷åíèÿ ðåçóëüòàòîâ îáðàùàþòñÿ çà îòâåòîì ê ëèòåðàòóðå. Ýòà ðóòèííàÿ çàäà÷à
îòíèìàåò ìíîãî âðåìåíè, à òàêæå ìîæåò áûòü èñòî÷íèêîì ðàçëè÷íûõ îøèáîê. Äëÿ
óñêîðåíèÿ ðàáîòû, ñèñòåìàòèçèðîâàíèÿ äàííûõ è óìåíüøåíèÿ îøèáîê áûëà ñîçäà-
íà ýêñïåðòíàÿ ñèñòåìà äëÿ òðàíñôîðìàòîðíîãî îáîðóäîâàíèÿ Kelman Perception.
Ïðîãðàììà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé áàçó äàííûõ, ãäå õðàíèòñÿ èíôîðìàöèÿ îáî
âñåõ àêòèâàõ ïîëüçîâàòåëÿ. Ïðîñìîòð äàííûõ îñóùåñòâëÿåòñÿ â âèäå ñòàí-
äàðòíîãî òàáëè÷íîãî âèäà (ñ öâåòîâûì âûäåëåíèåì ïàðàìåòðîâ, âûøåäøèõ çà
ïðåäåëû çàäàííûõ ðàìîê), ãðàôèêîâ ðàçëè÷íîãî âèäà è àâòîìàòè÷åñêîé äèàãíî-
ñòèêè ñ èñïîëüçîâàíèåì ìèðîâûõ ìåòîäîâ èíòåðïðåòàöèè.
Ðèñ. 10. Âíåøíèé âèä. Îñíîâíîå îêíî
Íà ðèñ. 10 ïîêàçàí îäèí èç êëþ÷åâûõ ýêðàíîâ ïðîãðàììû Perception. Çäåñü
ñèñòåìà âûâîäèò ðåçóëüòàòû äèàãíîñòèêè ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàçíûõ ìåòîäîâ.
Äàííûé âèä ïîçâîëÿåò óæå ÷åðåç íåñêîëüêî ìèíóò ïîñëå ïîëó÷åíèÿ ðåçóëüòà-
òîâ ñîñòàâèòü áûñòðîå ïðåäñòàâëåíèå î ñîñòîÿíèè òðàíñôîðìàòîðà
Áîëåå äåòàëüíóþ èíôîðìàöèþ î êàæäîì ìåòîäå äèàãíîñòèêè ïîëüçîâàòåëü
ìîæåò ïîñìîòðåòü íà îòäåëüíûõ ñòðàíèöàõ. Òàêæå âîçìîæåí âûâîä íà ïå÷àòü
ïîëíûõ è êîðîòêèõ îò÷åòîâ ñ ïîÿñíåíèÿìè íà ðóññêîì ÿçûêå.
Äàëåå ïðèâåäåíû ïðèìåðû äèàãíîñòè÷åñêèõ îêîí ïðîãðàììû.
113
Ìåòîä Ìèøåëÿ Äþâàëÿ äàåò áûñòðûé è äîñòàòî÷íî òî÷íûé ðåçóëüòàò. Íà
ãðàôèêå òàêæå âèäíà ìèãðàöèÿ äåôåêòà ñî âðåìåíåì. Â ïðèìåðå ïîêàçàíî, êàê
äåôåêò, íà÷àâøèéñÿ êàê «ðàçðÿäû ìàëîé ýíåðãèè», ñíà÷àëà ïåðåøåë â ñòàäèþ
«ðàçðÿäû áîëüøîé ýíåðãèè», çàòåì â «ýëåêòðè÷åñêîå è òåðìàëüíîå ïîâðåæäå-
íèÿ» è çàêîí÷èëñÿ «òåðìè÷åñêèì äåôåêòîì ñ òåìïåðàòóðîé áîëåå 700 °C».
Ìåòîä êëþ÷åâîãî ãàçà, ðàñïîëàãàÿ äàííûìè, íàêîïëåííûìè çà ãîäû èññëå-
äîâàíèé, ïîçâîëÿåò ïîíÿòü, íàñêîëüêî «êàðòèíà» íàøèõ ãàçîâ ïîõîæà íà îäèí
èç èçâåñòíûõ äåôåêòîâ.  ñëó÷àå íà ðèñóíêå ñ òî÷íîñòüþ äî 82 % ìîæíî ñêà-
çàòü, ÷òî ïðîáëåìà íà èññëåäóåìîì òðàíñôîðìàòîðå íîñèò õàðàêòåð äóãîâîãî
ïîâðåæäåíèÿ.
Äèàãíîñòèêà ïî ñîîòíîøåíèþ ãàçîâ ïîçâîëÿåò íàì òàêæå âèçóàëüíî îöå-
íèòü, íàñêîëüêî íàøå òåêóùåå ñîñòîÿíèå áëèçêî ê îäíîìó èç èçâåñòíûõ äèàãíî-
çîâ. Ãðàôèê òðåõìåðíûé è ïîçâîëÿåò íàì îñìîòðåòü ñåáÿ ñî ñòîðîíû. Òàê æå
êàê è â äðóãèõ ìåòîäàõ äèàãíîñòèêè, ìîæíî ïðîñëåäèòü èçìåíåíèÿ ñèòóàöèè ñî
âðåìåíåì.
Ïàêåò ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü îò÷åòû â óäîáíîì äëÿ ïîëüçîâàòåëÿ âèäå, âêëþ-
÷àÿ øàáëîíû, êîòîðûå ïðèâû÷íû äëÿ ðîññèéñêèõ ïîëüçîâàòåëåé.
Çàêëþ÷åíèå
Ñóùåñòâóþùàÿ ôîðìà êîíòðîëÿ òðàíñôîðìàòîðîâ èíîãäà íå ïîêàçûâàåò
íàì äåòàëüíóþ êàðòèíó ñîñòîÿíèÿ îáîðóäîâàíèÿ. Ïîñòåïåííûé ïåðåõîä îò ïå-
ðèîäè÷åñêîãî êîíòðîëÿ ê ïîñòîÿííîìó ïîçâîëèò ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî àâàðèé,
è íåçàïëàíèðîâàííûõ îòêëþ÷åíèé, òåì ñàìûì ýêîíîìÿ ñðåäñòâà è ñîõðàíÿÿ
íåðâû îòâåòñòâåííûõ ëèö.
114
ÊÎÌÏËÅÊÑÍÛÉ ÏÎÄÕÎÄ Ê ÌÎÍÈÒÎÐÈÍÃÓ È ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÅ
ÑÎÑÒÎßÍÈß ÑÈËÎÂÛÕ ÒÐÀÍÑÔÎÐÌÀÒÎÐÎÂ È ÐÅÀÊÒÎÐÎÂ
Ñ. Â. Áîòîâ, Â. À. Ðóññîâ, ÎÎÎ «ÄÈÌÐÓÑ»
Í. Í. Ñîôüèíà, ÍÏÏ «ÐÎÑ»
Ñèñòåìà TDM (Transformer Diagnostics Monitor) ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ êîì-
ïëåêñíîãî êîíòðîëÿ òåõíè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ ñèëîâûõ òðàíñôîðìàòîðîâ â
ðåæèìå ïîñòîÿííîãî ìîíèòîðèíãà. Îíà âêëþ÷àåò â ñåáÿ íàáîð ñîâðåìåííûõ
òåõíè÷åñêèõ è ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ äëÿ ïðîâåäåíèÿ äèàãíîñòèêè è îöåíêè ñî-
ñòîÿíèÿ ïîäñèñòåì òðàíñôîðìàòîðà.
Âñå èñïîëüçóåìûå ìåòîäû äèàãíîñòèêè è ìîíèòîðèíãà òðàíñôîðìàòîðà ôóíê-
öèîíàëüíî è òåõíè÷åñêè ðåàëèçîâàíû â âèäå îòäåëüíûõ ìîäóëåé, êîòîðûå èìåþò
îáùóþ èíôîðìàöèîííóþ øèíó. Êàæäûé ìîäóëü ÿâëÿåòñÿ çàêîí÷åííûì òåõíè÷å-
ñêèì óñòðîéñòâîì, ðåàëèçóþùèì ïîñòàâëåííóþ äèàãíîñòè÷åñêóþ çàäà÷ó.
Ñèñòåìà TDM êîíñòðóêòèâíî è ïðîãðàììíî âêëþ÷àåò â ñåáÿ ãëàâíûé ìî-
äóëü ìîíèòîðèíãà, 11 òèïîâ ôóíêöèîíàëüíûõ ìîäóëåé è óíèâåðñàëüíûé ìî-
äóëü ïèòàíèÿ.
Ìîäóëü M3
Ìîäóëü êîíòðîëÿ
è äèàãíîñòèêè
ñîñòîÿíèÿ
øåñòè ââîäîâ
òðàíñôîðìàòîðà
ïî âåëè÷èíå tgδ è
åìêîñòè ââîäà C1
Ìîäóëü M0
Ãëàâíûé ìîäóëü.
Óïðàâëåíèå
äèàãíîñòè÷åñêèìè
ìîäóëÿìè,
èíòåãðèðîâàíèå
èíôîðìàöèè,
àðõèâèðîâàíèå,
ñâÿçü ñ ñèñòåìîé
ÀÑÓ-ÒÏ
Ìîäóëü PS
Óíèâåðñàëüíûé
èñòî÷íèê
ïèòàíèÿ äëÿ
âñåõ ìîäóëåé
ñèñòåìû TDMR
Ìîäóëü M1
Ìîäóëü êîíòðîëÿ
òåìïåðàòóðû
òðàíñôîðìàòîðà.
Äèàãíîñòèêà
ñîñòîÿíèÿ
ìàñëîíàñîñîâ
è âåíòèëÿòîðîâ
ñèñòåìû
îõëàæäåíèÿ
Ìîäóëü M2
Ìîäóëü
ðåãèñòðàòîðà
àâàðèéíûõ è
ïåðåõîäíûõ
ðåæèìîâ ðàáîòû.
Ðåãèñòðàöèÿ
ðåæèìîâ ðàáîòû
ñðåäñòâ ÐÇÀ
Ìîäóëü M6
Ìîäóëü àêóñòè÷åñêîé
ëîêàöèè ìåñò
âîçíèêíîâåíèÿ
äåôåêòîâ â
èçîëÿöèè, âíóòðè
òðàíñôîðìàòîðà
Ìîäóëü M7
Ìîäóëü èçìåðåíèÿ
âèáðàöèè
áàêà, àíàëèçà
âèáðàöèîííûõ
ïàðàìåòðîâ ðàáîòû
òðàíñôîðìàòîðà è
ìàñëîíàñîñîâ
Ìîäóëü M4
Ìîäóëü ðåãèñòðàöèè
è àíàëèçà ÷àñòè÷íûõ
ðàçðÿäîâ â èçîëÿöèè
îáìîòîê è âî ââîäàõ
òðàíñôîðìàòîðà
Ìîäóëü M5
Ìîäóëü êîíòðîëÿ
òåõíè÷åñêîãî
ñîñòîÿíèÿ è
äèàãíîñòèêè
äåôåêòîâ ÐÏÍ
òðàíñôîðìàòîðà
115
Íà ôîòî ñèñòåìû TDM íå ïðèâåäåíû åùå ÷åòûðå ôóíêöèîíàëüíûõ ìîäóëÿ:
– ìîäóëü Ì8 – ìîäóëü êîíòðîëÿ îãðàíè÷èòåëåé ïåðåíàïðÿæåíèÿ. Ñ åãî ïî-
ìîùüþ ìîæíî êîíòðîëèðîâàòü ñîñòîÿíèå äî 12 ÎÏÍ;
– ìîäóëü Ì9 – ìîäóëü ðàñøèðåíèÿ âíåøíèõ èíòåðôåéñîâ ñèñòåìû TDM.
Ïîçâîëÿåò îðãàíèçîâûâàòü ñâÿçü ñ ÀÑÓ-ÒÏ ïî îïòè÷åñêîé ëèíèè, âèòîé ïàðå,
ïîääåðæèâàòü web-ñòðàíè÷êó ñèñòåìû;
– ìîäóëü Ì3.1 – ìîäóëü äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ïåðåíîñíûõ ïðèáîðîâ èçìåðåíèÿ
÷àñòè÷íûõ ðàçðÿäîâ â èçîëÿöèè òðàíñôîðìàòîðà;
– ìîäóëü ÁÈÒÒ – êîìïëåêò èç òðåõ èçîëèðóþùèõ òðàíñôîðìàòîðîâ òîêà
0,1/0,1 À. Ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ ãàëüâàíè÷åñêîé ðàçâÿçêè öåïåé êîíòðîëÿ âûñîêî-
âîëüòíûõ ââîäîâ.
Îáùèé âèä
îäíîãî èç
ìîäóëåé
Ñîçäàíèå ñèñòåìû ìîíèòîðèíãà òðàíñôîðìàòîðà ñ çàäàííûìè äèàãíîñòè÷å-
ñêèìè ñâîéñòâàìè äëÿ êîíêðåòíîãî òðàíñôîðìàòîðà çàêàç÷èêà â TDM ðåàëèçó-
åòñÿ âêëþ÷åíèåì â ïîñòàâêó ñîîòâåòñòâóþùèõ ôóíêöèîíàëüíûõ ìîäóëåé. Îñî-
áåííîñòüþ TDM ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü âêëþ÷åíèÿ â îäíó ñèñòåìó íåñêîëüêèõ
ìîäóëåé îäíîãî òèïà, ÷òî óäîáíî ïðè ñîçäàíèè áîëüøèõ ñèñòåì ìîíèòîðèíãà.
Âñå ìîäóëè ñèñòåìû ìîíòèðóþòñÿ íà DIN ðåéêå è îáúåäèíÿþòñÿ ïî îáùåé âíó-
òðåííåé øèíå ñâÿçè.
 çàâèñèìîñòè îò âûáðàííîé êîíôèãóðàöèè ñèñòåìû ìîíèòîðèíãà TDM èñ-
òî÷íèêàìè ïåðâè÷íîé èíôîðìàöèè áóäóò ÿâëÿòüñÿ îò 10 äî 80 è áîëåå ïåðâè÷-
íûõ äàò÷èêîâ ðàçëè÷íîãî òèïà.
Èíôîðìàöèÿ îò äàò÷èêîâ ïåðâè÷íîé èíôîðìàöèè ðåãèñòðèðóåòñÿ, îáðàáà-
òûâàåòñÿ è, íà ïåðâîì ýòàïå, õðàíèòñÿ â ñîîòâåòñòâóþùèõ ôóíêöèîíàëüíî-äèà-
ãíîñòè÷åñêèõ ìîäóëÿõ. ×àñòü èíôîðìàöèè, íîñÿùåé ãëîáàëüíûé õàðàêòåð, è
äèàãíîñòè÷åñêèå çàêëþ÷åíèÿ ïåðåäàþòñÿ â äðóãèå ìîäóëè ïî îáùåé èíôîðìà-
öèîííîé øèíå.
 êàæäîì ìîäóëå íà ïðîãðàììíîì óðîâíå ðåàëèçîâàíà ñïåöèàëèçèðîâàííàÿ ýêñ-
ïåðòíàÿ ñèñòåìà, ðåçóëüòàòîì ðàáîòû êîòîðîé ÿâëÿåòñÿ äèàãíîñòè÷åñêîå çàêëþ÷å-
íèå î òåõíè÷åñêîì ñîñòîÿíèè êîíòðîëèðóåìîé ïîäñèñòåìû òðàíñôîðìàòîðà.
116
Èíôîðìàöèÿ îò îòäåëüíûõ äèàãíîñòè÷åñêèõ ìîäóëåé èíòåãðèðóåòñÿ (è òàê-
æå õðàíèòñÿ) â «íóëåâîì» ìîäóëå, êîòîðûé ñàì ÿâëÿåòñÿ ñèñòåìîé ìîíèòîðèí-
ãà ìèíèìàëüíîãî óðîâíÿ è ìîæåò ðåãèñòðèðîâàòü äî 20 ñèãíàëîâ îò ïåðâè÷íûõ
äàò÷èêîâ.  ýòîì ìîäóëå ëîêàëüíàÿ èíôîðìàöèÿ îò ìîäóëåé èíòåãðèðóåòñÿ, è
â ñèñòåìó ÀÑÓ-ÒÏ ïîñòóïàåò èòîãîâîå äèàãíîñòè÷åñêîå çàêëþ÷åíèå î òåõíè-
÷åñêîì ñîñòîÿíèè êîíòðîëèðóåìîãî òðàíñôîðìàòîðà.
Èòîãîâàÿ äèàãíîñòè÷åñêàÿ èíôîðìàöèÿ ñèñòåìû TDMR ÿâëÿåòñÿ ìíîãîóðîâíå-
âîé, ìèíèìàëüíî îò ñòàíäàðòíîãî ñâåòîôîðà ñîñòîÿíèÿ – çåëåíûé, æåëòûé, êðàñ-
íûé – äëÿ îïåðàòèâíîãî ïåðñîíàëà è äî óãëóáëåííîãî ìíîãîôàêòîðíîãî ïðîñìîòðà
òðåíäîâ è äèàãíîñòè÷åñêèõ çàêëþ÷åíèé – äëÿ äèàãíîñòè÷åñêîãî ïåðñîíàëà.
Âñå ìîäóëè ñèñòåìû TDM ðàññ÷èòàíû íà ðàáîòó â ïðîìûøëåííîì äèàïàçî-
íå òåìïåðàòóð (îò 40 °Ñ), ÷òî ïîçâîëÿåò áåç ïîäîãðåâà ìîíòèðîâàòü îáîðóäîâà-
íèå íåïîñðåäñòâåííî ðÿäîì ñ êîíòðîëèðóåìûì òðàíñôîðìàòîðîì.
Âíåøíèå ãàáàðèòíûå ðàçìåðû ìîíòàæíîãî øêàôà, ìì 600 õ 700 õ 250
Äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð ñ ñèñòåìîé ïîäîãðåâà, °Ñ –55 ÷ +60
Íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ ìîäóëåé ñèñòåìû ìîíèòîðèíãà, Â 80 ÷ 265 Â AC/DC
Ïîòðåáëÿåìàÿ øêàôîì ìîùíîñòü ñ ó÷åòîì ïîäîãðåâà, Âò 300
ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ ÓÑÈËÈß ÏÐÅÑÑÎÂÊÈ ÎÁÌÎÒÎÊ ÑÈËÎÂÛÕ
ÒÐÀÍÑÔÎÐÌÀÒÎÐÎÂ
Â. È. Åìåëüÿíîâ, ÍÏÎ «ËÎÃÎÒÅÕ» (ÇÀÎ)
Èçâåñòíî, ÷òî â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè òðàíñôîðìàòîðîâ ïðîèñõîäèò îñëà-
áëåíèå óñèëèÿ ïîäæàòèÿ îáìîòîê èç-çà óñàäêè èçîëÿöèè, ðåëàêñàöèè íàïðÿæå-
íèé â ñèñòåìå ïðåññîâêè è ñòàðåíèÿ ìàòåðèàëîâ. Ýòè ÿâëåíèÿ âûçâàíû âîçäåé-
ñòâèåì:
– âèáðàöèîííûõ ìåõàíè÷åñêèõ íàãðóçîê (ÿâëåíèå ìàãíèòîñòðèêöèè â ìàã-
íèòîïðîâîäå);
– èìïóëüñíûõ ýëåêòðîäèíàìè÷åñêèõ íàãðóçîê (ãðîçîâûå ðàçðÿäû è êîðîò-
êèå çàìûêàíèÿ);
– âðåìåíè.
Îñëàáëåíèå óñèëèÿ ïîäæàòèÿ îáìîòîê â ñëó÷àå âîçäåéñòâèÿ èìïóëüñíûõ
ýëåêòðîäèíàìè÷åñêèõ íàãðóçîê ìîæåò ïðèâåñòè ê äåôîðìàöèè âèòêîâ îáìîòîê
è, êàê ñëåäñòâèå, ê âûõîäó òðàíñôîðìàòîðà èç ñòðîÿ.
Îïðåäåëåíèå îñòàòî÷íîãî óñèëèÿ ïðåññîâêè îáìîòîê òðàíñôîðìàòîðà áåç
ðàçáîðêè òðàíñôîðìàòîðà âîçìîæíî ïîñëå ðåøåíèÿ ñëåäóþùèõ çàäà÷:
– îöåíêè òåîðåòè÷åñêîãî ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó óñèëèåì ïðåññîâêè è íåêèì
äîñòàòî÷íî õîðîøî èçìåðÿåìûì ïàðàìåòðîì, õàðàêòåðèçóþùèì ðàññìàòðèâà-
åìóþ ìåõàíè÷åñêóþ ñèñòåìó;
– âûáîðà ñïîñîáà ðåãèñòðàöèè è îáðàáîòêè äëÿ îïðåäåëåíèÿ èíòåðåñóþùå-
ãî ïàðàìåòðà.
Äëÿ ðåøåíèÿ ïåðâîé çàäà÷è ïðåäñòàâèì ñèñòåìó ïðåññîâêè îáìîòîê òðàíñ-
ôîðìàòîðà êàê ìåõàíè÷åñêóþ ñèñòåìó ñ íåñêîëüêèìè ñòåïåíÿìè ñâîáîäû.
117
Îáùåå óðàâíåíèå ìåõàíè÷åñêèõ êîëåáàíèé îïèñûâàåòñÿ âûðàæåíèåì
,
ãäå À – ìàòðèöà èíåðöèîííûõ ýëåìåíòîâ; Ñ – ìàòðèöà êâàçèóïðóãèõ êîýôôè-
öèåíòîâ; – ìàòðèöà-ñòîëáåö îáîáùåííûõ óñêîðåíèé; q – ìàòðèöà-ñòîëáåö
îáîáùåííûõ êîîðäèíàò.
Ïîñêîëüêó ðàññìàòðèâàåòñÿ îäèí è òîò æå òðàíñôîðìàòîð ïðè ðàçëè÷íûõ
óñëîâèÿõ ïðåññîâêè îáìîòîê, òî ìàòðèöà À îäèíàêîâà äëÿ êàæäîãî óðîâíÿ ïðåñ-
ñîâêè. Ñëåäîâàòåëüíî, ïàðàìåòðàìè, îïðåäåëÿþùèìè èçìåíåíèå ñîáñòâåííûõ
÷àñòîò, ÿâëÿþòñÿ êîýôôèöèåíòû ìàòðèöû Ñ, îïðåäåëÿþùèå æåñòêîñòíûå õà-
ðàêòåðèñòèêè ìåõàíè÷åñêîé ñèñòåìû «ìàãíèòîïðîâîä – îáìîòêè».
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ æåñòêîñòíîñòíûõ õàðàêòåðèñòèê îáìîòîê, à òî÷íåå
ñèñòåìû ïðåññîâêè îáìîòîê, áûëè ïðîâåäåíû èññëåäîâàíèÿ íåñêîëüêèõ òðàíñ-
ôîðìàòîðîâ â Ñðåäíåóðàëüñêîì òðàíñôîðìàòîðíîì öåõå. Â ðåçóëüòàòå ïðîâå-
äåíèÿ ðàáîò áûëè ïîëó÷åíû çàâèñèìîñòè óñàäêè îáìîòîê îò óñèëèÿ ïðåññîâêè
(ñì. ðèñóíîê).
Çàâèñèìîñòü ìåæäó îòíîñèòåëüíûìè óñèëèÿìè ïðåññîâêè è îòíîñèòåëüíû-
ìè äåôîðìàöèÿìè îáìîòîê õîðîøî àïïðîêñèìèðóåòñÿ âûðàæåíèåì
,
ãäå Ð – óñèëèå ïðåññîâêè; Ê – ïîñòîÿííûé êîýôôèöèåíò; õ – äåôîðìàöèÿ (óñàä-
êà) îáìîòêè; n – ïîêàçàòåëü ñòåïåíè, îïðåäåëÿþùèé õàðàêòåð íåëèíåéíîñòè.
Ïîëó÷åííîå âûðàæåíèå ïðèíÿòî êàê ìîäåëü, îïèñûâàþùàÿ æåñòêîñòü îáìî-
òîê âñåõ òðàíñôîðìàòîðîâ, ïîñêîëüêó ìàòåðèàëû, èñïîëüçóåìûå äëÿ èçãîòîâ-
ëåíèÿ îáìîòîê, ïðàêòè÷åñêè îäíè è òå æå è, ñëåäîâàòåëüíî, îáëàäàþò îäèíàêî-
âûìè æåñòêîñòíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè.
– òðàíñôîðìàòîð ÒÄÍ-16000/110; – òðàíñôîðìàòîð ÒÌÍ-6300/110;
– îòíîñèòåëüíàÿ äåôîðìàöèÿ îáìîòêè;
– îòíîñèòåëüíîå óñèëèå ïðåññîâêè.
118
Äëÿ ñèñòåì ñ ðàñïðåäåëåííûìè ïàðàìåòðàìè ñîáñòâåííûå ôîðìû êîëåáà-
íèé îðòîãîíàëüíû, ïîýòîìó êàæäóþ ôîðìó êîëåáàíèé ìîæíî ðàññìàòðèâàòü
êàê ñèñòåìó ñ îäíîé ñòåïåíüþ ñâîáîäû, ÷òî çíà÷èòåëüíî óïðîùàåò ðåøåíèå
ïîñòàâëåííîé çàäà÷è. Ñîáñòâåííàÿ ÷àñòîòà ìåõàíè÷åñêîé ñèñòåìû ñ îäíîé ñòå-
ïåíüþ ñâîáîäû îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì
,
ãäå f – ñîáñòâåííàÿ (ðåçîíàíñíàÿ) ÷àñòîòà; Ñ – æåñòêîñòü ñèñòåìû; m – ìàññà.
Ïîñêîëüêó æåñòêîñòü ðàññìàòðèâàåìîé ñèñòåìû ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèåé îò óñè-
ëèÿ ïðåññîâêè
,
òî äëÿ îïðåäåëåíèÿ èçìåíåíèÿ ñîáñòâåííîé ÷àñòîòû îò óñèëèÿ ïðåññîâêè âîñ
-
ïîëüçóåìñÿ îòíîøåíèåì ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò ïðè ðàçëè÷íûõ óñèëèÿõ ïðåññîâ-
êè
èëè
,
ãäå P
1
– èñêîìîå óñèëèå ïðåññîâêè; P
2
– èçâåñòíîå óñèëèå ïðåññîâêè; f
1
– èç-
ìåðåííàÿ ñîáñòâåííàÿ ÷àñòîòà ñèñòåìû; f
2
– èçâåñòíàÿ ñîáñòâåííàÿ ÷àñòîòà
ñèñòåìû; n – ïîêàçàòåëü ñòåïåíè, îïðåäåëÿþùèé õàðàêòåð íåëèíåéíîñòè.
Òàêèì îáðàçîì, çàäà÷à îïðåäåëåíèÿ îñòàòî÷íîãî óñèëèÿ îïðåññîâêè îáìîòîê
òðàíñôîðìàòîðà ñâîäèòñÿ ê èçìåðåíèþ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîëåáàíèé ñèñòåìû
ïðåññîâêè îáìîòîê. Ïðè ýòîì ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî äëÿ äàííîãî òðàíñôîðìàòîðà
èëè òèïà òðàíñôîðìàòîðîâ îïðåäåëåíû ÷àñòîòû ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé ïðè èç-
âåñòíîì óñèëèè ïðåññîâêè, íàïðèìåð ïðè åãî èçãîòîâëåíèè èëè ðåìîíòíîé ïîä-
ïðåññîâêå îáìîòîê. Ïîäîáíûå èçìåðåíèÿ õàðàêòåðèçóþòñÿ êàê «ýòàëîííûå».
Äëÿ ðåøåíèÿ âòîðîé çàäà÷è îáðàòèì âíèìàíèå íà îñîáåííîñòè êîíñòðóê-
öèè òðàíñôîðìàòîðîâ ÷åòâåðòîãî ãàáàðèòà è âûøå.  íèõ óñèëèå ïðåññîâêè
îáìîòîê ÷åðåç ñèñòåìó ïðåññîâêè çàêîðà÷èâàåòñÿ íà ìàãíèòîïðîâîä.  ýòîì
ñëó÷àå åñëè îáåñòî÷èòü òðàíñôîðìàòîð, òî ìàãíèòîïðîâîä (âñåãäà èìåþùèé
îñòàòî÷íóþ íàìàãíè÷åííîñòü) è îáìîòêè ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê íåêèé àíà-
ëîã èíäóêöèîííîãî àêñåëåðîìåòðà, îáëàäàþùåãî âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ.
Ñîáñòâåííûå ÷àñòîòû äàííîãî «äàò÷èêà» îïðåäåëÿþòñÿ åãî êîíñòðóêöèåé è
ñâÿçàíû ñ ñèñòåìîé ïðåññîâêè îáìîòîê. Ñîáñòâåííûå ÷àñòîòû àêñåëåðîìåòðà
íàèáîëåå öåëåñîîáðàçíî îöåíèâàòü ïðè âîçäåéñòâèè íà íåãî ìåõàíè÷åñêèõ íà-
119
ãðóçîê. Èç âñåãî êîìïëåêñà âñåâîçìîæíûõ ìåõàíè÷åñêèõ íàãðóçîê íàèáîëåå
äåøåâûì è äîñòóïíûì ñïîñîáîì ÿâëÿåòñÿ èìïóëüñíîå ìåõàíè÷åñêîå âîçäåé-
ñòâèå (óäàð) ïî íàèáîëåå æåñòêîé ÷àñòè áàêà òðàíñôîðìàòîðà. Çâóêîâàÿ âîë-
íà, ðàñïðîñòðàíÿÿñü ïî êîíñòðóêöèè òðàíñôîðìàòîðà, â òîì ÷èñëå è ïî åãî
àêòèâíîé ÷àñòè, âûçûâàåò çàòóõàþùèå ìåõàíè÷åñêèå êîëåáàíèÿ, êîòîðûå âû-
çûâàþò ñäâèã ãðàíèö äîìåíîâ â ñòåðæíÿõ ìàãíèòîïðîâîäà, ÷òî ñîïðîâîæäàåòñÿ
âûáðîñîì ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè. Ýòà ýíåðãèÿ îáóñëîâëèâàåò ïîÿâëåíèå
â îáìîòêàõ òðàíñôîðìàòîðà ýëåêòðîäâèæóùåé ñèëû (ÝÄÑ) è ïîçâîëÿåò çàðå-
ãèñòðèðîâàòü íà ââîäàõ ðàñøèíîâàííîãî òðàíñôîðìàòîðà èçìåíåíèå íàïðÿæå-
íèÿ. Òàêèì îáðàçîì, ïðè îïðåäåëåííûõ ïàðàìåòðàõ èìïóëüñíîãî ìåõàíè÷åñêî-
ãî âîçäåéñòâèÿ íà ââîäàõ òðàíñôîðìàòîðà ìîæíî çàðåãèñòðèðîâàòü ïðîöåññû
ýëåêòðè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ, êîòîðûå õàðàêòåðèçóþò ìåõàíè÷åñêèå êîëåáàíèÿ
ñèñòåìû ïðåññîâêè îáìîòîê.
Ñëåäîâàòåëüíî, ñèñòåìà ðåãèñòðàöèè è îáðàáîòêè äîëæíà áûòü íàïðàâëåíà
íà èçìåðåíèå îöåíîê, õàðàêòåðèçóþùèõ ñîáñòâåííûå (ðåçîíàíñíûå) ÷àñòîòû
ñèñòåìû ïðåññîâêè. Ýòîìó òðåáîâàíèþ îòâå÷àåò åå àìïëèòóäíî-÷àñòîòíàÿ õà-
ðàêòåðèñòèêà (À×Õ).  êà÷åñòâå îöåíêè À×Õ èñïîëüçóþòñÿ ñïåêòðàëüíûå ïëîò-
íîñòè ìîùíîñòè (ÑÏÌ) ïðîöåññîâ. Ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî ïðÿìîå âû÷èñëåíèå
ÑÏÌ äàåò îöåíêó ñî ìíîãèìè ñïåêòðàëüíûìè ñîñòàâëÿþùèìè, ÷òî íåñêîëüêî
çàòðóäíÿåò àâòîìàòèçèðîâàííûé àíàëèç, ïîýòîìó èñïîëüçóåòñÿ ÀÐÑÑ-ìîäåëü
ÑÏÌ, êîòîðàÿ óäîâëåòâîðèòåëüíî ñãëàæèâàåò ñïåêòðû è áëèçêà ê À×Õ ñèñòåìû
ñ îäíîé ñòåïåíüþ ñâîáîäû ïðè ðàâíîìåðíîé îïðåññîâêå îáìîòîê.
Ýòè ðàññóæäåíèÿ ÿâèëèñü áàçîé äëÿ ðàçðàáîòêè ìåòîäèêè áåçðàçáîðíîé äè-
àãíîñòèêè ïðåññîâêè îáìîòîê ñèëîâûõ ìàñëÿíûõ òðàíñôîðìàòîðîâ ÷åòâåðòîãî
ãàáàðèòà è âûøå, à òàêæå äëÿ îïðåäåëåíèÿ òàêòèêî-òåõíè÷åñêèõ òðåáîâàíèé ê
äèàãíîñòè÷åñêîìó êîìïëåêñó, ïðåäíàçíà÷åííîìó äëÿ ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è.
Íà ñåìè òðàíñôîðìàòîðàõ ïðîâåäåíî ñðàâíåíèå äèàãíîñòèðóåìûõ óñèëèé
ïðåññîâêè îáìîòîê è ôàêòè÷åñêèõ, ðàçëè÷èå íå ïðåâûøàëî 5–10 %. Íà ýòîì
ìîæíî áûëî áû ñ÷èòàòü ïîñòàâëåííûå çàäà÷è ðåøåííûìè, îäíàêî âîçíèêàþò âî-
ïðîñû î äîïóñòèìîì îñòàòî÷íîì óðîâíå ïðåññîâêè îáìîòîê, ïðè êîòîðîì ïðîâî-
äèòü êàïèòàëüíûé ðåìîíò òðàíñôîðìàòîðà íåöåëåñîîáðàçíî, è «êðèòè÷åñêîì»,
íèæå êîòîðîãî íåîáõîäèìî ïðîâîäèòü êàïèòàëüíûé ðåìîíò òðàíñôîðìàòîðà.
Ðåøåíèå ïåðâîãî âîïðîñà òåñíî ñâÿçàíî ñ êîýôôèöèåíòàìè çàïàñà ïî òî-
êàì êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ, íà êîòîðûå ñïðîåêòèðîâàí äàííûé òèï òðàíñôîðìà-
òîðîâ. Ïî íåîôèöèàëüíûì äàííûì, âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà çàïàñà ïî òîêàì
êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ ïðè ïðîåêòèðîâàíèè òðàíñôîðìàòîðîâ ïðèíèìàåòñÿ íå
ìåíåå äâóõ åäèíèö. Ñëåäîâàòåëüíî, çàïàñ ïî ìåõàíè÷åñêèì íàãðóçêàì ïðè ïðî-
åêòíûõ óðîâíÿõ òîêîâ êîðîòêèõ çàìûêàíèé ðàâåí èëè ïðåâûøàåò ÷åòûðå åäè-
íèöû. Èíûìè ñëîâàìè ïðè ïðåññîâêå îáìîòîê ~ 25 % îò çàâîäñêîãî óðîâíÿ
òðàíñôîðìàòîð âûäåðæèò ïðîåêòíîå êîðîòêîå çàìûêàíèå áåç êàêèõ-ëèáî îò-
ðèöàòåëüíûõ ïîñëåäñòâèé.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ «êðèòè÷åñêîãî» óðîâíÿ îñòàòî÷íûõ óñèëèé ïðåññîâêè îá-
ìîòîê, íèæå êîòîðîãî òðåáóåòñÿ êàïèòàëüíûé ðåìîíò òðàíñôîðìàòîðà ñ öåëüþ