Диагностический контроль состояния элегазового оборудования (стр. 2 )

Давление воздуха в системе привода , например, выключателя — это оперативный канал. Измерение давления воздуха позволит контроллеру разрешить выполнение того или иного цикла выключателя. Канал кон­троля давления может использоваться при этом для включения источни­ка сжатого воздуха для пополнения его запаса, например, дублируя или заменяя стандартную систему включения автономного компрессора.

Влажность воздуха в системе привода. Этот параметр может ме­няться в широких пределах в зависимости от климатических и погод­ных условий. Превышение нормативного значения влажности явится указанием обслуживающему персоналу на необходимость замены или регенерации элементов системы очистки воздуха. Одновременно кон­троллер рассчитает допустимую нижнюю границу рабочего температур­ного интервала и предупредит персонал о приближении к ней.

Контроль содержания продуктов разложения элегаза (хотя бы в ви­де кислотности) был бы очень полезен, как мы увидим далее, для опре­деления ресурса поглотителя и ресурса аппарата в целом, а контроль содержания четырехфтористого углерода позволил бы определить из­нос фторопластового сопла или угольного электрода. К сожалению, соз­дание каналов информации для решения химических задач пока невоз­можно из-за отсутствия сколько-нибудь приемлемых датчиков.

Частичные разряды в элегазе и на поверхности изоляторов. Акусти­ческий метод контроля позволяет распознать частичные разряды, так же, как и движение частиц, попавших в электрическое поле. При пуске оборудования в эксплуатацию рекомендуется производить соответст­вующее освидетельствование оборудования, но в последующей экс­плуатации мы считаем это излишним: число движущихся частиц и со­провождающие их частичные разряды со временем должны уменьшать­ся за счет попадания частиц в электростатические ловушки.

Частичные разряды в твердой изоляции, в противоположность час­тичным разрядам в газе, со временем могут развиваться за счет старе­ния изоляционного материала под действием электрического поля. Кон­троль состояния твердой изоляции, наиболее ответственного элемента конструкции, позволит обоснованно решать такие важные вопросы, как срок службы элегазового оборудования и объем капитального ремонта.

Ток протекающий. Для контроля протекающего тока комплектные распределительные устройства оснащаются трансформаторами тока с выводом измеренного значения на различные терминальные устройст­ва. Создание канала информации в системе автоматического контроля позволит расширить возможности как в части регистрации и учета (ос­реднение показаний, определение максимумов, статистическое распре­деление в течение суток и сезонов, определение коэффициента исполь­зования пропускной способности и пр.), так и в части диагностики (оп­ределение перегрева токоведущих частей совместно с показаниями дат­чиков температуры системы контроля плотности).

Число коммутаций выключателя и токи отключения и включения. Контроль этих параметров позволяет рассчитывать коммутационный ресурс как прямым счетом выполненных операций, так и посредством суммирования интегральной характеристики функции тока по времени в течение акта коммутации тока.

Ток утечки наружной изоляции (например, отдельно стоящего элега­зового выключателя) — параметр для оценки состояния внешней изоля­ции. С введением этого канала отпадает необходимость в регламентных работах по очистке внешней изоляции: необходимость выполнения этих работ будет определена системой автоматического контроля.

Уровень жидкости в гидроприводе. Для гидропривода контрольным параметром является уровень жидкости и скорость ее потери как харак­теристика износа узлов уплотнения.

Необходимость контроля технических параметров, перечисленных в табл. 5.1, не вызывает сомнения. Это большая группа параметров, оп­ределяющая возможность решения управленческих задач, расчета ре­сурса и прочее.

Исследование механической прочности любой конструкции необхо­димо при испытаниях опытного оборудования, но не в эксплуатации: механические характеристики узлов должны обеспечивать целостность и работоспособность всего оборудования. Поэтому каналы тензометри­ческого контроля могут быть включены в комплексную систему автома­тического контроля элегазового электротехнического оборудования только в исключительных случаях.

Подводя итог, можно заключить следующее. Автоматическая систе­ма контроля элегазового оборудования предназначается для решения задач управления, учета и диагностического контроля и должна распо­лагать следующими информационными каналами:

— измерения давления (элегаза или воздуха),

— измерения температуры (корпусов),

— измерения влажности (элегаза или воздуха в системе пневматиче­ского привода),

— измерения частичных разрядов в твердой изоляции,

— измерения тока утечки наружной изоляции,

— измерения тока (отключения, включения, протекающего),

— счета (отключений, включений выключателя, компрессора, опе­раций привода),

— контроля положения (движущихся частей, блокировок),

— скорости перемещения (движущихся частей) с определением син­хронности по полюсам,

— контроля питания вспомогательных цепей,

— контроля сопротивления цепей прогрева,

— измерения частоты включения, времени работы автономного компрессора,

— контроля уровня жидкости в гидроприводе.

По показаниям этих информационных каналов формируется и фик­сируется самая разнообразная информация о техническом состоянии контролируемого объекта.

Автоматическая система диагностического контроля элегазового оборудования должна быть снабжена программами, обеспечивающими логику включения, системный контроль и управление, если эти функ­ции не возложены на искусственный интеллект более высокого уровня.

Комбинирование каналов в зависимости от вида элегазового обору­дования позволит создать недорогие системы контроля в эксплуатации.

Три канала из перечисленных выше имеют прямое отношение к фи­зико-химическим характеристикам:

— канал измерения давления,

— канал измерения температуры,

— канал измерения влажности.

Для создания каналов информации могут быть использованы датчи­ки, соответствующие следующим техническим требованиям.

Датчик температуры малогабаритный тонкопленочный с погрешно­стью не хуже 0,25 °С. Диапазон измерения температуры от –50 до +100 °С.

Датчик абсолютного давления элегаза в диапазоне 0—0,6 МПа (абс.) с погрешностью не хуже 0,15 %. Диапазон рабочей температуры от – 50 до + 60 °С.

Датчик давления воздуха в диапазоне 0 — 2,5 МПа с погрешностью не хуже 2,5 %. Диапазон рабочей температуры от – 50 до + 60 °С.

Датчик влажности тонкопленочный для измерения относительной влажности 0—100 % с погрешностью не хуже 1 %, по температуре конденсации в диапазоне – 40 + 20 °С с погрешностью не хуже 1 °С. Диапазон рабочей температуры от – 50 до + 60 °С.

Для измерения плотности элегаза используется комбинация сигна­лов по каналам температуры и давления элегаза. Датчики давления ус­

танавливаются непосредственно на объемах с элегазом. Измеряемое давление элегаза соответствует усредненной температуре элегаза, по­скольку температура элегаза не является одинаковой в разных точках работающего аппарата за счет внешних тепловых воздействий и внут­реннего теплопотока от токоведущей жилы. Для измерения температу­ры на корпусе аппарата должна быть выбрана точка, наилучшим обра­зом соответствующая усредненной температуре элегаза. Расчет плотно­сти элегаза осуществляется по уравнению (1.6) (гл. 1). Получаемые по каналам информации значения температуры и давления используются для подсчета текущего значения плотности элегаза, кг/м3, и коэф­фициентов А и В корреляционного уравнения изменения плотности во времени t, ч

= А – Вt. (5.1)

За начальное, нулевое значение плотности элегаза принимается плотность при пуске в эксплуатацию (t = 0), т. е. значение, численно равное коэффициенту А. Поскольку в соответствии с определением утечки

u = 100ж8765,83(r0 – r) /(r0Dt),

где Dt — интервал времени, ч, то утечка, %/год,

u = 876583 В/А, (5.2)

где постоянные члены А и В определяют по уравнению (5.1) по теку­щим значениям и t методом наименьших квадратов.

Получаемые значения утечки в начальный период будут иметь боль­шие отклонения как в положительную, так и в отрицательную сторону, но с течением времени это значение будет уточняться. Практика пока­зывает, что истинное значение утечки на уровне 1 %/год в условиях экс­плуатации может быть получено за 5—6 месяцев (2 %/год примерно за 3 месяца, 5 %/год примерно за 1 месяц и т. д.).

Влажность элегаза измеряется датчиком влажности, устанавливае­мым непосредственно на объеме элегаза (в паре с датчиком давления). При использовании датчика относительной влажности необходимое значение абсолютной влажности A рассчитывается в комбинации с сиг­налом канала температуры t. По уравнению (4.17б)

lgAt = А – В /(t + C),

где постоянные члены А, В и С уравнения равны

А = 8,0528, В = 1729,9875, С = 233,856 для t > 0 °С и

А = 10,5296, В = 2716,9306, С = 275,169 для t < 0 °С,

определяют абсолютную влажность при насыщении At и далее рассчи­тывают абсолютную влажность элегаза в аппарате как

A = AtВ,

где В — измеренная датчиком относительная влажность, в долях. Полу­ченное значение используется для оценки соответствия нормативу влажности (п. 4.8, гл. 4).

Влажность воздуха измеряется аналогичным образом таким же дат­чиком, установленным на ресивере воздуха.

Функции контроллера при мониторинге аппарата по данным трем каналам информации сводятся к следующим: