На правах рукописи

ЛИЗУНОВ ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ СПОСОБ И ПРИБОР ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

КОРОННЫХ РАЗРЯДОВ НА ВЫСОКОВОЛЬТНОМ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИИ

05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ,

материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань – 2011 2

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет»

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор Козлов Владимир Константинович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Кубарев Юрий Григорьевич доктор технических наук, профессор Курт Виктор Иванович

Ведущая организация: Инженерный центр «Энергопрогресс», г. Казань.

Защита состоится 03.06.2011 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.082.01 при ГОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет» (420066, г. Казань, ул. Красносельская, 51, тел./факс (843) 562-43-30).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 420066, г. Казань, ул. Красносельская, 51, КГЭУ, Ученому секретарю диссертационного совета Д 212.082.01.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанского государственного энергетического университета, с авторефератом – на сайте http://www.kgeu.ru

Автореферат разослан «_» 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук Р.И. Калимуллин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В электроэнергетике надежность электроснабжения является одной из самых важных характеристик работы, которая определяет в свою очередь множество параметров электроэнергетических систем и сетей, в том числе стоимость оборудования, ремонтных и эксплуатационных расходов.

Электроэнергетическая система (ЕЭС России) является сложной, распределенной и постоянно изменяющейся системой, реновация и модернизация в которой происходит достаточно низкими темпами, что обусловлено высокой стоимостью энергетического оборудования и проектных изысканий.

В современной ЕЭС России, согласно данным Федеральной службы государственной статистики, степень физического износа оборудования в системе составляет от 50% до 60%. Замена изношенных фондов новыми является весьма капиталоемким вариантом развития и с практической точки зрения не может рассматриваться как оптимальный. С помощью относительно недорогих мероприятий можно существенно продлить срок службы основных фондов в электроэнергетике.

Существенно снизить затраты на обеспечение работоспособности и продлить срок службы дорогостоящего энергетического оборудования на предприятиях позволяет техническая диагностика. С помощью технической диагностики можно выявить дефекты оборудования (в том числе скрытые) на ранних стадиях и предотвращать возникновение аварий и ненормальных режимов работы. Кроме того, техническая диагностика позволяет наиболее эффективно и экономично спланировать ремонтные и профилактические работы на электроэнергетическом оборудовании (ЭО), объективно обосновывать проведение модернизации и технической политики на предприятиях.

Быстрая и эффективная диагностика электроэнергетических установок (ЭУ) на наличие коронных разрядов помогает определять наиболее уязвимые места и явления на ЭУ, заранее устранять местные дефекты, еще не приведшие к отключению всей линии или подстанций, соответственно увеличить надежность работы всего объекта и, в конечном счете, энергосистемы в целом.

Известно, что так называемый местный коронный разряд связан с местным дефектом, который при соответствующих условиях может стать или уже является причиной различного рода неполадок или даже отключения всей ЭУ. Детектирование таких разрядов (как один из видов технической диагностики ЭО) может резко повысить надежность электроснабжения и уменьшить потери на корону [1].

Оптический метод детектирования коронных разрядов на ЭО является самым распространенным методом технической диагностики, связанным с определением точек местных коронных разрядов на ЭО, а иногда и единственным способом определения неисправностей и предупреждения аварийных отключений высоковольтного ЭО. На его основе разработан ряд отечественных и зарубежных приборов, которые позволяют проводить ультрафиолетовую (УФ) диагностику, в том числе и в светлое время суток.

Главным недостатком всех таких приборов (УФ-камер, УФ-дефектоскопов) является применение сложных и дорогих схем оптической фильтрации, основанных на использовании электронно-оптического преобразователя, фотокатод которого оптимизирован под УФ-диапазон оптического излучения.

К тому же подобные разработки предусматривают применение сложных оптических схем микширования изображений видимого и усиленного УФдиапозона излучения, что также обуславливает повышенную стоимость и весьма ограниченное распространение таких приборов в соответствующих службах энергосистем. Задача создания отечественного и недорогого прибора, позволяющего быстро и безопасно провести УФ-диагностику ЭО в любое время суток является актуальной.

Объектом исследования данной работы являются коронные разряды на высоковольтном ЭО, работающем на стандартной промышленной частоте 50 Гц.

Предметом исследования данной работы является фотоэлектронный способ регистрации коронных разрядов на высоковольтном ЭО и прибор на его основе, регистрирующий коронные разряды переменного напряжения в любое время суток.

Цель работы: Разработка фотоэлектронного способа регистрации коронных разрядов на высоковольтном ЭО и прибора на его основе, определяющего места коронирования на высоковольтном ЭО в любое время суток.

Задачи исследования.

1. Рассчитать и оценить оптические характеристики излучения коронного разряда переменного напряжения, возникающего на высоковольтном ЭО, работающего на стандартной промышленной частоте 50 Гц.

2. Обосновать возможность детектирования коронных разрядов на высоковольтном ЭО, используя свойства и характер излучения данного вида разряда на высоковольтном ЭО, работающего на стандартной промышленной частоте 50 Гц.

3. Разработать и создать макет фотоэлектронного прибора, предназначенного для детектирования коронных разрядов на высоковольтном ЭО в любое время суток.

фотоэлектронного прибора с целью подтверждения работоспособности предложенного способа, а также собранных оптических и электрических схем макета.

5. Показать возможность проведения технической диагностики высоковольтного ЭО на реальных электроэнергетических установках (ЭУ), в том числе в полевых условиях, с помощью разработанного макета фотоэлектронного прибора.

Научная новизна работы.

В данной диссертационной работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной.

1. Разработан фотоэлектронный способ регистрации коронных разрядов на высоковольтном ЭО, работающем на стандартной промышленной частоте Гц, в любое время суток, основанный на выявлении 100-Гц гармоники УФизлучения коронных разрядов преимущественно в области солнечно-слепого диапазона.

2. Разработана схема дополнительной цифровой фильтрации излучения коронного разряда в любое время суток, позволяющая повысить чувствительность регистрации корон вплоть до минимального значения регистрируемого заряда 3 нКл на расстоянии 3,5 м.

3. Разработан макет фотоэлектронного прибора, позволяющего детектировать точки коронных разрядов на высоковольтном ЭО в любое время суток.

Практическая значимость работы.

1. Предложенный фотоэлектронный способ регистрации местных коронных разрядов на высоковольтном ЭО позволяет безопасно проводить УФ инспекцию оборудования на ЭУ без их отключения, тем самым повышается надежность электроснабжения и по возможности предотвращаются аварийные отключения ЭУ.

2. Проведенные лабораторные и натурные испытания макета фотоэлектронного прибора показали работоспособность предложенного способа детектирования коронных разрядов на высоковольтном ЭО в любое время суток.

3. Использование стандартных и общедоступных схем и элементов при построении макета прибора позволит организовать массовый выпуск недорогих фотоэлектронных приборов, предназначенных для детектирования коронных разрядов на высоковольтном ЭО в любое время суток.

Практические результаты работы.

1. Создан макет фотоэлектронного прибора, осуществляющий детектирование точек коронных разрядов на высоковольтном ЭО в любое время суток.

2. Впервые произведено определение точек местных коронных разрядов на высоковольтном ЭО в светлое время суток на действующих ЭУ без использования дорогостоящих зарубежных устройств УФ-диагностики.

На защиту выносятся:

1. Фотоэлектронный способ регистрации коронных разрядов, основанный на оптоэлектронной фильтрации излучения коронных разрядов на высоковольтном ЭО, работающем на стандартной промышленной частоте Гц.

2. Способ дополнительной цифровой фильтрации излучения коронного разряда, позволяющего повысить чувствительность фотоэлектронного способа.

3. Макет фотоэлектронного прибора, детектирующего местные коронные разряды на действующих ЭУ в любое время суток.

Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов, содержащихся в диссертации, обеспечиваются серией проведенных лабораторных экспериментов с макетом прибора, а также подтверждаются натурными испытаниями, проведенными на ряде действующих ЭУ, принадлежащих ОАО «Сетевая компания» (РТ) и ОАО «Генерирующая компания» (РТ), ТГК-16.

Наличие местных коронных разрядов на высоковольтном ЭО, детектированных макетом прибора, было подтверждено их последующим фотографированием в темное время суток.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на IX Аспирантско-магистерском научном семинаре, посвященный «Дню Энергетика» (Казань, 2005 г.), Международной молодежной научной конференции «XVIII Туполевские чтения» (Казань, 2011 г.), Международной научно-технической конференции «XVI Бенардосовские чтения» (Иваново, 2011 г.), 23-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля среды, веществ, материалов и изделий» (Казань, 2011).

Публикации. Основное содержание работы

отражено в 4 научных публикациях, включая 2 статьи в ведущем рецензируемом журнале, входящем в перечень ВАК РФ, 2 – в материалах докладов международной и всероссийской научных конференций.

Личный вклад автора.

Результаты, представленные в диссертации и публикациях, получены при непосредственном участии соискателя. Автор принимал участие в разработке способа регистрации коронных разрядов на высоковольтном ЭО, разработал и собрал макет фотоэлектронного прибора, выполнил лабораторные и натурные испытания макета прибора, а также анализ экспериментальных данных.

Соответствие диссертации научной специальности.

Диссертация соответствует специальности 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий. Представленные в ней результаты соответствуют п. 1 «Научное обоснование новых и усовершенствование существующих методов аналитического и неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», п. 3 «Разработка, внедрение и испытания приборов, средств и систем контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, имеющих лучшие характеристики по сравнению с прототипами», п. 6 «Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизация приборов».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии, двух приложений. Работа без приложений изложена на 150 страницах машинописного текста, включая 99 рисунков и таблиц. Библиографический список включает 95 наименований и наименования работ автора, опубликованных по теме диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность проблемы, научная и практическая значимость работы, сформулированы цели и задачи исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту, приведена краткая характеристика работы.

В первой главе рассмотрена физика коронного разряда, как одного из видов самостоятельного разряда в газе с высокой плотностью тока. Описаны внешний вид и структура короны, а также процессы, сопровождающие возникновение и горение коронного разряда на коронирующем электроде.

Основное внимание уделено биполярному виду коронного разряда, как характерному в условиях работы высоковольтного ЭО, работающего на переменном напряжении с частотой fпром=50 Гц (промышленная частота).

Приведены формулы Пика для определения начальных градиентов возникновения коронирования на электроде радиуса r0, в зависимости от плотности и температуры окружающей среды. Приведены характеристики зажигания короны переменного тока как зависимости мгновенных значений напряжения, при которых происходит вспышка короны в каждый полупериод, от амплитуды напряжения, а также описан процесс горения короны переменного напряжения. На рис. 1 представлены графики изменения напряжения на фазном проводе, напряженности на его поверхности и тока короны от времени, при явлении общей короны на фазе воздушных линиях электропередач (ВЛЭП) [2].

Из графиков видно, что зажигание и угасание короны происходит два раза за период переменного напряжения, в моменты времени t1 и t2. Таким образом, если период промышленной частоты равен t50Гц = 20 мс, то можно указать, что при выполнении условий Пика зажигание короны на ЭО происходит через каждые 10 мс. Разложение на гармоники такого сигнала показало, что частота первой гармоники равна f1 = 100 Гц.

Рис. 1. Временные зависимости напряженности и тока короны при Помимо рассмотрения общей короны в аспекте потерь мощности в ВЛЭП в первое время после монтажа и при неправильном проектировании, основное внимание уделено так называемой местной короне. Это обусловлено тем, что именно местная корона возникает у неоднородностей на поверхностях различных элементов ЭО, обуславливая неполадки или предшествуя аварийным отключениям ЭУ.

Рассмотрена оптическая характеристика (спектр) излучения коронного разряда в воздухе на поверхности Земли (рис. 2).

Приведена оценка в области спектра характеристик рассеянного в земной атмосфере излучения Солнца, которое является фоновой характеристикой.

Такая оценка показала, что наименьшая интенсивность рассеянного излучения лежит в средней УФ-области спектра, в так называемом солнечно-слепом диапазоне (ССД) – 230-290 нм. В ССД практически полностью отсутствует солнечное излучение, что благоприятно для практического применения.

Поглощение и излучение в воздухе связано с наличием в его составе молекул N2, O2, NO, NO2. Рассмотрение литературных данных показывает, что в спектральной области (ССД) актуальны молекулярные переходы в молекулах N2 и NO [3].

На данный момент существует три метода определения точки местной короны: антенный, ультразвуковой и оптический. Первый метод широко использовался и используется для изучения физического явления короны на ВЛЭП, но является громоздким и немобильным, применимым для стационарных наблюдений в течение долгого периода времени. Два других метода являются с коммерческой и эксплуатационной точки зрения намного более подходящими. На их основе был создан ряд отечественных и зарубежных приборов.

Наиболее эффективными и широко применяемыми в мире приборами для детектирования коронных разрядов на ЭО являются оптические приборы:

- Дефектоскоп «Филин-6»;

- УФ-камеры серии DayCor фирмы Ofil;

- Прибор CoroCam IV фирмы CSIR.

Две последние разработки отличаются высокой чувствительностью и способностью работать при полной солнечной засветке, т.е. в светлое время суток. В их конструкции используется специальные электронные оптические фильтры, которые эффективно подавляют солнечную радиацию до ССД. Это позволяет им визуализировать в режиме реального времени точки коронирования на ЭО. Данные приборы отличаются очень высокой стоимостью, технология фильтрации основана на катадиоптрических (собирающих) линзах с большой площадью накопления фотонов (19 см2), и является коммерческой тайной, такие УФ-камеры не имеют аналогов в России.

Данные приборы нашли широкое применение в энергетических компаниях по всему миру, позволяя последним значительно повысить надежность функционирования ЭУ, уменьшить затраты на ремонтные и профилактические работы. Таким образом, задача создания современного отечественного и недорогого прибора, предназначенного для быстрой и точной визуализации местных коронных разрядов, является очень важной и актуальной.

Во второй главе оценивается мощность излучения местного коронного разряда с учетом использования в макете фотоэлектронного прибора только части спектра излучения короны, находящейся вблизи ССД. Частичная оптическая фильтрация в оптической части макета осуществляется непосредственно спектральной характеристикой (рис. 3) используемого фоточувствительного элемента – фотодиода TW30SX фирмы Sander Electronic® (Германия).

Согласно известной ВАХ коронного разряда, известному спектральному распределению излучения короны, спектральной характеристике фотодиода (рис. 3) и геометрическим размерам системы «Коронирующий электрод – фотоэлектронный прибор» была оценена чувствительность разрабатываемого прибора и был рассчитан ток фотодиода при наведении оптической системы макета на коронирующий электрод, находящийся под напряжением Uигл=15 кВ:

при расчетах учитывалась дополнительная собирающая линза (входной коллиматор) диаметром d = 70 мм.

Рис. 3. Спектральная характеристика фотодиода TW30SX [5] Оценка тока фотодиода TW30SX при излучении коронного разряда позволяет определить необходимые характеристики электрической схемы обработки сигнала, получаемого от фотодиода.

Согласно вышеуказанным оценкам, далее в главе приведено описание электрической части макета прибора, которая, совместно с цифровым алгоритмом обработки сигнала с выхода фотодиода, осуществляет дополнительную фильтрацию сигнала для повышения показателя сигнал/шум и вывода результата на ЖК-индикатор.

Для фильтрации сигнала с заданными параметрами разработана электрическая схема, представленная на рис. 5, основным элементом в которой является активный полосовой фильтр (на основе конверторов полного сопротивления).

Рис. 4. Схема макета фотоэлектронного прибора Рис. 5. Структурная схема фотоэлектронного прибора На рисунке 5:

1 – фотодиод TW30SX;

2 – входной операционный усилитель;

3 – активный полосовой фильтр (f0=100 Гц);

4 – микроконтроллер Atmega8L;

5 – ЖК-индикатор НТ1613.

Для получения малошумящего усиления входного сигнала в макете применен трансимпендансный усилитель, к которому непосредственно подключен фотодиод. В качестве усилителя используется прецизионный малошумящий операционный усилитель OPА129UB фирмы Burr-Broun®. В качестве активного полосового фильтра на основе конвекторов полного сопротивления применена микросхема каскада операционных усилителей фирмы Linear Technology® – LT1079СN. Для дополнительного усиления сигнала после его прохождения через активный фильтр применен усилительный каскад на основе микросхемы LT1078CN также производства фирмы Linear Technology®. Такое подключение позволило усиливать 100-Гц гармонику входного сигнала порядка нА.

Схема активного фильтра 100-Гц гармоники на основе конвекторов полного сопротивления представлена на рис. 6. К достоинствам данной схемы можно отнести невысокую чувствительность коэффициента усиления (Кu), добротности (Q) и резонансной частоты (0) к отклонениям значений элементов схемы от номиналов (всегда меньше 1), простоту настройки.

В макете прибора для увеличения добротности последовательно соединено два вышеуказанных полосовых фильтра, сигнал с которых далее подается на дополнительный усилительный каскад и масштабный усилитель (неинвентирующий сумматор) для согласования выхода электронной части макета со входом АЦП недорогого и общедоступного микроконтроллера (МК) Atmega8L фирмы Atmel®.

Рис. 6. Полосовой фильтр на основе конвекторов полного сопротивления Микроконтроллер Atmega8 принимает сигнал с сумматора и обрабатывает его. Обработка заключается в оцифровывании сигнала с помощью встроенного 10-разрядного АЦП, дополнительной фильтрации с помощью подпрограммы цифрового фильтра, передачи полученной информации (действующее значение 100-Гц гармоники входного сигнала) на недорогой и общедоступный ЖК индикатор НТ1613 фирмы Holtek, а также последовательный интерфейс ADM242 фирмы Analog Devices.

В микроконтроллер Atmega8L для получения данных, их обработки и вывода результата обработки на ЖК-индикатор, с учетом особенностей внешней электрической схемы и внутренней конфигурации МК, загружена разработанная автором программа. Особенностью данной программы является использование подпрограммы так называемого нерекурсивного цифрового фильтра, которая осуществляет функцию дополнительного подавления высших гармонических и экспоненциальных составляющих входного сигнала на АЦП МК. Данная подпрограмма вычисляет из 24 выборок (согласно теореме Котельникова), полученных от АЦП микроконтроллера через каждые 0,42 мс, 100-Гц составляющую, тем самым дополнительно фильтруя сигнал, полученный из аналоговой схемы.

Таким образом, электрическая часть макета фотоэлектронного прибора состоит из аналоговой части и микроконтроллера (программа цифровой обработки) с периферией. Данное сочетание электрических схем позволило значительно усилить полезный сигнал с фотодиода TW30SX (усиление фототока порядка 1010 В/А), оцифровать и дополнительно обработать входной сигнал цифровым фильтром, а также вывести действующее значения этого сигнала на жидкокристаллический индикатор. Фотография макета прибора представлена на рис. 7.

Рис. 7. Фотография макета фотоэлектронного прибора. Вид сверху В третьей главе приведено описание установки «Игла-плоскость»

лабораторного стенда. Установка представляет собой стальной штырь длиной 200 мм с заостренным с одной из сторон концом, расположенным в изоляционной плите из композитного материала. Штырь находится над стальным диском диаметром 100 мм, расположенным на противоположной изоляционной плите.

При проведении испытаний на стальной штырь установки «Иглаплоскость» подается переменное напряжение от 10 кВ до 30 кВ от трансформатора аппарата испытательного АИД – 70/50. Диск установки («Плоскость») заземлялся через контур заземления лаборатории. В результате заостренный кончик штыря («Игла») коронирует с интенсивностью в зависимости от поданного напряжения, а также сложившихся в лаборатории метеоусловий. Макет прибора при проведении лабораторных измерений устанавливался на расстояния от 0,5 м до 3,5 м от коронирующей «Иглы», за защитной решеткой лабораторного стенда.

С помощью плавного регулирования подаваемого напряжения на «Игле»

находятся зависимости показаний макета прибора от напряжения на ней.

Изменяя расстояние от макета прибора до «Иглы», строят зависимости, представленные на рис. 8.

Рис. 8. Зависимость показаний макета фотоэлектронного прибора от напряжения (Uигл) и расстояния L до «Иглы». Испытания в Лаборатории Из ряда зависимостей, полученных в различные дни в течение трех месяцев 2010 года, были сделаны выводы о том, что:

- показания находятся в пределах от 24 мВ до 380 мВ, причем минимальные показания обусловлены так называемым темновым током, прежде всего, в схемах макета прибора;

- максимум показаний макета прибора на расстоянии 1 м от кончика «Иглы» до входного коллиматора (линзы) обусловлен настройкой оптической части макета, и определяется расстоянием между линзой и фотодиодом на макете (см. рис. 4).

На основе анализа лабораторных испытаний, который заключался в расчете математического ожидания m*, среднего квадратичного отклонения СКО х, коэффициента вариации v и ее оценки (v 33%), сделан вывод, что выборку результатов лабораторных испытаний можно считать однородной, т. е.

полученной из одной генеральной совокупности, и что рассеяние выборок относительно среднего значения находится на приемлемом уровне (< 33%).

Таким образом, было выявлено, что макет фотоэлектронного прибора действительно позволяет зафиксировать местный коронный разряд с чувствительностью, зависящей от напряжения на коронирующем элементе, расстояния до коронирующего элемента, и условий окружающей среды (температура, влажность, давление, потоки воздуха и т.д.).

Из всего вышеуказанного сделан вывод о том, что выбор и расчет оптической и электронной схем макета фотоэлектронного прибора проведены правильно, макет позволяет определять точки возникновения местного коронного разряда на электрооборудовании с минимальной чувствительностью 3 нКл на расстоянии 3,5 м.

В четвертой главе представлены результаты натурных испытаний макета прибора, проведенных на различных ЭУ в городе и в пригороде Казани.

Список объектов, принадлежащих ОАО «Сетевая компания» (РТ), ОАО «Генерирующая компания» (РТ) и ТГК-16, на которых проводились испытания:

1) ОРУ 220 кВ, ОРУ 110 кВ и подходы к ним электрической части ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3, ОАО «Генерирующая компания» (г. Казань, РТ) и ТГК-16;

2) Подстанция 220/110/10 «Магистральная», ОАО «Сетевая компания»

(г. Казань, РТ);

3) Подстанция 500/220/110 «Киндери», ОАО «Сетевая компания» (РТ);

4) Подстанция 110/10 «Аэропорт», ОАО «Сетевая компания» (г. Казань, РТ);

В качестве результатов приведены фотографии местных коронных разрядов на различных элементах подходящих ВЛЭП, конструкциях высоковольтных ЭО подстанций и станций, полученные в темное время суток фотоаппаратом с зеркальным объективом в режиме большой выдержки (до минут) при низком уровне освещения. Фотографировались элементы, предварительно детектированные с помощью макета фотоэлектронного прибора. Фиксируемые при этом показания макета записаны в таблицах, представленных в четвертой главе диссертации. Например, для испытаний, проведенных у Казанской ТЭЦ-3 с 10.09.10 по 21.11.10, можно привести следующую таблицу показаний макета прибора:

Подвес провода фазы «В»

опоры двухцепной ЛЭП 110 кВ Подвес провода фазы «С»

опоры двухцепной ЛЭП 110 кВ Гирлянда изоляторов фазы «А»

средней траверсы ОРУ 220 кВ Из представленных в главе результатов сделаны следующие выводы:

1) Макет фотоэлектронного прибора позволяет детектировать местную корону на действующих ЭУ, причем как в темное, так и в светлое время суток.

2) Чувствительность показаний макета фотоэлектронного прибора помимо времени суток зависит от «засветки» точек коронирования на ЭУ источниками света промышленной частоты, т.е. от наличия и удаленности светильников, прожекторов и т.п.

3) Интенсивность коронирования на одних и тех же точках, на одних и тех же ЭУ сильно зависит от времени года, наличия или отсутствия осадков, влажности, тумана, температуры окружающей среды.

диссертационной работы.

В приложениях представлена ассемблер-программа, загруженная в микроконтроллер макета фотоэлектронного прибора, а так же ее блок-схема.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработан фотоэлектронный способ регистрации местных коронных разрядов на высоковольтном ЭО и фотоэлектронный прибор на его основе, определяющий места коронирования на высоковольтном ЭО в любое время суток.

2. Разработан и создан макет фотоэлектронного прибора на основе оптических, электронных и цифровых схем обработки сигнала от коронного разряда на высоковольтном ЭО, работающем на стандартной промышленной частоте 50 Гц. Такое сочетание схем обработки позволяет с необходимым уровнем сигнал/шум зарегистрировать первую гармонику сигнала (f1гарм = 100 Гц) от коронного разряда на высоковольтном ЭО, в том числе при наличии солнечной засветки, неизбежной при проведении инспекций в светлое время суток.

3. Проведены лабораторные испытания макета фотоэлектронного прибора с использованием высоковольтной установки «Игла-Плоскость». Испытания показали, что макет фотоэлектронного прибора имеет минимальную чувствительность, определяемую минимальным зарядом 3 нКл регистрируемым макетом на расстоянии 3,5 м.

4. Проведены натурные испытания макета фотоэлектронного прибора на ряде объектов ОАО «Сетевая компания» (РТ) и электрической части ТЭЦ ОАО «Генерирующая компания» (РТ) и ТГК-16. По результатам испытаний сделан вывод, что созданный макет фотоэлектронного прибора позволяет детектировать точки местных коронных разрядов на действующих ЭУ в любое время суток.

5. Достигнутые характеристики позволяют предположить, что в случае серийного выпуска фотоэлектронный прибор будет отличаться компактностью, надежностью, энергоэффективностью и удобством эксплуатации.

СПИСОК РАБОТ,

ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК РФ:

1. Козлов В.К., Лизунов И.Н. Прибор для детектирования мест коронных разрядов на электрооборудовании // Казань: Известия вузов. Проблемы энергетики. 2006. № 11-12. С. 68 -71.

2. Козлов В.К., Лизунов И.Н. Фотоэлектронный прибор для определения мест коронных разрядов на электрооборудовании // Казань: Известия вузов.

Проблемы энергетики. 2011. № 3-4.

Публикации в других изданиях:

3. Лизунов И.Н. Оптоэлектронный прибор для детектирования коронных разрядов на высоковольтном электрооборудовании // Материалы докладов Международной молодежной научной конференции «XVIII Туполевские чтения». Казань: КГТУ им. А.Н.Туполева, 2011.

4. Козлов В.К., Лизунов И.Н. Прибор для определения мест коронных разрядов на электрооборудовании // Материалы докладов 23-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля среды, веществ, материалов и изделий». Казань, 2011.

СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Биргер И.А. Техническая диагностика. М., Машиностроение, 1978. 240 с.

2. Техника высоких напряжений. Под ред. Д.В. Разевига. М., Энергия, 1976.

488 с.

3. Левитов В.И. Корона переменного тока. М., Энергия, 1975. 280 с.

4. F. Grum, L. Costa. Spectral emission of corona discharges. Applied Optics, 1976, v. 15, № 1. p. 76-79.

5. Сайт компании Sander Electronic (Германия). URL: http://www.sanderelectronic.de/