Применение коэффициента детерминации для сравнения осциллограмм отклика силового трансформатора, полученных при диагностике методом наносекундных низковольтных импульсов

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью контроля механического состояния обмоток силовых трансформаторов. Нарушение геометрии катушек влечёт за собой изменение изоляционных расстояний, вследствие чего уменьшается срок службы изоляции, могут произойти повреждения вплоть до появления межвитковых замыканий. Обнаружить такие дефекты в обмотках на стадии их зарождения является важной и сложной задачей, которая до настоящего времени не решена. Известен метод наносекундных низковольтных импульсов, который считается наиболее чувствительным и перспективным методом обнаружения таких дефектов, но при сравнении полученных этим методом осциллограмм не всегда понятно, отличаются ли они достаточно, чтобы сделать вывод о возможной неисправности испытуемого силового трансформатора. Цель исследования: разработать методику обработки осциллограмм по результатам диагностики механического состояния обмоток силовых трансформаторов методом наносекундных низковольтных импульсов. Объекты: осциллограммы по результатам диагностики механического состояния обмоток силового трансформатора ТМ-160/10-У1 методом наносекундных низковольтных импульсов. Методы: метод наносекундных низковольтных импульсов для получения осциллограмм отклика силового трансформатора; анализ и сравнение полученных данных посредством расчета коэффициента детерминации; применение коэффициента детерминации для количественной оценки отличий сравниваемых осциллограмм. Результаты. Применяя коэффициент детерминации, обработаны экспериментальные осциллограммы откликов на наносекундный зондирующий импульс низкого напряжения, полученных при диагностике трансформатора ТМ-160/10-У1 (длительность импульса 500 нс, длительность фронта 10-20 нс). Использование коэффициента детерминации позволило произвести количественную оценку при сравнении осциллограмм. Сформирован метод, позволяющий без специальной подготовки обслуживающего персонала более точно определять отличия откликов исправного трансформатора от откликов для трансформатора, имеющего дефекты обмоток.

The relevance of the research is caused by the need to predict the internal physical condition of power transformer windings. Windings displacement leads to a change in windings insulation distances. As a result, the service life of the winding insulation decreases and finally interturn fault occurs. Detection of minor faults in the transformer is essential and difficult task that has not been solved yet. The most sensitive and perspective method as known is nanosecond low-voltage impulse testing, but when response waveforms are obtained and compared, final conclusion (using by visual inspection) is not always clear to make a decision about failures in the transformer windings. The main aim of the research is to develop a method for processing the response waveforms based on the results of diagnosing the internal physical condition of power transformer windings using nanosecond low-voltage impulses. Objects: the response waveforms based on the results of diagnosing the internal physical condition of power transformer ТМ-160/10-У1 by the nanosecond low-voltage impulse testing. Methods: nanosecond low-voltage impulse testing for obtaining the response waveforms; analysis and comparison of the obtained pulse response waveforms by calculation of determination coefficient; coefficient of determination to quantify the differences between the response waveforms. Results. The response waveforms of power transformer ТМ-160/10-У1 were processed using the coefficient of determination, which allows quantifying the comparison of waveforms. The method that allows correctly quantifying prediction of the internal physical condition is developed.