Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. 1. Современный уровень развития методов контроля геометрии обмоток силовых трансформаторов 13
1.1. Общие сведения 13
1.2. Описание методов контроля геометрии обмоток 13
1.3. Обзор публикаций, посвященных методам контроля состояния обмоток СТ 20
1.4. Схемы измерения методом частотного анализа 33
1.5. Обработка результатов измерения и алгоритм выдачи заключения о состоянии обмоток силовых трансформаторов 36
Глава 2. 2. Результаты экспериментальных исследований состояния силовых трансформаторов методом частотного анализа 40
2.1. Общие сведения 40
2.2. Результаты экспериментальных измерений 42
2.2.1. Оборудование 42
2.2.2. Методика измерения 47
2.2.3. Анализ полученных частотных характеристик трансформаторов 50
2.2.4. Применение производных для определения резонансных частот 64
2.3. Исследование частотных характеристик трансформаторов с дефектами обмоток 66
2.3.1. Результаты экспериментальных измерений для трансформаторов с деформацией обмотки 67
2.3.2. Результаты экспериментальных измерений для трансформаторов с витковыми замыканиями 71
2.3.3. Применение спектрального анализа частотных характеристик 76
2.4. Выводы 83
Глава 3. Модель обмотки трансформатора ТРДН-25000/110 86
3.1. Общие сведения 86
3.2. Структура модели обмотки силового трансформатора 87
3.3. Расчет параметров модели обмотки силового трансформатора 92
3.3.1. Оценка сопротивлений схемы замещения 92
3.3.2. Оценка емкостей схемы замещения 93
3.3.3. Оценка индуктивностей схемы замещения 95
3.4. Моделирование обмотки силового трансформатора 98
3.4.1. Методика расчета передаточной функции 98
3.4.2. Результаты моделирования и анализ полученных кривых 100
3.4.3. Исследование упрощенной модели обмотки НН
силового трансформатора 103
3.4.4. Алгоритм построения модели обмотки силового трансформатора 115
3.4.5. Диагностирование дефектов обмотки по изменениям параметров модели 117
3.4.6. Методика диагностирования дефектов обмотки и иллюстрация её применения 134
3.5. Выводы 138
Заключение 140
Библиография 142
Приложение 155
- Обзор публикаций, посвященных методам контроля состояния обмоток СТ
- Обработка результатов измерения и алгоритм выдачи заключения о состоянии обмоток силовых трансформаторов
- Исследование частотных характеристик трансформаторов с дефектами обмоток
- Диагностирование дефектов обмотки по изменениям параметров модели
Введение к работе
Актуальность темы
Обеспечение надёжности электроснабжения потребителей, устойчивости работы электрических систем является приоритетной и актуальной проблемой электроэнергетики. Надёжная работа энергосистем неразрывно связана с надежностью силовых трансформаторов (СТ). Около 30% аварийных ситуаций с СТ связаны с разрушениями изоляции обмоток, возникающих, как правило, вследствие изменения их геометрии или межвитковых замыканий. Выявление деформаций обмоток на раннем этапе их развития позволит своевременно провести плановые ремонтно-восстановительные работы без развития системных аварий. Совершенствование существующих и разработка новых диагностических методов, позволяющих более точно и на более ранних этапах развития дефектов СТ определять их присутствие и степень развития в работающем СТ, является актуальной задачей.
Одним из признанных и эффективных методов контроля состояния СТ является метод частотного анализа (МЧА). Этот метод высокочувствителен ко всем видам деформаций обмоток. Вместе с тем, в настоящее время с помощью МЧА невозможно определить тип повреждения обмотки СТ (витковое замыкание, деформация обмотки и т.п.), место его локализации в обмотке и степень развития. Характеристики СТ, получаемые с помощью МЧА, неудобны для хранения и обработки, поскольку представляют собой неструктурированный двумерный массив данных, что сильно затрудняет паспортизацию СТ. Кроме того, анализ состояния СТ производится по графическому представлению вышеуказанных массивов данных в несколько этапов с использованием методов корреляционного анализа и математической статистики, что требует высокой квалификации персонала, выдающего заключение о состоянии обмоток СТ.
Данная диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию СТ с дефектами обмоток и без них методом частотного анализа, моделированию дефектов обмотки СТ, оценке их влияния на частотные характеристики (ЧХ) обмоток и является актуальной.
Цель диссертационного исследования состоит в совершенствовании метода оценки состояния обмоток силовых трансформаторов на основе их частотных характеристик. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
исследовать частотные характеристики обмоток реальных СТ с дефектами и без них;
установить связь между изменениями частотных характеристик СТ в МЧА и типом дефекта, а также его локализацией и степенью развития;
построить модель обмотки СТ и исследовать её частотные характеристики;
разработать способ, позволяющий паспортизировать результаты диагностических испытаний СТ методом частотного анализа без потери их информативности и повысить их результативность.
Методы исследования определялись характером каждой из поставленных задач и опирались на теорию электрических цепей, методы математического мо-
делирования обмоток СТ, теорию вероятностей и спектральный анализ.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации определяется корректным применением надежных современных методов оценки состояния обмоток СТ, использованием при экспериментах поверенных приборов и откалиброванных диагностических комплексов, обработкой данных с помощью общепринятых математических процедур и современных программных комплексов, воспроизводимостью результатов измерений, совпадением экспериментальных и теоретических значений экстремумов частотных характеристик СТ.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
установлены характерные изменения передаточных функций (ПФ) на примере трансформатора марки ТМ-160/10 при витковых замыканиях и радиальной деформации в виде «полегания» витков обмотки ВН, а также выявлены факторы, влияющие на форму частотных характеристик обмоток;
разработан алгоритм построения модели обмотки СТ, основанный на пошаговом подборе значений элементов схемы замещения с применением прямого моделирования методом Монте-Карло для каждого элемента схемы замещения;
построена модель обмотки НН трансформатора марки ТРДН-25000/110 с учётом её реальной структуры, позволяющая установить соответствие элементов модели отдельным частям обмотки СТ и влияние изменения параметров модели на её ПФ;
построены оценочные диаграммы, раскрывающие зависимость относительного изменения частот резонансов ПФ модели обмотки НН трансформатора марки ТРДН-25000/110 от типа дефекта, степени его развития и локализации;
разработана методика диагностирования дефектов обмотки НН трансформатора марки ТРДН-25000/110, позволяющая определять тип дефекта, его локализацию и степень развития и повышающая информативность метода частотного анализа;
предложен способ, позволяющий паспортизировать результаты измерений методом частотного анализа и упростить их интерпретацию, основанный на спектральном анализе ПФ и замене квазинепрерывных ЧХ силового трансформатора дискретным набором резонансных частот (гаусс-портретом).
Практическая ценность работы определяется совершенствованием метода оценки состояния обмоток СТ, путём развития и углубления МЧА, получением возможности паспортизировать результаты измерений, а также упрощением их интерпретации. Внедрение результатов настоящей работы в практику диагностики трансформаторов позволит повысить информативность МЧА и более точно оценивать состояние обмоток СТ.
На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:
результаты экспериментальных исследований, проведённых автором на более чем ста СТ, находящихся в эксплуатации; выявленные факторы, влияющие на форму частотных характеристик обмоток, а также набор изменений передаточных функций на примере трансформатора марки ТМ-160/10, полученных экспериментально и характерных для витковых замыканий и радиальной дефор-
мации в виде «полегания» витков обмотки ВН;
алгоритм построения модели обмотки силового трансформатора, основанный на пошаговом подборе значений элементов схемы замещения;
модель обмотки НН силового трансформатора марки ТРДН-25000/110 и результаты моделирования: соответствие элементов модели отдельным частям обмотки СТ, влияние изменения параметров модели на её ПФ, перечень возможных дефектов обмоток СТ и изменения элементов модели, к которым они приводят;
оценка положения резонансных частот ПФ модели обмотки НН силового трансформатора марки ТРДН-25000/110 в зависимости от типа дефекта, степени его развития и локализации;
методика диагностирования дефектов обмотки НН трансформатора ТРДН-25000/110, позволяющая определять тип дефекта, его локализацию и степень развития и повышающая информативность метода частотного анализа;
способ, позволяющий паспортизировать результаты измерений методом частотного анализа и упростить их интерпретацию.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006), Всероссийском конкурсе инновационных проектов студентов и аспирантов по приоритетному направлению «Энергетика и энергосбережение» (Томск, 2006), III Молодежной международной научной конференции «Тинчуринские чтения» (Казань, 2008 г.), Международной научно-технической конференции «Энергети-ка-2008: инновации, решения, перспективы» (Казань, 2008), Открытой молодежной научно-практической конференции предприятий энергетического кластера Республики Татарстан (Казань, 2008), Международном производственно-техническом семинаре на тему «Диагностика, испытание, эксплуатация, ремонт и модернизация энергетического оборудования» (Алма-Ата, 2010).
Личный вклад соискателя. Автором были выполнены: экспериментальные исследования МЧА; разработка алгоритма и построение теоретической модели, а также исследование её характеристик; сравнение и анализ полученных данных; представление результатов исследований в виде публикаций и диссертации.
Публикации: основное содержание диссертации изложено в 14 печатных работах, из них 3 статьи в журналах перечня ВАК, а также 1 патент на способ.
Структура работы: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Общий объем диссертации 175 страниц, в том числе 114 рисунков и список литературы из 124 наименований.
Обзор публикаций, посвященных методам контроля состояния обмоток СТ
Первое упоминание о методе НВИ встречается в статье польских ученых-электротехников Леха и Тымински [38]. Широкое распространение метод получил в 80-х годах прошлого столетия, тогда же началось его развитие. Публикации, посвященные методам контроля состояния обмоток СТ, встречаются как в зарубежной, так и в отечественной периодической литературе, а также в учебниках [56]. С развитием электронно-вычислительной техники появилась возможность перейти от рассмотрения характеристик СТ во временной области к их анализу в более наглядной частотной области, поэтому метод НВИ получил развитие в виде МЧА. Развитие МЧА происходит по ряду направлений:
Теоретический расчёт перенапряжений и токораспределения по элементам обмотки СТ для создания автоматизированных комплексов расчёта и проектирования новых серий СТ. В данном направлении ЧХ обмоток СТ служат источником вспомогательной информации и для целей диагностики практически не применяются. 2. Включение результатов измерений МЧА в состав различных систем диагностики для повышения достоверности выдаваемого заключения о техническом состоянии СТ. 3. Экспериментальные исследования ЧХ обмоток СТ, имеющие, в основном, феноменологический характер и отражающие опыт эксплуатации конкретных СТ. 4. Математическое моделирование переходных процессов в обмотках СТ, основанное, как правило, на исследовании цепных СЗ обмоток либо на применении метода конечных элементов. 5. Исследование возможностей диагностики СТ, находящихся под на грузкой, с помощью МЧА. Ниже приведены основные публикации, так или иначе касающиеся развития МЧА и моделирования обмоток СТ. В [57] описывается метод количественного расчёта градиентов, основанный на предположении о подобии электрического и магнитного полей. Предлагаемый метод позволяет достаточно точно определить градиенты в начале обмотки, однако в определённых случаях приводит к заметным погрешностям при определении градиентов у нейтрали и вообще неприменим для расчёта потенциалов. Среди допущений, принятых при разработке метода, также фигурирует пренебрежение активными сопротивлениями и проводимостями. В [58] приведён метод расчёта перенапряжений в однородных катушечных обмотках, основанный на представлении решения в виде «стоячих волн» и ряде допущений: 1. Обмотка представлялась в виде СЗ, характеризуемой индуктивностью элемента MQ И его взаимной индуктивностью с другими элементами, емкостью элемента на землю С, продольной емкостью К и активным сопротивлением элемента г. 2. В качестве элемента СЗ рассматривалась катушка или пара катушек в обмотках с переплетением витков. При этом колебания внутри элементов не рассматривались. 3. Влияние вторичной обмотки и сердечника не учитывалось. 4. Схема замещения представлялась линейной, а её реактивные элементы - не зависящими от частоты или формы приложенного напряжения.
При расчётах учитывалось изменение сопротивления в зависимости от частоты. Сопротивление дисковой катушки (без учёта влияния стали и потерь от циркулирующих токов) определялось в первом приближении по формуле Роговского, упрощённой при больших частотах (/" 10 кГц). Показано, что собственные частоты обмоток могут быть достаточно точно определены без учёта потерь. Влияние потерь при этом скажется только на амплитудах гармоник.
В [59] изложен алгоритм расчёта перенапряжений, обеспечивающий возможность определения импульсных воздействий на главную и продольную изоляции трансформаторов с произвольными числом и схемой соединения об моток, а также степенью их неоднородности. В основу расчёта положена известная СЗ обмотки, образованная последовательно соединёнными индуктив-ностями элементов, к точкам соединения которых (узлам схемы) подключены продольные ёмкости и ёмкости на землю, причём, все индуктивности магнитно связаны друг с другом. Учёт соседних обмоток приводит к появлению в СЗ емкостей между несоседними узлами (межобмоточные ёмкости) и дополнительных гальванических соединений в соответствии со схемой включения обмоток.
В [60] описаны метод и программа для ЭВМ расчёта токораспределения и сопротивления короткого замыкания для системы произвольно расположенных друг относительно друга и произвольно соединённых обмоток или их частей. Данная программа отличается учётом кривизны обмоток, их активного сопротивления, намагничивающей составляющей тока.
Из принятых в работе допущений следует отметить пренебрежение взаимным влиянием обмоток, расположенных на разных стержнях магнитопрово-да, а также допущение о разделении обмотки на элементы прямоугольного сечения, в пределах которых плотность тока постоянна.
Приведён пример расчёта токораспределения в обмотках и сопротивление КЗ трансформатора ТМНПВ-10000/10.
В [61] излагается методика расчёта на ЭВМ распределения тока по параллельным ветвям многорядной многоходовой винтовой обмотки с произвольной схемой транспозиций ветвей и произвольным расположением относительно других обмоток. Математической моделью обмотки СТ является её СЗ. Расчёт основан на вычислении матрицы индуктивных параметров ветвей винтовой обмотки и элементов других обмоток в цилиндрической системе координат. Дано сопоставление результатов расчёта с опытными данными для двух типов трансформаторов.
Обработка результатов измерения и алгоритм выдачи заключения о состоянии обмоток силовых трансформаторов
В настоящее время для анализа и сравнения характеристик СТ (осциллограммы, спектры, ПФ) используются ряд способов: 1) вычисление разностной функции - позволяет оценить разницу амплитуд графиков в каждой точке; 2) вычисление парно-корреляционной функции - позволяет оценить коэффициент корреляции двух сравниваемых графиков на всех частотах в выбранном диапазоне. В случае более упрощенного анализа вычисляется интегральный коэффициент корреляции, т.е. степень сходства двух графиков оценивается с помощью скалярной величины. Коэффициент корреляции кг рассчитывается по формуле [85-86]: Xj - значение ординаты г-й точки первой кривой; х — среднее арифметическое всех значений ординат первой кривой; І - значение ординаты /-й точки второй кривой; у — среднее арифметическое всех значений ординат второй кривой. 3) вычисление отклонений резонансов и антирезонансов спектров или ПФ по амплитуде и частоте - позволяет дать качественную оценку изменений характеристик (применяется, как правило, при сравнении нормограмм и дефекто-грамм). 4) визуальная оценка - применяется, как правило, для сравнения осциллограмм реакции обмоток на воздействие прямоугольного ЗИ [87]. Алгоритм выдачи заключения о состоянии обмоток СТ следующий (на примере комплекса «Импульс-8»): 1. На первом этапе контролируется качество переходного процесса в обмотках. Оценка производится визуально (рис. 1.7), контролируется амплитуда напряжения в начале осциллограммы и скорость затухания переходного процесса
Неудовлетворительные результаты (рис. 1.7, б) отбрасываются и дальнейшую обработку не проходят. 2. На втором этапе осциллограммы анализируются в частотной области и получаются спектры (либо ПФ) для каждой фазы обмоток СТ. Полученные графики попарно сравнивают с аналогичными результатами предыдущих изме рений. В случае первичного дефектографирования, графики сравнивают пофаз но. Сравнение ведется путем вычисления коэффициента корреляции, характе ризующего степень отличия между двумя сравниваемыми кривыми. В случае, когда кг находится в пределах 0,98 + 1,00 делается вывод об отсутствии изменений в обмотках СТ. В случае, когда г 0,98 из трех фаз выявляется наиболее отличающаяся. 3. На третьем этапе производится качественная оценка формы спектров (передаточных функций): вычисляются разность частот и амплитуд резонансов и антирезонансов соответствующих кривых. Пример качественной оценки двух спектров в программной части диагностического комплекса приведен в виде снимка монитора ЭВМ на рис. 1.8. Разности оцениваются как по абсолютной величине, так и в процентном соотношении. При сравнении спектров откликов обмоток СТ принимают во внимание спектры ЗИ, поскольку амплитуды гармо ник последних влияют на амплитуды анализируемых спектров. Исходя из это го, разность амплитуд при качественной оценке имеет меньший «вес» по срав нению с разностью частот. 4. На последнем этапе в зависимости от результатов анализа измерений, а также с учетом результатов измерений с помощью других методов контроля состояния СТ (если таковые имеются), выдаются заключение о состоянии обмоток СТ и рекомендации по его дальнейшей эксплуатации (либо дальнейшему диагностированию).
Исследование частотных характеристик трансформаторов с дефектами обмоток
Произведено обследование трёх СТ марки ТМ-160/10 со схемой обмоток Y/YH-О. Обследование производилось с помощью установки для диагностики трансформаторов методом частотного анализа «Импульс-9». Для обследования из бака СТ была извлечена активная часть, в обмотку высшего напряжения вносились дефекты.
Для исследования выбраны два вида дефектов: радиальная деформация («полегание» витков), а также витковые замыкания (в том числе междуслой-ные). Деформация обмоток производилась путём нанесения ударов кувалдой по внешней стороне обмотки ВН. Витковые замыкания вносились путём повреждения витковой изоляции обмоток ВН и наложения между витками неизолированной медной шины. При переходе к следующей локализации дефекта изоляция поврежденных витков восстанавливалась для исключения влияния витко-вого замыкания текущей локализации.
Выбор деформации обмотки в виде «полегания» витков обоснован тем, что данный вид дефекта наиболее прост для создания в случае исправного трансформатора.
Выбор витковых замыканий обмотки обоснован тем, что они наиболее опасны для работоспособности СТ, поскольку приводят к повышенному нагреву изоляции короткозамкнутого витка, вследствие протекания по нему тока КЗ и ускоренному старению изоляции, что приводит к быстрому развитию дефекта и аварийному отключению СТ в результате срабатывания дифференциальной или газовой защит. При этом замыкание двух соседних витков практически не возможно определить традиционными методами контроля состояния обмоток СТ.
Экспериментальные исследования МЧА характеристик СТ с искусственно созданным «полеганием» витков и витковыми замыканиями в различных частях обмоток были проведены с целью определить возможности применения МЧА для распознания витковых замыканий, а также для выявления изменений ЧХ обмоток при их деформации.
В ходе экспериментальных исследований для внесения деформаций в обмотки были выбраны два СТ марки ТМ-160/10. Полученные ЧХ и фотографии дефектов показаны ниже.
В ходе эксперимента выяснено, что при «полегании» витков обмотки, охватывающих 20% её высоты, существенных изменений ПФ не наблюдается (см. рис. 2.26). Это объясняется достаточно высокой однородностью обмотки, поскольку обмотки СТ марки ТМ-160/10 выполняются в виде многослойной цилиндрической, не имеющей межкатушечных каналов. Фотография поврежденной обмотки приведена на рис. 2.27.
На рис 2.28 приведены ПФ обмотки ВН фазы А при «полегании» витков. Как видно из рисунков, для СТ аналогичной марки качественная картина изменения частот резонансов ПФ повторяется (см. рис. 2.24, 2.28). Из сравнения кривых отчётливо видно последовательное уменьшение частот всех резонансов при увеличении величины деформации в обоих случаях, что говорит о том, что обнаруженные изменения ПФ при «полегании» витков обмотки по всей высоте являются характерными для данного вида дефекта. Фотография поврежденной обмотки приведена на рис. 2.29.
Следует также отметить, что для ПФ трансформаторов типа ТМ, рассматриваемых в данном параграфе, характерно наличие одного резонанса в диапазоне частот от 10 кГц до 1 МГц, складывающегося из нескольких частотных составляющих, вследствие чего данный резонанс обладает сравнительно большой ПШПВ, аналогично приведенным выше ЧХ трансформаторов типа ТМ (см. рис. 2.7-2.9).
Дефекты вносились поочередно сверху вниз в верхние слои обмотки. Для удобства место расположения дефекта отмечалось номерами короткозамкнутых витков. Высота обмотки составляет 465 мм, диаметр обмотки - 280 мм.
На рис. 2.30 приведены ПФ трансформатора ТМ-160/10, полученные по схеме ЗИ- закоротка НН - ВН, в сравнении со спектром ЗИ. Для удобства сравнения амплитуда спектра ЗИ уменьшена в 45 раз. По результатам анализа ПФ наиболее отличающейся была принята обмотка фазы С, к исследованию была принята обмотка фазы А. Полученные характеристики приведены на рис. 2.30 -2.36.
Необходимо отметить сходство ПФ трансформаторов марки ТМ, отмеченное выше, в части наличия резонанса, складывающегося из нескольких частотных составляющих, в диапазоне частот от 10 кГц до 1 МГц (см. рис. 2.30).
При этом измерения, произведённые как с помощью комплекта аналоговых приборов, так и с помощью цифрового комплекса «Импульс» дают сходные результаты, что также свидетельствует о схожести ЧХ, полученных с помощью частотного и импульсного подходов МЧА.
Для всех ПФ при витковом замыкании, представленных на рис. 2.31 -2.36, характерно увеличение частоты резонанса/і = 0,659 МГц nfi - 0,732 МГц, увеличение амплитуды резонанса , а также увеличение амплитуды антирезонанса Уз = 1 МГц. При локализации дефекта в витках 62-63, 84-85, 97-98, 127-128, а также при междуслойных замыканиях происходит увеличение частоты резонанса/4 = 1,44 МГц. Из рисунков 2.34, 2.35 видно, что междуслойные вит-ковые замыкания вносят более ощутимые изменения в форму кривой. Тем не менее, даже замыкание двух соседних витков в одном слое обмотки приводит к заметным изменениям ПФ.
Диагностирование дефектов обмотки по изменениям параметров модели
Составим список типичных дефектов обмотки и выясним, к каким изменениям элементов схемы они приводят. Дефекты обмоток возникают под действием механических усилий различного направления [118-123]: осевые; радиальные; тангенциальные. К механическим усилиям стоит также отнести вибрацию, приводящую к истиранию витковой изоляции и возникновению межвитковых и междуслой-ных витковых замыканий. Кроме механических усилий к витковым замыканиям могут приводить импульсные перенапряжения с крутым фронтом нарастания импульса, а также разрушение изоляции под действием частичных разрядов. Типичные дефекты обмоток: Распрессовка обмотки; Осевое сжатие; Радиальная деформация витков к оси обмотки («полегание»); Радиальная деформация витков от оси обмотки («выпучивание»); Скручивание обмотки; Витковое замыкание. Изменение значений Cs связано с изменением расстояния между соседними катушками, поскольку последовательные емкости рассчитываются по формуле плоского конденсатора. Изменение значений Cg связано с изменением радиусов катушек при радиальной деформации или скручивании обмотки. Изменение значений L связано с изменением геометрических размеров катушки и ее формы. Индуктивность также меняется при витковых замыканиях, т.к. при этом «выключается» часть витка или несколько витков. Стоит отметить, что в ряде случаев дефекты обмоток могут комбинироваться, например, при сжатии части витков обмотки может возникнуть межкатушечное витковое замыкание.
Возможность комбинирования дефектов обмоток проиллюстрирована в главе 2 на примере СТ марок ТДТН (рис. 2.16). Для определения влияния тех или иных дефектов обмотки на изменение значений емкостей и индуктивно стей СЗ необходимо выявить зависимость их изменения от степени деформации обмотки, т.е. изменения её геометрических параметров. Рассчитав изменения элементов СЗ, можно выявить изменения частот резонансов и установить зависимость между степенью и характером изменения ПФ и типом дефекта, а также степенью его развития. Под степенью развития дефекта понимается изменение радиуса обмотки на том или ином её участке, изменение расстояний между различными частями обмотки, а также количество короткозамкнутых витков. Изменения емкостей Cg и Cs, приведённых в схеме 7-2, при различных видах дефектов рассчитаны по формулам (3.3) и (3.7) соответственно. Кроме значения смещения того или иного элемента обмотки, приняты также три градации масштаба развития дефекта, а именно: деформация затронула 5,56% или j/g длины окружности обмотки (участок провода между двумя соседними рейками); деформация затронула 11,12% или Vg длины окружности обмотки (участок провода между тремя соседними рейками); деформация затронула 16,68% или Vg длины окружности обмотки (участок провода между четырьмя соседними рейками). Для простоты обозначения данные градации отмечены названиями «1 рейка», «2 рейки» и «3 рейки» соответственно. Всего между катушками обмотки уложено 18 реек. После расчёта емкостей исправной обмотки CgK и Csn рассчитаны ёмкости Cga и CsA для обмотки с дефектом.
Значения Cga изменяются при радиальных и тангенциальных деформациях, характеризуемых величиной изменения радиуса катушки Аг. Значения Csa изменяются при осевых деформациях и рас-прессовке обмотки, характеризуемых величиной изменения ширины межкатушечного канала Ah. Величина Аг изменяется в пределах от 0 до 25 мм как в положительном («выпучивание») так и в отрицательном («полегание») направлениях. Пределы изменения Аг выбраны соответственно размерам осевых каналов «стержень-обмотка НН» и «обмотка НН-обмотка ВН» (рис. 3.20). При увеличении модуля Аг свыше указанных пределов, происходит существенное уменьшение изоляционных расстояний, что является опасным и может привести к пробою изоляции. А/2 изменяется в диапазоне от 0 до 3 мм (сжатие) и от 0 до 0,219 мм (рас-прессовка) на канал. Пределы изменения А/г выбраны в соответствии с размерами межкатушечных каналов (сжатия), а также в соответствии с остаточным усилием прессовки (распрессовка). Согласно методическим указаниям по определению остаточных усилий прессовки обмоток СТ с помощью комплекса «СДК-1Т», значение заводского усилия прессовки составляет 160 кгс/см2 и принимается за 100%. Учащенный контроль состояния прессовки требуется при остаточном усилии прессовки 11-25% от заводского. Опасным считается снижение усилия прессовки до 10% от заводского и ниже. Найдем значение Л/z на обмотку при полном отсутствии прессовки, учитывая коэффициент укорочения обмотки при запрессовывании равный 0,95: Расчёт значений Ah на канал производится при допущении, что изменение размеров межкатушечных каналов происходит равномерно, а ослабление прессовки описывается линейной функцией. Итоговое значение Cg вычисляется по формулам: для деформации 5,56% или j/8 длины окружности обмотки, для деформации 11,12% или 2/ длины окружности обмотки, для деформации 16,68% или V8 длины окружности обмотки. Поскольку расчётные значения элементов схемы отличаются от значений, подобранных в СЗ, необходимо вычислить относительное изменение 8С1 (на примере Cgi)
