Praktyczny przykład skutecznej detekcji i lokalizacji wyładowań niezupełnych metodą emisji akustycznej w transformatorze elektroenergetycznym

W artykule przedstawiono przykład diagnostyki transformatora elektro-energetycznego pod kątem oceny stanu technicznego papierowo - olejowego układu izolacyjnego zagrożonego występowaniem wyładowań niezupełnych (WNZ). Badania przeprowadzono podczas normalnej pracy jednostki transformatorowej, rejestrując w 36 punktach na powierzchni kadzi sygnały emisji akustycznej (EA) pochodzącej od zjawisk fizycznych występujących wewnątrz transformatora. Zarejestrowane sygnały poddano analizie w dziedzinie czasowej, częstotliwościowej i czasowo - częstotliwościowej. Wynikiem badań była detekcja i lokalizacja miejsca występowania wyładowań elektrycznych oraz wskazanie prawdopodobnej przyczyny i miejsca ich powstawania.

Three measurement methods: gas chromatography method (DGA), electrical method and AE method are used in the assessment of the technical condition of paper-oil insulation of high-power transformers exposed to the occurrence of partial discharges (PDs). The acoustic method of PD detection is used as a supplementary one to the two others, mainly the gas chromatography method which does not make it possible to locate the place of the insulation system defect appearance. The basic advantage of the AE method, compared with the electrical one, is the possibility of its application during regular operation of power appliances [2, 3]. The paper presents the measurement results of the AE signals accompanying regular operation of a power transformer of 270 MVA. In order to assess the intensity of the AE signals measured on the object under study, coming from physical phenomena taking place inside a tub, three analyses were performed: in the time, frequency and time-frequency domains. Registration of the AE signals, the distributions of which is shown in Fig. 2, was carried out at 36 measurement points. An exemplary waveform of the AE signals registered is shown in Fig. 3, while the results of the analysis in the time domain are listed in Tables 1 and 2. In order to assess the waveforms registered more accurately, the analysis in the frequency domain was carried out and amplitude spectra were determined, an example of which is presented in Fig. 4. The time-frequency analysis was performed by using a short-time Fourier transform (STFT) determining two-dimensional spectrograms of the power density spectrum (Fig. 5). The assessment of the technical condition of the transformer under study made it possible to detect and locate areas in which PDs occurred. Damage of magnetic screens is a probable cause of their occurrence.