Баннов Дмитрий Михайлович, к.т.н., старший преподаватель кафедры электрических станций
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244
Dmitry M. Bannov, Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer of the Electric Power Plant Department
244, Molodogvardeiskaya St., Samara 443100
Полищук Владимир Иосифович, д.т.н., профессор, профессор Политехнической школы
628012, г. Ханты-Мансийск, ул. Чехова, 16
Vladimir I. Polishchuk, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Polytechnical School
16, Chekhov St., Khanty-Mansiysk 628012
Цель – определить применимость стандартных микропроцессорных блоков релейной защиты и автоматики к получению цифрового сигнала токов для их математической обработки в вопросах диагностирования внутренних повреждений электрооборудования. В работе использовалась математическая обработка экспериментальных данных (временных рядов), основанная на аппроксимации регрессионным анализом в ортогональном базисе. При этом сравнивались весовые коэффициенты при базисных функциях в понимании векторов многомерного пространства, координатами которого они являлись, полученные по методу наименьших квадратов. В роли исследуемого сигнала выступает группа данных, полученных от натурных экспериментов, проводимых с асинхронным двигателем, в котором имеется возможность создания искусственного внутреннего повреждения. Экспериментальные данные были получены на двух устройствах с разной частотой дискретизации и уровнем квантования. Первая группа данных получена на 12-тибитной PCI плате аналого-цифрового преобразователя для установки в персональный компьютер National Instruments 6024E при частоте дискретизации 10 кГц, вторая группа – на стандартизированном блоке микропроцессорной релейной защиты и автоматики при частоте дискретизации 2,4 кГц. Были получены критерии наличия внутреннего повреждения роторной цепи асинхронного двигателя, которое заметно не влияет на его работу, но снижает его энергетические характеристики, отличающиеся от неповрежденного состояния в 5 раз. Установлено, что предложенный способ выделения диагностического признака внутреннего повреждения электрооборудования электроустановок позволяет обнаружить изменение их электрических параметров на 3% от нормального состояния, не реагируя при этом на наличие электрической/механической нагрузки. Показано, что поведение диагностического признака оказалось одинаково свойственно при наличии внутреннего повреждения как при исследовании первой группы сигналов, так и при исследовании второй группы. Таким образом, подтверждена возможность получения цифрового сигнала от стандартизированных блоков релейной защиты приемлемой точности для обеспечения чувствительности диагностирования внутреннего повреждения электрооборудования электроустановок.
We aim to determine the applicability of standard microprocessor units of relay protection and automatics for obtaining a digital signal of currents for their subsequent mathematical processing with the purpose of identifying internal faults of electrical equipment. Mathematical processing of experimental data (time series) based on regression analysis approximation in orthogonal basis was carried out. To that end, the weight coefficients of basis functions obtained by the least squares method were compared in terms of multidimensional space vectors, corresponding to the coordinates of this space. The investigated signal was a data set obtained by field experiments conducted with an induction motor, which assumed the possibility of creating artificial internal damage. Experimental data were obtained using two devices with different sampling rates and quantization levels. The first set of data was obtained using a 12-bit PCI board of analog-to-digital converter for installation in a National Instruments 6024E PC at a sampling rate of 10 kHz. The second set of data was obtained using a standard block of microprocessor relay protection and automation at a sampling rate of 2.4 kHz. Indicators for the presence of internal damage to the rotor circuit of an induction motor, which reduces the motor energy characteristics without affecting its operation significantly, were determined. The indicators of the damaged and undamaged state differed by a factor of five. The proposed method for selecting the diagnostic sign of internal damage of electrical equipment of electrical installations detects a 3% deviation in their parameters from the normal state, ignoring the presence of electrical/mechanical load. The diagnostic sign was established to behave similarly in the presence of internal damage, in both sets of signals under study. Thus, the possibility of obtaining a digital signal of acceptable accuracy from standard relay protection units for ensuring reliable identification of internal faults of electrical equipment of electrical installations is confirmed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.