Анализаторы частотных характеристик FRA 5310

Назначение

Анализаторы частотных характеристик FRA 5310 (далее по тексту - анализаторы) предназначены для обнаружения дефектов в силовых трансформаторах путем измерения ослабления сигнала.

Описание

Анализаторы частотных характеристик FRA 5310 представляют собой цифровые электроизмерительные приборы. Управление процессом измерения осуществляется при помощи встроенного микропроцессора.

На лицевой панели анализаторов расположены: сенсорный дисплей, разъёмы передающего и принимающего каналов, предназначенные для присоединения измерительных датчиков, разъемы интерфейсов USB и RS232, разъем питания от сети переменного тока, клемма заземления.

Принцип действия анализаторов основан на методе анализа частотных характеристик SFRA (Sweep Frequency Response Analyzer). Анализатором измеряются амплитуды сигналов изменяющейся частоты: зондирующего и прошедшего через исследуемое устройство. При этом определяются амплитудные и фазовые характеристики исследуемого устройства. В результате измерений происходит накопление массива данных о состоянии объекта и интерпретация этого массива данных на основе определенного алгоритма распознавания образов.

В анализаторах FRA 5310 в качестве источника зондирующих сигналов используется генератор синусоидального напряжения изменяющейся частоты. Двухканальный АЦП приборов записывает два сигнала: 1-й канал записывает подаваемое от генератора на вход объекта измерений (например, обмотки трансформатора) напряжение, плавно изменяющееся по частоте в широком диапазоне - от нескольких герц до нескольких мегагерц; 2-ой канал записывает реакцию объекта измерений на приложенное воздействие.

Далее анализатором рассчитывается передаточная функция как отношение спектров входного и выходного сигналов. Степень отличия передаточных функций, рассчитанных до и после воздействия на объект измерений, производится с помощью рассчитываемых коэффициентов парной корреляции, стандартных отклонений , анализа резонансных частот.

Значения амплитуды и фазы для обоих каналов могут быть отображены на графике и экспортированы как амплитуда, фаза, импеданс (полное сопротивление), адмиттанс (полная проводимость) и т.д. Функция создания пользовательских моделей, встроенная в анализаторы, позволяет вычислить практически любой параметр, основываясь на измеренных и сохраненных данных.

Так как трансформатор состоит из цепочек емкостей, индуктивностей и сопротивлений и представляет собой сложную комплексную электрическую схему, имеющую свою уникальную кривую отклика при подаче сигнала переменной частоты, то даже незначительные локальные изменения положения элементов обмотки трансформатора (витков, катушек, отводов) приводят к резкому изменению соответствующих емкостей и индуктивностей и, соответственно, к изменению собственных частот колебаний обмотки. Разные виды деформаций приводят к изменениям в разных диапазонах спектра частот, что отображается на построенных графиках. Таким образом, регистрация частотных параметров обмоток силовых трансформаторов по методу SFRA позволяет выявлять возникающие в процессе работы искажения геометрической формы обмоток. Такой опасный дефект, приводящий к деформации изоляционных промежутков в обмотке, возникает в силовых трансформаторах при наличии двух взаимно связанных условий - при ослаблении усилия прессовки обмоток и в результате протекания по обмоткам трансформатора сквозных токов короткого замыкания, имеющих большие значения.

Фотография общего вида анализаторов представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Фотография общего вида анализаторов частотных характеристик FRA 5310

Программное обеспечение

Программное обеспечение «FRA5310» записано на жесткий диск анализатора, работает под управлением операционной системы Windows XP и представляет собой программу, позволяющую управлять процессом измерения, сохранять установки и параметры измерений для различных видов устройств; проводить быструю оценку и сравнения результатов измерений; распечатывать отчеты; сохранять результаты измерений на жестком диске. Метрологические характеристики анализаторов нормированы с учетом влияния программного обеспечения. Идентификационные данные программного обеспечения анализаторов представлены в таблице 1. Таблица 1

Уровень защиты программного обеспечения «C» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Основные метрологические и технические характеристики анализаторов частотных характеристик FRA 5310 представлены в таблице 2.

Таблица 2

Продолжение таблицы 2

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносят на лицевую панель анализаторов методом трафаретной печати со слоем защитного покрытия и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

Комплект поставки анализаторов представлен в таблице 3.

Таблица 3

Поверка

Поверка анализаторов частотных характеристик FRA 5310 осуществляется по документу МП-1595/550-2013 «Анализаторы частотных характеристик FRA 5310. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФБУ «Ростест-Москва» 27 мая 2013 г. и входящему в комплект поставки.

Перечень основных средств, применяемых при поверке:

- прибор для поверки аттенюаторов Д1-13А

диапазон рабочих частот: от 0 до 30 МГц

динамический диапазон ослабления: от 0 до 110 дБ

предел допускаемой абсолютной погрешности: от ± 0,004 до ± 0,022 дБ.

Сведения о методах измерений

Методы измерений с помощью анализаторов указаны в документе «Анализаторы частотных характеристик FRA 5310. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

Техническая документация фирмы-изготовителя.

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.