Счетчик износа витковой изоляции трансформатора

 

СЧЕТЧИК ИЗНОСА ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРА, содержащий Н tl, датчик температуры масла, подключенный через функциональный преобразователь температуры в напряжение к первому входу сумматора напряжений, функциональный преобразователь тока в напряжение, подключенный к. второму входу сумматора напряжений, выход которого соединен с входом блока пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим, входом сумматора напряжений, генератор импульсов , делитель и счетчик импульсов , отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повьшения точности измерения, генератор импульсов и делитель выполнены управляемыми и их управляющие (Л входы соединены с вторьм и третьим выходами блока пороговых органов, выход генератора импульсов соединен с входом делителя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов . сд к| « Ф СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСОУБЛИН (В1 ОЦ

1<я> 0 01 Н 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиt

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3593499/24-21 (22) 24.05.83 (46) 23.05.85. Бюл. Ф 19 (72) Я.К.Розенкрон, Г.А.Зандбергс и В.В.Биманис (71) Рокский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621.316.92(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 667907, кл. G 01 В 21/06, 1974.

2. Исследование и разработка устройства регистрации износа изоляции силовых трансформаторов и их защиты от перегрузок с температурно-зависимой характеристикой. Заключительный отчет. ВИТИЦ, 1978, (Инв.

Ф Б946770, У Гос. регистрации

76060786, М., 1981) (прототип). (54)(57) СЧЕТЧИК ИЗНОСА ВИТКОВОЙ

ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРИАТОРА, содержащий датчик температуры масла, подключенный через функциональный преобразователь температуры в напряжение к первому входу сумматора напряжений, функциональный преобразователь тока в напряжение, подключенный к. второму входу сумматора напряжений, выход которого соединен с входом блока пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора напряжений, генератор импульсов, делитель и счетчик импуль сов, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерения, генератор импульсов и делитель выполнены управляемыми и их управляющие входы соединены с вторым и третьим выходами блока пороговьм органов, выход генератора импульсов соединен с входом делителя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов.

1 ! !57465

Изобретение о носится к электроэнергетике, в частности к устройствам контроля режимов работы силовых трансформаторов.

Известно устройство для измере- З ния ресурса работы силового трансформатора, содержащее датчик температуры масла, функциональные цреобразователи температуры и тока, счетчик электроэнергии Ц . 30

Недостатками данного устройства являются невозможность измерения износа изоляции в широком диапазоне температур, невысокая точность функциональных преобразователей.

Наиболее близким к изобретению является счетчик износа витковой изоляции трансформатора, содержащий датчик температуры масла, подключенный через функциональный преоб- 2б разователь температуры в напряжение к первому входу сумматора напряжений, функциональный преобразователь тока s напряжение, подключенный к второму входу сумматора напряжения, выход которого соединен с входом блока пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора напряжений, программный блок, функциональный преобразователь напряжения во временные интервалы, .генератор импульсов, делитель, счетчики импульсов, автоматический переключатель диапазонов (22 .

Недостатками известного счетчика износа изоляции являются невысокая точность измерения из-эа больших пауз между периодическими опросами функциональных преобразователей температуры и тока, сложность устройства иэ-за напичия программного блока, 40 трех счетчиков импульсов, сложность получения выходной информации, так как показания трех счетчиков импульсов требуют дополнительной математической обработки.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение точности изме° 1ения.

Поставленная цель достигается тем, что в счетчике износа витковой изоляции трансформатора, содержащем датчик температуры масла, подключенный через функциональный преобразователь температуры в напряжение к SS первому входу сумматора напряжений, функциональный преобразователь тока в напряжение, подключенный к второму входу сумматора напряжений, выход которого соединен с входом блока пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора напряжений, генератор им-. пульсов, делитель и счетчик импульсов, генератор импульсов и делитель выполнены управляемыми и их управляющие входы соединены с вторым и третьим выходами блока пороговых органов, выход генератора импульсов соеяинен с входом делителя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов.

На фиг. представлена структурная схема счетчика износа витковой изоляции трансформатора; на фиг. 2 » характеристики работы счетчика.

Счетчик износа витковой изоляции трансформатора содержит датчик температуры масла, выход которого соединен с входом функционального преобразователя 2 температуры в напряжение, соединенного с первым вхо.дом сумматора 3 напряжений, к второму входу которого подключен функциональный преобразователь 4 тока в нанапряжение. Выход сумматора 3," зпряжеиий- соединен с входом блока 5 пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора 3 напряжений, второй выход — c управляющим входом генератора 6 импульсов, а третий выход— с управляющим входом делителя 7.

Выход генератора б импульсов соединен с входом делителя 7, к выходу которого подключен счетчик 8 им- пульсов.

Датчик 1, преобразователь 2, сумматор 3, преобразователь 4, блок

S и счетчик 8 выполнены аналогично соответствующим блокам известного устройства.

Генератор 6 импульсов может быть выполнен в виде несимметричного мультивибратора с секционированным времязадающим резистором, замыканием и размыканием секций которого можно изменять частоту генерации.

Делитель 7 может быть выполнен в виде асинхронного двоичного счетчика, который с помощью управляемых ключей может изменять количество триггеров, участвующих в делении входной частоты.

Линия 9 (фиг, 2) представляет собой зависимость относительного нэ носа изоляции от температуры изоляции обмоток согласно 6-градусному закону, реализованному s устройстве.

В полулогарифмическом масштабе данная зависимость является прямой ли- ч нией. Ступенчатые линки 10 и !! представляют собой зависимости частоты следования импульсов на выходе генератора 6 от температуры изоляции при повышении и понижении тем" ® пературы соответственно.

Описание работы устройства и линий !О и fl (фиг. 2) для простоты изложения дано при конкретных параметрах: рабочий диапазон температур обмоток контролируемого трансформатора 77-146 C н разбит на двадцать четыре ступени по 3 С, ступени объединены по шесть в очереди, т.е. име ется четыре очереди. Блок 5 порого- З! вых органов состоит as сени пороговых элементов (ПЭ), первые шесть из которых своими уровнями срабатывания образуют ступенчатую линию IO в пределах одной очереди, а седьмой пороговый элемент переключает очереди. Уровни возврата первых шести

ПЭ образуют ступенчатую линию !1.

Таким образом, пороговые элементы блока 5 используются многократно.

Счетчик износа витковой изоляции трансформатора работает следующим образом.

Измерение температуры витковой изоляции трансформатора производится косвенно путем формирования дат- чиком 1, преобразователем 2, сумматором 3 и преобразователем 4 напряжениЯ 0, пРопоРЦиоиального @,ь . 4Р . Напряжение l., поступает в блок 5

- пороговых органов., При достижении напряжением U . уровня срабатывания первого порогового элемента, соответствующего температуре обмотки 77 С, происходит замыкание цепи питания генератора 6 импульсов и на его вы«оде появляются импульсы частотой

f,26 кГц. Эти импульсы поступают в делитель 7, при переполнении которо- а го импульс на выходе регистрируется счетчиком 8 импулъсов. Коэффициент деления делителя 7 (5, !2 ° 10 ) и частота генератора 6 импульсов выбраны таким образом, что счетчик 8 импульсов показывает израсходованный ресурс витковой изоляции трансформатора.

1157465 4

При росте9 до величины 80 С частота остается постоянной. При достижении 8 величины 80" С напряжение на входе блока 5 достигает напряжения срабатывания второго порогового элемента, который срабатывает и переключает генератор импульсов на частоту, в f2 раэ большую предыдущей, т.е. 1,78 кГц. Делитель 7 наполняется в !!2 раэ быстрее. Таким образом, прирост температуры на 3 С (от 77 до 80 С),чему соответствует прирост относительного износа А в

М2 раз, вызывает прирост частоты в 2 раэ. В результате обеспечена пропорциональность частоты относительному износуо(.

Дальнейшее увеличение О, через о каждые 3 С вызывает поочередное срабатывание соответствующих ПЭ и увеличение частоты в 42 pas: при

83 С срабатывает третий ПЭ, при о

86 С вЂ” четвертый ПЭ, при 89 С вЂ” пятый ПЭ и при 92 С вЂ” шестой ПЭ.

При 95 С срабатывает седьмой ПЭ, который производит переключения в сумматоре 3 напряжений и делителе

7, при этом устройство блокируется в новом состоянии. В результате на выходе сумматора 3 напряжение скачком уменьшается на величину, соответствующую изменению температуры работы первой очереди (6 ступеней о О по 3 ), т.е. !8 С. Коэффициент деления делителя 7 уменьшается в 8 раэ.

Элементы блока 5 (co второго по седьмой ПЭ) выключаются, первый ПЭ остается в сработавшем положении.

Дальнейшее увеличение 8; вызывает поочередное срабатывание с второго по шестой ПЗ и соответствующее увеличение частоты импульсов. При 8 о о6 равном 1)3 С, повторно.срабатчвает седьмой ПЭ и выполняет переключе ния в сумматоре 3, блоке 5 и делителе 7 для использования с первого по шестой пороговых элементов в ка. честве 3-й очереди блока 5. Процесс переключения ступеней и очередей блока 5 происходит до достижения верхнего предела рабочего диапазона счетчика износа. 146 С, Если .8О,>146 С, то износ регистрируется как при 146 С.

При уменьшении температуры изоляции обмоток изменение частоты происходит в обратной последовательности (переключение ПЭ, очередей блока 5, 1157465

ОБ нов °

Н- L cM ) lV- f c t о гдеЬиГ относительный износ изоляции трансформатора и соответствующая ему частота следования импульсов; номинальная температура обмотки трансформатора, при которой L=1, и соответствующее ей напряжение иа выходе сумматора напряжений; коэффициент 6-градусного закона износа изоляции и соответствующий ему коэффициент деления в делителе; израсходованный ресурс изоляции и соответствующее ему число импульсов эа контролируемый период эксплуатации Т. и u.o G uC

Н.иИ уровней напряжения в сумматоре 3 и коэффициента деления делителя 7 ).

Пороговые элементы ПЭ, как правило, имеют определенный коэффициент возврата в напряжение возврата несколько ниже напряжения срабатывания. С целью уменьшения погрешности измерения износа уровни срабаты. вания ПЭ выбираются с учетом коэффициента возврата так, чтобы отрицательная погрешность при росте температуры компенсировалась положительной погрешностью при снижении температуры (фиг. 2, отличие ступенчатых линий 10 и 11 от линии

9). Такую компенсацию позволяет выполнять как интегральный характер измеряемого износа изоляции, так и циклическое изменение температуры — в течение суток прирост и снижение температур равны..

Таким образом, в предложенном устройстве реализуется 6-градусный закон износа изоляции:

Предлагаемое устройство чо сравнению с известным обеспечивает следующие преимущества: реализация предлагаемого устройства проще известного. Это обусловливается тем, что относительный износ изоляции, изменяющийся в очень широких пределах, например в 8000 раз в предлагаемом устройстве моделируется дискретной величиной (частотой следования импульсов), а в известном устройстве — непрерывной величиной (длительностью временных интервалов) . Обеспечение такой кратности изменения частоты следования импульсов возможно, а интервалов времени — нет; износ изоляции в предлагаемом устройстве определяется непосредственно показанием единственного счетчика импульсов, в известном устройстве приходится математически о6рабатывать показания трех счетчиков импульсов; непрерывный контроль износа в предлагаемом устройстве повышает . точность измерения в сравнении с циклическим контролем (опрос-па. за) примененным в известном устройстве, Так, точность измерения по сравнению с известным увеличилась на 57 (погрешность устройства УРИТ равна

15Х предлагаемого счетчика 107).

Положительный эффект данного устройства заключается в упрощении его схемы и повышении точности измерения износа..

Народно-хозяйственное значение устройства, отличающегося простотой и точностью измерения, в сравнении с базовым объектом заключается в воэможности широкого применения на практике контроля загрузки трансформаторов по основному критерию — износу витковой изоляции с непрерывным учетом фактических условий работы.

Экономическая эффективность применения предлагаемого счетчика износа основывается на лучшем использовании трансформаторного парка при одновременной защите. трансформаторов от систематических перегрузок.

1! 57465

r28

ger

f. ll

r,2 б

O2S

О, r2$ аибб (I е сро3еюеиг p J t б Ф 7 Р 3 а х б у Р 3 Ф 5 б 7 Р Ю а Х б бают ®

2 22Ю O М М ЮФ ЛЮ re д2 r2d rÌ 140 146 с ф ф

1Ф Ю-в grvep rh

&ила/

Ovt.t

ЗНИИПИ Заказ 3362/43 Тирак 748 Подписное

Фипиаа ППВ "Патент", r. Уаюрод,ул.Проектная, 4

М

t,ont

f86 л » уrf

JОЯ