Способ контроля под рабочими токами и напряжениями деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора



Способ контроля под рабочими токами и напряжениями деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора
Способ контроля под рабочими токами и напряжениями деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора
Способ контроля под рабочими токами и напряжениями деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора

 


Владельцы патента RU 2478977:

Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Квазар" (RU)

Изобретение относится к электротехнике. Сущность: фиксируют массивы мгновенных значений токов и напряжений на всех сторонах трансформатора. С использованием текущей частоты напряжения питающей электрической сети по указанным массивам определяют составляющие векторов токов и напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей на всех сторонах трансформатора. По данным опытов холостого хода с питанием трансформатора со стороны высшего напряжения раздельно напряжениями прямой, обратной и нулевой последовательностей, текущего значения коэффициента трансформации и активного сопротивления его обмоток определяют векторы намагничивающих токов. Вычисляют индуктивное сопротивление короткого замыкания фазы с учетом полученных значений и паспортных данных трансформатора и сравнивают результат вычислений с эталоном. Технический результат: повышение точности и достоверности результатов. 3 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться на электрических станциях и подстанциях для автоматического эксплуатационного контроля деформации обмоток трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора (автотрансформатора) под рабочим напряжением.

В настоящее время контроль деформации обмоток силовых трансформаторов осуществляют путем измерения их сопротивлений короткого замыкания и сравнения полученных значений с базовыми значениями. С этой целью, в соответствии с Эксплуатационным циркуляром Министерства энергетики № Ц-02-88 (Э) от 28.12.1987 г. «Об измерениях сопротивления КЗ трансформаторов», после протекания через силовой трансформатор токов 0,7 и более расчетного тока КЗ силового трансформатора необходимо выполнять измерения сопротивления короткого замыкания на всех силовых трансформаторах и автотрансформаторах мощностью 63 MB*А и более, класса напряжения 110 кВ и выше. Проведение указанных измерений связано с отключением силового трансформатора от питающей электрической сети, поочередной установкой закороток на зажимах обмоток, подключением трехфазного источника питания к зажимам силового трансформатора, выполнением измерений и расчетов, что требует временных и материальных затрат. Необходимо также учитывать снижение надежности электроснабжения при отключении силового трансформатора от электроэнергетической системы.

Указанные недостатки объясняют необходимость разработки способов определения сопротивления короткого замыкания силового трансформатора под рабочим напряжением, без отключения последних от электроэнергетической системы.

Известен способ диагностики силовых трансформаторов [Бутырин П.А., Алпатов М.Е., Алексейчик Л.В. Способ диагностики силовых трансформаторов. Патент RU 94034034 Н02Н 7/04, G01R 31/02]. В указанном способе путем решения уравнений состояния силового трансформатора определяют фактические потери и ток холостого хода, потери и сопротивление короткого замыкания, а по превышению фактических значений указанных параметров над эталонными судят о техническом состоянии трансформатора и, в частности, о деформации обмоток силового трансформатора.

Недостатком указанного способа является практическая невозможность его использования при оперативной диагностике силовых трансформаторов под рабочими токами и напряжениями из-за отсутствия рекомендаций по учету конкретных схем и групп соединения обмоток, а также конструкций магнитопроводов объектов контроля.

Известен способ контроля деформации обмоток силового трансформатора [Засыпкин А.С., Дорожко С.В. Диагностика обмоток силового трансформатора без отключения от сети // Изв. вузов. Электромеханика. - 1992. - №6]. В указанном способе деформация обмоток силового трансформатора выявляется без его отключения от электрической сети путем измерения тока в нейтрали объекта контроля и сравнения результатов расчетов с параметрами нулевой последовательности исправного силового трансформатора.

Недостатком указанного способа является невозможность его использования при работе силового трансформатора с изолированной нейтралью. В настоящее время силовые трансформаторы двухтрансформаторных подстанций с высшим напряжением 110 кВ эксплуатируются с изолированной нейтралью одного из трансформаторов. Поэтому при контроле деформации обмоток силового трансформатора, работающего с изолированной нейтралью, необходимо производить оперативные переключения по заземлению нейтрали.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ оперативного контроля сопротивления короткого замыкания однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме [Патент RU 2390034, G01R 31/02], в котором по массивам мгновенных значений токов и напряжений определяют действующие значения напряжений первичной и вторичной обмоток, а также тока вторичной обмотки объекта контроля и текущую частоту сети. По указанным величинам определяют действующее значение суммарного падения напряжения на первичной и вторичной обмотках и сопротивление короткого замыкания.

Недостаток прототипа заключается, в частности, в значительных погрешностях оценки степени деформации обмоток в широком диапазоне температур, в котором функционирует силовой трансформатор. Кроме того, возможны ошибки в оценке степени деформации обмоток при равенстве отношений активных и реактивных составляющих тока нагрузки и сопротивления короткого замыкания.

Задачей изобретения является распознавание недопустимой деформации обмоток в широком диапазоне температур, в котором функционирует силовой трансформатор, а также в исключении затруднения в оценке степени деформации обмоток при равенстве отношений активных и реактивных составляющих тока нагрузки и сопротивления короткого замыкания.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в повышении точности и достоверности результатов измерений и расчетов, производимых с помощью способа автоматизированного контроля под рабочими токами и напряжениями деформации обмоток понижающего трехфазного трехстержневого силового трансформатора. Благодаря этому повышается доверие эксплуатационного персонала к результатам контроля.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе контроля деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора фиксируют массивы мгновенных значений токов и напряжений на всех его сторонах. С использованием текущей частоты напряжения питающей электрической сети по указанным массивам определяют составляющие векторов токов и напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей на всех сторонах понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора. По данным опытов холостого хода с питанием понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора со стороны высшего напряжения раздельно напряжениями прямой, обратной и нулевой последовательностей, текущему значению коэффициента трансформации понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора и активным сопротивлениям его обмоток определяют векторы намагничивающих токов. В заключение по предложенной формуле вычисляют индуктивные сопротивления короткого замыкания в фазах и сравнивают их с эталоном.

На фиг.1 приведена схема подключения трансформаторов тока и напряжения к системе контроля технического состояния (мониторинга) силового трансформатора, являющейся примером реализации заявляемого способа; на фиг.2 - эквивалентная схема трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора для симметричных составляющих прямой последовательности, на фиг.3 - эквивалентная схема трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора для симметричных составляющих прямой и обратной последовательностей, а на фиг.4 - эквивалентная схема трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора для симметричных составляющих нулевой последовательности.

На фиг.1 приняты следующие обозначения:

1 (А, В, С) - сборные шины стороны высшего напряжения(ВН);

2 (Q1) - силовые выключатели;

3 (ТА ВН) - трансформаторы тока стороны ВН;

4 (T) - объект контроля (понижающий двухобмоточный трехфазный трехстержневой силовой трансформатор);

5 (ТА НН) - трансформаторы тока стороны низшего напряжения (НН);

6 (Q2) - силовые выключатели стороны НН;

7 (a, b, c) - сборные шины стороны НН;

8 (QS1) - блок разъединителей на стороне ВН;

9 (TV1) - измерительный трансформатор напряжения на стороне ВН;

10 (TV2) - измерительный трансформатор напряжения на стороне НН;

11 (QS2) - блок разъединителей на стороне НН;

12-15 (ЛС1-ЛС4) - линии связи;

16 (СКТС) - система контроля технического состояния силового трансформатора.

На фиг.2 приняты следующие обозначения:

ИТА, ИТВ, ИТС - идеальные трансформаторы в фазах А, В, С;

, , - фазные напряжения прямой последовательности на входе объекта контроля 4(Т);

, , - токи прямой последовательности на входе объекта контроля 4(Т);

, , - приведенные к стороне ВН токи прямой последовательности во вторичных обмотках объекта контроля 4(Т);

, , - токи прямой последовательности во вторичных обмотках объекта контроля 4(Т);

, , - токи прямой последовательности в цепи нагрузки объекта контроля 4(Т);

, , - намагничивающие токи прямой последовательности;

za, zb, zc - сопротивления нагрузки;

R1A, R2B, R1C, R2A, R2B, R2C - активные сопротивления обмоток ВН и НН объекта контроля 4(Т) соответственно;

jXKA, jXKB, jXKC - индуктивные сопротивления короткого замыкания объекта контроля 4(Т) в фазах А, В, С (в комплексной форме);

Z0A1, Z0B1, Z0C1 - полные сопротивления намагничивающих ветвей фаз объекта контроля 4(Т) для токов прямой последовательности;

- ток в нейтрали.

На фиг.3 приняты следующие обозначения:

ИТА, ИТВ, ИТС - идеальные трансформаторы в фазах А, В, С;

, , - суммарные фазные напряжения прямой и обратной последовательностей на входе объекта контроля 4(Т);

, , - суммарные токи прямой и обратной последовательностей на входе объекта контроля 4(Т);

, , - приведенные к стороне ВН суммарные токи прямой и обратной последовательностей во вторичных обмотках объекта контроля 4(Т);

, , - суммарные токи прямой и обратной последовательностей во вторичных обмотках объекта контроля 4(Т);

, , - суммарные токи прямой и обратной последовательностей в цепи нагрузки объекта контроля 4(Т);

, , - суммарные намагничивающие токи прямой и обратной последовательностей;

za, zb, zc - сопротивления нагрузки;

R1A, R1B, R1C, R2A, R2B, R2C - активные сопротивления обмоток ВН и НН объекта контроля 4(Т) соответственно;

jXKA, jXKB, jXKC - индуктивные сопротивления короткого замыкания объекта контроля 4(Т) в фазах А, В, С (в комплексной форме);

Z0A1,2, Z0B1,2, Z0C1,2 - полные сопротивления намагничивающих ветвей фаз объекта контроля 4(Т) для токов прямой и обратной последовательностей;

- ток в нейтрали.

На фиг.4 приняты следующие обозначения:

ИТА, ИТВ, ИТС - идеальные трансформаторы в фазах А, В, С;

, , - фазные напряжения нулевой последовательности на входе объекта контроля 4(Т);

- токи нулевой последовательности в обмотках стороны ВН объекта контроля 4(Т);

, , - приведенные к стороне ВН токи нулевой последовательности в обмотках стороны НН объекта контроля 4(Т);

, , - токи нулевой последовательности в обмотках стороны НН объекта контроля 4(Т);

, , - токи нулевой последовательности в цепи нагрузки объекта контроля 4(Т);

, , - намагничивающие токи нулевой последовательности;

za, zb, zc - сопротивления нагрузки;

R1A, R1B, R1C, R2A, R2B, R2C - активные сопротивления обмоток ВН и НН объекта контроля 4(Т) соответственно;

jXKA, jXKB, jXKC - индуктивные сопротивления короткого замыкания

объекта контроля 4(Т) в фазах А, В, С (в комплексной форме);

Z0A0, Z0B0, Z0C0 - полные сопротивления намагничивающих ветвей фаз объекта контроля 4(Т) для токов нулевой последовательности;

- ток в нейтрали.

В соответствии с фиг.1 к сборным шинам 1 (А, В, С) через силовые выключатели 2 (Q1) и трансформаторы тока 3 (ТА ВН) подключена сторона высшего напряжения (ВН) объекта контроля 4(Т). Сторона низшего напряжения (НН) указанного трансформатора подключена через трансформаторы тока 5 (ТА НН) и силовые выключатели 6 (Q2) к сборным шинам стороны НН 7 (а, b, с). Через блок разъединителей на стороне ВН 8 (QS1) к сборным шинам ВН 1 (А, В, С) подключен измерительный трансформатор напряжения стороны ВН 9 (TV1). Измерительный трансформатор напряжения на стороне НН 10 (TV2) подключен к сборным шинам НН 7 (a, b, c) через блок разъединителей 11 (QS2). Информация о токах и напряжениях объекта контроля передается по линиям связи 12-15 (ЛС1-ЛС4) в систему контроля технического состояния силового трансформатора 16 (СКТС).

Рассмотрим пример реализации предлагаемого способа с помощью системы контроля состояния силового трансформатора, приведенной на фиг.1.

Для обеспечения возможности контроля деформации обмоток в процессе эксплуатации трансформатора заводом-изготовителем или при наладке, а также после капитального ремонта со сменой обмоток должны быть сняты характеристики холостого хода объекта контроля 4(Т) при различных значениях коэффициента трансформации с питанием 4(Т) со стороны высшего напряжения раздельно системами напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей с учетом углов сдвига по фазе между напряжениями и токами в фазах. Указанные характеристики в дальнейшем должны храниться в базе данных объекта контроля.

В процессе контроля деформации обмоток фиксируются массивы отсчетов напряжений и токов на сторонах ВН и НН объекта контроля 4(Т). По широко известным алгоритмам цифровой обработки сигналов (см., например, Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. - М.: Энергоатомиздат, 2007) производят измерение текущей частоты питающего напряжения ωT. Затем с помощью известного разложения в ряд Фурье (преобразование Фурье) или его разновидностей (например, быстрое преобразование Фурье) с использованием текущей частоты напряжения в качестве основной частоты вычисляют ортогональные (синусные и косинусные) составляющие векторов основной частоты фазных напряжений и токов стороны ВН и междуфазных напряжений стороны НН. Методика вычислений ортогональных составляющих описана в вышеприведенном источнике. Указанные составляющие, как известно из математической теории функций комплексного переменного (см., например, Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. - М.: Наука, 1998), с 493-497), представляют собой проекции векторов напряжений и токов на координатные оси комплексной плоскости. Вектор напряжения вычисляется по выражению

,

где Ux, Uy - ортогональные составляющие вектора напряжения;

j - мнимая единица.

По известным из теоретических основ электротехники выражениям, относящимся к методу симметричных составляющих (см., например, Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Учебник. - 10-е изд. - М.: Гардарики, 2000, с.200-201), вычисляют симметричные составляющие напряжений и токов прямой, обратной и нулевой последовательностей на данной текущей частоте. В заключение по приведенному ниже выражению (1) с использованием параметров векторов напряжений на сторонах ВН и НН, параметров векторов тока на стороне ВН и полученных с помощью характеристик холостого хода параметров векторов намагничивающих токов объекта контроля 4(Т) вычисляют индуктивные сопротивления короткого замыкания фаз и сравнивают их с эталонными значениями xэт, соответствующими текущей частоте. Эталонные значения xэт.ном, заданные при номинальной частоте ωном, при этом должны быть пересчитаны к текущей частоте по выражению

Реализацию данного алгоритма удобно осуществить с помощью микропроцессорной системы, которую целесообразно включить в состав системы контроля технического состояния силового трансформатора.

Следует отметить, что выявление деформации обмоток трансформатора при наличии в базе его данных результатов опытов холостого хода исправного трансформатора при различных значениях коэффициента трансформации с питанием со стороны высшего напряжения раздельно системами напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей с учетом углов сдвига по фазе между напряжениями и токами в фазах может быть осуществлено без отключения трансформатора от сети, т.е. под рабочими токами и напряжениями. Это положение является важнейшим достоинством предлагаемого способа контроля технического состояния трансформатора.

Функционирование системы, реализующей предложенный способ, удобно рассматривать с использованием упомянутого выше широко известного метода симметричных составляющих. В соответствии с указанным методом токи и напряжения любого несимметричного режима могут быть представлены совокупностями составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Целесообразно рассмотреть три режима работы объекта контроля 4(Т).

1. В питающем напряжении содержатся только составляющая прямой последовательности.

2. В питающем напряжении содержатся составляющие прямой и обратной последовательностей.

2. В питающем напряжении имеются составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей.

В первом режиме работы объекта контроля 4(Т) в его намагничивающих токах нет составляющих обратной и нулевой последовательностей. Эквивалентная схема объекта контроля 4(Т) со схемой соединения в первом режиме работы (при наличии на входах напряжений только прямой последовательности) имеет вид, приведенный на фиг.2. Напряжения на стороне ВН трансформатора равны токи на стороне ВН - соответственно По сопротивлениям короткого замыкания фаз трансформатора проходят токи, равные разностям фазных токов на стороне ВН и соответствующих намагничивающих токов фаз.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания фазы А можно вычислить по выражению

Во втором режиме работы объекта контроля 4(Т) в его намагничивающих токах , , имеются составляющие прямой и обратной последовательностей. Эквивалентная схема объекта контроля 4(Т) со схемой соединения во втором режиме работы (при наличии на входах напряжений прямой и обратной последовательностей) имеет вид, приведенный на фиг.3. Сопротивления в фазах объекта контроля 4(Т) для токов прямой и обратной последовательностей одинаковы. Это относится к активным сопротивлениям стороны ВН R1A, R1B, R1C и стороны НН R2A, R2B, R2C соответственно, а также к индуктивным сопротивлениям короткого замыкания (обозначены как jXKA, jXKB, jXKC) и полным сопротивлениям намагничивающих ветвей (обозначены как Z0A1,2, Z0B1,2, Z0C1,2). Благодаря этому имеется возможность вычислять суммарные токи прямой и обратной последовательностей стороны ВН , , , стороны НН , , и приведенные к стороне ВН токи стороны НН , , , a также суммарные токи прямой и обратной последовательностей , , в сопротивлениях нагрузки za, zb, zc и намагничивающие токи , , объекта контроля 4(Т) при приложении ко входам последнего суммарных фазных напряжений , , указанных последовательностей. Для вычисления индуктивных сопротивлений короткого замыкания ХKA, ХKB, ХKC объекта контроля 4(Т) используются данные опыта холостого хода при питании напряжениями прямой или обратной последовательности.

В третьем режиме работы приложенные к обмоткам стороны ВН объекта контроля 4(Т) напряжения нулевой последовательности , , создают дополнительные намагничивающие токи той же последовательности , , . По обмоткам стороны ВН проходят токи , , , по обмоткам стороны НН - токи , , . Приведенные к стороне ВН токи в обмотках стороны НН равны , , , а токи в сопротивлениях нагрузки фаз za, zb, zc равны , , . В этом режиме работы суммы токов в обмотках стороны ВН , , и намагничивающих токов , , не равны нулю; сопротивления намагничивающих ветвей нулевой последовательности Z0A0, Z0B0, Z0C0 не равны соответствующим сопротивлениям прямой (обратной) последовательности Z0A1,2, Z0B1,2, Z0C1,2. Эквивалентная схема объекта контроля 4(Т) для нулевой последовательности приведена на фиг.4. С целью вычисления индуктивного сопротивления короткого замыкания объекта контроля 4(Т), кроме данных опыта холостого хода при питании объекта контроля 4(Т) напряжениями прямой или обратной последовательности, необходимо использовать данные опыта холостого хода при питании объекта контроля 4(Т) напряжениями нулевой последовательности.

Из эквивалентных схем, приведенных на фиг.2-4, например, для фазы А можно получить:

где xKA - значение сопротивления, вычисляемое на основе измерений, характеризующее степень деформации обмотки фазы А объекта контроля 4(Т);

- вектор измеренного напряжения фазы А на стороне ВН объекта контроля 4(Т);

- вектор измеренного тока фазы А на стороне ВН объекта контроля 4(Т);

R1A, R2A - активные сопротивления переменному току обмотки фазы А на сторонах ВН и соответственно НН объекта контроля 4(Т), паспортные данные;

, - вычисленные по данным опытов холостого хода с питанием понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора со стороны высшего напряжения раздельно напряжениями прямой, обратной и нулевой последовательностей суммарный вектор намагничивающего тока прямой и обратной последовательностей фазы А и вектор намагничивающего тока нулевой последовательностей той же фазы соответственно;

kT - коэффициент трансформации объекта контроля 4(Т), паспортные данные. В системе контроля состояния трансформатора значение коэффициента трансформации может быть выдано устройством управления регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) (на фиг.1 не показано);

R2A - активное сопротивление переменному току обмотки фазы А на стороне НН объекта контроля 4(Т), паспортные данные;

- вектор измеренного напряжения между фазами с и а на стороне НН объекта контроля 4(Т).

Выражения для xKB и xKC аналогичны.

Таким образом, как видно из выражения (1), для выявления деформации обмотки фазы А, характеризуемой значением xKA, достаточно использовать информацию о напряжении стороны ВН и на нагрузке , а также токе стороны ВН от имеющихся трансформаторов напряжения 9 (TV1), 10 (TV 2) и тока 3 (ТА ВН), 5 (ТА НН). Кроме того, необходимо использовать информацию о положении регулятора напряжения под нагрузкой (РПН) (на фиг.1 не показан), определяющую текущее значение коэффициента трансформации kT, а также паспортные данные трансформатора (индуктивные сопротивления xKA и активные сопротивления фаз обмоток R1 и R2. Намагничивающие токи фаз прямой и обратной , а также нулевой последовательностей определяются по хранящимся в базе данных системы контроля технического состояния силового трансформатора результатов опытов холостого хода с подачей на объект контроля 4(Т) раздельно напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Приведенные выше положения объясняют сущность предлагаемого изобретения, которая заключается в учете неравенства сопротивлений намагничивающих ветвей эквивалентной схемы трехфазного трехстержневого силового трансформатора 4(Т) симметричным составляющим токов прямой (обратной) и нулевой последовательностей при вычислении индуктивного сопротивления короткого замыкания объекта контроля 4(Т). Известно, что суммы намагничивающих токов прямой (обратной) последовательностей , , равны нулю, так как магнитные потоки взаимной индукции указанных последовательностей замыкаются в стержнях магнитопровода. Однако магнитные потоки взаимной индукции нулевой последовательности в сумме не равны нулю и не замыкаются в стержнях магнитопровода. По указанной причине, при прочих равных условиях, намагничивающий ток, например, фазы А, нулевой последовательности существенно превышает аналогичный ток прямой и обратной последовательностей . Учет указанного положения повышает точность определения сопротивления xK и соответственно к более обоснованному выводу о степени деформации обмоток объекта контроля 4(Т).

В связи с изложенным предлагается, зная приложенное напряжение на стороне питания объекта контроля 4(Т) (в данном случае напряжение на стороне ВН) и используя данные характеристик холостого хода при подаче на него раздельно напряжений прямой (обратной) , , и нулевой , , последовательностей с учетом фазового сдвига между напряжениями и токами, вычислять намагничивающие токи отдельных последовательностей, а также токи в фазах элементов эквивалентной схемы и соответственно в индуктивном и активном сопротивлениях короткого замыкания объекта контроля 4(Т). Это позволяет найти его индуктивное сопротивление короткого замыкания, являющееся информативным признаком для оценки степени деформации обмотки объекта контроля 4(Т).

Следует подчеркнуть, что неучет различия в сопротивлениях намагничивающих ветвей фаз объекта контроля 4(Т) токам прямой (обратной) Z0A1,2, Z0B1,2, Z0C1,2 и нулевой Z0A0, Z0B0, Z0C0 последовательностей при наличии в питающих напряжениях составляющей нулевой последовательности , , (что часто имеет место на трансформаторных подстанциях) может привести к недопустимому значению ошибки в определении индуктивного сопротивления короткого замыкания объекта контроля 4(Т) и соответственно к неверному выводу о степени деформации его обмоток.

Для проверки работоспособности предложенного способа контроля деформации обмотки объекта контроля 4(Т) в среде Matlab была построена модель трехфазного силового трансформатора. С помощью указанной модели установлено, что при изменении xK трехфазного трансформатора на 5% вычисляемое значение xK изменяется в процентах по отношению к максимальному значению на 4.5-6%.

Вычисляемое значение xK практически не зависит от несимметрии питающего напряжения, а также от неравенства сопротивлений нагрузки на трансформатор.

Предлагаемый способ обладает следующей совокупностью свойств, которую не имеет ни один из известных способов того же назначения:

- использование простого и эффективного критерия недопустимой деформации обмоток, соответствующего Руководящим материалам - индуктивного сопротивления короткого замыкания;

- повышенная точность функционирования за счет учета неравенства сопротивлений намагничивающих ветвей токам прямой (обратной) и нулевой последовательностей;

- возможность определения деформации обмоток трансформатора без его отключения от питающей электрической сети непосредственно под рабочими токами и напряжениями;

- независимость результата вычисляемого значения индуктивного сопротивления короткого замыкания от режима нейтрали объекта контроля 4(Т).

Способ контроля деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора, заключающийся в фиксации массивов мгновенных значений токов и напряжений на всех его сторонах, вычислении индуктивных сопротивлений короткого замыкания в фазах и сравнении вычисленных значений с эталоном, отличающийся тем, что с использованием текущей частоты напряжения питающей электрической сети по указанным массивам определяют составляющие векторов токов и напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей на всех сторонах понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора, по данным опытов холостого хода с питанием понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора со стороны высшего напряжения раздельно напряжениями прямой, обратной и нулевой последовательностей, текущего значения коэффициента трансформации понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора и активного сопротивления его обмоток определяют векторы намагничивающих токов, а индуктивное сопротивление короткого замыкания фазы А вычисляют по формуле:

где - вектор измеренного напряжения фазы А на стороне высшего напряжения;
- вектор измеренного тока фазы А на стороне высшего напряжения;
R1A, 2A - активные сопротивления переменному току обмотки фазы А на сторонах высшего и низшего напряжений, соответственно;
- вычисленные по данным опытов холостого хода с питанием понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора со стороны высшего напряжения раздельно напряжениями прямой, обратной и нулевой последовательностей суммарный вектор намагничивающего тока прямой и обратной последовательностей фазы А и вектор намагничивающего тока нулевой последовательности той же фазы соответственно;
kT - коэффициент трансформации;
- вектор измеренного напряжения между фазами с и a на стороне низшего напряжения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике эксплуатации турбогенераторов, предназначено для технического контроля состояния турбогенераторов (ТГ) и оборудования систем ТГ и может быть использовано для диагностирования турбогенераторов любой мощности с любой системой возбуждения.

Изобретение относится к электроэнергетике, в честности к контролю вторичной цепи измерительного трансформатора, соединен с компонентом электроэнергетической системы.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для определения группы и схемы соединения силовых двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов.

Изобретение относится к диагностированию изоляции токопроводников электрооборудования, в частности, электрической обмотки тягового двигателя. .

Изобретение относится к области испытаний обмоток якорей коллекторных электрических машин постоянного тока. .

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для диагностирования электрических цепей, содержащих активное сопротивление и индуктивность, в частности обмоток электрических машин и аппаратов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к контролю качества изоляции, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя или трансформатора.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. .

Изобретение относится к способам шумовой диагностики электроэнергетического оборудования (ЭЭО). .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах для контроля электрических катушек в процессе производства

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Сущность изобретения заключается в том, что вспомогательная трехфазная электрическая цепь содержит в первой фазе конденсатор с переменной величиной емкости и последовательно подключенным к нему первым амперметром, во второй фазе резистор с переменной величиной сопротивления, а в третьей фазе диагностируемую индуктивную обмотку с последовательно подключенным к ней вторым амперметром. Полученную электрическую цель подключают к линейным выводам вторичной обмотки трансформатора, соединенной по схеме треугольник с регулируемым напряжением. Равенство показаний амперметров является признаком исправного состояния для всех подключаемых однотипных индуктивных обмоток. Технический результат - расширение возможности диагностики индуктивных обмоток. 3 ил.

Изобретение относится к технике электрических измерений и предназначено для определения качества компаундирования обмоток электрических машин на этапах испытания изоляции обмоток при изготовлении и эксплуатации, в частности обмоток статора маслонаполненных погружных асинхронных электродвигателей. Сущность: на объект измерений подают постоянное напряжение U и измеряют сопротивление R(t) объекта в течение времени, достаточного для достижения величины сопротивления практически установившегося значения. Затем определяют значения переходного тока i(t)=U/R(t). По кривой тока определяют диагностический признак оценки качества компаундирования обмотки в виде произведения экспериментальных значений основных характеристик компаунда (εa·ρv)экcп - абсолютной диэлектрической проницаемости и удельного объемного сопротивления соответственно, затем определяют критерий качества компаундирования Кk путем сравнения экспериментальных характеристик компаунда с его паспортными данными по формуле: . Технический результат: повышение объективности оценки качества компаундирования обмоток. 4 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области испытаний обмоток якорей коллекторных электрических машин постоянного тока. Сущность: создают режим ударного импульсного возбуждения одновременно всех параллельных ветвей обмотки вращающегося якоря путем посылки импульсов напряжения возбуждения от генератора импульсных напряжений ГИН с частотой следования, например, 50 импульсов в секунду на коллектор относительно корпуса. Фиксируют наличие дефекта витковой изоляции с помощью индукционного датчика астатической конструкции с ферромагнитным сердечником, имеющим воздушный зазор-щель, ориентированный вдоль выводов витков у петушков коллектора секций с максимальными испытательными междувитковыми напряжениями в середине каждой параллельной ветви в силу симметрии обмоток якорей относительно места возбуждения, и измерителя импульсных магнитных полей с электронной ячейкой памяти по максимальным уровням импульсного магнитного поля, которые измеряют бесконтактным способом индукционным датчиком ИД с измерителем импульсных магнитных полей и фиксируют при срабатывании его электронной ячейки памяти в автоматическом режиме испытаний при каждом прохождении под датчиком ИД выводов витков дефектной секции и секций, непосредственно соединенных с ней уравнителями, и которые создаются только током в короткозамкнутом витке, возникающем под действием центробежных сил на обмотку и коллектор и вибрации только на вращающемся якоре. Технический результат: фиксация наличия дефекта витковой изоляции, приводящего к образованию короткозамкнутого витка, возникающего под действием центробежных сил на обмотку и коллектор и вибрации только на вращающемся якоре. 11 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Устройство для диагностики индуктивных обмоток содержит трехфазный трансформатор с регулируемым напряжением вторичной обмотки, соединенной по схеме треугольник, один из выводов которой с помощью линейного проводника подключен к вспомогательной цепи, содержащей последовательно соединенные амперметр с конденсатором с переменной емкостью, шунтируемый с помощью ключа, и подключен к первому из трех выводов индуктивной обмотки, при этом второй вывод индуктивной обмотки непосредственно подключен ко второму выводу вторичной обмотки трехфазного трансформатора. Технический результат - упрощение электрической схемы, сохранение функциональных возможностей устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники, предназначено для вычисления и индикации относительной интенсивности износа изоляции обмоток трансформатора, а также может найти применение в качестве счетчика-регистратора использованного ресурса срока службы изоляции обмоток трансформатора за каждый час, сутки, месяц. Сущность: счетчик содержит датчики тока фаз сети "А", "В", "С", микроконтроллер, датчик температуры окружающей среды, генератор прямоугольных импульсов, регистр, цифровой индикатор, первый и второй приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство, компьютер. Технический результат: повышение точности за счет учета зависимости активного сопротивления обмоток трансформатора от температуры нагрева и учета влияния изменений температуры окружающей среды, а также расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности точного определения износа изоляции обмоток при несимметричной нагрузке фаз. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя. Технический результат: диагностирование межвитковых повреждений на ранней стадии развития. Сущность: измеряют амплитуды фазных напряжений на выбеге и периоды колебания этих напряжений. Эти значения сравниваются со значениями, записанными ранее, на исправном электродвигателе. По выходу измеренных величин из допустимого диапазона, обусловленного погрешностью измерений и допустимым отклонением измеряемых параметров, от начальных значений судят о наличии межвитковых повреждений. 5 ил.

Предлагаемые способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройство для его осуществления относятся к электротехнике и могут быть использованы для расчета и обоснования нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям. Техническим результатом является повышение точности реальных потерь холостого хода силовых трансформаторов. Устройство содержит регулируемый источник питания для изменения напряжения на одной обмотке трансформатора при разомкнутой второй обмотке. Для достижения заявленного результата в качестве источника регулируемого напряжения использован автономный асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения. Выходное напряжение генератора ступенчато регулируют в пределах 70-110% от номинального напряжения посредством переключения конденсаторов регулирования при переходе коммутируемого напряжения через «ноль». Переключение осуществляется трехфазными бесконтактными электронными ключами, управляемыми через оптронные входы дешифратором и многопозиционным переключателем. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя. Технический результат: возможность диагностирования межвитковых повреждений на ранней стадии развития. Сущность: измеряют ток через две последовательно соединенные обмотки и конденсатор постоянной емкости при подключении их к источнику напряжения повышенной частоты. Замер производится при всех возможных сочетаниях обмоток. Далее по результатам измерений делается вывод о наличии межвитковых замыканий. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Технический результат: расширение арсенала технических средств. Сущность: устройство содержит трехфазный трансформатор с регулируемым напряжением вторичной обмотки, соединенной по схеме треугольник и имеющей три линейных проводника, заведомо исправную индуктивную обмотку, соединенную одним из выводов с первым линейным проводником, цепь сравнения, содержащую конденсатор и резистор с переменными величинами сопротивлений, имеющую возможность подключения одним из выводов ко второму линейному проводнику и второму выводу заведомо исправной обмотки, и амперметр, подключенный к третьему линейному проводнику. Устройство выполнено с возможностью измерения посредством амперметра тока в цепи заведомо исправной обмотки при отключенной цепи сравнения и испытуемой обмотке, с возможностью измерения тока при подключении цепи сравнения одним выводом ко второму линейному проводнику, а вторым выводом - ко второму выводу заведомо исправной обмотки, с возможностью измерения тока при подключении испытуемой обмотки в цепь третьего линейного проводника к узлу соединения заведомо исправной обмотки последовательно с амперметром. По величине тока в третьем линейном проводнике судят об исправном состоянии испытуемой индуктивной обмотки. 2 ил.
Наверх