Устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора



Устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора
Устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора

 


Владельцы патента RU 2486532:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного и периодического контроля состояния обмоток силовых трансформаторов без отключения от сети. Устройство содержит силовой трехфазный трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой, трансформаторы тока, соединенные в полную звезду, заземленную нейтраль, трансформатор тока, шины устройства, источник рабочего напряжения, трансформатор напряжения нулевой последовательности. Кроме того, в него введен регистратор, выполненный на базе ЭВМ, причем первый и второй выводы трансформатора напряжения нулевой последовательности соединены, соответственно, с первым и вторым входами регистратора на базе ЭВМ, первый и второй выводы трансформатора тока соединены, соответственно, с третьим и четвертым входами регистратора на базе ЭВМ, первый вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с пятым входом регистратора на базе ЭВМ, второй вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с седьмым входом регистратора на базе ЭВМ, третий вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с девятым входом регистратора на базе ЭВМ, четвертый вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с шестым, восьмым и десятым входами регистратора на базе ЭВМ. Технический результат заключается в упрощении конструкции. 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного и периодического контроля состояния обмоток силовых трансформаторов без отключения от сети.

Уровень техники

Известно устройство, обеспечивающее непрерывный контроль обмоток силового трансформатора в процессе эксплуатации без отключения от сети. Суть работы данного устройства заключается в расчете мгновенного значения индуктивности L обмоток трансформатора по результатам расчета производной синусоидального тока (Хренников A.Ю. Пат. РФ №2136099, кл.6 H02H 7/04, G01R 31/02. Устройство контроля и защиты обмоток трансформаторов от деформаций при коротких замыканиях. Опубл. 27.08.1999).

Недостатком данного устройства является то, что результат получается как разность двух измерений, поэтому требуется высокая точность каждого, кроме того, в описании отсутствуют сведения о точности результатов измерения среднего значения индуктивности за период Lср. Достоверность результатов расчета производной синусоидального тока не была доказана, а мгновенное значение индуктивности LJ меняется также в течение периода, что затрудняет также оценку точности результата измерения Lcp.

Известно также устройство, реализующее метод контроля сопротивления Zк (Хонг Ван Ньу, Малиновский В.Н. Методы и средства контроля и диагностики состояния обмоток мощных силовых трансформаторов // Электротехника. 2009. №10. С.36-41).

В данном устройстве также, как и в предыдущем, результат получается как разность двух измерений, поэтому требуется их высокая точность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство, реализующее способ контроля деформации обмоток силовых трансформаторов, содержащее силовой трехфазный трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой, трансформаторы тока, соединенные в полную звезду, заземленную нейтраль, трансформатор тока, шины устройства, источник рабочего напряжения, трансформатор напряжения нулевой последовательности, фильтры первой гармоники, блоки коэффициентов, блок суммирования, индикатор фазы, переключатель фазы, блок деления и индикатор (Засыпкин А.С., Гармаш В.А., Дорожко С.В. Пат. РФ №2059257, кл. G01R 31/02. Способ контроля деформации обмоток силовых трансформаторов. Опубл. 27.04.96, Бюл. №12).

Недостатком данного устройства является сложность выполнения отдельных блоков, а также их высокая стоимость. Функции отдельных блоков можно реализовать с помощью специальной программы ЭВМ.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощенному своевременному выявлению деформации обмоток силового трансформатора с меньшими затратами. Для этого функции блоков фильтров первой гармоники, суммирования, коэффициентов, деления, используемых в прототипе, предлагается реализовать с помощью специальной программы ЭВМ.

Технический результат достигается тем, что в устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора, содержащее силовой трехфазный трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой, трансформаторы тока, соединенные в полную звезду, заземленную нейтраль, трансформатор тока, шины устройства, источник рабочего напряжения, трансформатор напряжения нулевой последовательности, отличающееся тем, что в него введен регистратор, выполненный на базе ЭВМ, причем первый и второй выводы трансформатора напряжения нулевой последовательности соединены, соответственно, с первым и вторым входами регистратора на базе ЭВМ, первый и второй выводы трансформатора тока соединены, соответственно, с третьим и четвертым входами регистратора на базе ЭВМ, первый вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с пятым входом регистратора на базе ЭВМ, второй вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с седьмым входом регистратора на базе ЭВМ, третий вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с девятым входом регистратора на базе ЭВМ, четвертый вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с шестым, восьмым и десятым входами регистратора на базе ЭВМ.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлена схема электрическая принципиальная устройства контроля деформации обмоток силового трансформатора.

На схеме объект контроля - силовой трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, соединенный в звезду и имеющий на вводах трансформаторы тока 3 и заземленную нейтраль 4 с трансформатором тока 5. Вторичная обмотка 6 соединена в треугольник. Трансформатор 1 подключен к шинам 7, питающимся от источника рабочего напряжения 8. К шинам также подключен трансформатор напряжения нулевой последовательности 9. На схеме изображен регистратор 10 на базе ЭВМ.

Осуществление изобретения

Устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора содержит (см. чертеж) силовой трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, соединенный в звезду и имеющий на вводах трансформаторы тока 3 и заземленную нейтраль 4 с трансформатором тока 5. Вторичная обмотка 6 соединена в треугольник. Трансформатор 1 подключен к шинам 7, питающимся от источника рабочего напряжения 8. К шинам 7 также подключен трансформатор напряжения нулевой последовательности 9. На схеме изображен регистратор 10 на базе ЭВМ. Первый и второй выводы трансформатора напряжения нулевой последовательности 9 соединены, соответственно, с входом 1 и входом 2 регистратора 10 на базе ЭВМ, первый и второй выводы трансформатора тока 5 соединены, соответственно, с входом 3 и входом 4 регистратора 10 на базе ЭВМ, первый вывод трансформаторов тока 3, соединенных в полную звезду, соединен с входом 5 регистратора 10 на базе ЭВМ, второй вывод трансформаторов тока 3, соединенных в полную звезду, соединен с входом 7 регистратора 10 на базе ЭВМ, третий вывод трансформаторов тока 3, соединенных в полную звезду, соединен с входом 9 регистратора 10 на базе ЭВМ, четвертый вывод трансформаторов тока 3, соединенных в полную звезду, соединен с входом 6, входом 8 и входом 10 регистратора 10 на базе ЭВМ.

Устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора работает следующим образом. Ток заземления нейтрали 4 I ˙ N , первичной обмотки 2 контролируемого трансформатора 1 через трансформатор тока 5 подается на входы 3 и 4 регистратора 10 на базе ЭВМ. Напряжение нулевой последовательности 3 U ˙ 0 с трансформатора напряжения нулевой последовательности 9 подается на входы 1 и 2 регистратора 10 на базе ЭВМ. Фазные токи I ˙ ν через трансформаторы тока 3 подаются соответственно на входы 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10 регистратора 10 на базе ЭВМ. В регистраторе 10 на базе ЭВМ входные аналоговые сигналы фильтруются, усиливаются, преобразуются в цифровой код, который записывается в энергозависимое оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) (на чертеже не показано). В энергонезависимом ОЗУ (на чертеже не показано) производится хранение информации. Из энергонезависимого ОЗУ (на чертеже не показано) информация записывается в ЭВМ. В ЭВМ производится программная обработка полученной информации. С помощью преобразования Фурье определяются первые гармонические составляющие сигналов. Вычисляются сигналы в именованных единицах. Компенсируется погрешность трансформатора тока при регистрации малого тока в нейтрали силового трансформатора. Исключается систематическая погрешность, обусловленная несимметрией трансформаторов напряжения. Далее определяется изменение сопротивления в следующем порядке.

Вычисляется составляющая тока заземления нейтрали, обусловленная напряжением нулевой последовательности на шинах ВН I ˙ N ' = 3 U ˙ 0 Z 0, р а с ч . , где Z0,расч. - расчетное сопротивление нулевой последовательности силового трансформатора. Поскольку для силовых трансформаторов 110 кВ и выше R1+R2<<Xк, то вместо Z0,расч. можно использовать X 0, р а с ч . = 1 / ( 1 X 0 + 1 X к 1 X к , с р ) , где X0 - сопротивление нулевой последовательности, Xк - индуктивное сопротивление КЗ одной из фаз, принятой за базу, измеряются первоначально, среднее сопротивление КЗ - X к , с р = 1 3 ν = A , B , C X к ν

Определяется составляющая тока заземления нейтрали, обусловленная несимметрией обмоток I ˙ N " = I ˙ N I ˙ N ' .

Деформированная фаза определяется следующим образом. Вычисляется сумма I ˙ A K A + I ˙ B K B + I ˙ C K C = I ˙ Σ , где KA, KB, KC - коэффициенты пропорциональности. В идеальном случае (при равенстве сопротивлений КЗ всех фаз) эта сумма равна нулю. Если же в исходном состоянии сопротивления КЗ фаз не равны, то подбором коэффициентов пропорциональности KA, KB, KC устанавливается нулевой результирующий ток I ˙ Σ . При появлении деформации обмотки одной из фаз изменяется ток заземления нейтрали и появляется результирующий ток I ˙ Σ . Этот ток коллинеарен току нагрузки I ˙ ν деформировавшейся фазы. Результирующий ток пропорционален изменению сопротивления КЗ обмотки фазы на величину Δ Z _ к ν i Z _ к . б . ( % ) , где Z к.б. - сопротивление КЗ фазы силового трансформатора, принятой за базу.

Вычисляется отклонение сопротивления КЗ Δ Z _ к ν i Z _ к . б . ( % ) = I Σ I ν ( % )

По определению Δ Z _ к ν * = Z _ к ν 2 Z _ к ν 1 Z _ к . б . 100 % через отклонения сопротивления КЗ, например, до внешнего КЗ Δ Z _ к ν 1 Z _ к . б . ( % ) и после Δ Z _ к ν 2 Z _ к . б . ( % ) , определяется изменение сопротивления КЗ ν-той фазы силового трансформатора Δ Z _ к ν * ( % ) = Δ Z _ к ν 2 Z _ к . б . ( % ) Δ Z _ к ν 1 Z _ к . б . ( % ) 0.01 Δ Z _ к ν 1 Z _ к . б . ( % ) + 1

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими техническими решениями имеет преимущество - упрощенное своевременное выявление деформации обмоток силового трансформатора с меньшими затратами.

Устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора, содержащее силовой трехфазный трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой, трансформаторы тока, соединенные в полную звезду, заземленную нейтраль, трансформатор тока, шины устройства, источник рабочего напряжения, трансформатор напряжения нулевой последовательности, отличающееся тем, что в него введен регистратор, выполненный на базе ЭВМ, причем первый и второй выводы трансформатора напряжения нулевой последовательности соединены соответственно с первым и вторым входами регистратора на базе ЭВМ, первый и второй выводы трансформатора тока соединены соответственно с третьим и четвертым входами регистратора на базе ЭВМ, первый вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с пятым входом регистратора на базе ЭВМ, второй вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с седьмым входом регистратора на базе ЭВМ, третий вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с девятым входом регистратора на базе ЭВМ, четвертый вывод трансформаторов тока, соединенных в полную звезду, соединен с шестым, восьмым и десятым входами регистратора на базе ЭВМ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и системе для количественного определения длины линии электропередач, в котором линия электропередач соединяет первое местоположение со вторым местоположением.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для избирательного контроля сопротивления изоляции многофазных сетей переменного тока с изолированной нейтралью, находящихся под напряжением.

Изобретение относится к устройству определения (1) нарушения электрической непрерывности, включающему возбудитель (6) подсоединенный, по меньшей мере, через один конденсатор к двум контактам (2, 3), как правило, соединенным между собой электрическим проводником (4).

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического измерения сопротивлений изоляции в сетях постоянного тока, находящихся под напряжением.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля технического состояния токоведущих частей электрооборудования, находящихся под токовой нагрузкой.

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к устройствам контроля сопротивления изоляции электрической сети постоянного тока. .

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к автоматизированным системам управления и диагностики трансформаторного оборудования электрических подстанций.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике в области электрооборудования высокого напряжения и предназначено для непрерывного контроля изоляции, диагностики и защиты высоковольтных вводов силовых трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностики трехобмоточного трансформатора. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поиска участка силовой распределительной сети, на котором произошло однофазное замыкание на землю.

Изобретение относится к пилотажно-навигационным комплексам летательных аппаратов и их бортовой радиоэлектронной аппаратуре и предназначается для формирования сигналов оповещения об отказе элементов в резервированных системах радиоавтоматики и системах автоматического управления летательными аппаратами

Изобретение относится к мониторингу линий питания сетей распределения электропитания

Изобретение относится к подводным измерительным системам

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для оценки состояния изоляционной системы энергетического оборудования

Изобретение относится к системе автоматизации электрических железных дорог, а именно к способу управления автоматическим повторным включением (АПВ) выключателя фидера с контролем короткого замыкания в отключенной контактной сети. Способ управления автоматическим повторным включением выключателя фидера с контролем короткого замыкания в контактной сети двухпутного участка с постом секционирования и с трансформатором напряжения для контроля наведенного напряжения в контактной сети, причем по опорам контактной сети проходит линия ДПР (линия два провода рельс), заключается в том, что после аварийного отключения выключателя фидера измеряют наведенное напряжение в контактной сети. При этом согласно способу выделяют первую (U(1)) и третью (U(3)) гармоники наведенного напряжения, рассчитывают их отношение (B=U(3)/U(1)), и если B меньше Bo, где Bo - первое базовое значение, и U(1) больше Ao, где Ao - второе базовое значение, то производят включение выключателя фидера, а если B больше Bo или U(1) меньше Ao, то устанавливают запрет на включение выключателя фидера. Технический результат - повышение надежности определения коротких замыканий на линии контактной сети. 1 ил.

Изобретение относится к технике испытаний электронных компонентов в полосковых линиях передачи в СВЧ диапазоне с помощью векторного анализа цепей компонентов. Устройство для испытаний электронных компонентов в полосковом тракте, содержащее установленные на основании неподвижную стойку и подвижную по его продольной оси стойку, в которых закреплены коаксиально-полосковые переходы, блок установки измерительного или калибровочного узла с испытываемым электронным компонентом, отличающееся тем, что блок установки измерительного или калибровочного узла с испытываемым электронным компонентом выполнен в виде размещенной между стойками, подвижной вдоль оси основания каретки с площадкой для установки этого узла, а стойки снабжены микровинтами для позиционирования и регулирования силы прижатия выходов центральных проводников коаксиально-полосковых переходов к микрополосковым проводникам измерительного или калибровочного узла. Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении точности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области высоковольтной электротехники и может найти применение при проведении предусмотренных стандартами типовых испытаний силовых трансформаторов на стойкость к токам короткого замыкания (КЗ). Сущность: способ включает установку испытуемого силового трансформатора (1) на место его испытания или последующую установку в сети (4) на подстанцию (2), подключение выводов его первичной обмотки (5) с переключателем ответвлений (6) к высоковольтной сети (4), замыкание накоротко при помощи устройства коммутации (9) выводов вторичной обмотки (8) трансформатора (1) в нужные моменты времени, измерение необходимых параметров, отключение первичной обмотки (5) от сети (4), размыкание вторичной обмотки (8) и затем повторение процесса испытаний необходимое количество раз. Перед подключением выводов первичной обмотки (5) к сети (4) поднимают напряжение сети до максимального рабочего значения, затем при подключении первичной обмотки (5) к сети (4) ее переключатель ответвлений (6) переводят в положение «минимум». Замыкание вторичной обмотки осуществляют с помощью устройства быстродействующей управляемой коммутации. Технический результат: возможность считать испытание одного трансформатора из серии типовым испытанием для всех силовых трансформаторов данной серии, снижение затрат на испытания. 1 ил.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Техническим результатом является построение устройства автоматизированного управления элементами мостового выпрямителя, как диодного, так и тиристорного мостового выпрямителя, исключающего влияние неисправностей типа «обрыв» и «пробой» полупроводниковых элементов двухдиагонального моста на работоспособность мостового выпрямителя, без изменения мощности, выделяемой на нагрузку. Для этого предложено устройство, содержащее источник питания, выходы которого подключены соответственно к первому входу мостового выпрямителя и входу датчика напряженности магнитного поля, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко второму входу мостового выпрямителя и входу усилителя, выход усилителя подключен к входу полосового фильтра, логический блок и блок управления мостовым выпрямителем, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам логического блока, а первый и второй управляющие выходы блока управления мостовым выпрямителем подключены соответственно к первому и второму управляющим входам мостового выпрямителя, при этом дополнительно введены пороговый блок и блок сравнения, вход и выход порогового блока подключены соответственно к выходу полосового фильтра и к первому входу логического блока, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, вход которого подключен к выходу усилителя, первый и второй выходы блока управления мостового выпрямителя подключены соответственно к первому и второму индикаторам технического состояния мостового выпрямителя. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для мониторинга функционирования автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) и систем возбуждения синхронных генераторов. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы мониторинга АРВ за счет обеспечения мониторинга в эксплуатационных, аварийных и особых режимах работы энергосистем. Для этого предложена система мониторинга автоматических регуляторов возбуждения и систем возбуждения генераторов электростанции, содержащая группу измерителей, информационные входы которых подключены к выходам соответствующих генераторов, и группу преобразователей измерительной информации, при этом введены блок синхронизации, выход которого соединен с синхронизирующими входами измерителей группы, выходы которых соединены со входами соответствующих преобразователей измерительной информации, а также блок контроля работы АРВ в эксплуатационных режимах, блок контроля работы АРВ в аварийных режимах и блок контроля работы АРВ в особых режимах, входы которых соединены с выходами преобразователей измерительной информации группы, и блок формирования результата мониторинга, входы которого соединены с выходами блока контроля работы АРВ в эксплуатационных режимах, блока контроля работы АРВ в аварийных режимах и блока контроля работы АРВ в особых режимах, соответствующих режиму ограничения минимального возбуждения и/или режиму ограничения двукратного значения тока ротора. 2 ил.

Использование: изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к диагностике высоковольтных аппаратов по параметрам электрических шумов, вызванных частичными разрядами. Сущность: электромагнитное поле частичных разрядов в изоляции воспринимают индуктивным и емкостным датчиками, выходные сигналы которых фильтруют, усиливают и умножают один на другой и в соответствии со знаком произведения формируют сигналы, первый из которых пропорционален текущему среднему значению кажущегося заряда частичных разрядами, а второй - текущему среднему значению амплитуды импульсов тока, вызванных частичными разрядами. С помощью первого сигнала корректируют скорость изменения напряженности электрического поля в изоляции, обеспечивая стабилизацию текущего среднего значения кажущегося заряда частичных разрядов. С помощью второго сигнала определяют зависимость амплитуды импульсов тока, вызванных частичными разрядов, от напряжения на высоковольтном вводе диагностируемого оборудования. Технический результат: уменьшение погрешности измерений, увеличение селективности и достоверности диагностики. 4 ил.
Наверх