Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора



Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора
Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора
Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора
Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора
Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора
Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора
Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора
Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора

 

G01R31/00 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

Владельцы патента RU 2559785:

Тихонов Юрий Васильевич (RU)
Малафеев Сергей Иванович (RU)

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ресурса изоляции сухих силовых трансформаторов. Технический результат состоит в повышении точности контроля ресурса. Сигнал θп с датчика температуры наиболее нагретой точки трансформатора 2 поступает на вход контроллера 5, который выполняет функции аналого-цифрового преобразования сигнала с датчика температуры 2, регистрации и хранения данных о температуре; обработки зарегистрированных данных, определение минимальных и максимальных значений температуры и подсчета количества n циклов «нагревание - охлаждение» с перепадом температуры более Δθ=αθн. Вычисление остаточного ресурса изоляции обмоток трансформатора по формуле

где t - время включенного состояния; µ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, k1 и k2 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа изоляции трансформатора, α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции, за время t. Данные о полном времени работы t и величине остаточного ресурса Т по шине 3 передаются в компьютер 5 для регистрации и хранения и отображаются с помощью монитора 6. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ресурса сухих силовых трансформаторов.

Известны способы контроля ресурса изоляции силового трансформатора, при которых измеряют температуру θп наиболее нагретой точки трансформатора, вычисляют износ по формуле 0 t e μ ( θ п θ н ) d t , где t - время включенного состояния; µ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θН - номинальная температура, и рассчитывают остаточный ресурс (Ермаков В.Ф., Балыкин Е.С., Горобец А.В., Коваленко А.Н. Опытный образец микропроцессорного счетчика ресурса силовых трансформаторов / Известия вузов. Электромеханика, 2013, №1. - С. 68-70; А.с. СССР 2041496, МПК G06F 7/18, 1991).

Известные способы обеспечивают контроль ресурса изоляции трансформатора на основе учета теплового износа. При этом не учитывается важная составляющая износа, обусловленная термомеханическим разрушением изоляции.

Следовательно, недостатком известных способов является низкая точность контроля ресурса изоляции.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату является способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора, при котором измеряют температуру θП наиболее нагретой точки трансформатора, вычисляют износ по формуле 0 t e μ ( θ п θ н ) d t , где t - время включенного состояния; µ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ;

θн - номинальная температура, и рассчитывают остаточный ресурс (Патент РФ № 2384879, МПК G06F 17/18, 2010).

При реализации известного способа во время работы трансформатора непрерывно производится вычисление значения остаточного ресурса и его сравнение с предельным значением, при достижении которого формируется контрольный сигнал. Известный способ обеспечивает контроль ресурса трансформатора на основе учета теплового износа изоляции. При этом не учитывается важная составляющая износа, обусловленная термомеханическим разрушением изоляции. Так как коэффициенты линейного расширения проводников и изоляции не совпадают, то при многократном повторении цикла «нагревание - охлаждение» в изоляции образуются трещины, расслоения и другие механические повреждения, сопровождаемые резким снижением электрических параметров.

Таким образом, недостатком известного способа является низкая точность контроля ресурса изоляции.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности контроля ресурса изоляции трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля ресурса изоляции силового трансформатора, при котором измеряют температуру θП наиболее нагретой точки трансформатора, вычисляют износ по формуле 0 t e μ ( θ п θ н ) d t , где t - время включенного состояния; µ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, и рассчитывают остаточный ресурс, согласно изобретению дополнительно определяют количество n циклов «нагревание - охлаждение» с перепадом температуры более Δθ=αθн, где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции, за время t, и определяют остаточный ресурс по формуле: T = T 0 k 1 0 t e μ ( θ п θ н ) d t k 2 n ( τ ) , где Т0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, k1 и k2 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа изоляции трансформатора.

По сравнению с наиболее близким аналогичным техническим решением предлагаемый способ имеет следующие новые признаки:

- определяют количество n циклов «нагревание - охлаждение» с перепадом температуры более Δθ=αθн, где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции, за время t;

- определяют остаточный ресурс изоляции трансформатора по формуле:

где T0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, k1 и k2 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа изоляции трансформатора.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию «новизна».

По каждому из отличительных признаков проведен поиск известных технических решений в области электротехники, автоматики, контроля и диагностики.

Операция определения количества n циклов «нагревание - охлаждение» с перепадом температуры более Δθ=αθн, где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции, за время t, в известных способах аналогичного назначения не обнаружено.

Операция определения остаточного ресурса изоляции обмоток трансформатора по формуле

T = T 0 k 1 0 t e μ ( θ п θ н ) d t k 2 n ( t ) ,

где Т0 - номинальный ресурс трансформатора, k1 и k2 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа изоляции трансформатора, в известных способах аналогичного назначения не обнаружено.

Таким образом, указанные признаки обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие требованию «существенные отличия».

При реализации предлагаемого технического решения обеспечивается повышение точности контроля ресурса трансформатора путем учета не только теплового старения изоляции, но и ее термомеханического износа. Оценивание термомеханического износа осуществляется путем подсчета количества циклов «нагревание - охлаждение» с перепадом температуры более Δθ=αθн, которые происходят при включениях трансформатора или подключениях нагрузок. При нагреве происходит тепловая деформация проводящих элементов и изоляции. Так как материалы изоляции и проводников имеют разные температурные коэффициенты линейного расширения, то деформация вызывает механическую нагрузку на изоляцию. Особенно неблагоприятное влияние на изоляцию оказывают многократные циклы «нагревание - охлаждение», например, при частых включениях. Учет термомеханического износа изоляции позволяет повысить точность контроля ресурса изоляции.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию «положительный эффект».

Сущность предлагаемого способа контроля ресурса изоляции силового трансформатора поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена функциональная схема системы контроля ресурса изоляции силового трансформатора. На чертеже обозначено: 1 - силовой трансформатор, 2 - датчик температуры наиболее нагретой точки трансформатора, 3 - шина данных, 4 - контроллер, 5 - промышленный компьютер, 6 - монитор.

Работа схемы контроля ресурса изоляции силового трансформатора происходит следующим образом. Сигнал с датчика температуры наиболее нагретой точки трансформатора 2 поступает на вход контроллера 5. Контроллер 5 выполняет следующие функции:

- аналого-цифровое преобразование сигнала с датчика температуры 2;

- регистрация и хранение данных о температуре;

- обработка зарегистрированных данных, определение минимальных и максимальных значений температуры;

- подсчет количества n циклов «нагревание - охлаждение» с перепадом температуры более Δθ=αθн;

- вычисление полного времени работы (включенного состояния) трансформатора;

- вычисление остаточного ресурса изоляции обмоток трансформатора по формуле

Данные о полном времени работы t и величине остаточного ресурса Т по шине 3 передаются в компьютер 5 для регистрации и хранения и отображаются с помощью монитора 6.

На фиг. 2 показаны диаграммы изменения температуры θп наиболее нагретой точки трансформатора и подсчета циклов «нагревание - охлаждение», при которых перепад температуры превышает Δθ=αθн.

Таким образом, использование в известном способе контроля ресурса изоляции силового трансформатора, при котором измеряют температуру θп наиболее нагретой точки трансформатора, вычисляют износ по формуле 0 t e μ ( θ п θ н ) d t , где t - время включенного состояния; µ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, рассчитывают остаточный ресурс, дополнительно определяют количество n циклов «нагревание - охлаждение» с перепадом температуры более Δθ=αθн, где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции, за время t, и определяют остаточный ресурс по формуле

где Т0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, k1 и k2 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа изоляции трансформатора, позволяет повысить точность контроля ресурса изоляции трансформатора.

Использование предлагаемого способа при автоматизированном контроле и диагностике трансформаторов будет способствовать повышению надежности и качества работы электрооборудования.

Способ контроля ресурса изоляции силового трансформатора, при котором измеряют температуру θп наиболее нагретой точки трансформатора, вычисляют износ по формуле
0 t e μ ( θ п θ н ) d t ,
где t - время включенного состояния; µ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, и рассчитывают остаточный ресурс, отличающийся тем, что дополнительно определяют количество n циклов «нагревание - охлаждение» с перепадом температуры более Δθ=αθн, где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции, за время t, и определяют остаточный ресурс по формуле:

где Т0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, k1 и k2 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа изоляции трансформатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, к системам изоляции электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу контроля качества бумажной изоляции трансформатора, заключающемуся в передаче с помощью оптико-волоконных кабелей отраженного излучения от изоляции трансформатора для определения коэффициента отражения R1742 на длине волны 1742 см -1 и вычислении степени полимеризации (СП).

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трансформаторостроении. .

Изобретение относится к области электротехники, а точнее к технологии производства электрических машин, и может быть использовано, преимущественно, в трансформаторостроении, а также при производстве и ремонте электродвигателей.

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, в частности к электромагнитным устройствам, предназначенным для удержания и транспортирования металлических листов, профилей и скрапа.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, в конструировании и технологии изготовления электротехнических элементов, а конкретно в катушках возбуждения грузоподъемных электромагнитов постоянного тока.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технологии изготовления катушек сильных магнитных потоков, которые могут быть использованы в электротехнической промышленности.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к намоточному оборудованию для изолирования тороидальных магнитопроводов. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам пропитки трансформаторов и дросселей. .

Изобретение относится к технике измерения теплофизических параметров полупроводниковых изделий и может быть использовано на выходном и входном контроле качества изготовления светодиодов.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной технике, в частности - к способам и устройствам контроля качества внутренних электрических соединений сложных технических изделий, включая изделия вооружений, военной и специальной техники.

Изобретение относится к радиационной технике и может быть использовано при проведении испытаний различных типов элементов электронно-компонентной базы (ЭКБ) на стойкость к воздействию импульсного ионизирующего излучения (ИИ).

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к системной автоматике и релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения линий электропередачи (ЛЭП).

Изобретение относится, главным образом, к испытаниям систем энергоснабжения космических аппаратов (КА) при изготовлении преимущественно спутников связи. Система электропитания КА содержит солнечные (СБ) и аккумуляторные (АБ) батареи, стабилизированный преобразователь напряжения (СПН) с зарядным (ЗП) и разрядным (РП) преобразователями и стабилизатором выходного напряжения (8).

Изобретение относится к электроизмерительной области техники и может быть использовано для диагностики устойчивости оборудования к воздействию преднамеренных силовых электромагнитных воздействий (ПД ЭМВ).

Изобретение относится к измерительной технике, метрологии и гидроакустике и может быть использовано для бездемонтажной проверки рабочего состояния гидроакустического тракта в натурных условиях.

Изобретение относится к области электротехники, преимущественно к трансформаторостроению. Сущность: измеряют сопротивления короткого замыкания со сторон высшего и низшего напряжений.

Изобретение относится к измерительным устройствам на основе волоконно-оптических фазовых поляриметрических датчиков. Оптимизация структуры датчика, обуславливающая возникновение разноименной модуляции показателя преломления при подаче на двухканальный модулятор разности фаз напряжения одной полярности, приводит к возможности использования для модуляции фазы любой частоты управляющего сигнала и к отсутствию необходимости создания линии задержки.

Изобретение относится к испытательной технике и электрооборудованию, применяемым при передаче электрической энергии для питания электроустановок потребителей. Сущность: стенд снабжен источником переменного тока повышенной и перестраиваемой частоты, который через первый переключатель и магазин электрических конденсаторов соединен с низковольтной обмоткой передающего высокочастотного резонансного трансформатора, которые образуют электрический контур источника питания для подачи электрической энергии в высоковольтный электрический контур.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при определении места несанкционированного подключения нагрузки неизвестной мощности к однородной линии электрической передачи трехпроводного исполнения протяженностью менее трехсот километров. Раскрыты способы определения места несанкционированного подключения нагрузки неизвестной мощности к симметричной или несимметричной линии электрической передачи. По такой линии электрической передачи трехпроводного исполнения ток и напряжение промышленной частоты распределяются по всей ее длине по линейным законам. Место подключения нагрузки неизвестной мощности к линии электрической передачи определяют в результате выполнения алгоритма, позволяющего получить величины активных мощностей в начале и в конце линии электропередачи, с учетом которых определяют величины длин от начала и от конца линии электропередачи, где находится место подключения нагрузки. Данные о напряжениях и токах, активной мощности в линии электропередачи могут быть получены через устройства сопряжения или датчики, выполненные в виде трансформаторов напряжения и тока, ваттметров или в виде делителей напряжения и шунтов переменного тока. В результате обработки данных в процессоре формируется величина длины линии электропередачи, где находится подключенная нагрузка. Предлагаемый способ позволит повысить оперативность определения места несанкционированного подключения нагрузки неизвестной мощности к ЛЭП. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх