Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора



Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора
G01R31/027 - 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)
G01H1/16 - Измерение механических колебаний или ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний (генерирование механических колебаний без измерений B06B,G10K; определение местоположения, направления или измерение скорости объекта G01C,G01S; измерение медленно меняющегося давления жидкости G01L 7/00; измерение дисбаланса G01M 1/14; определение свойств материалов с помощью звуковых или ультразвуковых колебаний, пропускаемых через эти материалы G01N; системы с использованием отражения или переизлучения акустических волн, например формирование акустических изображений G01S 15/00; сейсмология, сейсмическая разведка, акустическая разведка G01V 1/00; акустооптические устройства как таковые G02F; получение

Владельцы патента RU 2649646:

Малафеев Сергей Сергеевич (RU)

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ресурса электрической изоляции сухих силовых трансформаторов. Сигналы с датчика температуры наиболее нагретой точки трансформатора 5, датчика амплитуды вибрации 6 и блок-контакта 3 автоматического выключателя 1 поступают на входы контроллера 8. Контроллер 8 выполняет следующие функции: определение включенного состояния трансформатора 4 при замкнутых контактах 3, аналого-цифровое преобразование сигнала с датчика температуры 5 и с датчика амплитуды вибрации 6, вычисление текущего значения перепада температуры по формуле ,

подсчет количества n циклов «нагревание-охлаждение» с перепадом температуры более , вычисление полного времени работы (включенного состояния) трансформатора и остаточного ресурса изоляции обмоток трансформатора по формуле

. Данные о полном времени работы t и величине остаточного ресурса Т по шине 9 передаются в компьютер 10 для регистрации и хранения и отображаются с помощью монитора 11. Технический результат – повышение точности контроля ресурса изоляции трансформатора. 2 ил.

 

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

Известны способы контроля ресурса электрической изоляции трансформатора, при которых измеряют температуру θп наиболее нагретой точки трансформатора, вычисляют износ по формуле , 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; АС СССР 2041496, МПК G06F 7/18, 1991; Патент РФ №2384879, МПК G06F 17/18, 2010).

Известные способы обеспечивают контроль ресурса электрической изоляции трансформатора на основе учета теплового износа. При этом не учитываются важные составляющие износа, обусловленные термомеханическим и вибрационным 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 электрической изоляции трансформатора, при котором измеряют температуру θп наиболее нагретой точки трансформатора, определяют количество n циклов «нагревание-охлаждение» с перепадом температуры более Δθ, и рассчитывают остаточный ресурс по формуле:

,

где Т0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, k1 и k2 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа изоляции трансформатора; t - время включенного состояния; μ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, Δθ=αθн; α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции (Патент РФ №2559785, МПК G01R 31/00; H01F 41/12, 2015).

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. Одним из наиболее опасных дефектов в трансформаторах является деформация обмоток. Появление деформации обуславливается воздействием токов короткого замыкания при условии снижения электродинамической стойкости обмоток за счет снижения усилия прессовки. Снижение усилия прессовки происходит в процессе эксплуатации из-за вибрации, динамических нагрузок и деструкции твердой изоляции. Известный способ обеспечивает контроль ресурса трансформатора на основе учета теплового и термомеханического износа изоляции. При этом не учитывается важная составляющая износа, обусловленная разрушением изоляции за счет действия вибрации. 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 известном способе контроля ресурса электрической изоляции трансформатора, при котором измеряют температуру θп наиболее нагретой точки трансформатора, определяют количество n циклов «нагревание-охлаждение» с перепадом температуры более Δθ, и рассчитывают остаточный ресурс, дополнительно измеряют амплитуду вибраций трансформатора x и определяют остаточный ресурс по формуле:

,

где Т0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, t - время включенного состояния; μ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, k1, k2 и k3 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа электрической изоляции трансформатора, а перепад температуры в цикле «нагревание - охлаждение» вычисляют по формуле , где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции.

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

- измеряют амплитуду вибраций трансформатора x;

- вычисляют перепад температуры в цикле «нагревание-охлаждение» по формуле , где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции;

- определяют остаточный ресурс по формуле:

,

где T0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, t - время включенного состояния; μ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, k1, k2 и k3 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа электрической 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 измерения амплитуды вибраций х трансформатора используется в известных технических решениях (Русов В.А., Софьина Н.Н. Вибрационное обследование и диагностика состояний силовых трансформаторов // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11. - СПб.: ПЭИПК, 2000. - С. 38-53) с целью вибрационной диагностики усилия прессовки.

Операция вычисления перепада температуры в цикле «нагревание - охлаждение» по формуле , где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции, в известных способах аналогичного назначения не обнаружена.

Операция определения остаточного ресурса по формуле:

,

где Т0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, t - время включенного состояния; μ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, k1, k2 и k3 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа электрической изоляции трансформатора, в известных способах аналогичного назначения не обнаружена.

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 влияния вибрации на тепловое старения изоляции и ее термомеханический износ. 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, в условиях действия вибрации. Учет влияния вибрации на температурный и термомеханический износ изоляции позволяет повысить точность контроля ресурса трансформатора.

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 - автоматический выключатель, содержащий силовые контакты 2 и блок-контакт 3, предназначенный для идентификации включенного состояния трансформатора, 4 - трансформатор; 5 - датчик температуры наиболее нагретой точки трансформатора, 6 - датчик амплитуды вибрации; 7 - нагрузка трансформатора; 8 - контроллер, 9 - шина данных, 10 - промышленный компьютер, 11 - монитор.

Работа устройства контроля ресурса электрической изоляции трансформатора происходит следующим образом. Сигналы с датчика температуры наиболее нагретой точки трансформатора 5, датчика амплитуды вибрации 6 и блок-контакта 3 автоматического выключателя 1 поступают на входы контроллера 8. Контроллер 8 выполняет следующие функции:

- определение включенного состояния трансформатора 4 при замкнутых контактах 3;

- аналого-цифровое преобразование сигнала с датчика температуры 5;

- аналого-цифровое преобразование сигнала с датчика амплитуды вибрации 6;

- вычисление текущего значения перепада температуры по формуле ;

- регистрация и хранение данных о температуре и уровне вибрации;

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

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

- 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 9 передаются в компьютер 10 для регистрации и хранения и отображаются с помощью монитора 11.

На фиг. 2 показаны диаграммы изменения температуры θп наиболее нагретой точки трансформатора, амплитуды вибрации x, изменения перепада температуры и подсчета циклов «нагревание-охлаждение», при которых перепад температуры превышает .

Таким образом, использование в известном способе контроля ресурса электрической изоляции трансформатора, при котором измеряют температуру θп наиболее нагретой точки трансформатора, определяют количество n циклов «нагревание - охлаждение» с перепадом температуры более Δθ, и рассчитывают остаточный ресурс, дополнительно измерения амплитуды вибраций трансформатора x и определения остаточного ресурса по формуле:

,

где Т0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, t - время включенного состояния; μ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, k1, k2 и k3 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа электрической изоляции трансформатора, а перепад температуры в цикле «нагревание-охлаждение» вычисляют по формуле , где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции, 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 электрической изоляции трансформатора, при котором измеряют температуру θп наиболее нагретой точки трансформатора, определяют количество n циклов «нагревание-охлаждение» с перепадом температуры более Δθ, и рассчитывают остаточный ресурс, отличающийся тем, что дополнительно измеряют амплитуду вибраций трансформатора x и определяют остаточный ресурс по формуле:

где Т0 - номинальный ресурс изоляции трансформатора, t - время включенного состояния; μ=0,116 - коэффициент пропорциональности, характеризующий температурный износ; θн - номинальная температура, k1, k2 и k3 - весовые коэффициенты, равные расчетным коэффициентам ресурсного износа электрической изоляции трансформатора, а перепад температуры в цикле «нагревание - охлаждение» вычисляют по формуле , где α - коэффициент, зависящий от материалов обмоток и изоляции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу электрических проверок космического аппарата (КА). Для электрической проверки производят включение и выключение КА, подключение и отключение наземных имитаторов бортовых источников электропитания, автоматизированную выдачу команд управления, допусковое телеизмерение и контроль параметров бортовой вычислительной системы, контроль сопротивления изоляции бортовых шин относительно корпуса, формирование директив автоматической программы и директив оператора в ручном режиме, формирование протокола испытаний, отображение текущего состояния процесса испытаний.

Изобретение относится к области испытаний линий передачи электроэнергии и может быть применено при проведении ресурсных и других видов испытаний сверхпроводящих кабельных линий.

Изобретение относится к электромагнитным испытаниям для оценки защищенности объекта от мощных электромагнитных воздействий. Технический результат: возможность оценки влияния электромагнитного воздействия на крупногабаритные объекты, компоненты оборудования которых расположены в экранированных корпусах в экранированном помещении.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ частично неселективной защиты тяговой сети переменного тока заключается в том, что проверяется отсутствие короткого замыкания в аварийно отключенной контактной сети посредством устройства контроля короткого замыкания по наведенному напряжению, и при отсутствии короткого замыкания подается команда на включение аварийно отключенной питающей линии с минимальной выдержкой времени автоматическим повторным включением.

Тест-купон погрешностей совмещения слоев многослойной печатной платы состоит из 2n пар печатных проводников, ориентированных вдоль стороны МПП. Причём каждую пару проводников располагают на соседних слоях металлизации МПП один под другим со смещением в направлении.

Изобретение относится к метрологии. Способ тестирования испытуемого устройства характеризуется тем, что соединяют первый модуль источника/измерителя с первым набором по меньшей мере из трех триаксиальных кабелей и выводом заземления.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при испытании технических средств на устойчивость к воздействию электромагнитного поля. Комплекс для испытаний технических средств на устойчивость к воздействию электромагнитного поля включает в себя систему создания испытательного поля, включающую в себя излучающую антенну, систему калибровки испытательного поля и систему управления.

Изобретение относится к энергетике, а именно к электроэнергетическим системам, и может быть использовано для построения микропроцессорных устройств защиты от коротких замыканий.

Изобретение относится к электронной промышленности, в частности к средствам и методам тестирования электронных компонентов, в том числе при их производстве. Предложен способ тестирования электронных компонентов, включающий следующие этапы: осуществляют размещение по меньшей мере одного тестируемого электронного компонента на заданной позиции в емкости для тестирования; осуществляют опускание термогруппы, смонтированной над контактной поверхностью с контактными прессорами, расположенными в соответствии с расположением электронных компонентов, и содержащей по меньшей мере один элемент Пельтье, на указанный по меньшей мере один электронный компонент, причем прессоры соприкасаются с электронными компонентами без зазора; осуществляют управление питанием указанной термогруппы для достижения заданной температуры по меньшей мере одним указанным элементом Пельтье и по меньшей мере одним электронным компонентом, при этом изменение температуры при помощи прессоров происходит за счет теплопроводности; осуществляют тестирование параметров по меньшей мере одного электронного компонента при заданной температуре; прекращают тестирование электронных компонентов с последующим подъемом термогруппы и извлечением по меньшей мере одного электронного компонента из емкости для тестирования.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе проведения сейсморазведочных работ. Предлагается устройство сбора данных, содержащее пару входных выводов, выполненных с возможностью соединения с набором, состоящим по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика, формирующего полезный сейсмический сигнал, и средство обнаружения отключения для обнаружения частичного или полного отключения набора, состоящего по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении влияния на класс точности измерительного трансформатора сопротивления жилы контрольного кабеля, подключенных реле и приборов измерения и учета, а также влияния внешних электромагнитных полей на контрольный кабель, передающий информацию от измерительных трансформаторов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрической сети электроснабжения. Техническим результатом является ускоренное и надежное распознавание продолжающегося протекания тока или прерывания протекания тока.

Использование: в области электротехники. Технический результат – устранение проблемы нелинейного искажения тока короткого замыкания вследствие насыщения трансформаторов тока.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к автоматизированным системам контроля, и применяется для контроля сопротивления изоляции шин питания гальванически развязанных источников постоянного тока относительно корпуса и между собой.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ частично неселективной защиты тяговой сети переменного тока заключается в том, что проверяется отсутствие короткого замыкания в аварийно отключенной контактной сети посредством устройства контроля короткого замыкания по наведенному напряжению, и при отсутствии короткого замыкания подается команда на включение аварийно отключенной питающей линии с минимальной выдержкой времени автоматическим повторным включением.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ частично неселективной защиты тяговой сети переменного тока заключается в том, что проверяется отсутствие короткого замыкания в аварийно отключенной контактной сети посредством устройства контроля короткого замыкания по наведенному напряжению, и при отсутствии короткого замыкания подается команда на включение аварийно отключенной питающей линии с минимальной выдержкой времени автоматическим повторным включением.

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для автоматической компенсации тока однофазного замыкания на землю в распределительных сетях с изолированной нейтралью.

Изобретение относится к испытаниям в электроэнергетике. Технический результат: снижение потерь электроэнергии, упрощение.

Использование: в области электротехники для защиты электрических линий и приборов. Технический результат - повышение надежности работы электрических сетей 6-35 кВ за счет реализация функции контроля напряжения.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения токов утечки в электропроводке и электрооборудовании. Техническим результатом заявляемого технического решения является упрощение процедуры преобразования сигнала вторичной обмотки дифференциального трансформатора.

Изобретение относится к способам определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА) и может быть использовано при исследованиях в области аэродинамики, баллистики и т.д.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ресурса электрической изоляции сухих силовых трансформаторов. Сигналы с датчика температуры наиболее нагретой точки трансформатора 5, датчика амплитуды вибрации 6 и блок-контакта 3 автоматического выключателя 1 поступают на входы контроллера 8. Контроллер 8 выполняет следующие функции: определение включенного состояния трансформатора 4 при замкнутых контактах 3, аналого-цифровое преобразование сигнала с датчика температуры 5 и с датчика амплитуды вибрации 6, вычисление текущего значения перепада температуры по формуле, подсчет количества n циклов «нагревание-охлаждение» с перепадом температуры более, вычисление полного времени работы трансформатора и остаточного ресурса изоляции обмоток трансформатора по формуле . Данные о полном времени работы t и величине остаточного ресурса Т по шине 9 передаются в компьютер 10 для регистрации и хранения и отображаются с помощью монитора 11. Технический результат – повышение точности контроля ресурса изоляции трансформатора. 2 ил.

Наверх