Способ определения насыщения магнитопровода трансформатора тока

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к диагностике измерительных трансформаторов тока в режиме реального времени. Сущность: на проводник с измеряемым током устанавливают диагностируемый трансформатор и пояс Роговского. Синхронно выполняют преобразование выходного сигнала трансформатора тока в цифровой код и преобразование выходного сигнала пояса Роговского в цифровой код. Вычисляют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока, вычисляют амплитудный спектр сигнала пояса Роговского. Корректируют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока и амплитудный спектр сигнала пояса Роговского. Выполняют сравнение полученных амплитудных спектров. Технический результат: создание высокоточного способа определения насыщения магнитопровода трансформатора тока и обеспечение возможности определения насыщения магнитопровода любого трансформатора тока в режиме реального времени. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к диагностике измерительных трансформаторов тока в режиме реального времени.

Известен способ прогнозирования насыщения трансформатора тока (Патент на изобретение РФ №2564041, G01R 15/18 (2006.1), 2013 г.), в котором первый трансформатор тока соединен со стороной высокого напряжения силового трансформатора и второй трансформатор тока соединен со стороной низкого напряжения силового трансформатора, первый трансформатор тока и второй трансформатор тока используются для дифференциальной защиты трансформатора, причем способ прогнозирования насыщения трансформатора тока содержит этапы, на которых: обнаруживают первый выходной сигнал тока от первого трансформатора тока и обнаруживают второй выходной сигнал тока от второго трансформатора тока; вычисляют первый фундаментальный вектор, первую составляющую постоянного тока (DC) и первое общее среднеквадратичное значение (RMS) первого тока и вычисляют второй фундаментальный вектор, вторую составляющую DC и второе общее среднеквадратичное значение второго тока; и генерируют сигнал прогнозирования для насыщения трансформатора тока в соответствии с первым фундаментальным вектором, первой составляющей DC, первым общим среднеквадратичным значением, вторым фундаментальным вектором, второй составляющей DC и вторым общим среднеквадратичным значением, при этом один из первого фундаментального вектора и второго фундаментального вектора, фаза которого опережает, является опережающим по фазе вектором тока и другой является запаздывающим по фазе вектором тока, причем генерирование сигнала прогнозирования для насыщения трансформатора тока содержит этапы, на которых: генерируют сигнал прогнозирования для насыщения трансформатора тока, когда первый ток и второй ток удовлетворяют базовым условиям оценки насыщения и по меньшей мере одному из дополнительных условий оценки насыщения, причем базовое условие оценки насыщения содержит по меньшей мере одно из: отношение первой составляющей DC к первому общему среднеквадратичному значению является большим, чем пороговое значение отношения DC, и разность углов векторов тока, которая является разностью углов между опережающим по фазе вектором тока и запаздывающим по фазе вектором тока, находится в пределах заранее определенного диапазона разности углов; и отношение второй составляющей DC ко второму общему среднеквадратичному значению является большим, чем пороговое отношение DC, и разность углов векторов тока находится в пределах заранее определенного диапазона разности углов.

Недостатками указанного способа являются отсутствие возможности диагностирования насыщения трансформатора тока, не входящего в систему дифференциальной релейной защиты, возможность неверного определения насыщения при наличии в измеряемом токе гармонических составляющих, отсутствие учета амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик.

Известен способ диагностики магнитной системы трансформатора (Патент на изобретение РФ №2354982, G01R 31/02 (2006.1), 2007 г.) путем пофазного измерения потерь холостого хода при поочередном замыкании накоротко обмотки низкого напряжения одной из его фаз и возбуждении двух других фаз, обмотку высокого напряжения фазы, обмотка низкого напряжения которой закорочена, возбуждают постоянным током намагничивания, снимают зависимости мощности потерь холостого хода от величины тока намагничивания и, сравнивая эти характеристики с предыдущим замерами, диагностируют состояние магнитной системы трансформатора.

Недостатками указанного способа является отсутствие возможности определения насыщения магнитопровода трансформатора тока в режиме реального времени в процессе его работы (без вывода из эксплуатации).

Известен способ экспресс-диагностики магнитопроводов (Патент на изобретение РФ №2468376, G01R 31/00 (2006.1), 2010 г.), при котором испытательный сигнал подают на первичную обмотку трансформатора с первым магнитопроводом, посредством первого индикатора определяют величину сигнала на его вторичной обмотке, испытательный сигнал синхронно подают на первичную обмотку трансформатора со вторым магнитопроводом, посредством второго индикатора определяют величину сигнала на его вторичной обмотке, после чего сравнивают показания обоих индикаторов.

Недостатками указанного способа является отсутствие возможности определения насыщения магнитопровода трансформатора тока в режиме реального времени в процессе его работы (без вывода из эксплуатации).

Известен способ ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения (Патент на изобретение РФ №2035833, Н02М 7/538 (1995.1), 1995 г.), заключающийся в том, что выявляют сигнал, пропорциональный току намагничивания трансформатора, сравнивают его с заданным сигналом, пропорциональным максимально допустимому току намагничивания, и формируют управляющий сигнал, корректирующий режим перемагничивания трансформатора, выявление сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора, осуществляют путем измерения тока в коротко замкнутом витке, охватывающем часть магнитопровода трансформатора.

Недостатком указанного способа является необходимость изменения конструкции трансформатора тока для его реализации, что является затруднительным для высоковольтных трансформаторов тока.

Технический результат заключается в создании высокоточного способа определения насыщения магнитопровода трансформатора тока и в обеспечении возможности определения насыщения магнитопровода любого трансформатора тока (в том числе, не входящего в систему дифференциальной защиты) в режиме реального времени.

Технический результат достигается тем, что в способе определения насыщения магнитопровода трансформатора тока на проводник с измеряемым током устанавливают диагностируемый трансформатор и пояс Роговского, синхронно выполняют преобразование выходного сигнала трансформатора тока в цифровой код и преобразование выходного сигнала пояса Роговского в цифровой код, вычисляют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока, вычисляют амплитудный спектр сигнала пояса Роговского, корректируют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока по амплитудно-частотной характеристике диагностируемого трансформатора тока, корректируют амплитудный спектр сигнала пояса Роговского по амплитудно-частотной характеристике пояса Роговского, выполняют сравнение полученных амплитудных спектров.

Заявителю не известно из существующего уровня техники способов обеспечивающих возможность определения насыщения магнитопровода любого трансформатора тока (в том числе, не входящего в систему дифференциальной защиты) в режиме реального времени, обладающих высокой точностью.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена схема устройства реализующего заявляемый способ.

На чертеже использованы следующие обозначения: проводник с измеряемым током 1, диагностируемый трансформатор тока 2, пояс Роговского 3, первый аналого-цифровой преобразователь 4, первый блок вычисления 5, первый блок коррекция 6, второй аналого-цифровой преобразователь 7, второй блок вычисления 8, второй блок коррекции 9, блок сравнения 10. Выходной сигнал трансформатора тока 1 поступает на вход первого аналого-цифрового преобразователя 4, который соединен последовательно через первый блок вычисления 5 и первый блок коррекции 6 с блоком сравнения 10. Выходной сигнал с пояс Роговского 3 поступает на вход второго аналого-цифрового преобразователя 7, который соединен последовательно через второй блок вычисления 8 и второй блок коррекции 9 с блоком сравнения 10.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Трансформатор тока 1 выполняет масштабное преобразование измеряемого тока и его выходной сигнал преобразуется в первом аналого-цифровом преобразователе 4 из аналоговой в цифровую форму. Далее первый блок вычисления 5 выполняет вычисление амплитудного спектра выходного сигнала трансформатора тока при помощи дискретного преобразования Фурье (быстрого преобразования Фурье или другого метода). Вычисленный амплитудный спектр выходного сигнала трансформатора тока 1 подвергается процедуре корректировки в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой в первом блоке коррекции 6. Данная процедура необходима, поскольку трансформаторы тока преобразуют сигналы разной частоты с разными коэффициентами преобразования. При этом одновременно и синхронно указанным операциям выходной сигнал с пояса Роговского 3 преобразуется во втором аналого-цифровом преобразователе 7 из аналоговой в цифровую форму. Далее второй блок вычисления 8 выполняет вычисление амплитудного спектра выходного сигнала пояса Роговского 3 при помощи дискретного преобразования Фурье (быстрого преобразования Фурье или другого метода). Вычисленный амплитудный спектр выходного сигнала пояса Роговского 3 тока подвергается процедуре корректировки во втором блоке коррекции 9, т.к. пояс Роговского 3 имеет линейную амплитудно-частотную характеристику (коэффициент усиления линейно увеличивается с ростом частоты).

Далее амплитудные спектры выходных сигналов трансформатора тока и пояса Роговского сравниваются между собой в блоке сравнения 10. Если в амплитудном спектре выходного сигнала трансформатора тока 1 имеются третья, пятая, седьмая и другие нечетные гармоники относительно основной частоты (50 или 60 Гц), а в амплитудном спектре выходного сигнала пояса Роговского 3 данного сочетания гармоник нет, то это означает, что магнитопровод трансформатора тока насыщен. Если в амплитудном спектре выходного сигнала трансформатора тока 1 имеются вторая, третья, четвертая, пятая и другие гармоники относительно основной частоты (50 или 60 Гц), а в амплитудном спектре выходного сигнала пояса Роговского 3 данного сочетания гармоник нет, то это означает, что имеется остаточная намагниченность магнитопровода трансформатора тока. Если гармоники в амплитудных спектрах совпадают, то это означает, что они имеются в измеряемом токе и магнитопровод трансформатора тока не насыщен и не обладает остаточной намагниченностью.

Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает возможность определения насыщения трансформатора тока в режиме реального времени с высокой точностью.

Способ определения насыщения магнитопровода трансформатора тока, отличающийся тем, что на проводник с измеряемым током устанавливают диагностируемый трансформатор и пояс Роговского, синхронно выполняют преобразование выходного сигнала трансформатора тока в цифровой код и преобразование выходного сигнала пояса Роговского в цифровой код, вычисляют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока, вычисляют амплитудный спектр сигнала пояса Роговского, корректируют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока по амплитудно-частотной характеристике диагностируемого трансформатора тока, корректируют амплитудный спектр сигнала пояса Роговского по амплитудно-частотной характеристике пояса Роговского, выполняют сравнение полученных амплитудных спектров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу использования листов из нетекстурированной электротехнической стали для железных сердечников двигателей и т.п., и более конкретно к способам прогнозирования потерь в железе листов из нетекстурированной электротехнической стали после резки.

Изобретение относится к способу использования листов из нетекстурированной электротехнической стали для железных сердечников двигателей и т.п., и более конкретно к способам прогнозирования потерь в железе листов из нетекстурированной электротехнической стали после резки.

Представленные изобретения касаются способа детектирования наличия аналита в жидком образце, способа детектирования наличия патогена в образце цельной крови, способа детектирования наличия вируса в образце цельной крови, способа детектирования присутствия нуклеиновой кислоты-мишени в образце цельной крови, способа детектирования наличия организмов, относящихся к видам Candida в жидком образце, системы для детектирования одного или более аналитов нуклеиновой кислоты в жидком образце и сменного картриджа для размещения реагентов для анализа и расходных материалов в указанной системе.

Изобретение относится к электрическим испытаниям транспортных средств. В способе испытаний электрооборудования автотранспортных средств на восприимчивость к внешнему электромагнитному полю испытываемое электрооборудование устанавливают в бортовую сеть транспортного средства и подвергают воздействию внешнего излучения с заданными параметрами.

Изобретение относится к неразрушающему контролю металлов и сплавов, а именно к устройствам, предназначенным для автоматизированного экспресс-контроля состава сплавов на основе железа, а именно содержания ферритной фазы в различных марках стали при литье и, прежде всего, в стальных пробах и калибровочных образцах.

Изобретение относится к области измерения магнитного момента (ММ), а именно к измерению магнитных моментов объектов путем измерения составляющих индукции магнитных полей в условиях наличия естественных и промышленных помех.

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения вебер-амперных характеристик электротехнических устройств. В устройство измерения вебер-амперных характеристик электротехнических устройств, содержащее источник питания, намагничивающую обмотку, нанесенную на испытуемый образец, измерительный шунт, причем к выходу источника питания присоединено масштабирующее устройство, усилитель, дифференциатор, нуль-орган, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, дополнительно введены согласно изобретению шесть амплитудных детекторов, коммутатор, первый и второй многополосный фильтр, первое и второе устройства выборки и хранения, персональный компьютер, блок модели.

Изобретения относятся к определению магнитного свойства каждого магнитного материала, входящего в состав листа бумаги, перемещаемого по транспортному пути, и определению этих магнитных материалов.

Изобретение относится к устройству и способу обнаружения магнитных частиц в поле зрения, которые позволяют удаление фоновых сигналов. Устройство содержит: средство выбора, содержащее блок (110) генератора сигналов поля выбора и элементы (116) поля выбора для создания магнитного поля (50) выбора, имеющего такую пространственную структуру его напряженности магнитного поля, что в поле (28) зрения формируются первая подзона (52), имеющая низкую напряженность магнитного поля, где намагничивание магнитных частиц не доходит до насыщения, и вторая подзона (54), имеющая более высокую напряженность магнитного поля, где намагниченность магнитных частиц доходит до насыщения, средство (120) возбуждения, содержащее блок (122) генератора сигнала возбуждающего поля и катушки (124; 125, 126, 127) возбуждающего поля для изменения положения в пространстве двух подзон (52, 54) в поле (28) зрения посредством возбуждающего магнитного поля, чтобы намагничивание магнитного материала изменялось локально, приемное средство, содержащее блок (140) приема сигнала и приемную катушку (148) для получения сигналов обнаружения, причем сигналы обнаружения зависят от намагничивания в поле (28) зрения и на намагничивание влияют изменения положения первой и второй подзон (52, 54) в пространстве, и средство (152) реконструкции для реконструкции изображения поля (28) зрения из сигналов обнаружения, причем спектр упомянутых сигналов обнаружения включает в себя множество частотных составляющих, при этом одна или более из упомянутых частотных составляющих выбираются и/или взвешиваются путем использования коэффициента качества конкретного сигнала частотной составляющей, полученного из результатов измерений фоновых сигналов, причем для реконструкции изображения используются только выбранные и/или взвешенные частотные составляющие.

Изобретение относится к первой микромагнитометрической системе для обнаружения присутствия сверхмалых количеств магнитных частиц вплоть до одиночной магнитной частицы или одиночного магнитного объекта нано- или микромасштаба.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к диагностике измерительных трансформаторов тока в режиме реального времени. Сущность: на проводник с измеряемым током устанавливают диагностируемый трансформатор и пояс Роговского. Синхронно выполняют преобразование выходного сигнала трансформатора тока в цифровой код и преобразование выходного сигнала пояса Роговского в цифровой код. Вычисляют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока, вычисляют амплитудный спектр сигнала пояса Роговского. Корректируют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока и амплитудный спектр сигнала пояса Роговского. Выполняют сравнение полученных амплитудных спектров. Технический результат: создание высокоточного способа определения насыщения магнитопровода трансформатора тока и обеспечение возможности определения насыщения магнитопровода любого трансформатора тока в режиме реального времени. 1 ил.

Наверх