ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР Российский патент 2005 года по МПК H02H7/04 H02H3/14 

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться на электрических подстанциях и станциях.

Широко известны высоковольтные измерительные трансформаторы, содержащие корпус, внутри которого расположен магнитопровод с обмотками, выводы которых через изоляторы выведены наружу. В таком устройстве используется [1] контроль изоляции, для чего оно содержит датчики токов утечек трансформаторов трех фаз. Эти датчики через усилители подключены к микропроцессорному устройству, осуществляющему суммирование токов и выявление тока небаланса. Недостаток устройства состоит в сложности, недостаточной надежности и помехоустойчивости.

Целью изобретения является упрощение, повышение надежности и помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается за счет того, что выводы измерительной обмотки подключены к датчику тока, выходом соединенного с фазовым детектором, управляющий вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, включенного первичной обмоткой между выводом высоковольтной обмотки контролируемого трансформатора и землей, а выход фазового детектора через фильтр подключен к реле.

В другом варианте устройства корпус трансформатора установлен на изоляторах и соединен с землей посредством обмотки датчика тока, выходом соединенного с фазовым детектором, управляющий вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, включенного первичной обмоткой между выводом высоковольтной обмотки контролируемого трансформатора и землей, а выход фазового детектора через фильтр подключен к реле.

На фиг.1, 2 приведены конструкции устройств применительно к первому и второму пунктам предложения.

В металлическом корпусе 1 установлен магнитопровод 2, с расположенными на нем первичной 3 и вторичной измерительной 4 обмотками. Выводы обмоток выведены наружу через изоляторы 5. Имеется заземление 6. На фиг.1 корпус 1 измерительного трансформатора соединен с заземлением непосредственно, а на фиг.2 - через датчик 7 тока. На фиг.1 датчик тока включен в оба выходные выводы измерительной обмотки 4. Выходы датчиков 7 тока соединены с фазовым детектором 8 (фазочуствительный выпрямитель, множительное звено). Выход последнего через сглаживающий фильтр 9 соединен с реле 10. Второй (управляющий вход) детектора 8 соединен с трансформатором напряжения 11, подключенным первичной обмоткой к той же сети, что и основной трансформатор в корпусе 1. Если контролируемый трансформатор 1 является трансформатором тока, то трансформатор 11 устанавливается дополнительно. Если контролируемый трансформатор 1 является трансформатором напряжения, то он же может выполнять роль трансформатора 11. На фиг.2 корпус 1 установлен на земле 6 посредством изоляторов 11.

Устройства работают следующим образом.

Первичная обмотка 3 соединена с силовыми цепями и измеряет их параметр (ток или напряжение). Пропорциональный сигнал трансформируется в измерительную обмотку 4. Обмотка 4 расположена на потенциале земли и является относительно низковольтной. В нормальном режиме, по выводам обмотки протекают токи, пропорциональные измеряемой величине тока (или напряжения).

На фиг.1 наряду с указанным током протекает ток утечки (проводимость изоляции) и емкостной ток. Токи полезной нагрузки не создают сигнала на выходной обмотке датчика 7 тока, так как магнитное действие первичных обмоток взаимокомпенсируется. В детекторе 8 выделяется активная составляющая тока. Детектор 8 осуществляет фазочуствительное выпрямление. Если угол между токовым сигналом и напряжением равен 90 градусов (тока утечки нет), то среднее напряжение на выходе детектора равно нулю.

При ухудшении изоляции резко возрастает ток утечки, а емкостной ток не изменяется. Увеличивается среднее значение сигнала на выходе детектора 8. Этот сигнал фильтруется в фильтре 9. Детектор 8 формирует сигнал, пропорциональный только току утечки через изоляцию (активной составляющей тока). Появляется возможность улавливать более точно изменения состояния изоляции. При ухудшении изоляции масла или масляной бумаги внутри трансформатора ток утечки возрастает и реле 10 срабатывает, сигнализируя об этом. Особенно резко возрастает этот ток перед возможным пробоем изоляции.

На фиг.2 через датчик 7 тока протекают упомянутые емкостной ток и ток утечки на землю. Ток полезной нагрузки в датчике 7 тока отсутствует. Как и в предыдущем варианте емкостная составляющая тока не учитывается благодаря детектору 8. Таким образом предложенные варианты устройств обеспечивают более точную и надежную работу.

Использованные источники

1. Кужеков С.Л. и др. Непрерывный контроль маслонаполненных трансформаторов тока и вводов силовых трансформаторов под рабочим напряжением. В книге: VI Симпозиум Электротехника 2010, том 11, стр. 219-222, ТРАВЭК-ВЭИ, Моск. обл., 2001.

Использование: на электрических подстанциях и станциях. Технический результат заключается в упрощении, повышении надежности и помехоустойчивости. Устройство контроля состояния изоляции высоковольтного измерительного трансформатора, состоящего из корпуса, магнитопровода, обмоток и изоляторов, содержит датчик тока, фазовый детектор, фильтр, реле. Управление детектором осуществляется напряжением присоединения с помощью трансформатора. Благодаря детектору выделяется только активная составляющая тока (утечка). 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Высоковольтный измерительный трансформатор, содержащий корпус, внутри которого расположен магнитопровод с обмотками, выводы которых через изоляторы выведены наружу, отличающийся тем, что выводы измерительной обмотки подключены к датчику тока, выходом соединенного с фазовым детектором, управляющий вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, включенного первичной обмоткой между выводом высоковольтной обмотки контролируемого трансформатора и землей, а выход фазового детектора через фильтр подключен к реле.2. Высоковольтный измерительный трансформатор, содержащий корпус, внутри которого расположен магнитопровод с обмотками, выводы которых через изоляторы выведены наружу, отличающийся тем, что корпус трансформатора установлен на изоляторах и соединен с землей посредством обмотки датчика тока, выходом соединенного с фазовым детектором, управляющий вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, включенного первичной обмоткой между выводом высоковольтной обмотки контролируемого трансформатора и землей, а выход фазового детектора через фильтр подключен к реле.