СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ ВРЕМЕННОЙ ДИАГРАММЫ ИЗБИРАТЕЛЯ И КОНТАКТОРА БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО РПН Российский патент 2008 года по МПК G01R31/333 

Область техники

Изобретение относится к способам и устройствам диагностики силовых трансформаторов в электроэнергетике, а именно электрическим измерениям параметров процесса переключения контактов быстродействующего регулятора под нагрузкой (РПН) с токоограничивающими сопротивлениями, в котором избиратель, контактор и приводной механизм выполнены в едином блоке. Испытание РПН производится ускоренным методом цифрового осциллографирования в полевых условиях на силовом трансформаторе, выведенном в ремонт, без его вскрытия и без слива трансформаторного масла.

Оно может быть использовано в энергетике при комплексных обследованиях силовых трансформаторов, при пусконаладочных, профилактических, периодических испытаниях РПН, например, типа PHTA-Y-35/200, в том числе для диагностики его неисправностей в условиях эксплуатации.

Предлагается использовать способ и устройство снятия временной диаграммы для вышеуказанных РПН с применением дополнительного осциллографирования сигналов в цепях токоограничивающих сопротивлений одновременно с осциллографированием токов фазы силового трансформатора.

Уровень техники

Известен способ для снятия временной диаграммы РПН, в котором избиратель, контактор и приводной механизм выполнены в едином блоке, включающий осциллографирование токов дугогасительных и главных контактов с помощью специальной схемы раздвоения токов осциллографирования по четным и нечетным неподвижным контактам РПН через одинаковые активные сопротивления с использованием осциллографа и источника постоянного тока [Устройство регулирования напряжения силовых трансформаторов под нагрузкой типа PHTA-Y-35/200Р-16/20-93У1. Руководство по эксплуатации ИБДШ. 674261.023 РЭ. ООО Тольяттинский трансформаторный завод. С.51].

Однако данный способ осциллографирования возможно осуществить только на заводе-изготовителе с помощью специального стенда, содержащего автономный электрический привод для переключения РПН с одного положения на другое и блок дополнительных активных сопротивлений. В полевых условиях, когда РПН установлен в рабочее положение в силовом трансформаторе, известный способ применить для снятия временной диаграммы контактной системы РПН не возможно.

Известен также способ осциллографирования РПН без вскрытия бака РПН и слива трансформаторного масла и устройство для его осуществления относительно высоковольтной обмотки силового трансформатора, к которой подключен РПН, с последующим анализом осциллограмм и оценкой параметров с помощью трехканального цифрового осциллографа (ЦО) и источника постоянного напряжения [Федоров Ю.А., Михеев Г.М., Шевцов В.М., Баталыгин С.Н. Способ оценки в силовых трехфазных трансформаторах параметров процесса переключения контактов контактора быстродействующего регулятора под нагрузкой без его вскрытия и устройство для его осуществления // Положительное решение о выдаче патента РФ по заявке 2004137182/28(040442) от 03.07.2006].

Однако с помощью данного способа невозможно осуществить полноценный контроль параметров переключения контактов тех типов РПН, в которых избиратель, контактор и приводной механизм выполнены в едином блоке.

Сущность изобретения

Задача изобретения - создание способа всесезонного диагностирования работы главных и дугогасительных контактов РПН, в которых избиратель, контактор и приводной механизм выполнены в едином блоке, силового трансформатора без его вскрытия, сокращающего трудозатраты при его осуществлении, позволяющего провести оценку параметров процесса переключения главных и дугогасительных контактов одновременно всех фаз без демонтажа РПН из силового трансформатора, а также создание устройства для его осуществления.

Поставленная задача решается благодаря тому, что способ снятия временной диаграммы быстродействующего РПН, в котором избиратель, контактор и приводной механизм выполнены в едином блоке и имеющий токоограничивающее сопротивление с n выводами в каждой фазе, с помощью многоканального ЦО относительно высоковольтной обмотки силового трансформатора, к которой подключен РПН, дополняется осциллографированием сигналов относительно трех введенных новых выводов РПН A₁, B₁, C₁ регулятора, которые имеют связь с n-1 выводами токоограничивающего сопротивления каждой фазы РПН, с помощью трех дискретных каналов многоканального ЦО, причем момент замыкания дугогасительного контакта регистрируется по резкому увеличению, а размыкание главного контакта по резкому уменьшению сигналов на каждом дискретном входе каналов ЦО. Для реализации диагностики регулятора, содержащего в каждой фазе токоограничивающее сопротивление, выполненное из высокоомного провода и имеющее первый, n-1 и n выводы, первый вывод которого подключен к дугогасительному контакту, а n-й вывод - к общей точке соединения главного контакта и нейтрали силового трансформатора, предлагается использовать устройство, содержащее трехканальный источник постоянного напряжения с положительными зажимами и объединенными отрицательными полюсами общим зажимом и ЦО, имеющий три канала тока с шестью входными разноименными зажимами, из которых три отрицательных зажима присоединяются проводами к аппаратным зажимам выводов трех фаз обмотки силового трансформатора, а три положительных зажима присоединяются к положительным зажимам каналов напряжения источника постоянного напряжения, чей общий зажим одновременно подключен к зажиму нейтрали трансформатора и объединенным отрицательным полюсам источника постоянного напряжения, используется также три дискретных канала, зажимы которых через трехпроводный кабель соответственно подключены к трем дополнительным выводам A₁, B₁, C₁, вынесенным наружу силового трансформатора, которые посредством трех изолированных проводников соединены соответственно с n-1 выводами токоограничивающих сопротивлений РПН каждой фазы.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведена схема подключения цифрового осциллографа для снятия временной диаграммы быстродействующего РПН, в котором избиратель, контактор и приводной механизм выполнены в едином блоке.

Для диагностики цепей дугогасительных контактов - 19 регулятора типа РНТА-Y-35/200 Тольяттинского трансформаторного завода на фиг.1 приведена схема подключения ЦО - 15 к выводам высоковольтной обмотки А, В, С и нейтрали N силового трансформатора - 10, с помощью четырехпроводного кабеля - 14. Цифровой осциллограф - 15, имеющий три измерительных датчиков тока (ИДТ), три дискретных канала (D₁, D₂, D₃) питается от трехканального источника постоянного напряжения - 16. Регулятор типа PHTA-Y-35/200 имеет единый привод (не показан) и все три фазы регулятора (11, 12, 13) находятся в отдельной емкости, заполненной трансформаторным маслом. Этот тип регулятора отличается от других быстродействующих РПН тем, что в нем избиратель, контактор и приводной механизм всех трех фаз выполнены в едином блоке, т.е. контакты избирателя и контактора находятся в одной емкости, а привод установлен на ее крышке. На фиг.1 показаны токоограничивающее сопротивление - 17, главный - 18 и дугогасительный - 19 контакты, установленные на фазе «А» РПН. Токоограничивающее сопротивление - 17 выполнено из высокоомного провода и имеет первый, n-1 и n вывода. Первый вывод соединен с дугогасительным контактом, n-й вывод с общей точкой соединения главного контакта и выводом нейтрали силового трансформатора. Выводы n-1 токоограничивающих сопротивлений всех трех фаз с помощью проводников, выполненные с изоляционной оболочкой, выведены на корпус силового трансформатора и обозначены соответственно: A₁, B₁, C₁. Эти выводы с помощью трехпроводного кабеля с цветовой маркировкой - 20 соединены соответственно с дискретными каналами (D₁, D₂, D₃) многоканального ЦО - 15.

На фиг.2 в качестве примера показан порядок работы главного и дугогасительного контактов переключающего устройства типа PHTA-Y-35/200 Тольяттинского трансформаторного завода при переводе с седьмого на восьмое положение.

На фиг.3 представлены осциллограммы работы главных и дугогасительных контактов: а - ток в обмотке одной фазы силового трансформатора; б - сигнал на выходе дискретного канала многоканального цифрового осциллографа.

Раскрытие изобретения

Для снятия временной диаграммы избирателя и контактора быстродействующего РПН производится одновременно цифровое осциллографирование токов в цепях фаз обмотки и дополнительно потенциалов в цепях токоограничивающих сопротивлений с последующим анализом полученных осциллограмм.

Осциллографирование по схеме, приведенной на фиг.1, выполняется следующим образом. Оператор переводит электрическим приводом РПН, допустим в положения 7. После включения трехканального источника постоянного напряжения - 1 в сеть питания по обмоткам трехфазного трансформатора - 10, каналам тока трехканального ЦО - 15 и четырехпроводному кабелю - 14 проходит ток. При этом время нарастания тока составляет около 10-15 минут.

Трехфазный ЦО - 15 (см. фиг.1) одновременно измеряет токи датчиками тока - ИДТ, преобразовывает аналоговые величины в цифровые и выдает полученные значения на экран осциллографа. Такой цикл «измерение-вычисление-визуализация» повторяется с некоторым интервалом. До установления токов в фазах обмотки оператор наблюдает на экране ЦО плавное увеличение тока. После установления токов в фазах обмотки трансформатора оператор подает команду пуска.

ЦО при этом определяет три уставки на срабатывание трех пусковых органов для каждого из токовых каналов, принимая их несколько меньшими значений установившихся токов в соответствующих фазах. Далее ЦО переходит в состояние ожидания пуска. Заметим, что потенциал на выводе n-1 токоограничивающего сопротивления - 17 в этом режиме равен нулю, так как цепь дугогасительного контакта оборвана. Соответственно на дискретных каналах многоканального ЦО - 15 находится логический сигнал «0».

После этого оператор с помощью электрического привода переводит РПН в положение 8. Дугогасительный и главный контакты синхронно начинают двигаться в сторону неподвижного контакта ответвления - 8 (фиг.2). Первым замкнется с неподвижным контактом - 8 дугогасительный контакт - 19 (образуется схема «моста», фиг.2б) и на выводе n-1 токоограничивающего сопротивления - 17 потенциал увеличится скачком (см. момент t₁ на фиг.3б). Соответственно на дискретном канале D₁, осциллографа - 15 сигнал логический «0» сменится на логический «1». Те же самые операции происходят на двух других его дискретных каналах. На этом этапе переключения РПН в цепях каналов тока, ток практически не изменяется.

Далее, по мере перемещения подвижных контактов 18 и 19 в сторону неподвижного контакта ответвления - 8, как видно из фиг.2в, размыкается цепь главного контакта в момент его схода с неподвижного контакта ответвления - 7, и ток в каждой фазе обмотки начинает протекать через токоограничивающее сопротивление - 17 (момент t₂ на фиг.3а и б). С этого момента ток в фазах обмотки плавно снижается до того момента, когда главный контакт - 18 достигнет неподвижного контакта ответвления «8», на осциллограмме наблюдается четкое увеличение токов в каждой из фаз обмотки силового трансформатора (момент t₃ фиг.3а).

Через некоторое время, когда токи в фазах установятся, ЦО готов к регистрации процесса переключения РПН в следующее положение. Снятие временных диаграмм РПН происходит одновременно во всех трех фазах аналогичным образом.

Таким образом, применение дополнительного осциллографирования сигналов в цепях токоограничивающих сопротивлений одновременно с осциллографированием токов фазы силового трансформатора позволяет определить ускоренным способом все моменты замыкания и размыкания главных и дугогасительных контактов РПН в полевых условиях на силовом трансформаторе, выведенном в ремонт.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при обследованиях силовых трансформаторов, пусконаладочных, профилактических, периодических испытаниях для диагностики неисправностей быстродействующего регулятора под нагрузкой (РПН), например, PHTA-Y-35/200. Технический результат: сокращение трудозатрат, возможность провести оценку работы контактов в рабочем состоянии. Сущность: способ снятия временной диаграммы переключения контактов быстродействующего регулятора под нагрузкой (РПН), в котором избиратель, контактор и приводной механизм выполнены в едином блоке и который имеет токоограничивающее сопротивление с п выводами в каждой фазе, заключается в снятии осциллограмм тока в цепях фаз обмотки трансформатора с помощью многоканального цифрового осциллографа относительно высоковольтной обмотки силового трансформатора, к которой подключен РПН. Дополнительно снимают осциллограмму потенциалов в цепях токоограничивающих сопротивлений РПН с помощью трех дополнительных дискретных каналов многоканального цифрового осциллографа относительно трех введенных новых выводов РПН, которые имеют связь с (n-1)-ми выводами токоограничивающего сопротивления каждой фазы РПН. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ снятия временной диаграммы переключения контактов быстродействующего регулятора под нагрузкой (РПН), в котором избиратель, контактор и приводной механизм выполнены в едином блоке и который имеет токоограничивающее сопротивление с n выводами в каждой фазе, заключающийся в снятии осциллограмм тока в цепях фаз обмотки трансформатора с помощью многоканального цифрового осциллографа относительно высоковольтной обмотки силового трансформатора, к которой подключен РПН, отличающийся тем, что дополнительно снимают осциллограмму потенциалов в цепях токоограничивающих сопротивлений РПН с помощью трех дополнительных дискретных каналов многоканального цифрового осциллографа относительно трех введенных новых выводов РПН, которые имеют связь с (n-1)-ми выводами токоограничивающего сопротивления каждой фазы РПН.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что замыкание дугогасительного контакта регистрируется по резкому увеличению, а размыкание главного контакта по резкому уменьшению сигналов на каждом дискретном входе каналов цифрового осциллографа.3. Устройство для снятия временной диаграммы быстродействующего регулятора под нагрузкой (РПН), избиратель, контактор и приводной механизм которого выполнены в едином блоке, и содержащего в каждой фазе токоограничивающее сопротивление, выполненное из высокоомного провода и имеющее n выводов, первый вывод которого подключен к дугогасительному контакту, а n-й вывод - к общей точке соединения главного контакта и нейтрали силового трансформатора, осуществляющее осциллографирование токов относительно высоковольтной обмотки силового трансформатора, к которой подключен РПН, без вскрытия бака РПН и слива трансформаторного масла с помощью цифрового осциллографа, имеющего три канала тока с шестью входными разноименными зажимами, из которых три отрицательных зажима присоединены проводами к аппаратным зажимам выводов трех фаз обмотки силового трансформатора, а три положительных зажима соединены с положительными зажимами каналов напряжения источника постоянного напряжения, чей общий зажим одновременно подключен к зажиму нейтрали трансформатора и объединенным отрицательным полюсам источника постоянного напряжения, отличающееся тем, что в цифровой осциллограф дополнительно введены три дискретных канала, зажимы которых через трехпроводный кабель соответственно подключены к трем дополнительным выводам, вынесенным наружу корпуса силового трансформатора, которые посредством трех изолированных проводников соединены соответственно с (n-1)-ми выводами токоограничивающих сопротивлений РПН каждой фазы.