СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСФОРМАТОРА Российский патент 2009 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным преобразователям энергии.

Известен способ диагностики магнитной системы путем измерения потерь холостого хода при малом напряжении. Потери холостого хода при малом напряжении для трансформаторов измеряют с целью проверки отсутствия межлистовых замыканий в сердечнике трансформатора, обнаружения неодинакового числа витков в параллельно соединенных катушках (ветвях), ошибочных соединений обмоток или устройств переключения и других подобных дефектов.

В процессе приемо-сдаточных испытаний, когда трансформатор прошел все стадии технологической обработки и его активная часть находится в баке с маслом, измерения потерь при малом напряжении, помимо обнаружения возможных дефектов, не выявленных в процессе сборки (что бывает крайне редко), дают значения потерь для сравнения с данными, получаемыми в дальнейшем при испытании трансформаторов перед вводом в эксплуатацию или после ремонта [1].

Потери при малом напряжении измеряют на предприятии-изготовителе при частоте 50 Гц и напряжении не более 10% номинального, обычно при напряжении 220 или 380 В. Обычно потери у трехфазных трансформаторов измеряют при однофазном возбуждении для того, чтобы знать потери каждой фазы в отдельности, а следовательно, иметь возможность сравнить их и убедиться, что трансформатор имеет правильное соотношение потерь и не имеет дефектов. При пофазном измерении потерь необходимы три опыта с приведением трехфазного к однофазному путем поочередного замыкания накоротко обмотки одной из его фаз и возбуждения двух других фаз. Замыкание накоротко одной из его обмоток делают для того, чтобы не было в этой фазе магнитного потока, а следовательно, потерь.

Три опыта производят в следующей последовательности при питании трансформатора со стороны низкого напряжения:

первый опыт - замыкают накоротко обмотку фазы a, питают обмотки фаз b и c трансформатора и измеряют потери P'_0bc;

второй опыт - замыкают накоротко обмотку фазы b, питают обмотки фаз a и c трансформатора и измеряют потери P'_0ac;

третий опыт - замыкают накоротко обмотку фазы c, питают обмотки фаз a и b трансформатора и измеряют потери P'_0ab.

Обмотки той или иной фазы замыкают на соответствующих вводах любой из обмоток трансформатора (высокого и низкого напряжения), при этом руководствуются схемой соединения его обмоток.

Измеренные пофазно потери сравнивают между собой. При отсутствии дефектов в трансформаторе потери P'_0bc и P'_0ab должны быть практически (5%) равны между собой, а потери P'_0ac в зависимости от конструкции приблизительно на 25-50% больше потерь P'_0bc и P'_0ab.

Недостатком известного способа является сильная зависимость от величины остаточного намагничивания сердечников трансформатора, являющегося следствием внезапного отключения трансформатора и обрыва тока. Величина намагничивания является случайной величиной и зависит только от фазы тока в момент отключения трансформатора.

Поэтому для получения достоверных результатов потерь в стали необходимо размагнитить трансформатор. Процедура размагничивания, заключающаяся в поочередной подаче постоянного тока одной из обмоток каждого стержня, также не позволяет однозначно утверждать, что сердечник размагничен до нулевого значения остаточной индукции, так как нет возможности проконтролировать остаточную намагниченность сердечника. Таким образом, измерив потери P'_0ab, P'_0ac, P'_0bc, невозможно однозначно определить, является ли разброс значений результатом остаточного намагничивания или развивающегося дефекта. И тем более невозможно прогнозировать характер этого дефекта.

Целью настоящего изобретения является повышение однозначности полученных результатов независимо от остаточной намагниченности сердечника трансформатора, тем самым повышение информативности метода.

Предлагаемый способ диагностики магнитной системы трансформатора заключается в искусственном предварительном намагничивании сердечника до определенного известного значения с последующим измерением потерь.

Сущность метода состоит в следующем.

Для намагничивания в соответствии с методикой измерения потерь при малом напряжении со стороны низкого напряжения имеем:

первый опыт - замыкают накоротко обмотку фазы a, питают обмотки фаз b и c трансформатора, подают постоянный ток на обмотку высокого напряжения фазы А и измеряют потери P'_0bc;

второй опыт - замыкают накоротко обмотку фазы b, питают обмотки фаз a и c трансформатора, подают постоянный ток на обмотку высокого напряжения фазы В и измеряют потери P'_0ac;

третий опыт - замыкают накоротко обмотку фазы c, питают обмотки фаз a и b трансформатора, подают постоянный ток на обмотку высокого напряжения фазы С и измеряют потери P'_0ab.

Несмотря на то, что на стороне высокого напряжения двух фаз трансформатора может трансформироваться высокое напряжение, подача постоянного напряжения на фазу высокого напряжения при закороченной обмотке низкого напряжения той же фазы, абсолютно безопасно, так как на этой фазе напряжение не трансформируется.

Таким образом, могут быть сняты зависимости мощности потерь и тока холостого хода от величины тока намагничивания. Сравнивая эти характеристики с предыдущими замерами можно диагностировать состояние магнитной системы трансформатора.

Измерения в режиме намагничивания позволяют выявить дефекты, обусловленные изменением геометрии магнитных конструкций под действием магнитного поля, которые проявляются только в рабочем режиме и исчезают со снятием напряжения. Например, элемент конструкции, притягиваясь к сердечнику, образует мостик для циркуляции вихревого тока, образуя местный нагрев, после снятия поля мостик разрывается, и при проведении опыта холостого хода на малом напряжении будут получены нормальные результаты.

Библиографический список

1. Ашрятов А.К. Измерение потерь холостого хода силовых трансформаторов. - «Электрические станции”, 1948, №-5, с.34-36.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Технический результат: повышение однозначности полученных результатов независимо от остаточной намагниченности сердечника трансформатора при измерении потерь холостого хода на малом напряжении. Сущность: способ заключается в пофазном измерении потерь холостого хода при поочередном замыкании накоротко обмотки низкого напряжения одной из его фаз и возбуждении двух других фаз. При этом обмотку высокого напряжения фазы, обмотка низкого напряжения которой закорочена, возбуждают постоянным током намагничивания. Снимают зависимости мощности потерь холостого хода от величины тока намагничивания. Сравнивая эти характеристики с предыдущим замерами, диагностируют состояние магнитной системы трансформатора.

Способ диагностики магнитной системы трансформатора путем пофазного измерения потерь холостого хода при поочередном замыкании накоротко обмотки низкого напряжения одной из его фаз и возбуждении двух других фаз, отличающийся тем, что 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.