СПОСОБ СНЯТИЯ ОСЦИЛЛОГРАММ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ПОД НАГРУЗКОЙ, УСТАНОВЛЕННОГО НА ОБМОТКЕ ВЫСШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА, СОБРАННОЙ ПО СХЕМЕ ТРЕУГОЛЬНИК, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК G01R31/333 

Область техники

Изобретение относится к диагностике силовых трансформаторов в электроэнергетике, а именно к электрическим измерениям параметров процесса переключения контактов контактора (с активными сопротивлениями) трехфазного быстродействующего регулятора напряжения под нагрузкой (РПН), установленного на высоковольтной обмотке силового трансформатора, собранной по схеме треугольник со вскрытием бака контактора РПН и частично слитым трансформаторным маслом. Способ может быть использован в электроэнергетике при комплексных обследованиях силовых трансформаторов с РПН типа SDV (производство Германии), а также некоторых типов PC (например, РС-5, PC-12, производство Болгарии) класса напряжения (например, 6-35 кВ) во время их пуско-наладочных, профилактических и периодических испытаниях. Предлагается для трехфазного силового трансформатора с трехфазным быстродействующим переключающим устройством (ПУ), установленным на его высоковольтной обмотке, собранной по схеме треугольник, способ снятия осциллограмм токов контактов контактора. Осциллограммы токов контактов контактора впоследствии используются для оценки параметров процесса переключения РПН.

Уровень техники

Известно устройство осциллографирования переключающего устройства (с активными сопротивлениями) регулятора напряжения под нагрузкой силового трехфазного трансформатора, включающее два осциллографа, каждый из которых представляет собой светолучевой осциллограф, последовательно подключенный к источнику напряжения постоянного тока и к одной из фаз трансформатора, обмотка которого включена по схеме треугольник, и к узлам соединения избирателей, контактов контактора и ветвей с активным сопротивлением РПН, образующие левое и правое плечо контактора. На третьей фазе левого и правого плеч контактора установлены изолирующие прокладки для устранения взаимного влияния при коммутации контактов контактора. Данное устройство для осциллографирования токов используется после вскрытия бака РПН и частичного слива трансформаторного масла [Методические указания по наладке переключения ответвлений обмоток под нагрузкой (производства НРБ и ГДР) трансформаторов РПН. СПО. Союзтехэнерго Москва. - 1981 г. - 44 с.].

Однако данный способ требует установки изолирующих прокладок между подвижными и неподвижными главными, дугогасительными и вспомогательными контактами на обоих плечах одной из фаз контактора. Вышеуказанный способ требует изготовления самих изолирующих прокладок, привлечения специально обученного персонала для их установки. При этом не исключено падение изолирующих прокладок в бак контактора, залитого трансформаторным маслом. Такая процедура требует дополнительного времени на процесс осциллографирования и соответственно увеличивается время контакта диэлектрической жидкости с окружающей средой, способствующей ее увлажнению. Обычно после трех-четырех переключений РПН с одного положения на другое картонные изолирующие прокладки полностью изнашиваются, и появляется необходимость их замены.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ оценки параметров процесса переключения контактов контактора быстродействующего (с активными сопротивлениями) регулятора напряжения под нагрузкой силового трехфазного трансформатора, включающий осциллографирование тока контактора без вскрытия бака РПН и слива трансформаторного масла относительно высоковольтной обмотки силового трансформатора, к которой подключен РПН, с последующим анализом осциллограмм и оценкой параметров…) [Пат. №2290653 РФ, МПК G01R 31/333. Способ оценки в силовых трехфазных трансформаторах параметров процесса переключения контактов контактора быстродействующего регулятора под нагрузкой без его вскрытия и устройство для его осуществления / Ю.А. Федоров, Г.М. Михеев, В.М. Шевцов, С.Н. Баталыгин; заявитель и патентообладатель авторы; заявл. 20.12.2004; опубл. 27.12.2006. Бюл. №36, с. 12].

Однако вышеуказанный способ применим для быстродействующих РПН, устанавливаемых на стороне высоковольтной обмотки трансформатора, собранной в звезду, например ПУ типа PC, РНТА-35/200, SCV, SAV и т.д.

Применение данного способа для трехфазных РПН, установленных на высоковольтной обмотке трансформатора, собранной по схеме треугольник, требует установки изолирующих прокладок между подвижными и неподвижными главными, дугогасительными и вспомогательными контактами на обоих плечах контактора одной из его фаз.

Сущность изобретения

Задача изобретения - создание способа снятия осциллограмм токов трехфазного регулятора напряжения под нагрузкой, установленного на обмотке высшего напряжения силового трансформатора, собранной по схеме треугольник, для определения параметров процесса переключения РПН без установки изолирующих прокладок между подвижными и неподвижными главными, дугогасительными и вспомогательными контактами на обоих плечах контактора одной из его фаз.

Поставленная задача решается благодаря тому, что способ снятия осциллограмм токов трехфазного регулятора напряжения под нагрузкой, установленного на обмотке высшего напряжения силового трансформатора, собранной по схеме треугольник, для определения параметров процесса переключения контактов контактора РПН со вскрытием его бака и частичным слитым трансформаторным маслом с направлением осциллографируемых токов от первых одноименных зажимов трехканального осциллографа, питаемых от источника напряжения постоянного тока по плечам контактов контактора, расположенным на двух линейных сторонах обмотки трехфазного трансформатора, например АВ и СВ, заключается в том, что осциллографируемые линейные токи направляют соответственно через первые два вывода трансформатора, например А и С к третьему выводу В, через соответствующие плечи контактов контактора, причем между первыми выводами трансформатора искусственно поддерживается одинаковый потенциал посредством их соединения с общим зажимом каналов источника напряжения постоянного тока, в то время как сами каналы источника напряжения постоянного тока соединены соответственно со вторыми одноименными зажимами трехканального осциллографа.

Краткое описание фигур

На фиг. 1 приведена схема осциллографирования процесса переключения контактов контактора быстродействующего РПН, установленного на обмотке высокого напряжения, собранной по схеме треугольник, с учетом установки изолирующих прокладок между подвижными и неподвижными главными, дугогасительными и вспомогательными контактами на обоих плечах контактора одной из его фаз.

На фиг. 2 приведена схема осциллографирования процесса переключения контактов контактора РПН силового трансформатора, установленного на его высоковольтной обмотке, собранной по схеме треугольник, согласно предлагаемому способу, без установки изолирующих прокладок между подвижными и неподвижными главными, дугогасительными и вспомогательными контактами на обоих плечах контактора одной из его фаз. Схема содержит источник напряжения постоянного тока (I), трехканальный цифровой осциллограф (II), соединительный восьмижильный кабель (III), испытуемый силовой трехфазный трансформатор с РПН (IV).

Из фиг. 2 видно, что осциллограф (II) имеет три канала с шестью входными разноименными зажимами, из которых три отрицательных зажима присоединяются посредством шестью проводов восьмижильного кабеля (III) к узлам соединения избирателей левых (К_I) и правых (К_II) плеч контактов контактора и ветвей с активным сопротивлением (R₁) и (R₂) соответствующих трех фаз обмотки трехфазного трансформатора (IV). Положительные зажимы трехканального осциллографа присоединяются к положительным зажимам каналов источника напряжения постоянного тока (I). Причем две жилы восьмижильного кабеля (III) имеют связь одновременно с общим зажимом каналов источника напряжения постоянного тока (I) и двумя выводами обмотки трехфазного трансформатора, фазы «А» и «В». При этом осциллографируют токи на контактах контактора, расположенных на линейных сторонах обмотки трансформатора ВС и АС.

На фиг. 3 приведены осциллограммы токов контактов контактора, где а) - осциллограмма тока контактов контактора, расположенного на фазе «А» высоковольтной обмотки исследуемого трансформатора; б) - осциллограмма тока контактов контактора, расположенного на фазе «С» высоковольтной обмотки исследуемого трансформатора с РПН типа SDV-1-630-41/41-W19, снятой по схеме фиг. 2.

На фиг. 4 приведены осциллограммы токов контактов контактора, где а) - осциллограмма тока контактов контактора фазы «А»; б) - осциллограмма тока контактов контактора фазы «В», снятые на том же РПН по схеме фиг. 2, где две жилы восьмижильного кабеля (III) имеют связь одновременно с общим зажимом каналов источника напряжения постоянного тока (I) и двумя выводами обмотки трехфазного трансформатора, фазы «В» и «С». При этом осциллографируют токи на контактах контакторов, расположенных на линейных зажимах обмотки трансформатора АВ и АС.

Раскрытие изобретения

Раскроем изобретение на примере диагностики РПН типа SDV-1-630-41/41-W19, установленного на высоковольтной обмотке силового трансформатора типа ТРДНС-25000/18,5/6. Для определения параметров процесса переключения контактов контактора ПУ производится осциллографирование токов со вскрытием бака РПН и частичным сливом трансформаторного масла с последующим анализом полученных осциллограмм. Вышеуказанный тип РПН установлен на высоковольтной обмотке трехфазного трансформатора, соединенной по схеме треугольник. По этой причине осциллографирование токов производят одновременно на двух фазах, причем на третьей фазе контактов контактора не устанавливают изолирующие прокладки.

На фиг. 2 устройство содержит источник напряжения постоянного тока (I), трехканальный цифровой осциллограф (II), соединительный восьмижильный кабель (III), испытуемый силовой трехфазный трансформатор с РПН (IV).

В качестве соединительных проводов используется кабель (III) марки ПВС 8×2,5 длиной 12 метров (заметим, что в прототипе использовался кабель из 4-х жил).

Шесть жил восьмижильного кабеля подключаются к узлам соединения избирателей первого и второго плеч контактов контактора и ветвей с активным сопротивлением РПН соответствующих фаз обмотки трехфазного трансформатора. Например, отрицательный зажим первого канала осциллографа соединен с двумя проводниками началом выводов (1, 2) восьмижильного кабеля. Конец вывода первого из этих двух проводников (1) соединен с узлом соединения избирателя (И₁) первого плеча контактов контактора РПН, а конец вывода второго проводника (2) соединен с узлом соединения избирателя (И₂) второго плеча контактов контактора.

Первые одноименные выводы восьмижильного кабеля имеют съемные соединения, а его шесть из восьми жил дополнительно имеют расцветку фаз с надписями: «Фаза «А» - левый», «Фаза «А» - правый», «Фаза «В» - левый», «Фаза «В» - правый», «Фаза «С» - левый», «Фаза «С» - правый».

Седьмой и восьмой проводники имеют связь одновременно с общим зажимом каналов источника напряжения постоянного тока и двумя выводами обмотки трехфазного трансформатора, например, фазы «А» и «В» (см. фиг. 2).

В случае соединения двух выводов высоковольтной обмотки трехфазного трансформатора (например, фазы «А» и «В») с общим зажимом каналов источника напряжения постоянного тока (I), на этих выводах будет искусственно поддерживаться одинаковый потенциал с целью создания разрыва цепи в обмотке трансформатора (IV) в случае возникновения в ней тока при коммутации контактов контактора.

Осциллограммы токов на фиг. 3 получены путем подключения общего зажима каналов источника напряжения постоянного тока с выводами обмотки трехфазного трансформатора фазы «А» и «В». При этом осциллографируют токи на линейных сторонах высоковольтной обмотки трехфазного трансформатора ВС и АС, т.е. на фазах «А» и «С» РПН. Из данной фигуры видно длительность работы главных и дугогасительных контактов, а также длительность работы контактной системы в режиме так называемого «моста». Из осциллограммы токов, приведенных на фиг. 3, а и фиг. 3, б также видно, что работа контактной системы на контакторе фазы «С» опаздывает от фазы «А» на 93 мс, т.е. наблюдается разновременность работы контактора по фазам.

Затем осциллографируют токи на линейных сторонах высоковольтной обмотки трехфазного трансформатора АВ и АС, т.е. осциллографируют токи в контактной системе контактора на фазах «А» и «В» РПН.

Для этой цели провод с вывода фазы «А» пересоединяют на вывод фазы «С» высоковольтной обмотки трехфазного трансформатора. Осциллограммы токов на линейных сторонах обмотки исследуемого трансформатора АВ и АС представлены на фиг. 4.

Осциллограммы токов, приведенные на фиг. 4, а и фиг. 4, б показывают, что работа контактной системы на контакторе фазы «А» в свою очередь запаздывает от фазы «В» на 44 мс.

Таким образом, осциллографирование контактной системы РПН дает наглядное представление не только о работе контактов контактора отдельных фаз, но и становится возможным оценить разновременность их работы в отдельности.

Заметим, что все эти осциллограммы токов получены при переключении РПН с 4 на 5 положение.

Основными достоинствами предложенного способа и устройства для его осуществления являются: исключение заготовки изолирующих прокладок и их установки между главными, дугогасительными и вспомогательными контактами обоих плеч контактора РПН, сокращение времени для подготовки осуществления процесса осциллографирования, а также уменьшение вероятности загрязнения и увлажнения диэлектрической жидкости.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при комплексных обследованиях силовых трансформаторов для диагностики неисправностей регуляторов напряжения под нагрузкой (РПН). Технический результат: сокращение трудозатрат и времени за счет исключения необходимости установки изолирующих прокладок между контактами на плечах контактора. Сущность: направляют осциллографируемые токи от первых одноименных зажимов трехканального осциллографа, питаемых от каналов источника напряжения постоянного тока, по плечам контактов контактора, расположенных на двух линейных сторонах обмотки трехфазного трансформатора, например АВ и СВ, соответственно через первые два вывода трансформатора, например А и С к третьему выводу В через соответствующие плечи контактов контактора. Причем между первыми выводами трансформатора искусственно поддерживается одинаковый потенциал посредством их соединения с общим зажимом каналов источника напряжения постоянного тока. При этом сами каналы источника напряжения постоянного тока соединены соответственно со вторыми одноименными зажимами трехканального осциллографа. Устройство для осуществления способа содержит трехканальный источник напряжения постоянного тока, трехканальный цифровой осциллограф, испытуемый силовой трехфазный трансформатор с РПН, высоковольтная обмотка которого соединена по схеме треугольник и соединительный многожильный кабель. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ снятия осциллограмм токов трехфазного регулятора напряжения под нагрузкой, установленного на обмотке высшего напряжения силового трехфазного трансформатора, собранной по схеме треугольник, для определения параметров процесса переключения контактов контактора со вскрытием его бака и частичным слитым трансформаторным маслом с направлением осциллографируемых токов от первых одноименных зажимов трехканального осциллографа, питаемых от источника напряжения постоянного тока, по плечам контактов контактора, расположенных на двух линейных сторонах обмотки трехфазного трансформатора, например АВ и СВ, отличающийся тем, что осциллографируемые линейные токи направляют соответственно через первые два вывода трансформатора, например А и С, к третьему выводу В через соответствующие плечи контактов контактора, причем между первыми выводами трансформатора искусственно поддерживается одинаковый потенциал посредством их соединения с общим зажимом каналов источника напряжения постоянного тока, в то время как сами каналы источника напряжения постоянного тока соединены соответственно со вторыми одноименными зажимами трехканального осциллографа.

2. Устройство для снятия осциллограмм токов трехфазного регулятора напряжения под нагрузкой, установленного на обмотке высшего напряжения силового трехфазного трансформатора, собранной по схеме треугольник, для определения параметров процесса переключения контактов контактора со вскрытием его бака и частичным слитым трансформаторным маслом, содержащее трехканальный источник напряжения постоянного тока и осциллограф, выполненный в виде трехканального цифрового осциллографа, где два канала трехканального источника напряжения постоянного тока через два канала тока цифрового осциллографа соединены с четырьмя входными разноименными зажимами, из которых два отрицательных зажима присоединяются проводами к узлам соединения избирателей плеч контактов контактора и ветвей с активным сопротивлением РПН, расположенных на двух соответствующих линейных сторонах обмотки трехфазного трансформатора, а два положительных зажима присоединяются к положительным зажимам каналов источника напряжения постоянного тока, отличающееся тем, что в него дополнительно введены четыре проводника, первые зажимы двух из проводников имеют связь соответственно с третьим отрицательным зажимом трехканального цифрового осциллографа, а вторые их зажимы подключаются соответственно к узлам соединения избирателей плеч контактов контактора и ветвей с активным сопротивлением РПН, расположенных на третьей линейной стороне обмотки трехфазного трансформатора, а третий и четвертые проводники имеют связь одновременно с общим зажимом каналов напряжения источника напряжения постоянного тока и двумя выводами обмотки трехфазного трансформатора, например, фазы «А» и «В».