ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2019 года по МПК G01R31/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Примерные варианты воплощения изобретения относятся к испытательному устройству для испытания блоков, связанных с поставкой энергии, например, трансформатора, и к способам эксплуатации таких испытательных устройств. Примерные варианты воплощения изобретения относятся, в частности, к таким устройствам и способам, с помощью которых можно удостовериться, по меньшей мере, в одной характеристической величине трансформатора.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Трансформаторы используют в качестве компонентов электросетей. Трансформаторы можно использовать для преобразования напряжения из первого значения на стороне высокого напряжения во второе значение, которое ниже, чем первое значение, на стороне низкого напряжения.

Определение свойств трансформатора посредством испытания, в котором определяются одна или несколько характеристических переменных трансформатора путем измерения, требуется, например, для обеспечения безопасности при эксплуатации, в целях запуска, или по другим причинам. Примеры таких измерений включают в себя определение статического сопротивления, коэффициента трансформации, индуктивности рассеяния или реактивного сопротивления утечки. Испытательные устройства для блоков, используемых в энергетики, могут быть сконструированы не только для трансформаторов, но также и для тестирования других блоков, таких как защитные переключатели или защитные реле.

Испытательные устройства могут быть сконструированы для тестирования блоков, связанных с поставками энергии, таких как трансформаторы или преобразователи, которые содержат индуктор. Например, такие испытательные устройства могут быть сконфигурированы для тестирования трансформатора, который включает в себя индуктор, в котором временно хранят энергию.

В различных рабочих ситуациях в ходе тестирования образца для испытания, может быть желательным снижение энергии, хранящейся в индукторе, например, для рассеивания энергии. Примеры таких рабочих ситуаций включают в себя конец тестирования образца для испытания или конец этапа испытания в способе испытания, включающем в себя несколько этапов. Дополнительные примеры включают в себя аварийные отключения испытательного устройства в случае замыкания.

Один или несколько резисторов могут быть использованы, например, для снижения энергии, аккумулированной в индукторе, образца для испытания. Однако, такие технологии обладают недостатком, состоящим в том, что снижение энергии, аккумулированной в катушке, все еще может занимать относительно длительное время. Это может быть нежелательным по различным причинам. Например, это может быть желательным по причине безопасности, для относительно быстрого уменьшения энергии, аккумулированной в индукторе.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Существует потребность в устройствах и способах, с помощью которых интенсивность тока, текущего в индукторе образца для испытаний, может быть снижена. В частности, существует потребность в устройствах и способах такого типа, который может быть использован для быстрого снижения интенсивности тока в индукторе образца для испытаний, и который может быть воплощен простым и компактным образом.

Согласно примерным вариантам воплощения снижение интенсивности тока, текущего в индукторе, обеспечено не только с использованием лишь пассивных элементов, а скорее обеспечено его активное снижение посредством управляемого блока. Управляемым блоком можно управлять таким образом, чтобы электрическая энергия могла течь не только от испытательного устройства к образцу для испытаний, но также и от индуктора образца для испытаний назад в испытательное устройство для снижения интенсивности тока в индукторе. Управляемым блоком можно управлять таким образом, чтобы поток тока и напряжение в управляемом блоке были ориентированы в противоположных направлениях, и, таким образом, управляемый блок рассеивает энергию, когда им управляют так, чтобы поток тока и напряжение в управляемом блоке были ориентированы в противоположных направлениях.

Управляемый блок может представлять собой четырехквадрантный усилитель или может включать в себя такой усилитель. Четырехквадрантным усилителем можно управлять таким образом, чтобы поток тока и напряжение в управляемом блоке были ориентированы в одном направлении, для аккумулирования, таким образом, энергии в индукторе, а также им можно управлять таким образом, чтобы поток тока и напряжение в управляемом блоке были ориентированы в противоположных направлениях, и, таким образом, энергия рассеивается, со снижением тока, текущего в индукторе.

В качестве альтернативы или дополнительно, управляемый блок может включать в себя двунаправленный преобразователь постоянного тока в постоянный, вследствие чего энергия, которая течет из индуктора образца для испытаний назад в испытательное устройство, может быть возвращена в сеть.

Индуктор может представлять собой катушку или другой индуктор трансформатора или преобразователя, с которым испытательное устройство может быть соединено для испытания.

Вследствие использования такого управляемого блока, время, требуемое для снижения интенсивности тока, может быть сокращено. Количество времени, требуемого для тестирования образца для испытаний, может быть сокращено, и/или можно сделать возможным более быстрое отключение в случае короткого замыкания.

Управляемый блок может быть сконфигурирован для рассеивания энергии, текущей из индуктора назад в испытательное устройство в самом испытательном устройстве, например, за счет преобразования в тепло. Для этой цели, управляемый блок может включать в себя четырехквадрантный усилитель.

Управляемый блок может быть сконфигурирован для подачи энергии, текущей из индуктора назад в испытательное устройство, в сеть, через испытательное устройство. Для этой цели, управляемый блок может включать в себя двунаправленный преобразователь для подачи мощности, текущей из образца для испытаний назад в испытательное устройство, назад в сеть через испытательное устройство.

Приведение в действие управляемого блока для снижения интенсивности тока, текущего в индукторе, может быть осуществлено в качестве функции безопасности, например, в ответ на приведение в действие аварийного реле отключения. Приведение в действие управляемого блока для снижения интенсивности тока, текущего в индукторе, может быть осуществлено между различными этапами испытания технологии проведения испытаний для сокращения общего времени, требуемого для испытания. Приведение в действие управляемого блока для снижения интенсивности тока, текущего в индукторе, может быть осуществлено, в качестве альтернативы или дополнительно, в случае короткого замыкания, когда энергию, аккумулированную в индукторе образца для испытаний, необходимо быстро снизить.

Испытательное устройство содержит управляемый блок для снижения интенсивности тока, текущего в индукторе образца для испытаний.

Управляемый блок может быть сконфигурирован для генерирования изменяющегося во времени противодействующего напряжения для снижения интенсивности тока. Таким образом, интенсивность тока может быть эффективно снижена. Противодействующее напряжение может быть отрегулировано в зависимости от времени время согласно заданной функции управления разомкнутым или замкнутым контуром.

Испытательное устройство может включать в себя контроллер для регулирования управляемого блока согласно выявленному напряжению и/или выявленному току.

Контроллер может быть сконфигурирован для настройки противодействующего напряжения, которое генерируется управляемым блоком, по замкнутому циклу.

Контроллер может быть сконфигурирован для регулирования мощности, когда мощностью, рассеиваемой в управляемом блоке, управляют таким образом, чтобы она достигала заданного значения мощности. На стадии эксплуатации, на которой интенсивность тока индуктора образца для испытаний нет необходимости активно снижать, управляемый блок можно приводить в действие таким образом, чтобы можно было отрегулировать интенсивность тока.

Контроллер может быть сконфигурирован для переключения из состояния дополнительно замкнутого контура в состояние замкнутого контура, когда интенсивность тока в индукторе необходимо снизить. Состояние дополнительно замкнутого контура, которое реализуется на стадии эксплуатации, при которой нет необходимости в снижении интенсивности тока, может включать в себя регулирование интенсивности тока, текущего в индукторе.

Управляемый блок может быть сконфигурирован для генерирования противодействующего напряжения таким образом, чтобы абсолютная величина противодействующего напряжения монотонно возрастала в течение временного интервала.

Испытательное устройство может быть сконфигурировано для подачи энергии на индуктор через управляемый блок, для генерирования тока, текущего в индукторе, и для рассеивания энергии, аккумулированной в индукторе, через управляемый блок, для снижения интенсивности тока. Таким путем, количество требуемых компонентов может быть снижено, поскольку один и тот же блок можно использовать, как для аккумулирования энергии, так и для разрядки индуктора. Энергию можно накапливать в индукторе, например, при приложении тестового сигнала к образцу для испытаний.

Управляемый блок может включать в себя усилитель. Усилитель может представлять собой усилитель мощности. Усилитель может представлять собой полупроводниковый усилитель.

Усилитель может представлять собой четырехквадрантный усилитель. Четырехквадрантный усилитель можно регулировать таким образом, чтобы интенсивность тока и напряжение также могли быть ориентированы противоположно друг другу.

Испытательное устройство может быть сконструировано в виде испытательного устройства трансформатора или испытательного устройства преобразователя. Испытательное устройство трансформатора или испытательное устройство преобразователя может быть мобильным, например, переносным.

Система согласно одному примерному варианту воплощения включает в себя образец для испытаний, который содержит индуктор, и испытательное устройство согласно одному примерному варианту воплощения, которое соединено с образцом для испытаний. Образец для испытаний может представлять собой трансформатор или преобразователь.

Трансформатор может представлять собой двухобмоточный трансформатор или трехобмоточный трансформатор.

Трансформатор или преобразователь может быть установлен в энергетической установке, в трансформаторной подстанции или в другой системе для генерирования энергии и/или передачи энергии. Трансформатор может представлять собой трансформатор для сети высокого напряжения или сети среднего напряжения.

В способе согласно одному примерному варианту воплощения испытательным устройством управляют для тестирования образца для испытаний, который включает в себя индуктор. Способ включает в себя приведение в действие управляемого блока испытательного устройства для снижения интенсивности тока, текущего в индукторе.

В способе управляемый блок может быть приведен в действие таким образом, чтобы он генерировал изменяющееся во времени противодействующее напряжение для снижения интенсивности тока. Таким путем интенсивность тока может быть эффективно снижена. Противодействующее напряжение может быть отрегулировано в зависимости от времени время согласно заданной функции управления разомкнутым или замкнутым контуром.

В способе управляемый блок может рассеивать энергию, текущую из индуктора назад в испытательное устройство, в самом испытательном устройстве, например, за счет преобразования в тепло.

В способе управляемый блок может подавать энергию, текущую из индуктора назад в испытательное устройство, в сеть, через испытательное устройство.

В способе управляемый блок может быть приведен в действие согласно выявленному напряжению и/или выявленному току, например, в соответствие с выходным током испытательного устройства, в соответствии с выходным напряжением испытательного устройства и/или в соответствии с напряжением промежуточного контура испытательного устройства.

В способе противодействующее напряжение, генерируемое управляемым блоком, может быть отрегулировано по замкнутому циклу. В качестве альтернативы или дополнительно, управляемый блок можно отрегулировать таким образом, чтобы мощность, рассеиваемую в испытательном устройстве управляемым блоком, и/или мощность, подаваемую из испытательного устройства назад в сеть, можно было отрегулировать до достижения заданного значения.

В способе управляемый блок может быть приведен в действие первым способом для приложения или введения тестового сигнала к образцу или в образец для испытаний. Управляемый блок может быть приведен в действие вторым способом, когда энергия, которая хранится в индукторе образца для испытаний, должна быть рассеяна в самом испытательном устройстве или подана назад в сеть через испытательное устройство. Приведение в действие управляемого блока, со снижением тока, текущего в индукторе образца для испытаний, может происходить по замкнутому циклу, в котором, например, мощность, рассеянную управляемым блоком, можно отрегулировать до достижения заданного значения мощности. Приведение в действие управляемого блока для приложения или введения тестового сигнала может происходить таким образом, чтобы, например, выходной ток или амплитуду выходного тока испытательного устройства можно было отрегулировать до достижения заданного значения тока.

В способе противодействующее напряжение можно генерировать таким образом, чтобы абсолютная величина противодействующего напряжения монотонно возрастала в течение временного интервала.

В способе управляемый блок, например, четырехквадрантный усилитель, может быть приведен в действие таким образом, чтобы мощность, рассеиваемую в испытательном устройстве управляемым блоком, можно было отрегулировать до достижения заданного значения, при снижении интенсивности тока, текущего в индукторе. Таким путем, может быть обеспечено достаточное рассеивание тепла четырехквадрантным усилителем.

В способе противодействующее напряжение можно генерировать таким образом, чтобы абсолютная величина противодействующего напряжения возрастала до тех пор, пока напряжение промежуточного контура испытательного устройства не станет постоянным. Таким путем, управляемый блок можно использовать, в частности, для снижения интенсивности тока в индукторе преобразователя испытательного устройства.

В способе энергию можно подавать через управляемый блок для введения тестового сигнала в образец для испытаний, что приводит к потоку тока в индукторе, и энергия, аккумулированная в индукторе, может быть рассеяна через управляемый блок для снижения интенсивности тока. Таким путем, количество требуемых компонентов может быть уменьшено, поскольку одно и то же устройство можно использовать, как для аккумулирования энергии, так и для разрядки индуктора.

Управляемый блок может включать в себя усилитель. Усилитель может представлять собой усилитель мощности. Усилитель может представлять собой полупроводниковый усилитель.

Усилитель может представлять собой четырехквадрантный усилитель. Четырехквадрантный усилитель можно регулировать таким образом, чтобы интенсивность тока и напряжение также могли быть ориентированы противоположно друг другу.

Испытательное устройство, которое контролируется с помощью способа, может быть сконструировано в виде испытательного устройства трансформатора или испытательного устройства преобразователя. Испытательное устройство трансформатора или испытательное устройство преобразователя может быть мобильным, например, переносным.

В способе испытательное устройство может быть соединено с трансформатором или преобразователем.

Трансформатор может представлять собой двухобмоточный трансформатор или трехобмоточный трансформатор.

Трансформатор или преобразователь может быть установлен в энергетической установке, трансформаторной подстанции или в другой системе для генерирования и/или передачи энергии. Трансформатор может представлять собой трансформатор для сети высокого напряжения или сети среднего напряжения.

Устройства, способы и системы согласно примерным вариантам воплощения предусматривают эффективное снижение энергии, аккумулированной в катушке или в другом индукторе, например, в случае аварийного отключения. В качестве альтернативы или дополнительно, энергию, аккумулированную в индукторе, также можно снизить через управляемый блок, например, когда был завершен этап испытания технологии проведения испытаний.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Изобретение в дальнейшем более подробно описано на основе чертежей, со ссылкой на предпочтительные варианты воплощения. На чертежах, идентичные ссылочные обозначения означают идентичные элементы.

Фигура 1 показывает испытательное устройство согласно одному примерному варианту воплощения.

Фигура 2 показывает испытательное устройство согласно одному примерному варианту воплощения.

Фигура 3 представляет собой иллюстрацию для описания режима работы испытательного устройства согласно одному примерному варианту воплощения.

Фигура 4 представляет собой иллюстрацию для описания режима работы испытательного устройства согласно одному примерному варианту воплощения.

Фигура 5 представляет собой иллюстрацию для описания режима работы испытательного устройства согласно одному примерному варианту воплощения.

Фигура 6 показывает испытательное устройство согласно одному примерному варианту воплощения.

Фигура 7 представляет собой блок-схему контроллера испытательного устройства согласно одному примерному варианту воплощения.

Фигура 8 представляет собой схему технологического процесса способа согласно одному примерному варианту воплощения.

Фигура 9 показывает систему, содержащую испытательное устройство трансформатора согласно одному примерному варианту воплощения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Настоящее изобретение в дальнейшем более подробно описано на основе чертежей, со ссылкой на предпочтительные варианты воплощения. На Фигурах идентичные ссылочные обозначения означают элементы, которые идентичны или аналогичны. Фигуры являются схематическими представлениями различных вариантов воплощения изобретения. Элементы, представленные на Фигурах, не обязательно представлены в масштабе. Зато, различные элементы, представленные на Фигурах, изображены таким образом, чтобы их функции и их цели были понятны специалистам в данной области техники.

Соединения и сочленения между функциональными блоками и элементами, которые представлены на Фигурах, также могут быть воплощены в виде непрямого соединения или сочленения. Соединение или сочленение может быть воплощено в виде проводной или беспроводной связи.

Испытательные устройства и способы тестирования образца для испытаний в дальнейшем описаны более подробно. Образец для испытаний может представлять собой трансформатор или преобразователь для сетей высокого напряжения или сетей среднего напряжения. Образец для испытаний может представлять собой трансформатор, размещенный в энергетической установке или в трансформаторной подстанции. Испытательные устройства могут быть мобильными устройствами или могут быть образованы из нескольких мобильных устройств, для облегчения измерений, осуществляемых на установленном трансформаторе. Образец для испытаний содержит индуктор, который может представлять собой катушку или токопроводящий рельс.

Испытательное устройство содержит управляемый блок, который приводят в действие для снижения энергии, аккумулированной в индукторе образца для испытаний. Управляемый блок может представлять собой четырехквадрантный усилитель. В целях снижения энергии, аккумулированной в индукторе, управляемый блок может быть приведен в действие таким образом, чтобы ток и напряжение в управляемом блоке были направлено противоположно друг другу, и таким образом, энергия течет назад в испытательное устройство и рассеивается в управляемом блоке. В данном рабочем состоянии, управляемый блок работает в квадранте II или IV диаграммы U-I. В качестве альтернативы или дополнительно к рассеиванию, при котором обратно текущая энергия преобразуется в тепло в испытательном устройстве, по меньшей мере, часть энергии, текущей назад, может быть подана из испытательного устройства назад в сеть.

Индуктор может представлять собой катушку образца для испытаний, в частности, катушку трансформатора энергетической установки.

Снижение интенсивности тока, текущего в индукторе, может происходить, например, при приведении в действие аварийного реле отключения испытательного устройства. Управляемый блок, например, четырехквадрантный усилитель, может быть затем приведен в действие, таким образом, чтобы он генерировал изменяющееся во времени противодействующее напряжение для напряжения, которое падает на индукторе, для снижения интенсивности тока.

Испытательные устройства и способы могут быть сконфигурированы для автоматического определения различных характеристических величин трансформатора или другого образца для испытаний. Например, один или несколько коэффициентов трансформации трансформатора могут быть автоматически определены, без обязательного выполнения переделки монтажной цепи для этой цели. Также можно удостовериться и в других характеристических величинах, таких как статические или динамические сопротивления или реактивное сопротивление утечки и/или индуктивность утечки трансформатора. Для этой цели, тестовый отклик, который выявляют в ответ на тестовый сигнал, может быть оценен испытательным устройством. Тестовый сигнал можно генерировать управляемым блоком испытательного устройства и можно выводить на образец для испытаний. Снижение интенсивности тока, текущего в индукторе, может происходить под контролем контроллера испытательного устройства, например, когда было приведено в действие аварийное реле отключения.

Фигура 1 показывает систему 1, которая включает в себя испытательное устройство 10 для определения характеристической величины образца для испытаний согласно одному примерному варианту воплощения. Выходной терминал 31 испытательного устройства 10 проводящим образом подключают к образцу 70 для испытаний. Испытательное устройство 10 может быть подключаемым к образцу 70 для испытаний неразрушающим съемным образом, для приложения или введения тестового сигнала в образец 70 для испытаний и для выявления тестового отклика образца 70 для испытаний. Образец 70 для испытаний может представлять собой трансформатор. Образец 70 для испытаний включает в себя, по меньшей мере, один индуктор 71, который может быть сконструирован в виде катушки, обмотки или токопроводящего рельса.

Испытательное устройство 10 может быть сконструировано в виде одиночного устройства, содержащего корпус 11, как представлено на Фигуре 1. Испытательное устройство 10 может состоять из компоновки из нескольких устройств или блоков. В этом случае, несколько устройств или блоков можно регулировать одним центральным контроллером. Испытательное устройство 10 может представлять собой испытательное устройство трансформатора. Испытательное устройство 10 трансформатора может быть сконструировано в виде мобильного устройства и, в частности, в виде переносного устройства.

Испытательное устройство 10 включает в себя множество выводов 12 для подключения к образцу для испытаний, преобразователь 32 и контроллер 20. Испытательное устройство 10 сконфигурировано для генерирования тестового сигнала для образца для испытаний и оценки тестового отклика образца для испытаний. В испытательное устройство 10 может быть встроено одно или несколько измерительных блоков 14, 15 для выявления тестового отклика образца для испытаний. В испытательное устройство 10 может быть встроено одно или несколько управляемых средств переключения, например, для выборочного закорачивания первичной обмотки или вторичной обмотки цепи образца для испытаний в ходе испытания. По меньшей мере, один измерительный блок 14, 15 и один контроллер 20 может быть установлен в корпусе 11 испытательного устройства трансформатора.

Преобразователь 32 может быть сконфигурирован для генерирования напряжения промежуточного контура. Такая промежуточная цепь постоянного тока дает возможность генерировать реактивную мощность в устройстве. Может быть достигнуто более низкое потребление тока от электрической розетки, поскольку извлекается только активная мощность. В качестве альтернативы или дополнительно, возможно более длительное время снабжения. Преобразователь 32 может представлять собой двунаправленный преобразователь постоянного тока в постоянный.

Напряжение промежуточного контура преобразователя может снабжать управляемый блок 35, который более подробно описан ниже. Управляемый блок 35 может представлять собой четырехквадрантный усилитель.

Преобразователь 32 может быть связан на первичной стороне с выводом 21 для подключения к внешнему источнику энергии, например, к электрической розетке. Преобразователь 32 может быть связан на первичной стороне с батареей или с другим аккумулятором энергии. Батарея или другой аккумулятор энергии может быть встроен в корпус 11 испытательного устройства 10.

Преобразователь 32 может включать в себя, по меньшей мере, один управляемый переключатель. По меньшей мере, один управляемый переключатель может представлять собой переключатель схемы полного моста или полумоста. По меньшей мере, один управляемый переключатель можно переключать синхронизировано.

В ходе эксплуатации испытательного устройства 10, тестовый сигнал может быть введен в образец 70 для испытаний или может быть приложен к образцу 70 для испытаний. Тестовый отклик может быть выявлен через выводы 22, 23, которые могут быть соединены с образцом для испытаний, и которые подключены, по меньшей мере, к одному измерительному блоку 14, 15.

Контроллер 20 может быть сконфигурирован для выявления характеристических величин образца для испытаний, в зависимости от тестового отклика образца для испытаний на тестовый сигнал. Контроллер 20 может включать в себя один или несколько встроенных полупроводниковых цепей, например, цепь специализированного применения (ASIC, «application specific integrated circuit», «специализированную интегральную схему»), контроллер, микроконтроллер, процессор, микропроцессор или их сочетание. Контроллер 20 может управлять преобразователем 32, управляемым блоком 35 и (не обязательно) дополнительными блоками испытательного устройства 10, такими как, например, коммутационная матрица, в зависимости от приведения в действие пользовательского интерфейса испытательного устройства 10.

В различных рабочих состояниях, например, после нажатия кнопки аварийного отключения, может быть желательным быстрое снижение этой энергии. В результате может быть повышена эксплуатационная безопасность. В качестве альтернативы или дополнительно, может быть желательным быстрое снижение энергии, аккумулированной в индукторе 71, между различными этапами испытания технологии проведения испытаний, содержащей несколько этапы испытания. В результате может быть снижено общее время, требуемое для тестирования образца для испытаний.

Управляемый блок 35 может быть обеспечен для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71. Управляемый блок 35 можно приводить в действие для генерирования противодействующего напряжения для падения напряжение на индукторе 71. Управляемый блок 35 может быть приведен в действие контроллером 20 испытательного устройства 10, по меньшей мере, когда необходимо снижать энергию, аккумулированную в индукторе 71. Этот может быть в случае, например, после приведения в действие аварийного реле отключения. Управляемый блок 35 можут управляться контроллером 20 согласно различным управляющим контурам, в зависимости от того, имеет ли место нормальная эксплуатация, при которой энергия течет из испытательного устройства 10 в образец 70 для испытаний, или аварийная работа, при которой необходимо снижать энергию, аккумулированную в индукторе 71. Например, когда энергия, аккумулированная в индукторе 71, быстро снижается, можно осуществлять управление по замкнутому циклу для достижения напряжение промежуточного контура или регулирование мощности.

Управляемый блок 35 может быть приведен в действие в управляющем контуре, хотя этого и не требуется. Например, управляемый блок 35 может быть приведен в действие таким образом, чтобы, когда энергия течет от образца 70 для испытаний назад в испытательное устройство 10, обратно текущую мощность и/или мощность, рассеиваемую в управляемом блоке 35, можно было отрегулировать до достижения заданного значения мощности.

Управляемый блок 35 может быть сконфигурирован для генерирования противодействующего напряжения для напряжения на индукторе 71, для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71. Противодействующее напряжение может иметь монотонно повышающуюся абсолютную величину в течение, по меньшей мере, одной части периода времени, в течение которого необходимо снижать энергию, аккумулированную в индукторе 71. Управляемый блок 35 может быть приведен в действие контроллером 20 таким образом, чтобы абсолютная величина противодействующего напряжения, которая генерируется для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71, возрастает до тех пор, пока напряжение промежуточного контура на выходном терминале преобразователя 32 не станет постоянным.

Управляемый блок 35 может иметь различные конфигурации. Управляемый блок 35 может быть, хотя этого и не требуется, сконструирован в виде усилителя, который приводится в действие при пропускании энергии из испытательного устройства 10 в образец 70 для испытаний и для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71. В дополнительных вариантах воплощения управляемый блок 35, который приводится в действие для снижения интенсивности тока, текущего в индукторе, например, в ходе операции аварийного отключения, также не приходится приводить в действие для аккумулирования энергии в индукторе 71. Например, различные усилители можно использовать для зарядки и разрядки индуктора 71.

Фигура 2 показывает систему 1, содержащую испытательное устройство 10 для установления характеристической величины для образца 70 для испытаний согласно одному примерному варианту воплощения. Блоки, которые с точки зрения функции или конфигурации могут соответствовать блокам, описанным применительно к Фигуре 1, обозначены с использованием тех же ссылочных обозначений.

Управляемый блок 35, с помощью которого противодействующее напряжение для напряжения на индукторе 71 генерируется для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71, может включать в себя усилитель 36 или может быть сконструирован в виде усилителя 36. Усилитель 36 может представлять собой четырехквадрантный усилитель. Усилитель 36 может быть сконфигурирован для повышения интенсивности тока, текущего в индукторе 71, для наращивания энергии в индукторе 71. Усилитель 36 может быть сконфигурирован для понижения интенсивности тока, текущего в индукторе 71, для снижения энергии в индукторе 71. Для этой цели, усилитель 36 может генерировать противодействующее напряжение, которое может изменяться во времени, для напряжения на индукторе 71, как было описано применительно к Фигуре 1.

Усилитель 36 можно различным образом регулировать с помощью контроллера 20, в зависимости от того, имеет ли место поток энергии из испытательного устройства 10 к образцу 70 для испытаний, или необходимо ли снизить энергию в индукторе 71, и, таким образом, поток энергии течет от образца 70 для испытаний через вывод 31 к испытательному устройству 10. Усилитель 36 может быть приведен в действие контроллером 20 таким образом, чтобы ток и напряжение в усилителе 36 ориентированы в одном направлении, когда поток энергии течет от испытательного устройства 10 к образцу 70 для испытаний. В этом случае, усилитель 36 работает в квадранте I или III диаграммы U-I. Усилитель 36 может быть приведен в действие контроллером 20 таким образом, чтобы ток и напряжение в усилителе 36 были ориентированы в противоположных направлениях, когда энергию в индукторе 71 необходимо снизить, и, таким образом, поток энергии течет от образца 70 для испытаний к испытательному устройству 10. В этом случае, усилитель 36 работает в квадранте II или IV диаграммы U-I. Это может быть случай, например, когда контроллер 20 приводит в действие усилитель 36, после приведения в действие аварийного реле отключения, для разрядки индуктора 71.

Фигура 3 показывает, в качестве примера, диаграмму U-I усилителя 36 для описания режима работы испытательного устройства 10 согласно одному примерному варианту воплощения. Усилитель 36 может содержаться в испытательном устройстве 10 для разрядки индуктор 71, а, следовательно, и рассеивания энергии, аккумулированной в индукторе 71. В этом случае, усилитель приводится в действие таким образом, чтобы ток и напряжение в усилителе 36 были ориентированы в противоположных направлениях. Усилитель 36 работает в квадранте II 42 или в квадранте IV 44 диаграммы U-I.

Усилитель 36 может быть сконфигурирован для зарядки индуктора 71 и, таким образом, наращивания энергии, аккумулируемой в индукторе 71. В этом случае, усилитель приводится в действие таким образом, чтобы ток и напряжение в усилителе 36 были ориентированы в одном направлении. Усилитель 36 работает в квадранте I 41 или в квадранте III 43 диаграммы U-I.

В качестве альтернативы или дополнительно к преобразованию энергии, текущей от образца 70 для испытаний назад в испытательное устройство 10, в тепло, по меньшей мере, часть энергии, текущей назад через вывод 31, может быть накоплена в аккумуляторе энергии испытательного устройства 10, например, в конденсаторе преобразователя 32 постоянного тока в постоянный, и/или может быть подана назад в сеть через преобразователь 32 постоянного тока в постоянный и вывод 21. Для этой цели, преобразователь 32 постоянного тока в постоянный может представлять собой двунаправленный преобразователь 32 постоянного тока в постоянный.

Фигура 4 показывает изменение, в качестве примера, выходной мощности 45 на выводе 31, которая возникает, когда усилитель 36 приводится в действие для снижения интенсивности тока, текущего в индукторе, 71.

В момент 48 времени, контроллер 20 может выявить, что интенсивность тока, текущего в индукторе 71, необходимо снизить, например, для размагничивания индуктора 71. Контроллер 20 может осуществлять мониторинг пользовательского интерфейса испытательного устройства 10, для выявления того, было ли приведено в действие аварийное реле отключения, и в ответ на это может инициировать снижение энергии, аккумулированной в индукторе 71. В качестве альтернативы или дополнительно, контроллер 20 может контролировать изменение процесса проведения испытаний образца для испытаний и, в зависимости от изменения процесса, может привести в действие снижение энергии, аккумулированной в индукторе 71.

Управляемый блок 35 приводится в действие таким образом, чтобы направление потока мощности на выводе 31 было обратимым. Управляемый блок 35 можно регулировать согласно управляющему контуру таким образом, чтобы мощность, рассеиваемую управляемым блоком 35, и/или мощность, текущую назад от образца 70 для испытаний, можно было отрегулировать до достижения заданного значения мощности.

Абсолютная величина противодействующего напряжения, генерируемого четырехквадрантным усилителем 36, может монотонно повышаться в течение временного интервала. Абсолютная величина противодействующего напряжения может быть отрегулирована, в зависимости от производной по времени тока в индукторе 71. Абсолютная величина противодействующего напряжения может быть отрегулирована контроллером 20 в зависимости от времени время.

Снижение интенсивности тока в индукторе 71 может завершиться в момент 49 времени. Контроллер 20 может завершить процесс снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71, в зависимости от того, является ли напряжение промежуточного контура постоянным, или от того, был ли размагничен индуктор 71.

Во время рабочего состояния, проиллюстрированного на Фигуре 4, усилитель 36 может функционировать таким образом, чтобы ток и напряжение в усилителе 36 были ориентированы в противоположных направлениях, для рассеивания в усилителе 36 энергии, аккумулированной в катушке. В качестве альтернативы или дополнительно, энергия может быть подана назад в сеть через усилитель 36.

Фигура 5 показывает, в качестве примера, изменение выходного напряжения, которое возникает, когда усилитель 36 приводится в действие для снижения интенсивности тока, текущего в индукторе 71.

Нет необходимости в монотонном повышении противодействующего напряжения 46 в течение всего периода времени между моментами времени 48, 49, в которые абсолютная величина интенсивности тока в индукторе снижается. Например, противодействующее напряжение 46 может также иметь участок, на котором оно понижается. В течение временного интервала 47, абсолютная величина противодействующего напряжения монотонно возрастает, при течении энергии от образца 70 для испытаний к испытательному устройству 10.

Фигура 6 показывает испытательное устройство 10 для установления характеристической величины образца для испытаний согласно одному примерному варианту воплощения. Блоки, которые могут с точки зрения функции или конфигурации соответствовать блокам, описанным применительно к Фигурам 1-5, обозначены с использованием одних и тех же ссылочных обозначений.

Управляемый блок 35, с помощью которого генерируется противодействующее напряжение для напряжения на индукторе 71, для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71, может быть приведен в действие, в зависимости от тока и/или напряжения, выявленного испытательным устройством 10. Например, интенсивность тока, текущего через выходной терминал 31, может быть выявлена с помощью амперметра 37 или другого токоизмерительного блока. Напряжение на выходном терминале 31 может быть выявлено с помощью вольтметра 38 или другого блока для измерения напряжения.

Абсолютная величина противодействующего напряжения, которое генерируется управляемым блоком 35, может быть отрегулирована, по меньшей мере, в рабочем состоянии, в котором управляемый блок 35 приводится в действие для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71, в зависимости от напряжения, выявленного посредством блока 38 для измерения напряжения, и/или, в зависимости от интенсивности тока, выявленного посредством блока 37 для измерения тока.

Контроллер 20 может приводить в действие управляемый блок 35, по меньшей мере, в рабочем состоянии, в котором управляемый блок 35 приводится в действие для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71, таким образом, чтобы мощность, рассеиваемую управляемым блоком 35, можно было отрегулировать в управляющем контуре.

Контроллер 20 может приводить в действие управляемый блок 35, по меньшей мере, в одном дополнительном рабочем состоянии, при котором управляемый блок 35 приводится в действие таким образом, чтобы энергия текла из испытательного устройства 10 в образец 70 для испытаний, таким образом, чтобы противодействующее напряжение, которое генерируется управляемым блоком 35, для напряжения на индукторе 71, было отрегулировано в виде управляемой переменной в управляющем контуре, посредством которого регулируется выходной ток испытательного устройства 10.

Контроллер 20 может быть сконфигурирован таким образом, чтобы он автоматически переключался на управляющий контур, который можно использовать специальным образом для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71, при выявлении результата, который указывает на то, что энергию, аккумулированную в индукторе 71, необходимо снизить. Например, в ходе генерирования запуска сигналов для усилителя 36, контроллер 20 может переключаться с дополнительного управляющего контура, который может представлять собой контур регулирования тока, на контур регулирования мощности, когда испытательное устройство переключается с нормального рабочего состояния на рабочее состояние, при котором энергию, аккумулированную в индукторе 71, активно снижают.

Фигура 7 показывает схематическую блок-схему контроллера 20 испытательного устройства 10. Контроллер 20 может быть сконфигурирован для осуществления множества управляющих контуров. Контроллер 20 может содержать один или несколько элементов 51 памяти для первого управляющего контура. Первый управляющий контур может представлять собой регулятор интенсивности тока. Элементы 51 памяти для первого управляющего контура могут включать в себя, например, регистр. В качестве альтернативы или дополнительно, контроллер 20 может содержать один или несколько элементов 52 памяти для второго управляющего контура. Второй управляющий контур может представлять собой регулятор напряжения. Элементы 52 памяти для второго управляющего контура могут включать в себя, например, регистр. В качестве альтернативы или дополнительно, контроллер 20 может содержать один или несколько элементов 52 памяти для третьего управляющего контура. Третий управляющий контур может представлять собой регулятор мощности. Элементы 53 памяти для третьего управляющего контура могут включать в себя, например, регистр.

В одном, нескольких или во всех управляющих контурах можно генерировать, по меньшей мере, один управляющий сигнал для усилителя 36.

Контроллер 20 может включать в себя блок 54 логики выбора. Блок 54 логики выбора может включать в себя операции, хранящиеся энергонезависимым образом, в соответствии с которыми контроллер 20 выбирает один или несколько управляющих контуров для генерирования запуска сигналов. Блок 54 логики выбора может быть сконфигурирован для выбора другого управляющего контура, в зависимости от того, есть ли необходимость в снижении энергии, аккумулированной в индукторе 71. Блок 54 логики выбора может быть сконфигурирован для выбора, - в ответ на выявление запуска аварийного реле отключения, - управляющего контура, который может представлять собой контур регулирования мощности, для приведения в действие усилителя 36 таким образом, чтобы он генерировал противодействующее напряжение для напряжения на индукторе 71.

Фигура 8 представляет собой схему технологического процесса способа 60. Способ 60 может быть осуществлен автоматически испытательным устройством 10 согласно одному примерному варианту воплощения.

На этапе 61 можно осуществлять мониторинг последовательности испытания. Для этой цели, контроллер 20 может отслеживать, какие тестовые сигналы должны быть сгенерированы, и/или какие тестовые отклики должны быть выявлены. Контроллер 20 может приводить в действие преобразователь 32 и/или дополнительные управляемые блоки испытательного устройства 10 для генерирования тестовых сигналов. Контроллер 20 может выявлять, записывать и (не обязательно) оценивать тестовые отклики.

На этапе 62 осуществляют проверку для определения того, есть ли необходимость в снижении энергии, аккумулированной в индукторе 71. Проверка на этапе 63 может состоять в том, что необходимо осуществлять мониторинг запуска аварийного реле отключения. В качестве альтернативы или дополнительно, мониторинг может быть осуществлен для определения того, был ли завершен этап испытания, после которого энергию, аккумулированную в индукторе 71, необходимо снизить. Если интенсивность тока в индукторе 71 снижать не требуется, процесс можно вернуть к этапу 61 для продолжения тестирования образца для испытаний.

На этапе 63, если интенсивность тока в индукторе 71 необходимо снизить, управляемый блок 35 может быть приведен в действие таким образом, чтобы он генерировал изменяющееся во времени противодействующее напряжение для напряжения на индукторе 71.

Управляемый блок 35 может быть приведен в действие для генерирования противодействующего напряжения для напряжения на индукторе 71, для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71. Противодействующее напряжение может иметь монотонно повышающуюся абсолютную величину, по меньшей мере, в течение одной части периода времени, в котором энергию, аккумулированную в индукторе 71, необходимо снизить. Управляемый блок 35 может быть приведен в действие таким образом, чтобы абсолютная величина противодействующего напряжения, которое генерируется для снижения энергии, аккумулированной в индукторе 71, возрастала до тех пор, пока напряжение промежуточного контура испытательного устройства 10 не станет постоянным. Управляемый блок 35 может быть приведен в действие таким образом, чтобы мощность, рассеиваемую в четырехквадрантном диоде 36, можно было отрегулировать до достижения заданного значения мощности.

На этапе 64, проверка может быть осуществлена для определения того, достаточно ли была снижена энергия, аккумулированная в индукторе 71. Для этой цели, проверка может быть осуществлена для определения того, была ли снижена интенсивность тока, текущего в индукторе 71, до достижения порогового значения тока, и/или того, вся ли энергия, рассеиваемая четырехквадрантным диодом 36, или энергия, подаваемая назад в сеть через испытательное устройство 10, достигает порогового значения энергии. Если энергия, аккумулированная в индукторе 71, не была достаточно снижена, способ может вернуться к этапу 63.

На этапе 65, процедура проведения испытаний может быть продолжена. Для этой цели, управляемый блок 35 может быть приведен в действие таким образом, чтобы поток энергии проходил из испытательного устройства 70 к образцу 10 для испытаний, и, таким образом, энергия в индукторе 71, может быть снижена снова.

На этапе 65, тестовый отклик образца для испытаний может быть выявлен и оценен. Тестовый отклик может быть в дальнейшем обработан для установления одной или нескольких характеристических величин образца для испытаний.

Установленные характеристические величины могут изменяться, в зависимости от образца для испытаний. В ходе тестирования трансформатора могут быть установлены, например, коэффициенты трансформации, реактивные сопротивления, импеданс короткого замыкания, последовательные сопротивления или другие характеристические величины. При тестировании защитного переключателя можно установить интенсивность тока, при которой может быть приведен в действие защитный переключатель.

Способ может вернуться к этапу 61.

Фигура 9 показывает систему 1, содержащую испытательное устройство 10 согласно одному примерному варианту воплощения.

Система 1 включает в себя образец 70 для испытаний, который может представлять собой трансформатор. Образец 70 для испытаний может представлять собой двухобмоточный трансформатор или трехобмоточный трансформатор.

Испытательное устройство 10 может быть сконструировано в виде испытательного устройства трансформатора, которое может быть переносным. Испытательное устройство 10 может быть сконфигурировано для автоматического установления одной или нескольких характеристических величин образца 70 для испытаний. Примеры таких характеристических величин включают в себя коэффициент трансформации, реактивное сопротивление утечки и последовательное сопротивление. Испытательное устройство 10 может иметь любой из вариантов воплощения, описанных применительно к Фигурам 1-8.

Энергия, аккумулированная в индукторе, может быть быстро снижена с помощью испытательных устройств и способов типа, описанного применительно к Фигурам 1-9. Для этой цели можно использовать управляемый блок, который активно снижает энергию, например, путем генерирования противодействующего напряжения, с падением напряжения на индукторе 71.

Хотя примерные варианты воплощения были подробно описаны применительно к Фигурам, альтернативные или дополнительные признаки можно использовать в других примерных вариантах воплощения. Хотя в качестве примера были описаны, например, определенные измерения, такие как определения коэффициентов трансформации, сопротивлений, реактивных сопротивлений утечки и/или индуктивностей утечки, в качестве альтернативы или дополнительно, испытательными устройствами могут быть определены и другие характеристические величины образца для испытаний.

Тогда как управляемый блок испытательного устройства в примерных вариантах воплощения может представлять собой усилитель мощности в форме четырехквадрантного усилителя, описанные конструкции также могут содержать другие управляемые блоки. Например, управляемый блок может включать в себя двунаправленный преобразователь. Для снижения интенсивности тока, текущего в индукторе, энергия, текущая от образца для испытаний в испытательное устройство, может быть подана назад, по меньшей мере, частично, в сеть.

Устройство, способы и системы согласно примерным вариантам воплощения предназначены для безопасного и надежного снижения энергии, аккумулированной в индукторе, в случае испытательных устройств для тестирования образца для испытаний, например, для испытательного устройства трансформатора.

Изобретение относится к испытаниям энергоблоков, например трансформаторов, в которых энергия аккумулируется в индукторе. Сущность: испытательное устройство (10) включает в себя терминал, электрически связанный с испытательным образцом неразрушающим способом, управляемый блок (35) для снижения силы тока в индукторе (71) испытательного образца, контроллер (20) для управления управляемым блоком (35). Управляемый блок (35) включает в себя усилитель (36). Контроллер сконфигурирован для активации управляемого блока, когда энергия, аккумулированная в индукторе, должна быть снижена. Испытательное устройство сконфигурировано для снижения энергии, аккумулированной в индукторе, через усилитель управляемого блока для снижения силы тока. При этом энергия протекает от испытательного образца через терминал к испытательному устройству. Технический результат: возможность быстрого снижения интенсивности тока в индукторе образца для испытаний простым и компактным образом. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Испытательное устройство для тестирования испытательного образца (70) энергоблока, в котором энергия аккумулируется в индукторе (71) испытательного образца в ходе испытания, причем испытательное устройство (10) включает в себя:

терминал, электрически связанный с испытательным образцом неразрушающим способом,

управляемый блок (35) для снижения силы тока в индукторе (71) испытательного образца,

контроллер (20) для управления управляемым блоком (35),

при этом управляемый блок (35) включает в себя усилитель (36),

при этом контроллер сконфигурирован для активации управляемого блока, когда энергия, аккумулированная в индукторе, должна быть снижена,

при этом испытательное устройство сконфигурировано для снижения энергии, аккумулированной в индукторе, через усилитель управляемого блока, для снижения силы тока,

при этом энергия протекает от испытательного образца через терминал к испытательному устройству.

2. Испытательное устройство по п. 1,

в котором управляемый (35) блок сконфигурирован для генерирования изменяющегося во времени противодействующего напряжения (46) для снижения силы тока.

3. Испытательное устройство по п. 2,

в котором контроллер (20) сконфигурирован для настройки противодействующего напряжения (46), которое генерируется управляемым блоком (35), в замкнутой схеме.

4. Испытательное устройство по п. 2,

в котором контроллер (20) сконфигурирован для управления управляемым блоком (35) в управляющем контуре для регулирования мощности, рассеиваемой управляемым блоком (35).

5. Испытательное устройство по п. 2,

в котором управляемый (35) блок сконфигурирован для генерирования противодействующего напряжения (45) таким образом, чтобы абсолютная величина противодействующего напряжения (45) монотонно возрастала в течение временного интервала (47).

6. Испытательное устройство по п. 5,

в котором управляемый (35) блок сконфигурирован таким образом, чтобы абсолютная величина противодействующего напряжения (46) возрастала до тех пор, пока напряжение промежуточного контура, посредством которого снабжается управляемый (35) блок, не станет постоянным.

7. Испытательное устройство по п. 1,

в котором испытательное устройство (10) сконфигурировано для подачи энергии через управляемый (35) блок для аккумулирования энергии в индукторе (71) и для рассеивания энергии, аккумулированной в индукторе (71), через управляемый (35) блок, для снижения силы тока.

8. Испытательное устройство по п. 1,

в котором управляемый (35) блок включает в себя четырехквадрантный усилитель (36).

9. Испытательное устройство по п. 1,

которое сконструировано в виде испытательного устройства трансформатора или в виде испытательного устройства преобразователя.

10. Система для тестирования испытательного образца (70) энергоблока, в котором энергия аккумулируется в индукторе, включающая в себя

испытательный образец (70), который включает в себя индуктор (71), и

испытательное устройство (10) по п. 1, которое соединено с испытательным образцом (70) для снижения силы тока, текущего в индукторе (71).

11. Способ управления испытательным устройством (10), причем испытательное устройство (10) сконфигурировано для тестирования испытательного образца (70) энергоблока, который включает в себя индуктор (71) для аккумулирования энергии, при этом способ включает в себя этапы, на которых:

электрически связывают испытательный образец и управляемый блок испытательного устройства неразрушающим способом через терминал испытательного устройства;

активируют управляемый блок (35) посредством контроллера испытательного устройства (10) для снижения силы тока, текущего в индукторе (71) испытательного образца (70), когда энергия, аккумулированная в индукторе, должна быть снижена;

при этом управляемый блок (35) включает в себя усилитель (36),

при этом испытательное устройство сконфигурировано для снижения энергии, аккумулированной в индукторе, через усилитель управляемого блока, для снижения силы тока,

при этом энергия протекает от испытательного образца через терминал к испытательному устройству.

12. Способ по п. 11, в котором

автоматически осуществляют тестирование испытательным устройством (10) по п. 1.