СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОТЕРЬ КОНДЕНСАТОРНЫХ ВВОДОВ Российский патент 2022 года по МПК G01R31/12 G01R15/16 H01G4/35 

Изобретение касается способа и устройства для контроля конденсаторных вводов для трехфазной сети переменного тока.

Электрические приборы для сетей переменного тока, такие как, например, силовые трансформаторы и дроссели, обычно подключены к сетевым проводам сети переменного тока при помощи конденсаторных вводов. Так как отказ или выход из строя этих конденсаторных вводов может быть связан с отягчающими последствиями, такими как, например, повреждение или разрушение электрических приборов и результирующими из них выходами из строя энергоснабжения, известен контроль релевантных показателей конденсаторных вводов, таких как, например, емкости и коэффициенты потерь, при эксплуатации. При известных способах контроля коэффициента потерь разные влияющие факторы, такие как, например, приложенное к конденсаторным вводам высокое напряжение или колебания температуры при эксплуатации, заметно сказываются на регистрируемых показателях и таким образом затруднят надежный контроль.

DE 10 2004 027 349 A1 описывает способ нахождения коэффициента потерь изоляции высоковольтного ввода. Высоковольтный ввод располагает вкладками для отключения электрического поля, при этом предусмотрены наружная клемма на потенциале первой вкладки и по меньшей мере одна внутренняя клемма, которая соединена с вкладкой, расположенной в поперечном сечении дальше внутри относительно первой вкладки. Кроме того, наружная клемма через регулируемый опорный конденсатор соединена с потенциалом земли. Находятся падающее между внутренней клеммой и наружной клеммой контрольное напряжение, падающее на опорном конденсаторе задающее напряжение и сдвиг фаз между контрольным напряжением и задающим напряжением. Путем составления разности между контрольным напряжением и задающим напряжением с учетом сдвига фаз рассчитывается результирующее напряжение. Затем опорный конденсатор регулируется так, чтобы сдвиг фаз между результирующим напряжением и контрольным напряжением или между результирующим напряжением и задающим напряжением был равен нулю. При этом настройки опорного конденсатора могут расцениваться как указание на состояние старения или качество изоляции.

DE 100 37 432 A1 описывает способ контроля конденсаторного ввода, к которому приложено электрическое рабочее напряжение, у которого электрически проводящей вкладкой образован делитель напряжения, при этом с помощью соединенного с вкладкой измерительного отвода и с помощью потенциала земли регистрируется и сохраняется в памяти по меньшей мере одно измеряемое значение некоторой электрической измеряемой величины. После регистрации указанного по меньшей мере одного измеряемого значения изменяется полное сопротивление между измерительным отводом и потенциалом земли, и с помощью измерительного отвода и потенциала земли регистрируется и сохраняется в памяти по меньшей мере одно значение получающегося при этом измеряемого сигнала, при этом временной промежуток между моментом времени регистрации указанного одного измеряемого значения и моментом времени регистрации значения сигнала выбран так, чтобы произошедшим при известных обстоятельствах между этими двумя моментами времени изменением рабочего напряжения можно было пренебречь.

В этой связи изобретение предлагает объекты независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Изобретение обеспечивает возможность лучшего контроля конденсаторных вводов.

Изобретение предлагает по первому аспекту способ контроля конденсаторных вводов для сети переменного тока, причем эта сеть переменного тока имеет первую, вторую и третью фазу. Кроме того, сеть переменного тока имеет первый сетевой провод, с которым соотнесены первая фаза и первый конденсаторный ввод и к которому приложено первое сетевое напряжение, второй сетевой провод, с которым соотнесены вторая фаза и второй конденсаторный ввод и к которому приложено второе сетевое напряжение, а также третий сетевой провод, с которым соотнесены третья фаза и третий конденсаторный ввод и к которому приложено третье сетевое напряжение. Каждый из этих конденсаторных вводов включает в себя провод, который соединен с соответствующим сетевым проводом, и электропроводящую обкладку (покрытие), которая окружает этот провод.

В рамках предлагаемого способа

– в предопределенный первый момент времени для каждой из этих фаз

– для первого опорного напряжения находится соответствующий первый вектор опорного напряжения или комплексное значение опорного напряжения;

– регистрируется напряжение обкладки, приложенное между данной обкладкой и потенциалом массы, и находится соответствующий первый вектор напряжения обкладки или комплексное значение напряжения обкладки;

– в предопределенный второй момент времени, который лежит после первого момента времени, для каждой из этих фаз

– для второго опорного напряжения находится соответствующий второй вектор опорного напряжения или комплексное значение опорного напряжения;

– регистрируется напряжение обкладки и находится соответствующий второй вектор напряжения обкладки или комплексное значение напряжения обкладки;

– для каждого из этих конденсаторных вводов

– рассчитывается изменение коэффициента потерь в зависимости от данного первого и второго векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки, а также от первого и второго векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки соответственно соседнего конденсаторного ввода;

– изменение коэффициента потерь сравнивается со значением допуска;

– в зависимости от результатов этих сравнений коэффициента потерь создается контрольный сигнал.

Предлагаемый способ использует для собственного контроля показатели и измеряемые величины соседних конденсаторных вводов того же самого силового трансформатора. При этом компенсируются внешние влияния, такие как, например, изменения температуры, на изменения коэффициента потерь конденсаторного ввода. Помимо этого, при контроле конденсаторного ввода, который, конечно же, подключен к соответствующему сетевому проводу, предотвращается передача колебаний сетевого напряжения, приложенного к сетевому проводу, через подключенный к соответствующему сетевому проводу конденсаторный ввод на измеряемое напряжение. Так могут по меньшей мере частично компенсироваться допускаемый погрешности измерений при регистрации напряжений обкладки, и можно лучше судить о состоянии конденсаторного ввода.

Коэффициент потерь для каждого конденсаторного ввода может выводиться по потребности любым образом, например, как отношение обладающей потерями реальной части к не обладающей потерями мнимой части комплексной векторной величины и/или тангенс угла δ потерь между комплексной величиной и ее мнимой частью. При этом обычно коэффициенты потер для конденсаторных вводов в области высоких напряжений лежат в пределах от 0,005% до 1%.

Каждый конденсаторный ввод может по потребности быть выполнен любым образом и, например, располагать наибольшей или наименьшей емкостью. Наибольшая емкость может, например, получаться как емкость конденсатора, который образуется данной обкладкой и данным проводом. Обычные значения наибольших емкостей лежат в пределах от 200 до 600 пФ.

Наименьшая емкость может, например, получаться как емкость параллельной схемы, которая включает в себя измерительное устройство, с помощью которого может регистрироваться и/или измеряться напряжение обкладки, и конденсатор. При этом вышеназванный конденсатор образуется данной крайней наружной обкладкой и потенциалом массы или данной крайней наружной обкладкой и электропроводящим фланцем, который закреплен на наружной поверхности данного конденсаторного ввода и лежит на потенциале массы. Обычно наименьшие емкости составляют от 1 до 5 мкФ, но они могут также по потребности иметь другие значения и составлять, например, от 0,1 мкФ до 50 мкФ или от 0,2 мкФ до 20 мкФ или от 05 мкФ до 10 мкФ.

Сетевым напряжением далее называется напряжение, приложенное между фазой сети переменного тока и потенциалом массы. Измерение сетевого напряжения, а также получение вектора сетевого напряжения может осуществляться любым образом, например, посредством емкостного делителя напряжения.

Напряжением обкладки далее называется напряжение, регистрируемое на наименьшей емкости посредством измерительного устройства, которое приложено между крайней наружной обкладкой конденсаторного ввода и потенциалом массы. Нахождение вектора напряжения обкладки/комплексного значения напряжения осуществляется посредством известных способов электротехники.

В трехфазной сети переменного тока термин «соседний» определен с точки зрения предопределенного направления вращения соответствующей векторной системы, например, таким образом, что вторая фаза B является соседней для первой фазы A, третья фаза C для второй фазы B, а первая фаза A для третьей фазы C.

Значение допуска может быть получено по потребности любым образом и представлять собой, например, процентную долю соответствующего показателя их технического паспорта конденсаторного ввода или выводиться на базе опытных значений. Значения допуска могут выбираться по потребности едиными для всех конденсаторных вводов или различными индивидуально для каждого конденсаторного ввода.

Контрольный сигнал может быть выполнен по потребности любым образом, например, как акустический и/или оптический и/или электрический сигнал.

Может быть предусмотрено, чтобы каждое опорное напряжение представляло собой соответствующее сетевое напряжение.

Может быть предусмотрено, чтобы

– с первым сетевым проводом был соотнесен первый параллельный конденсаторный ввод;

– со вторым сетевым был соотнесен второй параллельный конденсаторный ввод;

– с третьим сетевым был соотнесен третий параллельный конденсаторный ввод;

– при этом каждый из этих параллельных конденсаторных вводов включал в себя провод, который соединен с соответствующим сетевым проводом, и электропроводящую обкладку, которая окружает этот провод;

– для каждой из этих фаз первое и второе опорное напряжение представляло собой первое и второе напряжение обкладки, приложенное соответственно в первый момент времени и во второй момент времени между обкладкой и потенциалом массы данного параллельного конденсаторного ввода.

Эти параллельные конденсаторные вводы имеются, например, для подключения дополнительно к первому электрическому прибору, который подключен к трем фазам через эти три конденсаторных ввода, второго электрического прибора, который здесь также называется параллельным прибором, параллельно этому первому прибору к этим трем фазам. Так как значения параллельных напряжений обкладки представляют собой начальные значения опорных напряжений, можно обойтись без регистрации сетевых напряжений. Это, без негативного влияния на способ контроля, ведет к экономии затрат, а также облегченному техническому обслуживанию и профилактическому обслуживанию, так как должно применяться меньшее количество приборов.

Может быть предусмотрено, чтобы для каждой из фаз опорное напряжение представляло собой постоянное напряжение, для которого предопределен соответствующий вектор постоянного напряжения.

Может быть предусмотрено, чтобы величина каждого вектора постоянного напряжения была равна значению номинального напряжения сети переменного тока, и для первой фазы фазный угол первого и второго вектора постоянного напряжения составлял 0°, для второй фазы фазный угол первого и второго вектора постоянного напряжения составлял 120°, и для третьей фазы фазный угол первого и второго вектора постоянного напряжения составлял 240°.

Может быть предусмотрено, чтобы

– изменение коэффициента потерь первого конденсаторного ввода рассчитывалось по следующей формуле:

,

где

, j=1, 2

и/или

– изменение коэффициента потерь второго конденсаторного ввода рассчитывалось по следующей формуле:

,

где

, j=1, 2

и/или

– изменение коэффициента потерь третьего конденсаторного ввода рассчитывалось по следующей формуле:

,

где

, j=1, 2;

– при этом Ra(t1), Rb(t1), Rc(t1) являются первыми векторами опорного напряжения первой, второй и третьей фазы;

– и Va(t1), Vb(t1), Vc(t1) являются первыми векторами напряжения обкладки первой, второй и третьей фазы;

– и Ra(t2), Rb(t2), Rc(t2) являются вторыми векторами опорного напряжения первой, второй и третьей фазы;

– и Va(t2), Vb(t2), Vc(t2) являются вторыми векторами напряжения обкладки первой, второй и третьей фазы.

Может быть предусмотрено, чтобы определялись значения DA > 0, DB > 0, DC > 0 допуска для сравнений коэффициента потерь, и если эти сравнения коэффициента потерь показывают, что выполняется

и и ,

то создается контрольный сигнал, который указывает, что конденсаторные вводы находятся в исправном состоянии, а в ином случае создается контрольный сигнал, указывает, что по меньшей мере один конденсаторный ввод не находится в исправном состоянии.

Может быть предусмотрено, чтобы определялись значения DA > 0, DB > 0, DC > 0 допуска для сравнений коэффициента потерь и

– если эти сравнения коэффициента потерь показывают, что выполняется

и и ,

то создается контрольный сигнал, который указывает, что либо второй конденсаторный ввод не находится в исправном состоянии, либо два других конденсаторных ввода не находятся в исправном состоянии и имеют одинаковый дефект;

– если эти сравнения коэффициента потерь показывают, что выполняется

и и ,

то создается контрольный сигнал, который указывает, что либо третий конденсаторный ввод не находится в исправном состоянии, либо два других конденсаторных ввода не находятся в исправном состоянии и имеют одинаковый дефект;

– если эти сравнения коэффициента потерь показывают, что выполняется

и и ,

то создается контрольный сигнал, который указывает, что либо первый конденсаторный ввод не находится в исправном состоянии, либо два других конденсаторных ввода не находятся в исправном состоянии и имеют одинаковый дефект.

Каждое из этих значений DA, DB, DC допуска может по потребности определяться любым образом и, например, устанавливаться на значение 0,0001, или 0,0002, или 0,0005, или 0,001, или 0,002, или 0,005, или 0,01 или 0,02, или 0,05. Каждое из этих значений допуска и по меньшей мере одно из других значения допуска могут быть равными или неравными.

Может быть предусмотрено, чтобы в ином случае создавался контрольный сигнал, который указывает, что либо все три конденсаторных ввода не находятся в исправном состоянии, либо два конденсаторных ввода не находятся в исправном состоянии и имеют неодинаковый дефект.

Может быть предусмотрено, чтобы каждое значение допуска антитонно (монотонно-убывающим образом) зависело от возраста данного конденсаторного ввода.

Может быть также предусмотрено, чтобы в предопределенный третий момент времени, который лежит после второго момента времени, для каждой из этих фаз

– для опорного напряжения находился соответствующий третий вектор опорного напряжения или комплексное значение опорного напряжения;

– регистрировалось напряжение обкладки и находился соответствующий третий вектор напряжения обкладки или комплексное значение напряжения обкладки;

– второй вектор опорного напряжения заменялся третьим вектором опорного напряжения, и второй вектор напряжения обкладки заменялся третьим вектором напряжения обкладки;

– для каждого из этих конденсаторных вводов

– повторялся расчет и сравнение изменения коэффициента потерь;

– в зависимости от результатов этих сравнений коэффициента потерь создавался контрольный сигнал.

Может быть также предусмотрено, чтобы перед каждой заменой второго вектора опорного напряжения и вектора напряжения обкладки первый вектор опорного напряжения заменялся вторым вектором опорного напряжения, и первый вектор напряжения обкладки заменялся вторым вектором напряжения обкладки.

Может быть также предусмотрено, чтобы по меньшей мере в один предопределенный более поздний момент времени, который лежит после второго момента времени, для каждой из этих фаз

– для опорного напряжения находился соответствующий более поздний вектор опорного напряжения или комплексное значение опорного напряжения;

– регистрировалось напряжение обкладки и находился соответствующий более поздний вектор напряжения обкладки или комплексное значение напряжения обкладки;

– для каждого из этих конденсаторных вводов расчет изменения коэффициента потерь дополнительно зависел от соответствующих более поздних векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки.

Может быть также предусмотрено, чтобы по меньшей мере в один предопределенный более поздний момент времени, который лежит после второго момента времени, для каждой из этих фаз

– для опорного напряжения находился соответствующий более поздний вектор опорного напряжения или комплексное значение опорного напряжения;

– регистрировалось напряжение обкладки и находился соответствующий более поздний вектор напряжения обкладки или комплексное значение напряжения обкладки;

– для каждого из этих конденсаторных вводов

– рассчитывалось изменение коэффициента потерь в зависимости от данных первого, второго и более позднего векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки, а также от первого, второго и более позднего векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки соответственно соседнего конденсаторного ввода;

– это изменение коэффициента потерь сравнивалось со значением допуска;

– в зависимости от результатов этих сравнений коэффициента потерь создавался контрольный сигнал.

Может быть также предусмотрено, чтобы изменение коэффициента потерь первого конденсаторного ввода рассчитывалось по следующей формуле:

,

где

, j=1, …, n

и/или

– изменение коэффициента потерь второго конденсаторного ввода рассчитывалось по следующей формуле:

,

где

, j=1, …, n

и/или

– изменение коэффициента потерь третьего конденсаторного ввода рассчитывалось по следующей формуле:

,

где

, j=1, …, n

;

– n > 2 – количество моментов времени;

– t1, t2 – первый и второй момент времени, а t3, …, tn более поздние моменты времени;

– gai, gbi, gci – i–ые весовые коэффициенты для первого, второго и третьего конденсаторного ввода.

Может быть также предусмотрено, чтобы каждый весовой коэффициент монотонно-убывающим образом зависел от возраста данного момента времени; и/или для весовых коэффициентов выполнялось

и/или и/или для i=2, …, n.

Может быть также предусмотрено, чтобы

– между нахождением первых векторов опорного напряжения и нахождением первых векторов напряжения обкладки

– величины первых векторов опорного напряжения сравнивались между собой,

– нахождение первых векторов напряжения обкладки осуществлялось, если эти сравнения величин показывают, что эти величины отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер;

и/или

– между нахождением вторых векторов опорного напряжения и нахождением вторых векторов напряжения обкладки

– величины вторых векторов опорного напряжения сравнивались между собой,

– нахождение вторых векторов напряжения обкладки осуществлялось, если эти сравнения величин показывают, что эти величины отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер.

Это сравнение величин векторов опорного напряжения позволяет определять момент времени, в который собственно контроль, а именно, сравнение изменений коэффициента потерь конденсаторных вводов и генерирование контрольного сигнала, является особенно предпочтительным и оптимальным, так как тогда опорные напряжения, отличающиеся друг от друга больше, чем на предопределенный размер, его не затрудняют, ему не препятствуют и не делают невозможным. Тем самым достигается возможность лучше судить о состоянии конденсаторных вводов, независимо от колебаний напряжений в сети переменного тока, а также допусков измерения при регистрации напряжений обкладки.

Благодаря учету опорных напряжений могут, например, регистрироваться временные изменения отношений напряжения, которые называются также асимметриями, и вместе с тем по меньшей мере частично компенсироваться соответствующие отличия снимаемых на конденсаторных вводах напряжений обкладки. Тем самым обеспечивается надежный контроль конденсаторных вводов с учетом и оценкой отличий и помех напряжений в сети переменного тока.

Для сравнения величин векторов опорного напряжения могут, в зависимости от потребности, использоваться модули и/или эффективные (действующие) значения и/или пиковые значения и/или амплитуды векторов опорного напряжения.

Может быть также предусмотрено, чтобы

– каждое сравнение величин осуществлялось таким образом, чтобы

– в качестве соответствующего размера определялись значения RAB > 0, RBC > 0, RCA > 0 допуска;

– проверялось, выполняется ли

и и

– Rae – модуль или эффективное значение данного вектора опорного напряжения первой фазы;

– Rbe – модуль или эффективное значение данного вектора опорного напряжения второй фазы;

– Rce – модуль или эффективное значение данного вектора опорного напряжения третьей фазы.

Каждое из этих значений RAB, RBC, RCA допуска может по потребности определяться любым образом и, например, устанавливаться на значение, которое соответствует 0,1% или 0,2% или 0,5% или 1% или 2% или 3% или 4% или 5% или 7% или 10% или 15% или 20% или 25% или 30% или 40% или 50% номинального значения данного опорного напряжения Rae, Rbe, Rce. Каждое из этих значений допуска и по меньшей мере одно из других значений допуска могут быть равными или неравными.

Может быть также предусмотрено, чтобы

– между нахождением первых векторов опорного напряжения и нахождением первых векторов напряжения обкладки

– фазные углы первых векторов опорного напряжения сравнивались между собой,

– нахождение первых векторов напряжения обкладки осуществлялось, если эти сравнения углов показывают, что эти фазные углы отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер;

– между нахождением вторых векторов опорного напряжения и нахождением вторых векторов напряжения обкладки

– фазные углы вторых векторов опорного напряжения сравнивались между собой,

– нахождение вторых векторов напряжения обкладки осуществлялось, если эти сравнения углов показывают, что эти фазные углы отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер.

Это сравнение величин фазных углов векторов опорного напряжения позволяет определять момент времени, в который собственно контроль, а именно, сравнение изменений коэффициента потерь конденсаторных вводов и создание контрольного сигнала, является особенно предпочтительным и удобным, так как тогда его не затрудняют, ему не препятствуют и не делают невозможным фазные углы, отличающиеся друг от друга больше, чем на предопределенный размер. Тем самым достигается возможность лучше судить о состоянии конденсаторных вводов, независимо от колебаний положения фаз напряжений сети переменного тока, а также допусков измерения при регистрации напряжений обкладки.

Может быть также предусмотрено, чтобы

– каждое сравнение углов осуществлялось таким образом, чтобы

– в качестве соответствующего размера определялись значения PAB > 0, PBC > 0, PCA > 0 допуска;

– проверялось, выполняется ли

и и ,

– φa – фазный угол данного вектора опорного напряжения первой фазы;

– φb – фазный угол данного вектора опорного напряжения второй фазы;

– φc – фазный угол данного вектора опорного напряжения третьей фазы.

Каждое из этих значений PAB, PBC, PCA допуска может по потребности определяться любым образом и, например, устанавливаться на значение, которое соответствует 0,1% или 0,2% или 0,5% или 1% или 2% или 3% или 4% или 5% или 7% или 10% или 15% или 20% или 25% или 30% или 40% или 50% нормального значения данного сдвига фаз. Каждое из этих значений допуска и по меньшей мере одно из других значений допуска могут быть равными или неравными.

Может быть также предусмотрено, чтобы каждый вектор напряжения обкладки находился таким образом, чтобы данное напряжение обкладки регистрировалось по меньшей мере дважды, и эти зарегистрированные напряжения обкладки усреднялись и/или фильтровались.

Может быть также предусмотрено, чтобы для усреднения составлялось скользящее среднее значение; и/или для усреднения составлялось взвешенное среднее значение, при этом, в частности, для каждого измеряемого значения определялся весовой коэффициент , который монотонно-убывающим образом зависит от возраста этого измеряемого значения.

Изобретение предлагает по второму аспекту устройство для контроля конденсаторных вводов для сети переменного тока, причем эта сеть переменного тока имеет первую, вторую и третью фазу и включает в себя первый сетевой провод, с которым соотнесены первая фаза и первый конденсаторный ввод и к которому приложено первое сетевое напряжение, второй сетевой провод, с которым соотнесены вторая фаза и второй конденсаторный ввод и к которому приложено второе сетевое напряжение, а также третий сетевой провод, с которым соотнесены третья фаза и третий конденсаторный ввод и к которому приложено третье сетевое напряжение. Каждый из этих конденсаторных вводов включает в себя провод, который соединен с соответствующим сетевым проводом, и электропроводящую обкладку, которая окружает этот провод. Устройство включает в себя:

– первый преобразователь напряжения, который может соединяться с первым сетевым проводом;

– второй преобразователь напряжения, который может соединяться со вторым сетевым проводом;

– третий преобразователь напряжения, который может соединяться с третьим сетевым проводом;

– первый измерительный адаптер, который может соединяться с обкладкой первого конденсаторного ввода;

– второй измерительный адаптер, который может соединяться с обкладкой второго конденсаторного ввода;

– третий измерительный адаптер, который может соединяться с обкладкой третьего конденсаторного ввода;

– измерительное устройство, которое связано с измерительными адаптерами;

– устройство аналитической обработки, которое связано с преобразователями напряжения и измерительным устройством.

Каждый из этих преобразователей напряжения для данной фазы может регистрировать сетевое напряжение;

– измерительное устройство для каждой из этих фаз при помощи данного измерительного адаптера может регистрировать напряжение обкладки, приложенное между данной обкладкой и потенциалом массы;

– устройство аналитической обработки выполнено таким образом, что оно в предопределенный первый момент времени для каждой из этих фаз

– при помощи данного преобразователя напряжения может регистрировать сетевое напряжение и находить соответствующий первый вектор сетевого напряжения;

– при помощи измерительного устройства может регистрировать напряжение обкладки и находить соответствующий первый вектор напряжения обкладки;

– устройство аналитической обработки выполнено таким образом, что оно в предопределенный второй момент времени, который лежит после первого момента времени, для каждой из этих фаз

– при помощи данного преобразователя напряжения может регистрировать сетевое напряжение и находить соответствующий второй вектор сетевого напряжения;

– при помощи измерительного устройства может регистрировать напряжение обкладки и находить соответствующий второй вектор напряжения обкладки;

– устройство аналитической обработки выполнено таким образом, что оно для каждого из этих конденсаторных вводов

– может рассчитывать изменение коэффициента потерь в зависимости от данных первого и второго векторов сетевого напряжения и векторов напряжения обкладки, а также от первого и второго векторов сетевого напряжения и векторов напряжения обкладки соответственно соседнего конденсаторного ввода;

– может сравнивать изменение коэффициента потерь со значением допуска;

– устройство аналитической обработки выполнено таким образом, что оно может создавать контрольный сигнал в зависимости от результатов этих сравнений коэффициента потерь.

Может быть также предусмотрено, чтобы каждый из этих преобразователей напряжения был выполнен в виде емкостного преобразователя напряжения или индуктивного преобразователя напряжения или резистивного преобразователя напряжения.

Может быть также предусмотрено, чтобы измерительное устройство включало в себя по меньшей мере один измерительный конденсатор или измерительный шунт.

Варианты осуществления и пояснения к какому–либо из аспектов изобретения, в частности к отдельным признакам этого аспекта, относятся соответственно также аналогично к другим аспектам изобретения.

Далее варианты осуществления изобретения в качестве примера поясняются подробнее с помощью прилагаемых чертежей. Однако вытекающие из них отдельные признаки не ограничены отдельными вариантами осуществления, а могут объединяться и/или комбинироваться с описанными выше отдельными признаками и/или с отдельными признаками других вариантов осуществления. Подробности на чертежах должны толковаться только поясняющим, но не ограничивающим образом. Содержащиеся в пунктах формулы изобретения ссылочные обозначения никоим образом не должны ограничивать объем охраны изобретения, а ссылаются только на показанные на чертежах варианты осуществления. На чертежах показано на

фиг.1: один из вариантов осуществления устройства для контроля конденсаторных вводов для трехфазной сети переменного тока;

фиг.2: часть устройства фиг.1;

фиг.3: схема замещения из конденсатора наименьшего напряжения и конденсатора наивысшего напряжения;

фиг.4: блок–схема одного из вариантов осуществления способа контроля конденсаторных вводов для трехфазной сети переменного тока;

фиг.5: другой вариант осуществления устройства для контроля конденсаторных вводов для трехфазной сети переменного тока.

Описанные ниже в рассуждениях к фиг.1–фиг.4 варианты осуществления касаются варианта осуществления, в котором соответствующие векторы Ra(tj), Rb(tj), Rc(tj) опорного напряжения находятся с помощью соответствующих сетевых напряжений Ua(tj), Ub(tj), Uc(tj). При этом в вариантах осуществления к фиг.1–фиг.4 соответствующие векторы Ua(tj), Ub(tj), Uc(tj) сетевого напряжения используются в качестве векторов опорного напряжения.

Далее, исходим из того, что вследствие достаточно малых углов для нижестоящих рассуждений для расчета изменения коэффициента потерь может приниматься малоугловое приближение.

На фиг.1 схематично изображен один из вариантов осуществления устройства 1 для контроля конденсаторных вводов 2a, 2b, 2c для трехфазной сети переменного тока. Конденсаторные вводы 2a, 2b, 2c в этом варианте осуществления принадлежат не изображенному здесь трансформатору, который представляет собой здесь в качестве примера высоковольтный трансформатор. Такие конденсаторные вводы 2a, 2b, 2c применяются, например, при высоких напряжениях в диапазоне от нескольких кВ до нескольких 1000 кВ. Сеть переменного тока представляет собой здесь в качестве примера высоковольтную сеть. Каждый из трех конденсаторных вводов 2a, 2b, 2c соотнесен с одной из трех фаз A, B, C сети переменного тока и имеет провод 4, который соединен с соответствующим сетевым проводом 5a, 5b, 5c сети переменного тока, и несколько электропроводящих обкладок, которые окружают провод 4 в несколько слоев и из которых изображена только крайняя наружная обкладка 3.

Устройство 1 имеет устройство 8 аналитической обработки, а также для каждой фазы A, B, C измерительное устройство 7 и измерительный адаптер 6, который соединен с обкладкой 3 принадлежащего каждой фазе конденсаторного ввода 2a, 2b, 2c. Устройство 8 аналитической обработки соединено с каждым измерительным устройством 7 для нахождения векторов Va, Vb, Vc напряжения обкладки для фаз A, B, C и образует при этом одно общее устройство 8 аналитической обработки для всех измерительных устройств 7.

Векторы Va, Vb, Vc напряжения обкладки представляют собой здесь векторы напряжения, которые находятся каждый на описанном ниже и показанном на фиг.3 конденсаторе KU1, KU2, KU3 наименьшего напряжения каждой фазы A, B, C. В этом варианте осуществления устройство 1 имеет также для каждой фазы A, B, C преобразователь 9a, 9b, 9c напряжения, который соединен с соответствующим сетевым проводом 5a, 5b, 5c для регистрации второй электрической измеряемой величины для каждой фазы A, B, C. Этими вторыми измерительными величинами являются здесь векторы электрического напряжения, которые находятся в каждом случае между соответствующим сетевым проводом 5a, 5b, 5c и потенциалом 13 массы и называются здесь также векторами Ua, Ub, Uc сетевого напряжения. Устройство 8 аналитической обработки соединено с каждым преобразователем 9a, 9b, 9c напряжения для нахождения векторов Ua, Ub, Uc сетевого напряжения и образует при этом одно общее одно общее устройство 8 аналитической обработки для всех преобразователей 9a, 9b, 9c напряжения.

Устройством 1 создается возможность учета устройством 8 аналитической обработки при контроле конденсаторных вводов 2a, 2b, 2c асимметрий и/или колебаний векторов Ua, Ub, Uc сетевого напряжения на сетевых проводах 5a, 5b, 5c.

На фиг.2 более детально изображена первая часть устройства 1, которая соотнесена с первой фазой A. Этой первой части аналогично соответствует соотнесенная со второй фазой B вторая и соотнесенная с третьей фазой C третья часть устройства 1, так что рассуждения и пояснения к первой части соответственно относятся также аналогично к этим двум другим частям.

Соотнесенный с первой фазой A первый конденсаторный ввод 2a имеет изолятор 11, через внутреннюю область которого проведен провод 4. Этот провод своим верхним концом контактирует с с соотнесенным с его конденсаторным вводом 2a сетевым проводом 5a, а своим нижним концом - с не изображенной здесь обмоткой высоковольтного трансформатора. В изолятор 11 заделаны электропроводящие обкладки, которые здесь обозначены только крайней наружной обкладкой 3 и с электрической точки зрения образуют последовательную схему конденсаторов. Эта последовательная схема имеет конденсаторы, которые образуются каждый двумя соседними обкладками, а также конденсатор, который образуется не показанной здесь крайней внутренней обкладкой и проводом 4. Эта последовательная схема конденсаторов между крайней наружной обкладкой 3 и проводом 4 образует, в качестве схемы замещения для каждого конденсаторного ввода 2a, 2b, 2c, соответствующий конденсатор KO1, KO2, KO3 наивысшего напряжения.

На конденсаторном вводе 2a расположен электропроводящий фланец 12, который лежит на потенциале земли или потенциале 13 массы. Этот фланец 12 служит креплением и/или фиксатором конденсаторного ввода 2a. Крайняя наружная обкладка 3 образует с фланцем 12 и потенциалом 13 массы, в качестве схемы замещения для каждого конденсаторного ввода 2a, 2b, 2c, соответствующий наружный конденсатор KA1, KA2, KA3.

Измерительный адаптер 6 пронизывает изолятор 11 и создает электропроводящее соединение с крайней наружной обкладкой 3. В этом варианте осуществления каждое измерительное устройство 7 имеет измерительный конденсатор KM1, KM2, KM3, который включен на потенциал 13 массы. Оно может по потребности дополнительно иметь не изображенный искровой промежуток, который включен параллельно данному измерительному конденсатору KM1, KM2, KM3, и/или защиту 7ʽ от перенапряжений, которая включена параллельно данному измерительному конденсатору KM1, KM2, KM3.

Устройство 8 аналитической обработки через преобразователь 9a напряжения электрически проводящим образом соединено с сетевым проводом 5a. В этом варианте осуществления преобразователь 9a напряжения выполнен в виде емкостного преобразователя напряжения и имеет емкостной делитель напряжения, который имеет два последовательно включенных конденсатора K1, K2, и две катушки или обмотки W1, W2, которые включены в качестве трансформатора для индуктивного гальванического разделения.

На фиг.3 для первой фазы A схематично изображена схема замещения из соответствующего конденсатора KU1 наименьшего напряжения и соответствующего конденсатора KO1 наивысшего напряжения. Параллельная схема, которая имеет соответствующий измерительный конденсатор KM1 и наружный конденсатор KA1, образует конденсатор KU1 наименьшего напряжения, имеющий наименьшую емкость C1. Поэтому эта наименьшая емкость C1a может легко рассчитываться по известной формуле для последовательной схемы конденсаторов из емкости CM1 измерительного конденсатора KM1 и емкости CA1 наружного конденсатора KA1. По потребности параллельная схема вместо измерительного конденсатора KM1 может иметь полностью соответствующее измерительное устройство 7 и/или дополнительно устройство 8 аналитической обработки, так что тогда наименьшая емкость C1a должна рассчитываться из полного сопротивления измерительного устройства 7, которое зависит от емкости CM1, емкости CA1 и полного сопротивления устройства 8 аналитической обработки.

Напряжение V1a обкладки приложено к конденсатору KU1 наименьшего напряжения и снимается на соединительном проводе или в месте соединения между конденсатором KU1 наименьшего напряжения и конденсатором KO1 наивысшего напряжения и соотносится с потенциалом 13 массы. Сетевое напряжение Ua спадает на последовательной схеме из конденсатора KO1 наивысшего напряжения и конденсатора KU1 наименьшего напряжения.

На фиг.4 схематично изображена блок–схема одного из вариантов осуществления способа контроля конденсаторных вводов 2a, 2b, 2c для трехфазной сети переменного тока. Этот способ может, например, выполняться указанным и/или при помощи указанного устройства 1 фиг.1.

В этом варианте осуществления способ имеет следующие этапы, которые поясняются со ссылкой на устройство 1 и фиг.1–3.

Этап 101: начало способа.

Этап 102: регистрация первых сетевых напряжений Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1), а также первых напряжений Va(t1), Vb(t1), Vc(t1) обкладки для момента времени t1 для каждой из фаз A, B, C.

Этап 3: нахождение первых векторов Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1) сетевого напряжения с помощью зарегистрированных сетевых напряжений Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1) и сравнение между собой векторов Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1) сетевого напряжения в момент времени t1.

Для сравнения векторов Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1) сетевого напряжения между собой в этом варианте осуществления используются эффективные значения сетевых напряжений Uae, Ube, Uce. Кроме того, к сравнению могут также привлекаться модули и/или пороговые значения и/или амплитуды векторов сетевого напряжения.

Кроме того, предусмотрено, чтобы для сравнения определялись значения RAB > 0, RBC > 0, RCA > 0 допуска, и сравнение осуществлялось таким образом, чтобы проверялось, выполняется ли

|Uae – Ube| ≤ RAB и |Ube – Uce| ≤ RBC и |Uce – Uae| ≤ RCA.

Если да, то это означает, что сравнение векторов Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1) сетевого напряжения между собой показывает, что векторы сетевого напряжения отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер RAB, RBC, RCA. В этом случае выполняется этап 105.

Если нет, то это означает что сравнение первых векторов Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1) сетевого напряжения между собой показывает, что эти первые векторы сетевого напряжения отличаются друг от друга больше, чем на предопределенный размер RAB, RBC, RCA. В этом случае выполняется этап 104.

Этап 104: создается предупреждающий сигнал, который указывает на короткое замыкание в электросети и/или слишком сильную или избыточную асимметрию сетевых напряжений Ua, Ub, Uc. После этого осуществляется переход к этапу 102.

Этап 105: нахождение фазного угла φa, φb, φc первых векторов Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1) сетевого напряжения в момент времени t1, при этом выполняется, что φa является фазным углом вектора Ua(t1) сетевого напряжения, φb фазным углом вектора Ub(t1) сетевого напряжения, и φc фазным углом вектора Uc(t1) сетевого напряжения.

Этап 106: сравнение фазных углов φa, φb, φc первых векторов Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1) сетевого напряжения между собой. Для сравнения фазных углов первых векторов сетевого напряжения между собой предусмотрено, что определяются значения PAB > 0, PBC > 0, PCA > 0 допуска как размер для сравнения углов. Сравнение величин осуществляется тогда таким образом, что проверяется, выполняется ли |φa – φb| ≤ PAB и |φb – φc| ≤ PBC и |φc – φa| ≤ PCA.

Если да, то это означает, что сравнение фазных углов показывает, что фазные углы первых векторов φa, φb, φc сетевого напряжения отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер PAB, PBC, PCA. В этом случае выполняется этап 107.

Если нет, то это означает, что сравнение фазных углов показывает, что фазные углы φa, φb, φc первых сетевых напряжений отличаются друг от друга больше, чем на предопределенный размер PAB, PBC, PCA. В этом случае осуществляется переход к этапу 104a.

Этап 107: нахождение первых векторов Va(t1), Vb(t1), Vc(t1) напряжения обкладки для момента времени t1 с помощью измеренных в этапе 102 напряжений Va(t1) Vb(t1), Vc(t1) обкладки, которые действуют между данной обкладкой 3 и потенциалом 13 массы в момент времени t1.

Этап 108: нахождение и архивирование сдвига θab, θbc, θac фаз между векторами Va(t1), Vb(t1), Vc(t1) напряжения обкладки в предопределенный момент времени t1 по следующим формулам:

, j=1

, j=1

при этом

– Ua(tj), Ub(tj), Uc(tj) – первые векторы сетевого напряжения первой, второй и третьей фазы в момент времени j;

– Va(tj), Vb(tj), Vc(tj) – первые векторы напряжения обкладки первой, второй и третьей фазы в момент времени j.

Этап 109: регистрация вторых сетевых напряжений Ua(t2), Ub(t2), Uc(t2), а также вторых напряжений Va(t2), Vb(t2), Vc(t2) обкладки и нахождение вторых векторов Ua(t2), Ub(t2), Uc(t2) сетевого напряжения для момента времени t2, который лежит после момента времени t1, с помощью зарегистрированных в момент времени t2 сетевых напряжений Ua(t2), Ub(t2), Uc(t2) для каждой из фаз A, B, C.

Этап 110: сравнение между собой векторов Ua(t2), Ub(t2) Uc(t2) сетевого напряжения в момент времени t2.

Сравнение векторов сетевого напряжения в момент времени t2 осуществляется аналогично сравнению первых векторов сетевого напряжения в момент времени t1 из этапа 103. Если векторы Ua(t2), Ub(t2), Uc(t2) сетевого напряжения отличаются друг от друга больше, чем на предопределенный размер RAB, RBC, RCA, выполняется этап 104, в ином случае в продолжение выполняется этап 111.

Этап 111: нахождение фазных углов φa, φb, φc вторых векторов Ua(t2), Ub(t2), Uc(t2) сетевого напряжения в момент времени t2, при этом выполняется, что φa является фазным углом вектора Ua(t2) сетевого напряжения, φb фазным углом вектора Ub(t2) сетевого напряжения, а φc фазным углом вектора Uc(t2) сетевого напряжения.

Этап 112: сравнение фазных углов φa(t2), φb(t2), φc(t2) вторых векторов Ua(t2), Ub(t2), Uc(t2) сетевого напряжения в момент времени t2 аналогично этапу 106.

Если фазные углы вторых векторов сетевого напряжения отличаются друг от друга больше, чем на предопределенный размер PAB, PBC, PCA, выполняется этап 104b, в ином случае в продолжение выполняется этап 113.

Этап 104b: создается предупреждающий сигнал, который указывает на короткое замыкание в электросети и/или избыточную асимметрию сетевых напряжений Ua, Ub, Uc. После этого по потребности осуществляется переход к этапу 109.

Этап 113: вторые векторы Va(t2), Vb(t2), Vc(t2) напряжения обкладки для момента времени t2 находятся с помощью измеренного напряжения обкладки, которое действует между данной обкладкой 3 и потенциалом 13 массы в момент времени t2. Кроме того, для момента времени t2 из векторов Va(t2), Vb(t2), Vc(t2) напряжения обкладки находится и архивируется соответствующй сдвиг θab (t2), θbc (t2), θac(t2) фаз между соседними конденсаторными вводами.

, j=2

, j=2

, j=2

Вероятные измеряемые значения из возможных предыдущих процессов выполнения способа, которые снимались между моментом времени t1 и моментом времени t2, в этом варианте осуществления не учитываются.

Этап 114a: в этом варианте осуществления для каждого конденсаторного ввода 2a, 2b, 2c рассчитывается изменение ΔDa, ΔDb, ΔDc коэффициента потерь в зависимости от найденного ранее в разные моменты времени сдвига θab(tj), θbc (tj), θac(tj) фаз между соседними конденсаторными вводами по следующей формуле:

При этом ΔDa (t2) описывает изменение коэффициента потерь конденсаторного ввода 2a в момент времени t2 по сравнению с моментом времени t1. ΔDb (t2) описывает изменение коэффициента потерь конденсаторного ввода 2b в момент времени t2 по сравнению с моментом времени t1. ΔDc (t2) описывает изменение коэффициента потерь конденсаторного ввода 2c в момент времени t2 по сравнению с моментом времени t1.

По этому варианту осуществления нахождение изменения коэффициента потерь конденсаторных вводов 2a, 2b, 2c осуществляется также для более поздних моментов времени t3, t4,…tn, которые лежат после момента времени t2, со ссылкой на первый момент времени t1.

Этап 115: для каждого конденсаторного ввода сравниваются идентифицированные в этапе 114a изменения коэффициента потерь конденсаторных вводов 2a, 2b, 2c. В этом варианте осуществления предусмотрено, что определяются значения DA > 0, DB > 0, DC > 0 допуска для изменения коэффициента потерь данных конденсаторных вводов, и сравнение осуществляется таким образом, что проверяется, выполняется ли

и и .

Если это так, выполняется этап 116. Если это не так, выполняется этап 117.

Этап 116: создается контрольный сигнал, который указывает, что конденсаторные вводы 2a, 2b, 2c находятся в исправном состоянии. После этого осуществляется переход к этапу 109.

Этап 117: кроме того, сравнение коэффициента потерь осуществляется таким образом, что проверяется, выполняется ли в первом случае

и и

или выполняется ли во втором случае

и и

или выполняется ли в третьем случае

и и .

При наступлении одного из трех названных случаев осуществляется переход к этапу 118. Если это не так, выполняется этап 119.

Этап 118: в зависимости от сравнения потерь из этапа 117 создается контрольный сигнал.

При наступлении в этапе 117 первого случая контрольный сигнал указывает, что либо второй конденсаторный ввод 2b не находится в исправном состоянии, либо два других конденсаторных ввода 2a, 2c не находятся в исправном состоянии и имеют одинаковый дефект.

При наступлении в этапе 117 второго случая контрольный сигнал указывает, что либо третий конденсаторный ввод 2c не находится в исправном состоянии, либо два других конденсаторных ввода 2b, 2a, не находятся в исправном состоянии и имеют одинаковый дефект.

При наступлении в этапе 117 третьего случая контрольный сигнал указывает, что либо первый конденсаторный ввод 2a не находится в исправном состоянии, либо два других конденсаторных ввода 2c, 2b не находятся в исправном состоянии и имеют одинаковый дефект.

Этап 119: если ни один из вышеупомянутых случаев не наступает, создается контрольный сигнал, который указывает, что либо все три конденсаторных ввода 2a, 2b, 2c не находятся в исправном состоянии, либо два конденсаторных ввода не находятся в исправном состоянии и имеют неодинаковый дефект. После этого способ заканчивается (этап 120) или по потребности осуществляется переход к этапу 109.

Ниже подробнее поясняются альтернативные варианты 114b, 114c осуществления этапа 114a.

В противоположность образу действий в этапе 114a, в этапе 114b нахождение изменения коэффициента потерь данного конденсаторного ввода для измеряемых значений в момент времени t3, t4,… tn, которые лежат после момента времени t2, может также осуществляться со ссылкой на предыдущее измеряемое значение. Это наглядно отображено для момента времени t3, который лежит после момента времени t2, нижестоящими формулами:

.

В другом альтернативном варианте осуществления в этапе 114c к нахождению изменения коэффициента потерь данного конденсаторного ввода могут также привлекаться множество измеряемых значений, которые лежат между первым моментом времени t1 и более поздним моментом времени tn. Предпочтительно отдельные измеряемые значения t1,…, tn могут также снабжаться весовым коэффициентом . Этот вариант осуществления этапа 114c в качестве примера отображен с помощью нижестоящих формул.

При этом для нахождения изменения коэффициента потерь первого конденсаторного ввода 2a выполняется:

где .

Для нахождения изменения коэффициента потерь второго конденсаторного ввода 2b выполняется:

где .

Для нахождения изменения коэффициента потерь третьего конденсаторного ввода 2c выполняется:

где .

При этом

– n > 2 – количество моментов времени;

– gai, gbi, gci – i–ые весовые коэффициенты для первого, второго и третьего конденсаторного ввода.

При этом весовые коэффициенты могут монотонно-убывающим образом зависеть от возраста данного конденсаторного ввода или места встраивания или статистических или пробабилистических методов или других опытных значений.

Этапы 102, 109 могут, например, выполняться преобразователями 9a, 9b, 9c напряжения, измерительными адаптерами 6, измерительными устройствами 7 и устройством 8 аналитической обработки, которые при этом образуют средства, выполненные таким образом, что они регистрируют сетевые напряжения, а также напряжения обкладки разных моментов времени Ua(tj), Ub(tj), Uc(tj), Va(tj), Vb(tj), Vc(tj).

Этапы 103, 105, 106, 110, 111, 112 могут, например, выполняться преобразователями 9a, 9b, 9c напряжения и устройством 8 аналитической обработки, которые при этом образуют средства, выполненные таким образом, что они находят и сравнивают между собой векторы сетевого напряжения разных моментов времени.

Этапы 104a, 104b, 116, 118, 119 могут, например, выполняться устройством 8 аналитической обработки, которое при этом образует средства, выполненные таким образом, что они создают контрольный сигнал, зависящий от результатов сравнения сетевых напряжений, положений фаз, а также изменений коэффициента потерь.

Этапы 107, 108, 113, 114a, 114b, 114c могут, например, выполняться устройством 8 аналитической обработки и измерительным адаптером 6 и измерительным устройством 7, которые при этом образуют средства, выполненные таким образом, что они могут находить и сравнивать между собой векторы напряжения обкладки различных моментов времени.

Этапы 115, 117 могут, например, выполняться устройством 8 аналитической обработки, которое при этом образует средства, выполненные таким образом, что оно сравнивает между собой изменение коэффициента потерь данного конденсаторного ввода.

Предпочтительно этапы 103/105 и/или этапы 110/112 выполняются параллельно друг другу.

На фиг.5 показан другой вариант осуществления устройства для контроля конденсаторных вводов для трехфазной сети переменного тока. Иначе, чем в прежних вариантах осуществления, здесь вектор Ra(tj), Rb(tj), Rc(tj) опорного напряжения для сравнения изменений коэффициента потерь находится не с помощью делителя 9a, 9b, 9c напряжения на данном сетевом проводе 5a, 5b, 5c, а с помощью группы параллельно включенных конденсаторных вводов 2a‘, 2b‘, 2c‘ на втором высоковольтном трансформаторе (не изображено). При этом параллельные конденсаторные вводы 2a‘, 2b‘, 2c‘ подключены к тому же сетевому проводу 5a, 5b, 5c, что и конденсаторные вводы 2a, 2b, 2c.

Аналогично рассуждениям к фиг.2, с каждым параллельным конденсаторным вводом 2a‘, 2b‘ 2c‘соотнесено измерительное устройство, состоящее из измерительного адаптера 6 и измерительного устройства 7. Устройство 8 аналитической обработки через соответствующее измерительное устройство 7 и соответствующий измерительный адаптер 6 соединено электропроводящим образом с параллельными конденсаторными вводами 2a‘, 2b‘, 2c‘. Посредством этого соединения находятся векторы Va‘, Vb‘, Vc‘ напряжения обкладки параллельных конденсаторных вводов.

Для процесса выполнения способа в этом альтернативном варианте осуществления векторы Va‘(tj), Vb‘(tj), Vc‘(tj) напряжения обкладки используются в качестве векторов Ra(tj), Rb(tj) Rc(tj) опорного напряжения.

Фазные углы φa, φb, φc в представленном на фиг.5 процессе выполнения способа заменяются фазными углами φa‘, φb‘, φc‘ векторов Va‘, Vb‘ Vc‘ напряжения обкладки.

Аналогично этому также значения допуска для сравнений PAB, PBC, PCA фаз, а также значения допуска для сравнений RAB, RBC, RCA напряжения по потребности заменяются альтернативными значениями допуска для сравнения PAB‘, PBC‘, PCA‘ фаз векторов Va‘, Vb‘, Vc‘ напряжения обкладки, а также альтернативными значениями RAB‘, RBC‘, RCA‘ допуска для сравнения напряжений с помощью параллельных векторов Va‘, Vb‘, Vc‘ напряжения обкладки.

В другом варианте осуществления в качестве опорных напряжений могут также использоваться постоянные напряжения, для которых предопределяются соответствующие векторы постоянного напряжения.

Величина каждого вектора постоянного напряжения соответствует в этом случае предпочтительно номинальному значению напряжения сети переменного тока.

Фазные углы φa, φb, φc в соответствии с процессом выполнения способа, описанным в вариантах осуществления к фиг.5, устанавливаются в этом варианте осуществления постоянно на 0°, 120°, 240°.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Устройство

2a, 2b, 2c Конденсаторный ввод

2a‘, 2b‘, 2c‘ Параллельный конденсаторный ввод

3 Обкладка

4 Провод

5a, 5b, 5c Сетевой провод

6 Измерительный адаптер

7 Измерительное устройство

7' Защита от перенапряжения

8 Устройство аналитической обработки

9a, 9b, 9c Преобразователь напряжения

11 Изолятор

12 Фланец

13 Потенциал массы

K1, K2 Конденсаторы

W1, W2 Обмотки

A, B, C Первая, вторая, третья фаза

Ra, Rb, Rc Опорное напряжение

Ra(tj), Rb(tj), Rc(tj) Вектор опорного напряжения в момент времени tj

Ua, Ub, Uc Сетевое напряжение

Ua(tj), Ub(tj), Uc(tj) Вектор сетевого напряжения в момент времени tj

Va, Vb, Vc Напряжение обкладки

Va(tj), Vb(tj), Vc(tj) Вектор напряжения обкладки в момент времени tj

Va‘, Vb‘, Vc‘ Напряжение обкладки на параллельных конденсаторных вводах

Va‘(tj), Vb‘(tj), Vc‘(tj) Векторы напряжения обкладки на параллельных конденсаторных вводах

Uae, Ube, Uce Эффективные значения сетевого напряжения

KO1, KO2, KO3 Первый, второй, третий конденсатор наивысшего напряжения

KU1, KU2, KU3 Первый, второй, третий конденсатор наименьшего напряжения

KA1, KA2, KA3 Первый, второй, третий наружный конденсатор

KM1, KM2, KM3 Первый, второй, третий измерительный конденсатор

C0a, C0b, C0c Наибольшая емкость KO1, KO2, KO3

C1a, C1b, C1c Наименьшая емкость KU1, KU2, KU3

CA1, CA2, CA3 Емкость KA1, KA2, KA3

CM1, CM2, CM3 Емкость KM1, KM2, KM3

θab, θbc, θac Сдвиг фаз между векторами Va, Vb, Vc напряжения обкладки

ΔDa, ΔDb, ΔDc Изменение коэффициента потерь конденсаторного ввода

DA, DB, DC Значения допусков для изменения коэффициента потерь

PAB, PBC, PCA Значения допусков для сравнений фаз

RAB, RBC, RCA Значения допусков для сравнений напряжения

φa, φb, φc Фазные углы векторов опорного напряжения

gai, gbi, gci весовые коэффициенты.

Способ контроля конденсаторных вводов для сети переменного тока, при этом: – сеть переменного тока имеет первую, вторую и третью фазу (A, B, C) и с каждой фазой соотнесен конденсаторный ввод (2a, 2b, 2c); – в предопределенный первый момент времени (t1) для каждой из этих фаз: – для первого опорного напряжения находится соответствующий первый вектор (Ra(t1), Rb(t1), Rc(t1)) опорного напряжения, – регистрируется напряжение обкладки и находится соответствующий первый вектор (Va(t1), Vb(t1), Vc(t1)) напряжения обкладки; – в предопределенный второй момент (t2) времени, который лежит после первого момента времени, для каждой из этих фаз: – для второго опорного напряжения находится соответствующий второй вектор (Ra(t2), Rb(t2), Rc(t2)) опорного напряжения; – регистрируется напряжение обкладки и находится соответствующий второй вектор (Va(t2), Vb(t2), Vc(t2)) напряжения обкладки; – для каждого из этих конденсаторных вводов: – рассчитывается изменение (ΔDa, ΔDb, ΔDc) коэффициента потерь в зависимости от данных первого и второго векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки, а также от первого и второго векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки соответственно соседнего конденсаторного ввода; – изменение коэффициента потерь сравнивается со значением (DA, DB, DC) допуска; – в зависимости от результатов этих сравнений коэффициента потерь создается контрольный сигнал. Техническим результатом при реализации заявленной группы решений выступает повышение точности контроля конденсаторных вводов для сетей переменного тока. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ контроля конденсаторных вводов (2a, 2b, 2c) для сети переменного тока, при этом

- сеть переменного тока имеет первую, вторую и третью фазу (A, B, C) и включает в себя:

- первый сетевой провод (5a), с которым соотнесены первая фаза (A) и первый конденсаторный ввод (2a) и к которому приложено первое сетевое напряжение,

- второй сетевой провод (5b), с которым соотнесены вторая фаза (B) и второй конденсаторный ввод (2b) и к которому приложено второе сетевое напряжение,

- третий сетевой провод (5c), с которым соотнесены третья фаза (C) и третий конденсаторный ввод (2c), и к которому приложено третье сетевое напряжение,

- каждый из этих конденсаторных вводов (2a, 2b, 2c) включает в себя:

- провод (4), который соединен с соответствующим сетевым проводом (5a, 5b, 5c);

- электропроводящую обкладку (3), которая окружает этот провод (4);

- в предопределенный первый момент времени (t1) для каждой из этих фаз (A, B, C)

- для первого опорного напряжения определяют соответствующий первый вектор (Ra(t1), Rb(t1), Rc(t1)) опорного напряжения;

- регистрируют напряжение обкладки, которое приложено между соответствующей обкладкой (3) и потенциалом (13) массы, и определяют соответствующий первый вектор (Va(t1), Vb(t1), Vc(t1)) напряжения обкладки;

- в предопределенный второй момент (t2) времени, который лежит после первого момента времени, для каждой из этих фаз (A, B, C)

- для второго опорного напряжения определяют соответствующий второй вектор (Ra(t2), Rb(t2), Rc(t2)) опорного напряжения;

- регистрируют напряжение обкладки и определяют соответствующий второй вектор (Va(t2), Vb(t2), Vc(t2)) напряжения обкладки;

- для каждого из этих конденсаторных вводов (2a, 2b, 2c)

- рассчитывают изменение (ΔDa, ΔDb, ΔDc) коэффициента потерь в зависимости от соответствующих первого и второго векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки, а также от первого и второго векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки соответственно соседнего конденсаторного ввода (2a, 2b, 2c);

- изменение коэффициента потерь сравнивают со значением (DA, DB, DC) допуска;

- в зависимости от результатов этих сравнений коэффициентов потерь генерируют контрольный сигнал.

2. Способ по п.1, в котором

- каждое опорное напряжение представляет собой соответствующее сетевое напряжение (Ua(t1), Ua(t2), Ub(t1), Ub(t2), Uc(t1), Uc(t2)).

3. Способ по п.1, в котором

- с первым сетевым проводом (5a) соотнесен первый параллельный конденсаторный ввод (2a');

- со вторым сетевым проводом (5b) соотнесен второй параллельный конденсаторный ввод (2b');

- с третьим сетевым проводом (5c) соотнесен третий параллельный конденсаторный ввод (2c');

- каждый из этих параллельных конденсаторных вводов (2a', 2b', 2c') включает в себя

- провод (4), который соединен с соответствующим сетевым проводом (5a, 5b, 5c),

- электропроводящую обкладку (3), которая окружает этот провод (4);

- для каждой из этих фаз (A, B, C)

- первое и второе опорное напряжение представляет собой первое и второе напряжение (Va‘(t1), Vb‘(t1), Vc‘(t1), Va‘(t2), Vb‘(t2), Vc‘(t2)) обкладки, которое приложено соответственно в первый момент времени и во второй момент времени между обкладкой (3) и потенциалом (13) массы соответствующего параллельного конденсаторного ввода.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором

- для каждой из этих фаз (A, B, C)

- опорное напряжение является постоянным напряжением, для которого предопределяют соответствующий вектор постоянного напряжения.

5. Способ по п. 4, в котором

- величина каждого вектора постоянного напряжения равна значению номинального напряжения сети переменного тока;

- для первой фазы (A) фазный угол первого и второго вектора (Ra(t1), Ra(t2)) постоянного напряжения составляет 0°,

- для второй фазы (B) фазный угол первого и второго вектора (Rb(t1), Rb(t2)) постоянного напряжения составляет 120°,

- для третьей фазы (C) фазный угол первого и второго вектора (Rc (t1), Rc(t2)) постоянного напряжения составляет 240°.

6. Способ по одному из пп. 1-5, в котором

- изменение коэффициента потерь первого конденсаторного ввода (2a) рассчитывают по следующей формуле:

,

где

, j=1,2

и/или

- изменение коэффициента потерь второго конденсаторного ввода (2b) рассчитывают по следующей формуле:

,

где

, j=1,2

и/или

- изменение коэффициента потерь третьего конденсаторного ввода (2c) рассчитывают по следующей формуле:

,

где

, j=1,2;

- Ra(t1), Rb(t1), Rc(t1) - первые векторы опорного напряжения первой, второй и третьей фазы;

- Va(t1), Vb(t1), Vc(t1) - первые векторы напряжения обкладки первой, второй и третьей фазы;

- Ra(t2), Rb(t2), Rc(t2) - вторые векторы опорного напряжения первой, второй и третьей фазы;

- Va(t2), Vb(t2), Vc(t2) - вторые векторы напряжения обкладки первой, второй и третьей фазы.

7. Способ по любому из пп. 1 - 6, в котором

- определяют значения DA > 0, DB > 0, DC > 0 допуска для сравнений коэффициентов потерь;

- если сравнения коэффициентов потерь показывают, что выполняется

и и ,

то генерируют контрольный сигнал, который указывает, что конденсаторные вводы (2a, 2b, 2c) находятся в исправном состоянии.

8. Способ по любому из пп. 1 - 6, при этом

- определяют значения DA > 0, DB > 0, DC > 0 допуска для сравнений коэффициентов потерь;

- если сравнения коэффициентов потерь показывают, что выполняется

и и ,

то генерируют контрольный сигнал, который указывает, что либо второй конденсаторный ввод (2b) находится в неисправном состоянии, либо два других конденсаторных ввода (2a, 2c) находятся в неисправном состоянии и имеют одинаковый дефект;

- если сравнения коэффициентов потерь показывают, что выполняется

и и

то генерируют контрольный сигнал, который указывает, что либо третий конденсаторный ввод (2c) находится в неисправном состоянии, либо два других конденсаторных ввода (2b, 2a) находятся в неисправном состоянии и имеют одинаковый дефект;

- если сравнения коэффициентов потерь показывают, что выполняется

и и

то генерируют контрольный сигнал, который указывает, что либо первый конденсаторный ввод (2a) находится в неисправном состоянии, либо два других конденсаторных ввода (2c, 2b) находятся в неисправном состоянии и имеют одинаковый дефект.

9. Способ по п. 8, в котором

- в ином случае генерируют контрольный сигнал, который указывает, что либо все три конденсаторных ввода (2a, 2b, 2c) находятся в неисправном состоянии, либо два конденсаторных ввода находятся в неисправном состоянии и имеют неодинаковый дефект.

10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором

- в предопределенный третий момент времени (t3), который лежит после второго момента времени (t2), для каждой из этих фаз (A, B, C)

- для опорного напряжения определяют соответствующий третий вектор (Ra(t3), Rb(t3), Rc(t3)) опорного напряжения;

- регистрируют напряжение обкладки и определяют соответствующий третий вектор (Va(t3), Vb(t3), Vc(t3)) напряжения обкладки;

- второй вектор опорного напряжения заменяют третьим вектором опорного напряжения, и второй вектор напряжения обкладки заменяют третьим вектором напряжения обкладки;

- для каждого из этих конденсаторных вводов (2a, 2b, 2c)

- повторяют расчет и сравнение изменения (ΔDa, ΔDb, ΔDc) коэффициентов потерь;

- в зависимости от результатов этих сравнений коэффициентов потерь генерируют контрольный сигнал.

11. Способ по п. 10, в котором

- перед каждой заменой второго вектора опорного напряжения и вектора напряжения обкладки

- первый вектор опорного напряжения заменяют вторым вектором опорного напряжения, и первый вектор напряжения обкладки заменяют вторым вектором напряжения обкладки.

12. Способ по одному из предыдущих пп. 2 - 11, в котором

- по меньшей мере в один предопределенный более поздний момент времени (tn), который лежит после второго момента времени (t2), для каждой из этих фаз (A, B, C)

- для опорного напряжения определяют соответствующий более поздний вектор (Ra(tn), Rb(tn), Rc(tn)) опорного напряжения;

- регистрируют напряжение обкладки и определяют соответствующий более поздний вектор (Va(tn), Vb(tn), Vc(tn)) напряжения обкладки;

- для каждого из этих конденсаторных вводов (2a, 2b, 2c)

- расчет изменения (ΔDa, ΔDb, ΔDc) коэффициента потерь дополнительно зависит от соответствующих более поздних векторов сетевого напряжения и векторов напряжения обкладки.

13. Способ по одному из предыдущих пп. 1 - 11, в котором

- по меньшей мере в один предопределенный более поздний момент времени (tn), который лежит после второго момента времени (t2), для каждой из этих фаз (A, B, C)

- определяют более поздний вектор (Ra(tn), Rb(tn), Rc(tn)) опорного напряжения;

- регистрируют напряжение обкладки и определяют соответствующий более поздний вектор (Va(tn), Vb(tn), Vc(tn)) напряжения обкладки;

- для каждого из этих конденсаторных вводов (2a, 2b, 2c)

- рассчитывают изменение (ΔDa, ΔDb, ΔDc) коэффициента потерь в зависимости от соответствующих первого, второго и более позднего векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки, а также от первого, второго и более позднего векторов опорного напряжения и векторов напряжения обкладки соответственно соседнего конденсаторного ввода (2a, 2b, 2c);

- сравнивают изменение коэффициента потерь со значением (DA, DB, DC) допуска;

- в зависимости от результатов этих сравнений коэффициентов потерь генерируют контрольный сигнал.

14. Способ по любому из пп. 12, 13, в котором

- изменение коэффициента потерь первого конденсаторного ввода (2a) рассчитывают по следующей формуле:

,

где

, j=1, …, n

и/или

- изменение коэффициента потерь второго конденсаторного ввода (2b) рассчитывают по следующей формуле:

,

где

, j=1, …, n

и/или

- изменение коэффициента потерь третьего конденсаторного ввода (2c) рассчитывают по следующей формуле:

,

где

, j=1, …, n

;

- n > 2 - количество моментов времени;

- t1, t2 - первый и второй момент времени, и t3, …, tn более поздние моменты времени;

- gai, gbi, gci - i-ые весовые коэффициенты для первого, второго и третьего конденсаторного ввода.

15. Способ по п. 14, при этом

- каждый весовой коэффициент монотонно-убывающим образом зависит от возраста данного момента времени; и/или

- для весовых коэффициентов выполняется

и/или и/или для i=2, …, n.

16. Способ по любому из пп. 1 - 15, при этом

- между определением первых векторов опорного напряжения и определением первого вектора напряжения обкладки

- величины первых векторов опорного напряжения сравнивают между собой,

- определение первых векторов напряжения обкладки осуществляют, если эти сравнения величин показывают, что эти величины отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер;

и/или

- между определением вторых векторов опорного напряжения и определением второго вектора напряжения обкладки

- величины вторых векторов опорного напряжения сравнивают между собой,

- определение вторых векторов напряжения обкладки осуществляют, если эти сравнения величин показывают, что эти величины отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер.

17. Способ по любому из пп.1 - 16, при этом

- между определением первых векторов опорного напряжения и определением первых векторов напряжения обкладки

- фазные углы первых векторов опорного напряжения сравнивают между собой,

- определение первых векторов напряжения обкладки осуществляют, если эти сравнения углов показывают, что эти фазные углы отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер;

- между определением вторых векторов опорного напряжения и определением вторых векторов напряжения обкладки

- фазные углы вторых векторов опорного напряжения сравнивают между собой,

- определение вторых векторов напряжения обкладки осуществляют, если эти сравнения углов показывает, что эти фазные углы отличаются друг от друга не больше, чем на предопределенный размер.

18. Устройство (1) для контроля конденсаторных вводов (2a, 2b, 2c) для сети переменного тока, при этом

- сеть переменного тока имеет первую, вторую и третью фазу (A, B, C) и включает в себя:

- первый сетевой провод (5a), с которым соотнесены первая фаза (A) и первый конденсаторный ввод (2a) и к которому приложено первое сетевое напряжение,

- второй сетевой провод (5b), с которым соотнесены вторая фаза (B) и второй конденсаторный ввод (2b) и к которому приложено второе сетевое напряжение,

- третий сетевой провод (5c), с которым соотнесены третья фаза (C) и третий конденсаторный ввод (2c) и к которому приложено третье сетевое напряжение;

- каждый из этих конденсаторных вводов (2a, 2b, 2c) включает в себя

- провод (4), который соединен с соответствующим сетевым проводом (5a, 5b, 5c);

- электропроводящую обкладку (3), которая окружает этот провод (4);

- устройство включает в себя:

- первый преобразователь (9a) напряжения, который соединен с первым сетевым проводом (5a);

- второй преобразователь (9b) напряжения, который соединен со вторым сетевым проводом (5b);

- третий преобразователь (9c) напряжения, который соединен с третьим сетевым проводом (5c);

- первый измерительный адаптер (6a), соединен с обкладкой (3) первого конденсаторного ввода (2a);

- второй измерительный адаптер (6b), который соединен с обкладкой (3) второго конденсаторного ввода (2b);

- третий измерительный адаптер (6c), который соединен с обкладкой (3) третьего конденсаторного ввода (2c);

- измерительное устройство (7), которое связано с измерительными адаптерами (6a, 6b, 6c);

- устройство (8) аналитической обработки, которое связано с преобразователями (9a, 9b, 9c) напряжения и измерительным устройством (7);

- каждый из этих преобразователей (9a, 9b, 9c) напряжения для соответствующей фазы (A, B, C) регистрирует сетевое напряжение;

- измерительное устройство (7) для каждой из этих фаз (A, B, C) при помощи соответствующего измерительного адаптера (6a, 6b, 6c) регистрирует напряжение обкладки, которое приложено между соответствующей обкладкой (3) и потенциалом (13) массы;

- устройство (8) аналитической обработки выполнено таким образом, что оно в предопределенный первый момент времени (t1) для каждой из этих фаз (A, B, C)

- при помощи соответствующего преобразователя (9a, 9b, 9c) напряжения регистрирует сетевое напряжение и определяет соответствующий первый вектор (Ua(t1), Ub(t1), Uc(t1)) сетевого напряжения;

- при помощи измерительного устройства (7) регистрирует напряжение обкладки и определяет соответствующий первый вектор (Va(t1), Vb(t1), Vc(t1)) напряжения обкладки;

- устройство (8) аналитической обработки выполнено таким образом, что оно в предопределенный второй момент времени (t2), который лежит после первого момента времени (t1), для каждой из этих фаз (A, B, C)

- при помощи соответствующего преобразователя (9a, 9b, 9c) напряжения регистрирует сетевое напряжение и определяет соответствующий второй вектор (Ua(t2), Ub(t2), Uc(t2)) сетевого напряжения;

- при помощи измерительного устройства (7) регистрирует напряжение обкладки и определяет соответствующий второй вектор (Va(t2), Vb(t2), Vc(t2)) напряжения обкладки;

- устройство (8) аналитической обработки выполнено таким образом, что оно для каждого из этих конденсаторных вводов (2a, 2b, 2c)

- рассчитывает изменение (ΔDa, ΔDb, ΔDc) коэффициента потерь в зависимости от соответствующих первого и второго векторов сетевого напряжения и векторов напряжения обкладки, а также от первого и второго векторов сетевого напряжения и векторов напряжения обкладки соответственно соседнего конденсаторного ввода (2b, 2c, 2a);

- сравнивает изменение коэффициента потерь со значением (DA, DB, DC) допуска;

- устройство (8) аналитической обработки выполнено таким образом, что оно генерировать контрольный сигнал в зависимости от результатов этих сравнений коэффициентов потерь.

19. Устройство (1) по п. 18, которое выполнено для осуществления способа по любому из пп. 1-17.