Способ определения реактивных сопротивлений рассеяния трансформатора по отдельности Российский патент 2023 года по МПК G01R27/26 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электромеханике, а именно, к трансформаторам.

Уровень техники

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения реактивных сопротивлений рассеяния трансформатора по отдельности, состоящий в том, что определяют значения напряжений на обмотках трансформатора и токов в них (см. RU 2685571).

Недостатком известного способа является невозможность определения отрицательного реактивного сопротивления рассеяния одной из обмоток.

Суммарное реактивного сопротивления рассеяния для трансформатора с концентрическими цилиндрическими обмотками равно

где ω - циклическая частота тока, μ₀ - постоянная магнитная, D - средний диаметр обмотки, w - число витков (приведенное), - высота обмотки, а₀ - зазор между катушками, а₁, а₂ - толщины катушек.

Потокосцепление внешней обмотки равно

где i - приведенный ток, a w₁=w₂=w (индексы показаны для наглядности интегрирования). Отсюда реактивное сопротивление рассеяния внешней обмотки равно

Вычитание его из (1) дает реактивное сопротивление рассеяния внутренней обмотки

Таким образом, реактивное сопротивление рассеяния одной из обмоток может быть отрицательным и известный способ не всегда является достоверным.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении достоверности определения реактивных сопротивлений рассеяния для каждой обмотки в отдельности.

Технический результат заключается в обеспечении возможности экспериментального определения реактивных сопротивлений рассеяния для каждой обмотки в отдельности.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков:

Способ определения реактивных сопротивлений рассеяния трансформатора по отдельности, состоящий в том, что определяют значения напряжений на обмотках трансформатора и токов в них, отличающийся тем, что измеряют активное сопротивление первичной обмотки r₁, при холостом ходе измеряют величину питающего напряжения величину тока в первичной обмотке и определяют напряжение на вторичной обмотке, приведенное к первичной обмотке, при этом комплексное сопротивление первичной обмотки определяют по формуле а реактивное - по формуле проводят обращенный опыт холостого хода и определяют комплексное сопротивление вторичной обмотки, приведенное к первичной обмотке, по формуле где - напряжение на вторичной обмотке, приведенное к первичной обмотке, - напряжение на первичной обмотке, - ток во вторичной обмотке, приведенный к первичной обмотке, и определяют реактивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки, приведенное к первичной обмотке.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.

Обеспечение возможности экспериментального определения реактивных сопротивлений рассеяния для каждой обмотки в отдельности приводит к повышению достоверности их определения.

На чертеже изображена электрическая схема замещения трансформатора при холостом ходе.

Осуществление изобретения

Изобретение может быть осуществлено следующим образом.

При способе определения реактивных сопротивлений рассеяния трансформатора по отдельности, состоящем в том, что определяют значения напряжений на обмотках трансформатора и токов в них, измеряют активное сопротивление первичной обмотки r₁, при холостом ходе измеряют величину питающего напряжения величину тока в первичной обмотке и определяют напряжение на вторичной обмотке, приведенное к первичной обмотке, при этом комплексное сопротивление первичной обмотки определяют по формуле а реактивное - по формуле проводят обращенный опыт холостого хода и определяют комплексное сопротивление вторичной обмотки, приведенное к первичной обмотке, по формуле где - напряжение на вторичной обмотке, приведенное к первичной обмотке, - напряжение на первичной обмотке, - ток во вторичной обмотке, приведенный к первичной обмотке, и определяют реактивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки, приведенное к первичной обмотке.

Таким образом, назначение изобретения - применение его в качестве способа определения реактивных сопротивлений рассеяния трансформатора по отдельности - реализуется.

Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении изобретения технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.

Измерение активного сопротивления первичной обмотки r₁, при холостом ходе измерение величины питающего напряжения величины тока в первичной обмотке и определение напряжения на вторичной обмотке, приведенного к первичной обмотке, определение комплексного сопротивления первичной обмотки по формуле а реактивного - по формуле проведение обращенного опыта холостого хода и определение комплексного сопротивления вторичной обмотки, приведенного к первичной обмотке, по формуле где - напряжение на вторичной обмотке, приведенное к первичной обмотке, - напряжение на первичной обмотке, - ток во вторичной обмотке, приведенный к первичной обмотке, и определение реактивного сопротивления рассеяния вторичной обмотки, приведенного к первичной обмотке, обеспечивает возможность экспериментального определения реактивных сопротивлений рассеяния для каждой обмотки в отдельности.

Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата.

Описание способа и комплекса устройств и приборов для его осуществления Высокоточный метод холостого хода. Из схемы замещения трансформатора при холостом ходе (фиг. 1) следует, что приведенное напряжение на вторичной обмотке равно

Отсюда следует, что

Из обратимости трансформатора следует

Здесь и далее верхний левый индекс «2» указывает, что величина получена во втором (обратимом) эксперименте.

Способ экспериментального (высокоточного) определения параметров трансформатора (XX)

1. Измеряют и «приводят» величины:

2. В соответствии с (2) определяют z₁.

3. Определяют х₁, С₁.

4. В соответствии с (3) определяют

5. Определяют

Пример 1. Определить оба сопротивления рассеяния для трансформатора ОСМ-1,00. Измеренные с высокой точностью величины:

Существующие измерительные комплексы позволяют измерять действующие значения электрических величин и фазные сдвиги между ними практически с любой заданной точностью. Однако при поочередных измерениях величин высокая точность каждого измерения мало что дает, поскольку сами измеряемые величины не стабильны.

Так как для целей определения реактивных сопротивлений важны не столько величины токов и напряжений, сколько соотношения между ними, проблема с их нестабильностью решена одномоментной регистрацией необходимых параметров, осуществляемой процессором. Это обеспечивает точность вычисляемых величин, сопоставимую с точностью единичного измерения.

Таким образом, предлагаемый способ, в отличие от прототипа, обеспечивает повышение достоверности определения реактивных сопротивлений рассеяния для каждой обмотки в отдельности.

Эффективность предлагаемого способа обусловливается его точностью.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения реактивных сопротивлений рассеяния трансформатора. Технический результат: обеспечение возможности экспериментального определения реактивных сопротивлений рассеяния для каждой обмотки в отдельности. Сущность: измеряют активное сопротивление первичной обмотки r_1. При холостом ходе измеряют величину питающего напряжения величину тока в первичной обмотке. Определяют напряжение на вторичной обмотке, приведенное к первичной обмотке. Определяют комплексное сопротивление первичной обмотки по формуле а реактивное - по формуле . Проводят обращенный опыт холостого хода и определяют комплексное сопротивление вторичной обмотки, приведенное к первичной обмотке, по формуле где - напряжение на вторичной обмотке, приведенное к первичной обмотке, - напряжение на первичной обмотке, - ток во вторичной обмотке, приведенный к первичной обмотке. Определяют реактивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки, приведенное к первичной обмотке. 1 ил., 1 пр.

Способ определения реактивных сопротивлений рассеяния трансформатора по отдельности, состоящий в том, что определяют значения напряжений на обмотках трансформатора и токов в них, отличающийся тем, что измеряют активное сопротивление первичной обмотки r₁ при холостом ходе, измеряют величину питающего напряжения величину тока в первичной обмотке и определяют напряжение на вторичной обмотке, приведенное к первичной обмотке, при этом комплексное сопротивление первичной обмотки определяют по формуле а реактивное - по формуле проводят обращенный опыт холостого хода и определяют комплексное сопротивление вторичной обмотки, приведенное к первичной обмотке, по формуле где - напряжение на вторичной обмотке, приведенное к первичной обмотке, - напряжение на первичной обмотке, - ток во вторичной обмотке, приведенный к первичной обмотке, и определяют реактивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки, приведенное к первичной обмотке.