Счетчик износа витковой изоляции трансформатора Советский патент 1985 года по МПК G01R11/00 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам контроля режимов работы силовых Трансформаторов. Известно устройство для измерения ресурса работы силового трансформатора, содержащее датчик температуры масла, функциональные преобразователи температуры и тока, счет чик электроэнергии f 1Д . Недостатками данного устройства являютсяневозможность измерения износа изоляции в широком диапазоне температур, невысокая точность функциональных преобразователей. Наиболее близким к изобретению является счетчик износа витковой изоляции трансформатора, содержащий датчик температуры масла, подключенный через функциональный преобразователь температуры в напряжение к первому входу сумматора напряжений, функциональный преобразователь тока в напряжение, подключенный к второму входу сумматора напряжения, выход которого соединен с входом бло ка пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора напряжений, программный блок, функциональный преобразователь напряжения во временные интервалы, генератор импульсов, делитель, счетчики импульсов, автоматический переключатель диапазонов 23. Недостатками известного счетчика износа изоляции являются невысокая точность измерения из-за больших пауз между периодическими опросами функциональных преобразователей температуры и тока, сложность уЬтройства из-за наличия программного блока трех счетчиков импульсов, сложность получения выходной информации, так как показания трех счетчиков импульсов требуют дополнительной математической обработки. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности изме ения. Поставленная цель достигается тем, что в счетчике износа витковой изоляции трансформатора, содержащем датчик температуры масла, подключенный через функциональный преобразователь температуры в напряжение к первому входу сумматора напряжений, функциональный преобразователь тока в напряжение, подключенный к второму ВХОДУ сумматора напряжений, выход которого соединен с входом блока пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора напряжений, генератор импульсов, делитель и счетчик импульсов , генератор импульсов и делитель вьшолнены управляемыми и их управляющие Bxojjfsi соединены с вторым и третьим выходами блока пороговых органов, выход генератора импульсов соеярннен с входом делителя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов. На фиг, I представлена структурная схема счетчика износа витковой изоляции трайсформатора на фиг. характеристики работы счетчика. Счетчик износа витковой изоляции трансформатора содержит датчик 1 температуры масла, выход которого соединен с входом функционального преобразователя 2 температуры в напряжение, соединенного с первым входом сумматора 3 напряжений, к второму входу которого подключен функциональный преобразователь 4 тока в нанапршкение. Выход сумматора 3 тчапряжений соединен с входом блока 5 пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора 3 напряжений, второй выход - с управляю1цим входом генератора 6 импульсов, а третий выход с управляющим входом делителя 7. Выход генератора 6 импульсов соединен с входом делителя 7, к выходу которого подключен счетчик 8 импульсов . Датчик I, Преобразователь 2, сумматор 3, преобразователь 4, блок 5 и счетчик 8 выполнены аналогично соответствующим блокам известного устройства. Генератор 6 импульсов может быть выполнен в виде несимметричного мультивибратора с Секционированным времязадающим резистором, замыканием и разкшканием секций которого можно изменять частоту генерации. Делитель 7 может быть выполнен в виде асинхронного двоичного счетчика, которьй с помощью управляемых ключей может изменять количество триггеров, участвующих в делении входной частоты. Линия 9 (фиг. 2) представляет собой зависимость относительного износа изоляции от температуры иэоляции обмоток согласно 6-градусному закону, реализованному в устройстве В полулогари4 1ическом Н:асштабе данная зависимость является прямой линией. Ступенчатые линии 10 и I представляют собой зависимости частоты следования имйульсов на вьосод генератора 6 от температуры изоляции при повышении и понижении температуры соответственно. Описание работы устройства и линий 10 к 11 (фиг. 2) для простоты изложения дано при конкретных параметрах: рабочий диапазон температур обмоток контролируемого трансформатора 77-146°С и разбит на двадцать четыре ступени по ЗГс, ступени объединены по шесть в очереди, т.е. им ется четыре очереди. Блок 5 пороговых органов состоит из семи пороговых злементов (ПЭ), первые шесть из которых своими уровнями срабатывания образуют ступенчатую линию 10 в пределах одной очереди, а седьмой пороговьй элемент переключает очереди. Уровни возврата первых шести ПЭ образуют ступенчатую линию П. Таким образом, пороговые элементы блока 5 используются многократно. Счетчик износа витковой изоляции трансформатора работает следующим образом. Измерение температуры витковой изоляции трансформатора производится косвенно путем формирования датчиком 1, преобразователем 2, сумматором 3 и преобразователем 4 напряжеиия Uog, пропорционального . .Напряжение 1% поступает в блок 5 пороговых органов.. При достижении напряжением и... уровня срабатывания первого порогового элемента, соотве ствуюцего температуре обмотки , происходит замыкание цепи питания генератора 6 импульсов и на его выходе появляются импульсы частотой 1,26 кГц. Эти импульсы поступают в делитель 7, при переполнения которо го импульс на выходе регистрируется счетчиком 8 импульсов. Коэффициент деления делителя 7 (5, 1240 ) и частота генератора 6 импульсов вы браны таким образом, что счетчик 8 импульсов показывает израсходованны ресурс витковой изоляции трансформа тора. При росте бое ДО величины 80 С частота остается постоянной. При достижении 0 величины напряжение на входе блока 5 достигает напряжения срабатывания второго порогового элемента, который срабатывает и переключает генератор импульсов на частоту, в VT раз большую предыдущей, т.е. 1,78 кГц. Делитель 7 наполняется в быстрее. Таким обрааом, прирост температфы на (от 77 до ),чему соответствует гфирост относительного износа (Л в ,и раз, вызывает прирост частоты в . В результате обеспечена пропорциональность частоты относительному износуо( . Дальнейшее увеличение бое через каакдае 3°С вызывает поочередное срабатыванне соответств тощих ПЭ и увеличение частоты в V2 раз: при срабатывает третий ПЭ, при 86°С - четвертый ПЭ, при 89С - пятый ПЭ и при 92°С - шестой ПЭ. При 95°С срабатывает седьмой ПЭ, который производит переключения в сумматоре 3 напряжений и делителе 7, при этом устройство блокируется в новом состоянии. В результате на выходе сумматора 3 напряжение скачком уменьшается на величину, соответствующую изменению температуры работы первой очереди (6 ступеней по 3), т.е. 18с. Коэффициент деления делителя 7 уменьшается в 8 раз. Элементы блока 5 (со второго по седьмой ПЭ) выключаются, первый ПЭ остается в сработавшем положении. Дальнейшее увеличение Э вызывает поочередное срабатывание с второго по шестой ПЭ и соответствующее увеличение частоты импульсов. При Q равном 113 С, повторно срабатьтает седьмой ПЭ и выполняет переключения в сумматоре 3, блоке 5 и делителе 7 для использования с первого по шестой пороговых элементов в качестве 3-й очереди блока 5. Процесс переключения ступеней и очередей блока 5 происходит до достижения верхнего предела рабочего диапазона счетчика износа 46°С.. Если ,в 146С, то износ регистрируется как «при . При уменьшении температуры изолйfttt сбмоток изменение частоты проис одит в обратной последовательности (переключение ПЭ, очередей блока 5, уровней напряжения в сумматоре 3 и коэффициента деления делителя 7). Пороговые элементы ПЭ, как правило, имеют определенный коэффициент возврата в напряжение воэврата несколько ниже напряжения срабатывания. С целью уменьшения погрешности иэмереиия износа уровни срабаты вания ПЭ выбираются с учетом коэффициента возврата так, чтобы отрицательная погрешность при росте температуры компенсировалась положительной погрешностью при снижении температуры (,фиг. 2, отличие ступенчатых линий 10 и 11 от линии 9). Такую компенсацию позволяет вьтолнять как интегральный хдрактер измеряемого износа изоляции, так и циклическое изменение температуры - в течение суток прирост и снижение температур равны. Таким образом, в предложенном устройстве реализуется 6-градусный закон износа изоляции: 1 . 9 06 . t J м - ном . U- ., , 1- , тт - /V JfcTt , где L и f - относительный износ изоляции трансформатор и соответствующая ему частота следования импульсов;®п(л номинальная температур обмотки трансформатора при которой , и соответствукщее ей напряжение на выходе сум матора напряжений; G и С - коэффициент 6-градусно го закона износа изоля ции и соответствукидий ему коэффициеит деления в делителе; Н .и W - израсходованный ресурс изоляции и соответству ющее ему число импульсов за контролируемый период эксплуатации Т. Предлагаемое устройство по срав- нению с известным обеспечивает следующие преимущества: реализация предлагаемого устройства проще известного. Это обусловливается тем, что относительный износ изоляции, изменяющийся в очень широких пределах, например в 8000 раз в предлагаемом устройстве моделируется дискретной величиной Счастотой следования импульсов), а в известном устройстве - непрерывной величиной (длительностью временных интервалов) . Обеспечение такой кратности изменения частоты следования импульсов возможно, а интервалов времени - нет; износ изоляции в предлагаемом . устройстве определяется непосредственно показанием единственного счетчика импульсов, в известном устройстве приходится математически обрабатывать показания трех счетчиков импульсов; непрерывный контроль износа в предлагаемом устройстве повьштает точность измерения в сравнении с циклическим контролем (опрос-па-гза) примененным в известном устройстве. Так, точность измерения по сравнению с известным увеличилась на 5% (погрешность устройства УРИТ равна 15%, предлагаемого счетчика 10%). Положительный эффект данного устройства заключается в упрощении его схемы и повышении точности измерения износа. Народно-хозяйственное значение устройства, отличающегося простотой и точностью измерения, в сравнении с базовым объектом заключается в возможности широкого применения на практике контроля загрузки трансформаторов по основному критерию - износу витковой изоляции с непрерывным учетом фактических условий работы. Экономическая эффективность применения предлагаемого счетчика износа основывается на лучшем использовании трансформаторного парка при одновремешюй защите, трансформаторов от систематических перегрузок.

СЧЕТЧИК ИЗНОСА ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРА, содержащий Н tl, датчик температуры масла, подключенный через функциональный преобразователь температуры в напряжение к первому входу сумматора напряжений, функциональный преобразователь тока в напряжение, подключенный к. второму входу сумматора напряжений, выход которого соединен с входом блока пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим, входом сумматора напряжений, генератор импульсов, делитель и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повьшения точности измерения, генератор импульсов и делитель выполнены управляемыми и их управляющие (Л входы соединены с вторьм и третьим выходами блока пороговых органов, выход генератора импульсов соединен с входом делителя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов. сд к| « Ф СП