Счетчик износа витковой изоляции трансформатора Советский патент 1986 года по МПК G01R11/00 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в устройствах контроля работы силовых трансформаторов. Цель изобретения - упрощение устройства за счет исключения блока пороговых органов и повышение то ности измерения за счет учета в пос ледующих циклах измерения числа им пульсов, накопленных делителем в ка дом текущем цикле измерения. На фиг. 1 представлена схем счетчика износа витковой изоляци трансформатора; на фиг. 2 график зависимости относительного износа витковой изоляции от тем пературы; на фиг. 3 - график зависимости частоты генератора импульсов от температуры витковой изо ляции; на фиг. 4 - временная диаграмма работы распределителя импульсов многофазного тактового генератора. Устройство содержит датчик 1 тем пературы масла, выход которого соединен с входом функционального прео разователя 2 температуры в напряжение, соединенного с первым входом сумматора 3 напряжений, к входу которого подключен функционал ный преобразователь 4 тока в напряж ние . Выход сумматора 3 напряжен:ий соединен с управляющим входом управ ляемого генератора 5 импульсов, выход генератора 5 импульсов подк.гпочен к ключу 6, выход ключа 6 подключен к делителю 7, делитель 7 подключен к второму счетчику 8 импульсов , выходы разрядов счетчика 8 импульсов соединены с соответствующими входами дешифратора 9.Выходы дешифратора 9 соединены с входами п-разрядного суммирующего регистра 10, к выходу старшего разряда суммирующего tрегистра 10 подключен первьй (механический) счетчик 11 им пульсов. Первьй выход распределителя 12 импульсов подключен к управ ляющему входу ключа 6, второй выход - к стробирующему входу дешифр тору 9, а третий - к входу установ ки нуля счетчика 8 импульсов. Генератор 5 импульсов может быт выполнен в виде линейного преобразователя напряжение - , клю 6 - в виде логического элемента 2Н-НЕ, делитель 7 - в виде аринхрон7ого двоичного счетчика, счетчик о мпульсов в виде двоичнодесятичного четчика, п-разрядный суммирующий егистр 10 - в виде последовательно соединенных D-триггеров, распределитель 12 импульсов - в виде многофазого тактового .генератора. Линия 13 (фиг. 2) представляет собой зависимость относительного износа изоляции от температуры изоляции обмоток согласно 6-градусному закону, реализованному в изобретении. В полулогарифмическом масштабе данная зависимость является 17рямой линией. Линия 14 (фиг., 3) представляет собой зависимость частоты управляемого генератора импульсов от температуры витковой изоляции обмоток. Счётчик износа витковой изоляции трансформатора работает следующим образом. Рабочий диапазон температур обмоток контролируемого трансформатора 56-140 С. Измерение температуры витковой изоляции трансформатора проводится кпсвенно путем формирования датчиком 1 и преобразователем 2 напряжения и, пропорционального температуре масла V , преобразователем 4 напряжения U , пропорционального превышению температуры обмотки по сравнению с температурой масла . Напряжения и и Uj суммируются сум-, матором 3, на выходе которого образуется напряжение Uj,g , пропорциональное температуре витковой изоляции обмотки Vog . Напряжение Upg поступает на управляющий вход генератора 5 импульсов.Параметры генератора 5 импульсов выбраны таким образом, что при температуре обмотки на выходе генератора 5 импульсов частота импульсов равна 3 кГц, а при температуре обмоток 140С 45 кГц. Импульсы через управляемый ключ 6 поступают на делитель 7.Время открытого состояния ключа 6, частота открывания ключа 6, коэффициент деления делителя 7, количество разрядов суммирующего регистра 10 выбраны таким образом, что механический счетчик 11 импульсов показывает израсходованный ресурс витковой изоляций трансформатора в часах. Распределители 12 импульсов через определенные периоды времени (время опроса ) на время контроля t, равное 1 с) открывает ключ 6, Импульсы с выхода генератора 5 иМпульсов через открытый ключ 6 поступают на делитель 7. Коэффициент деления К делителя 7 равен 3000. При темпера.туре обмотки 140°С с выхода ген ратора 5 импульсов через открытый ключ 6 в течение времени с на делителе- 7 поступает 45000 импульсов. При этом количестве импульсов :, - f..:450 на выходе делителя 7 равно п ----- К JU Отсюда п 15. С выхода делителя 7 импульсы поступают на счетчик 8 импульсов. К выходам счетчика 8 импульсов подключен дешифратор .. ..С. выхода распределителя 12 импульсов после окон чания подсчета импульсов в счетчике 8на стробирующий вход дешифратора 9подается импульс разрешения дешиф рации и информация записывается в 15-й разряд (10.15) суммирующего регистра 10. С выхода 15-го разряда информация выводится на выход регистра 10. На выход регистра 10 выводится также импульс переполнения регистра 10 в виде одиночного импульса, который поступает на механический счетчик II импульсов. При температуре обмотки V 140°С относительный износ изоляции . Это означает, что для того, чтобы показания механического счетчика 11 импульсов соответствовали отжитому сроку службы витковой изоляции, за 1 ч на счетчик I1 необходимо подать 128 импульсов. Это обеспечивается цикличностью работы распределителя 12 импульсов. Период , через который следуют фазосдвинутые управ3600ляющие импульсы, равен L 28,125 с. После дешифрации с выхода распре делителя 12 импульсов, на счетчик 8 импульсов подается импульс Гашение числа импульсов, подсчитанньк в счет чике 8, и устройство готово к новому циклу измерения. Работу п-разрядного суммирующего регистра 10 удобно рассмотреть при температуре обмотки 134 С, Часто та генератора 5 импульсов при этом равна 42 кГц. На делитель 7 через открытый ключ в течение периода опро са поступают 42000 импульсов, на выходе делителя 7 число импульсов равно 14, эти импульсы поступают на счетчик 8. После дешифрации информа ция записывается в 14-й разряд (10.14) суммирующего регистра 10. Вследствие того, что п-разрядный суммирующий регистр 10 выполнен в виде последовательно соединенных Dтриггеров, при (.ДПР 28,125 с наполнение суммирующего регистра 10 произойдет через каждые 56,25 с. и на счетчик 11 при этом за I ч работы устройства поступит 64 импульса. Согласно шестиградусному закону при относительный износ изоляции равен . При понижении температуры еще на 6 С информация будет записываться в 13-й разряд (10,13) суммирзтощего регистра 10. При дальнейшем понижении температуры на каждые информация будет записываться в более младшие разряды суммирующего регистра 10. При значениях температуры . V не кратных 6°С количество импульсов, поступающих на делитель 7, делится с остатком. Целое количество импульсов с выхода делителя 7 поступает на счетчик 8, а остаток сохраняется в делителе 7 и при новом цикле измереНИИ суммируется с новым количеством импульсов. В результате общая погрешность измерения не пренышает 5% и характеристика (V,g-) счетчика износа практически совпадает с теоретической (линия 13 на -фиг. 2). Формула изобретения Счетчик износа витковой изоляции трансформатора, содержащий датчик температуры масла, функциональный преобразователь температуры в напряение, функциональный преобразователь тока в напряжение, сумматор напряжений, управляемый генератор импульсов , делитель и первый счетчик импульсов, выход датчика температуры масла соединен с входом функционального преобразователя температуры в напряжение, выход которого соединен с первым входом сумматора напряжений, второй вход которого соединен с выходом функционального преобразователя тока в напряжение, отличающийся тем, что, с елью упрощения устройства и повыения точности измерения, в него ведены второй счетчик импульсов, ешифратор, суммирующий регистр, ключ и распределитель импульсов, выход сумматора напряжений соединен с управляющим входом управляемого генератора импульсов, выход которого .соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с первым выходом распределителя импул сов, а выход -Ч; входом делителя, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, вход установки нуля которого соеШ

юо

50

Ю S

rj.

f 0.5

0.1 0,05

0,01

SS

56

го 40 so 80 т т тс

(9.Z 976 динен с третьим выходом распредели теля импульсов, а выходы разрядов второго счетчика импульсов соединены с соответствующими входами дешифратора, стробирующий вход которого соединен с вторым выходом распределителя импульсов, а выходы с соответствующими входами разрядов суммирующего регистра, выход старшего разряда которого соединен с входом первого счетчика импульсов.