Способ выявления неисправностей нелинейного электромагнитного аппарата с разветвленным магнитопроводом Советский патент 1987 года по МПК G01R31/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано для безразборной диагностике неисправностей электромагнитных аппаратов (трансформаторов, дросселей и т.п.).

Цель изобретения - повышение чувствительности диагностики путем измерения дополнительного параметра - коэффициентов гармоник напряжений в фазных обмотках аппарата.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Производили измерение параметров холостого хода трехфазного трансформатора при питании его от одно- и трехфазного источника. Сначала питание быпо подано на обмотку среднего стержня (на фазу В), а повреждения создавали на крайнем стержне (фазы А). При однофазном питании измеряли действующие значения и коэффициенты гармоник напряжения во всех фазах, а также потери мощности холос того хода. При трехфазном питании измеряли потери мощности.

Результаты измерений приведены в табл.1,

В табл.1 приведены также результаты расчета изменения коэффициента гармоник напряжения в обмотках стержней. Расчет произведен по выражению

5к

к

где

ГЦ Кр

Sk

&Ш JSltLC . , QQ 1 гиср

ги КР

к

гикр гиср

относительное изменение коэффициента гармоник напряжения в обмотке крайнего стержня, %J значения коэффициентов гармоник напряжения в обмотках крайнего, и среднего стержней.

Из табл. 1 следует, что мелкие дефекты в магнитопроводе (например, замыкание между собой листов стали до 40% от их общего количества в стержне полосой в 5 - 8 см) вызьгоа- ют изменение только коэф(Ъициента гармоник напряжения в обмотках крайних стержней (все другие измеряемые параметры начинают изменяться при замыкании более 40% листов стали в стержне). Это обусловливает высокую чувствительность способа диагностики по коэффициенту гармоник напряжения:

,

310752

1%

10

f5

20

25

замкнутых листов стали крайнего стержня вызывает увеличение коэффициента гармоник напряжения в обмотке этого стержня на 1,67%, а в обмотке неповрежденного стержня - на 3%.

Крупные повреждения (замыкания более 50% листов стали в стержне или короткое замыкание витков обмотки) в крайнем стержне выявляются при питании обмотки на среднем стержне (фазы В). В обмотке поврежденного стержня (фазы А в указанном примере) действующее значение напряжения ниже, чем в обмотке неповрежденного стержня (фазы С), а коэффициент гармоник напряжения фазы А имеет большую величину, чем фазы С.

.Затем была запитана обмотка на крайнем стержне (фазы А), а повреждения создавали в среднем стержне. Результаты измерения параметров холостого хода в этом-случае приведены в табл.2,

В табл,2 изменение коэффициента гармоник н 1пряжения в обмотках рред- него и крайнего стержней определяли по отношению к результатам измерения при исправном состоянии

fj К . .

- ГИтт

гии

100%,

где Кр| , ,j - значения коэффициентов гармоник напряжения в обмотке какого-либо стержня при неисправном и исправном состояниях ,

Из табл,2 следует, что возникновение дефектов (например, замыкание до 50% листов стали и т.п.) в среднем стержне вызывает уменьшение коэффициента гармоник напряже- ния в обмотке этого стержня, а в обмотке крайнего стержня (незапитан- .кого) этот коэффициент увеличивается. Все остальные параметры (ток, потери, действующее значение напря- жения в обмотках разных фаз) остаются практически неизменными.

Дальнейшее развитие дефекта в магнитопроводе вызьгоает уменьшение действующего значения и коэффициента гармоник напряжения в обмотке среднего стержня. При замыкании витков в обмотке среднего стержня напряжение в этой обмотке снижается еще больше, а коэффициент гармоник нэп

3 1

ряжения возрастает. В обмотке крайнего стержня и действующее значение и коэффициент гармоник напряжения с развитием дефекта увеличиваются.

При исправном состоянии коэффициент гармоник напряжения в обмотке крайнего стержня в 1,5 раза превышает значение коэффициента гармоник питающего напряжения. Возникновение дефектов в среднем стержне приводит к увеличению коэффициента гармоник напряжения в обмотке крайнего стержня: 1% замкнутых листов стали вызывает увеличение коэффициента гармоник на 0,9%-(по отношению к значению этого коэффициента при исправно состоянии), а по отношению к коэффициенту гармоник питающего напряжения данное увеличение возрастает в 1,5 раза.

В табл.2 не показаны потери мощности при трехфазном питании и дефе

тах в среднем стержне, так

как величина этих потерь совпадает со значениями, приведенными в табл.1.

Предлагаемый способ безразборной диагностики неисправностей нелинейных электромагнитных аппаратов ха- ,рактеризуется высокой чувствительностью и позволяет выявлять мелкие

зарождающиеся дефекты, определять место и характер дефекта, контролировать скорость его развития,

5 Формула изобретения

Способ выявления неисправностей нелинейного электромагнитного аппарата, с разветвленным магнитопроводом, согласно которому поочередно воздействуют переменным напряжением на фазные обмотки аппарата, измеряют действующие значения напряжений на остальных ненагруженных обмотках и по изменению измеренных величин судят о наличии и месте дефекта, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности диагнос

тики, дополнительно измеряют коэффициенты гармоник напряжений в фазных обмотках аппарата, сравнивают измеренные значения коэффициентов гармоник и действующих значений напряжений и по уменьшению коэффициента гармоник и действующего значения напряжения в обмотке определяют дефектную часть магнитопровода, а по увеличению коэффициента гармоник и уменьшению действующего значения напряжения в обмотке определяют обмотку с короткозамкнутыми витками.

nJi sjIS

t;

Ю

(d

H

nj

Я

s ti ю «

ES

a с

«

njct

D.о

оя

t-с

tda

2U

&о

оь

€к

ок.

жU

соп)

р.X

0)

ож

ёI

ж0)

mн

п)о

«

;S

4)О)

о.к

cfl

rtо,

яь; о

Xп

ж о (-, о

t-Еио

о2

с;ю

оо X

S

SS

о.ж

6-(О

а)еSS

S

nJ

e

Способ выявления неисправностей нелинейного электромагнитного аппарата с разветвленным магнитопроводом осуществляют следующим образом: производят измерение параметров холостого хода трехфазного трансформатора при питании его от одно- и трехфазного источника, подавая питание на обмотку среднего стержня, а повреждение создавая на крайнем стержне.При однофазном питании измеряют действующие значения и коэффициенты гармоник .напряжения (КГН) во всех фазах, а также потери мощности холостого хода. При трехфазном питании измеряют потери мощности. Производят расчет КГН в обмотках стержней и по его увеличению и уменьшению действующего значения напряжения в обмотке определяют обмотку с короткозамкнутыми витками. Способ повышает чувствительность диагностики за счет измерения дополнительного параметра - КГН в фазных обмотках аппарата. 2 табл. I (Л СЛ