Способ определения сопротивления короткого замыкания силового трансформатора Советский патент 1992 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к контролю технического состояния силовых трансформаторов (автотрансформаторов), и может быть использовано при диагностировании оборудования установок высокого и сверхвысокого напряжения.

Известен способ диагностирования состояния обмоток силовых трансформаторов, при котором контролируется изменение геометрических параметров обмотки путем измерения сопротивления короткого замыкания трансформатора. Таким

способом выявляются дефекты, вызванные ослаблением прессовки обмоток или воздействиями токов короткого замыкания.

Недостатком такого способа измерения является необходимость отключения трансформатора от сети и вызываемый этим не- доотпуск энергии потребителю.

Известен также способ измерения сопротивления короткого замыкания трансформатора при рабочем напряжения путем измерения напряжений на первичной и вторичной обмотках, тока в одной из обмоток и частоты напряжения сети с последующим

1

о.

Сл) 00 Ю

вычислением по измеренным значениям указанных параметров сопротивления короткого замыкания.

Недостатком этого способа измерения является низкая точность результатов из-за дополнительных погрешностей, вносимых токами холостого хода контролируемого и измерительных трансформаторов, что не позволяет выявить на ранней стадии развития дефекты, приводящие к аварийным от- казам трансформаторов.

Упомянутый способ измерений при рабочем напряжении является наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению.

Целью изобретения является повышение точности измерения сопротивления короткого замыкания трансформатора без отключения его от сети.

Согласно изобретению измерительные выводы высоковольтных вводов первичной и вторичной обмоток силового трансформатора соединяют с общим выводом через соответствующие сопротивления, изменяя эти сопротивления в режиме холостого хода трансформатора добиваются нулевой разности напряжений между измерительными выводами, а в режиме нагрузки измеряют напряжение между указанными выводами, ток нагрузки и частоту сети. Сопротивление короткого замыкания рассчитывается по этим данным.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее предложенный способ.

Измерительная схема 1 с вольтметром 2 и с сопротивлениями 3 и 4 подключена к измерительным выводам высоковольтных вводов 5 первичной и вторичной обмоток трансформатора б, который выключателями 7 и 8 присоединяется к соответствующим шинам распределительного устройства 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

Включается выключатель 7 и изменени- ем параметров сопротивлений 3 и 4 производится выравнивание напряжений до получения нулевых показателей вольтметра 2. Таким образом, исключается погрешность от тока холостого хода трансформато- ра. Затем включается второй выключатель и производится измерение напряжения вольтметром 2. Одновременно производится измерение тока нагрузки трансформатора и частоты сети. По полученным данным определяется контролируемая величина - сопротивление короткого замыкания транс- Форматора.

Выравнивание напряжений при включении одной обмотки трансформатора (режим холостого хода) может проводиться только один раз при наладке системы контроля. В дальнейшем измеряется только напряжение между выводами, ибо изменение сопротивления короткого замыкания трансформатора вызывает изменение лишь этого напряжения.

Из схемы замещения (фиг.2) следует, что напряжение первичной обмотки трансформатора

Ul KU2 + iff +1и1, причем

1н1 - ixx

Следовательно

.ZK . JH2 ZK ZK

- +

2 К 2

ixx

2

Учтем, что

U,.

х lnaZk ,Zk + Ш Т

В схеме контроля (фиг.1) измеряется

U3 jo CiZ3Ui и U4 jw C2Z4J2. Из (1) следует

U3-U4-Ja CiZ3(ЈZi«+.. 1чг. ЈХх

+ - 4 ) + j a) CtZ3K U2 - j a) C2Z4U2,

При холостом ходе (Оз - U4)xx О и н2 откуда

j ш 02 CiZ3 & + k ) - C2Z 0.

J J

i Јxx

При нагрузке измеряется модуль напржения

AU IU3-U4l w CiZ3(ZK + -)

ixx

-«C,Z3(1+)

Из (2) следует

AU1

ZK

toCiZa 1+5 ТГ

4Zx7

Первый множитель соответствует действительному значению определяемого сопротивления короткого замыкания. Второй множитель связан с методической погрешностью метода контроля.

Оценим погрешность

1

пт

1 +

ZK

32x7

Примем наиболь ZK

UK 0.1Цн

-. UH UH

2хх т Шн-При этом

Knr -

1

- 0,1Ц..О,11н 1+2.5-10-3 1+-иГ ЩГ «0,9975.

Следовательно, наибольшая ожидаемая относительная погрешность метода не превышает 0,25%, ею можно пренебречь. Тогда

ди I

- -О ,

12н кх где Ксх -и постоянная, определяеZK

мая параметрами схемы после уравновешивания в режиме холостого хода.

Для приведения к номинальной частоте

-, WHOM

ZICHOM - -аГ Окончательная формула для расчета

AU (Ином К

ZKHOM-- - - Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения определяется уменьшением ущерба, ибо своевременное выявление дефекта и соответствующий ремонт позволяют предотвратить аварийное повреждение трансформатора и связанные с ним недоотпуск электроэнергии и необходимость восстановительного ремонта или замены всего трансформатора.

Формула изобретения Способ определения сопротивления короткого замыкания силового трансформатора, заключающийся в том, что на его

первичную обмотку подают сетевое напряжение, измеряют ток нагрузки вторичной обмотки и частоту сетевого напряжения, о т- личающийся тем. что, с целью повышения точности определения сопротивления

короткого замыкания силового трансформатора без отключения его от сети, измерительные выводы высоковольтных вводов первичной и вторичной обмоток силового трансформатора через соответствующие сопротивления соединяют с общим выводом, добиваются нулевой разности падений напряжений на указанных сопротивлениях в режиме холостого хода путем изменения величины соответствующего указанного сопротивления, измеряют разность падений напряжений на указанных сопротивлениях под нагрузкой, определяют сопротивление короткого замыкания по формуле

35

ZKHOM () (йЛшм/й/2) (K/ClZa),

5

0

где Ди - измеренная разность падений напряжений на указанных сопротивлениях под нагрузкой;

12н - ток нагрузки во вторичной обмотке силового трансформатора;

К - коэффициент трансформации силового трансформатора;

(а - угловая частота напряжения сети в момент измерения;

WHOM - номинальное значение угловой частоты сети;

Ci - емкость измерительного ввода первичной обмотки силового трансформатора;

Za - сопротивление, присоединенное к емкости измерительного ввода первичной обмотки силового трансформатора.

to

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля оборудования установок высокого напряжения без отключения его от сети, Целью изобретения является повышение точности измерения сопротивления короткого замыкания трансформатора без отключения его от сети. Способ заключается в том, что измерительные выводы первичной и вторичной обмоток силового трансформатора через соответствующие сопротивления (емкостные или индуктивные и т.д.) соединяют с общим выводом. В режиме холостого хода трансформатора путем изменения величины одного из указанных сопротивлений добиваются нулевой разности падений напряжений на указанных сопротивлениях. Затем под нагрузкой измеряют ток нагрузки во вторичной обмотке трансформатора и частоту сетевого напряжения, измеряют при этом разность падений напряжений на указанных сопротивлениях и по приведенной расчетной формуле определяют сопротивление короткого замыкания, по величине которого судят о состоянии оборудования (силового трансформатора). Изобретение повышает точность определения сопротивления короткого замыкания трансформатора без отключения его от сети и тем самым точность диагностирования оборудования, 2 ил. Ё