УСТРОЙСТВО для НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ состояния Советский патент 1973 года по МПК G01R27/18 

1

Известные устройства для непрерывного контроля состояния изоляции трехфазного высоковольтного оборудования над рабочим напряжением путем измерения та:нгенса угла потерь и емкости не обеспечивают надежный контроль, так как реальные сети имеют некоторую несимметрию фазных напряжений и несинусоидальность их формы, другие помехи могут быть вызваны токами влияния со стороны шнн и токоведущих частей контролируемого оборудования, находящегося под напряжением и т. д.

Для повышения надежности контроля в описываемом устройстве применен трехфазный трехобмоточный трансформатор, первичная обмотка которого соединена, в треугольншс, одна из вторичных обмоток, соединенная в звезду, подключена непосредственно к измерителю, а две фазы другой вторичной обмотки, соединенные между собой одноименными выводами, и третья фаза этой же обмотки подсоединены к измерителю через фазорегуляторы.

На фиг. 1 изображена принципиальная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - векторные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Между измерительными выводами 1 объекта и землей включены регулируемые шунтирующие сопротивления 2. К указанным измерительным выводам подсоединены фазы первичной обмотки трансформатора 3, соединенной в треугольник. Одна из его вторичных обмоток разделена на две части, одна из которых 4 состоит нз Двух фаз, соединенных между собой одноименными выводами, а другая часть 5 - из одной фазы, коэффициент трансформации которой должен быть в Y 3 раз больше коэффициентов трансформаций каждой нз фаз части 4. Обе эти части подсоединены к

фазочувствительному измерителю 6 через фазорегуляторы 7. Другая вторичная обмотка 5 собрана в звезду и подключена непосредственно к измерителю, к которому подключено пороговое устройство - сигнализатор 9.

По этим шунтирующим сопротивлениям протекают емкостные токн отдельных фаз, создавая на них падение напряжения.

Напряжения менаду измерительными выводами IJab, Ubc и Uca представляют собой систему линейных (междуфазных) падений напряжения. При равенстве по абсолютной велмчкне фазных падений напряжения (Ja, ъ и LJc з линейных падениях напряжения .полностью отсутствует третья II кратные ей гармоники, а также в значительной степени подавлены остальные высшие гармоники.

С по.мощью шунтирующих сопротивлений 2 преобразовательного блока н фазорегуляторов 7 может быть достигнута полная балансировка блока сравнения и напряжение на его выходе будет равно нулю. При отсутствии дефекта В контролируемом объекте и сбалансированном устройстве на шунтирующих солротивлениях возникает звезда фазных падений напряжения Ua, f/b и L/C, а между измерительными выводами а, Ь, с к на первичной обмотке трансформатора - треугольник линейных падений напряжения Оаь, (Jbc и f/ca- При этом на выходе сигнальной части 5 обмотки напряжение равно 1 - K(U,-U, (О,, + UJ, а на выходе соединенных между ообой одноименными выводами фаз и, К. (и,, - и,,} к. (О, - (JJ + + 2 (и,-и,), где /С - коэффициент трансформации фаз части 5 обмотки, а К.-коэффициент трансформации фаз части 4 обмотки. Поскольку необходимо условие, чтобы 1/3 , целесообразно принять /Ci 1, тогда Uca УЗ, а L/ьс - Оаь. Из векторной диаграммы следует, что фазы Ui и Оа отличаются на угол а модули равны. Для балансировки вь1ходнь1Х адпей блока сравнения напряжения Ui и 1/2 должны быть совмещены по фазе. Это достигается с помощью фазорегуляторов 7. Один на вариантов совмещения может быть получен поворотом вектора U/ на угол - и поворотом вектора t/a на угол - . При этом получают два век6тора напряжений й, Уг-и,-е ,й (й,,-и,}-е которые имеют место на выходе соответствующих фазорегуляторов. Выходы фазорегуляторов включены по балансной схеме. Палряжение на выходе этой схемы + 2f/,-e + Ш 0 + 2f/,-e йа + иь + ис. Таким образом, система исходных фазных векторов IJa, Ub и Uc на выходе блока сравнения трансформируется в трехфазную систему векторов Ua, Ub и Uc, лишенных третьей и высших гармоник. Из анализа векторных диаграмм следует, что напряжение Ua совпадает по фазе с падением напряжения Uca, Ub - с падением напряжения Ubc, а Uc - с ладением напряжения Uab- При ухудшении изоляции одной из фаз (например фазы Л) изменится величина ее проводимости на АУа. в связи с этим ток фазы изменится на Д/а АКа-С/о, соответственно величина .падения напряжения на щунтирующем сопротивлении 2 фазы А - на At/a А/а-2. Последнее приведет к появлению напряжения Аб на выходе балансной схемы блока сравнения. При этом фаза АС/а относительно Ua будет такой же, как и фаза At/ относительно Ua. Измерение фазы и величины At/ и, следовательно, фазы и величины At/a может быть измерено фазочувствительным измерителем, если на него подать онорное напряжение. Таким опорным напряжением может являться линейное ладение напряжения на шунтирующем сопротивлении, так как величина его и фаза в случае появления дефекта в изоляции меняются мало. Например, при появлении At/a относительное изменение It/asl составит р 1А. а фаза изменится на Аф Поэтому относительная погрешность измерения фазы и величины Af/a Опорное нане превысит величины пряжение подается на измеритель с помощью дополнительной вторичной обмотки 8 трансформатора, соединенной в звезду, напряжения на выходе которой (относительно нулевой точки звезды) пропорциональны йаЬ, Ьс и Uca. с помощью измерителя и опорных напряжений можно установить поврежденную фазу и измерить отдельно, на какую .величину изменились емкость и тангенс угла диэлектрических 1потерь изоляции. Появивщееся напряжение А(7 на выходе балансной схемы блока сравнения используется также для подачи сигнала о дефекте в изоляции объекта. При этом сигнализатор 9 дает сигнал. Предмет изобретения Устройство для непрерывного контроля состояния изоляции трехфазного высоковольтного оборудования под рабочим напряжением, содержащее трансформатор .и измеритель, вход которого соединен с указанным трансформатором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, применен трехфазный трехобмоточный трансформатор, первичная обмотка которого соединена в треугольник, одна из вторичных, соединенная в звезду, подключена непосредственно к измерителю, а две фазы другой вторичной обмотки, соединенные между собой одноименными выводами, и третья фаза этой же обмотки подсоединены к указанному измерителю через фазорегуляторы.

Фиг

H-Uca-t