RU118481U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE ACCEPTABLE DURATION OF OVERLOADING AND MONITORING THE EFFICIENCY OF THE COOLING SYSTEM OF A POWER OIL TRANSFORMER - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING THE ACCEPTABLE DURATION OF OVERLOADING AND MONITORING THE EFFICIENCY OF THE COOLING SYSTEM OF A POWER OIL TRANSFORMER Download PDF

Info

Publication number
RU118481U1
RU118481U1 RU2012110381/07U RU2012110381U RU118481U1 RU 118481 U1 RU118481 U1 RU 118481U1 RU 2012110381/07 U RU2012110381/07 U RU 2012110381/07U RU 2012110381 U RU2012110381 U RU 2012110381U RU 118481 U1 RU118481 U1 RU 118481U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
oil
efficiency
overload
monitoring
Prior art date
Application number
RU2012110381/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Григорьевич Мордкович
Григорий Матвеевич Цфасман
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс")
Общество с ограниченной ответственностью "АСУ-ВЭИ" (ООО "АСУ-ВЭИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс"), Общество с ограниченной ответственностью "АСУ-ВЭИ" (ООО "АСУ-ВЭИ") filed Critical Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс")
Priority to RU2012110381/07U priority Critical patent/RU118481U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU118481U1 publication Critical patent/RU118481U1/en

Links

Landscapes

  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
  • Protection Of Transformers (AREA)

Abstract

Устройство для определения допустимой длительности перегрузки и контроля эффективности системы охлаждения силового маслонаполненного трансформатора, содержащее датчик тока трансформаторной обмотки, датчик температуры окружающей среды, датчик температуры верхних слоев масла, датчик влажности масла, датчик температуры масла в датчике влажности, аналого-цифровой преобразователь, к соответствующим входам которого подключены выходы указанных датчиков, и вычислительный блок, подключенный первым цифровым интерфейсом к выходу аналого-цифрового преобразователя и снабженный вторым и третьим цифровыми интерфейсами для связи с терминалом оператора и системой управления и мониторинга трансформатора соответственно, при этом вычислительный блок выполнен с возможностью приема по третьему цифровому интерфейсу информации о текущем и максимально располагаемом числе включенных охладителей, расчета с учетом принятой информации текущих значений коэффициента эффективности охладителей, прогнозного значения коэффициента эффективности охлаждения для режима перегрузки, прогнозного значения допустимой длительности перегрузки и передачи рассчитанных значений в систему управления и мониторинга трансформатора. A device for determining the permissible overload duration and monitoring the efficiency of the cooling system of a power oil-filled transformer, containing a transformer winding current sensor, an ambient temperature sensor, an upper oil layer temperature sensor, an oil moisture sensor, an oil temperature sensor in a moisture sensor, an analog-to-digital converter, to the corresponding the inputs of which are connected to the outputs of these sensors, and the computing unit, connected by the first digital interface to the output of the analog-to-digital converter and equipped with the second and third digital interfaces for communication with the operator's terminal and the transformer control and monitoring system, respectively, while the computing unit is configured to receive the third digital interface of information on the current and maximum available number of switched on coolers, calculation, taking into account the received information, of the current values of the efficiency coefficient of coolers, the predicted value of the cooling efficiency for the overload mode, the predicted value of the allowable overload duration and the transfer of the calculated values to the transformer control and monitoring system.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к электроэнергетике и может найти применение в автоматизированных системах управления и диагностики трансформаторного оборудования электрических подстанций.The utility model relates to the electric power industry and can find application in automated control systems and diagnostics of transformer equipment of electrical substations.

Уровень техникиState of the art

Силовые трансформаторы и автотрансформаторы с масляно-воздушным или масляно-водяным охлаждением являются одним из самых дорогостоящих видов электротехнического оборудования электрических подстанций. В таких трансформаторах активная часть (магнитопровод и обмотки, имеющие целлюлозно-бумажную изоляцию) погружена в изолирующую жидкость - трансформаторное масло. В результате естественной конвекции или принудительной циркуляции масло проходит через охлаждающие каналы в обмотках и магнитопроводе трансформатора, обеспечивая отвод тепла, выделяемого потерями в обмотках и магнитопроводе. Для безопасной работы трансформатора важно, чтобы температура обмотки в самом горячем месте (так называемая «наиболее нагретая точка», ННТ) не превышала допустимых значений. Силовые трансформаторы проектируются таким образом, чтобы при электрической нагрузке, не превышающей номинальной мощности трансформатора, температура ННТ была ниже предельно допустимой. В то же время, условия эксплуатации энергосистем требуют в некоторых случаях передавать через трансформатор мощность, превышающую номинальное значение. Величина и длительность допустимой перегрузки определяется текущим (исходным) тепловым состоянием трансформатора, причем зависимость допустимого времени перегрузки от коэффициента перегрузки каждой обмотки, текущей температуры масла и температуры окружающей среды является достаточно сложной и нелинейной. При этом желательно, чтобы диспетчер энергосистемы при управлении перетоками мощности в системе, особенно в нештатных ситуациях, имел информацию о том, насколько и на какое время каждый трансформатор может быть перегружен без увеличения риска его повреждения или недопустимого снижения срока службы. Предлагаемое устройство предназначено для получения и передачи оператору энергосистемы прогнозной информацией о допустимых в каждый момент времени уровнях перегрузки трансформатора и допустимом времени перегрузки в зависимости от ее величины. В случае нарушения допустимых по тепловому состоянию трансформатора условий устройство должно выдавать предупредительную или аварийную сигнализацию. Известны технические решения аналогичного назначения, например:Power transformers and autotransformers with oil-air or oil-water cooling are one of the most expensive types of electrical equipment of electrical substations. In such transformers, the active part (magnetic core and windings having pulp and paper insulation) is immersed in an insulating liquid - transformer oil. As a result of natural convection or forced circulation, the oil passes through the cooling channels in the windings and the magnetic circuit of the transformer, ensuring the removal of heat generated by losses in the windings and the magnetic circuit. For safe operation of the transformer, it is important that the temperature of the winding in the hottest place (the so-called "most heated point", NNT) does not exceed permissible values. Power transformers are designed in such a way that at an electric load not exceeding the rated power of the transformer, the temperature of the NNT is below the maximum permissible. At the same time, the operating conditions of power systems require in some cases to transmit power exceeding the nominal value through a transformer. The magnitude and duration of the permissible overload is determined by the current (initial) thermal state of the transformer, and the dependence of the permissible overload time on the overload coefficient of each winding, current oil temperature, and ambient temperature is quite complex and non-linear. At the same time, it is desirable that the power system dispatcher, when managing power flows in the system, especially in emergency situations, have information on how much and for how long each transformer can be overloaded without increasing the risk of damage or an unacceptable reduction in service life. The proposed device is intended for receiving and transmitting to the operator of the power system with predictive information about the transformer overload levels and the allowable overload time, acceptable at each moment of time, depending on its size. In case of violation of the conditions acceptable for the thermal state of the transformer, the device should issue a warning or alarm. Known technical solutions for a similar purpose, for example:

1. Патент RU 2242830, МПК H02H 7/04, H02H 6/00;1. Patent RU 2242830, IPC H02H 7/04, H02H 6/00;

2. Патент ЕР 1085534 В1, МПК H01F 27/12;2. Patent EP 1085534 B1, IPC H01F 27/12;

3. Патент US 4148086, US C1. 361/37, МПК H01H 37/0, H02H 7/00;3. Patent US 4148086, US C1. 361/37, IPC H01H 37/0, H02H 7/00;

4. Патент US 5225992, US C1. 364/483, МПК H02H 7/00;4. Patent US 5225992, US C1. 364/483, IPC H02H 7/00;

5. Патент US 6424266, US C1. 340/588, МПК G08B 17/00;5. Patent US 6424266, US C1. 340/588, IPC G08B 17/00;

6. Патент US 6727821 B2, US C1. 340/588, МПК G08B 17/00;6. Patent US 6727821 B2, US C1. 340/588, IPC G08B 17/00;

7. Патент US 6906630 B2, US C1. 340/646, МПК G08B 21/00;7. Patent US 6906630 B2, US C1. 340/646, IPC G08B 21/00;

8. Заявка RU 2010134228/28(048622), МПК G01R 31/02 (2006/01), решение о выдаче патента от 30.05.2011, публикация от 27.02.2012.8. Application RU 2010134228/28 (048622), IPC G01R 31/02 (2006/01), decision on the grant of a patent dated 05/30/2011, publication of 02/27/2012.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению (его прототипом) является техническое решение по заявке RU 2010134228/28(048622), публикация от 27.02.2012.Closest to the alleged invention (its prototype) is a technical solution according to the application RU 2010134228/28 (048622), publication of 02.27.2012.

Устройство-прототип содержит датчик тока трансформаторной обмотки, датчик температуры окружающей среды, датчик температуры верхних слоев масла (ВСМ), датчик влажности масла, датчик температуры масла в датчике влажности, аналого-цифровой преобразователь, к соответствующим входам которого подключены выходы указанных датчиков, и вычислительное устройство, подключенное первым интерфейсом к выходу аналого-цифрового преобразователя и снабженное вторым цифровым интерфейсом для связи с терминалом оператора. Вычислительное устройство рассчитывает и передает на терминал оператора значения допустимого времени перегрузки трансформатора в зависимости от его текущего теплового режима, уровня влажности масла в баке трансформатора и прогнозируемого уровня нагрузки всех обмоток.The prototype device comprises a transformer winding current sensor, an ambient temperature sensor, a top oil temperature sensor (BCM), an oil moisture sensor, an oil temperature sensor in a humidity sensor, an analog-to-digital converter, to the corresponding inputs of which the outputs of these sensors are connected, and a computational a device connected by the first interface to the output of the analog-to-digital converter and equipped with a second digital interface for communication with the operator terminal. The computing device calculates and transmits to the operator terminal the values of the permissible transformer overload time, depending on its current thermal regime, oil moisture level in the transformer tank and the predicted load level of all windings.

Недостаток прототипа состоит в следующем.The disadvantage of the prototype is as follows.

При выполнении прогнозного расчета температуры ВСМ неявно предполагается, что при перегрузке включаются все имеющиеся в системе охлаждения трансформатора охладители, и при этом они имеют номинальную тепловую проводимость от масла к окружающему воздуху. Однако на практике у старых трансформаторов теплоотдача охладителей может быть заметно снижена за счет загрязнения поверхности, попадания пуха и листьев растений в охлаждающие каналы радиаторов, снижения напряжения питания электродвигателей, износа их подшипников. Кроме того, часть электродвигателей маслонасосов и вентиляторов обдува может быть неисправной и не будет включена. В такой ситуации общая эффективность системы охлаждения в режиме перегрузки может быть существенно ниже расчетной, и прогноз даст завышенные значения допустимых уровня и времени перегрузки.When performing a predictive calculation of the temperature of the HSR, it is implicitly assumed that when overloading, all coolers in the transformer cooling system are turned on, and at the same time they have a nominal thermal conductivity from oil to ambient air. However, in practice, with old transformers, the heat transfer of coolers can be significantly reduced due to surface contamination, fluff and plant leaves getting into the cooling channels of radiators, lowering the supply voltage of electric motors, and the wear of their bearings. In addition, part of the electric motors of the oil pumps and blower fans may be malfunctioning and will not be turned on. In such a situation, the overall efficiency of the cooling system in the overload mode can be significantly lower than the calculated one, and the forecast will give overestimated values of the permissible level and time of the overload.

Раскрытие существа полезной моделиUtility model creature disclosure

Целью и техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационной надежности трансформаторного оборудования за счет более достоверного определения допустимых величины и длительности перегрузки силового маслонаполненного трансформатора с учетом реальной эффективности его системы охлаждения.The purpose and technical result of the utility model is to increase the operational reliability of transformer equipment due to a more reliable determination of the allowable size and duration of the overload of a power oil-filled transformer, taking into account the real effectiveness of its cooling system.

Предметом полезной модели является устройство для определения допустимой длительности перегрузки и контроля эффективности системы охлаждения силового маслонаполненного трансформатора, содержащее датчик тока трансформаторной обмотки, датчик температуры окружающей среды, датчик температуры верхних слоев масла, датчик влажности масла, датчик температуры масла в датчике влажности, аналого-цифровой преобразователь, к соответствующим входам которого подключены выходы указанных датчиков, и вычислительный блок, подключенный первым цифровым интерфейсом к выходу аналого-цифрового преобразователя и снабженный вторым и третьим цифровыми интерфейсами для связи с терминалом оператора и с системой управления и мониторинга трансформатора соответственно, при этом вычислительный блок выполнен с возможностью приема по третьему цифровому интерфейсу информации о текущем и максимально располагаемом числе включенных охладителей, расчета с учетом принятой информации текущих значений коэффициента эффективности охладителей, прогнозного значения коэффициента эффективности охлаждения для режима перегрузки, прогнозного значения допустимой длительности перегрузки и передачи рассчитанных значений в систему управления и мониторинга трансформатора.The subject of the utility model is a device for determining the permissible overload duration and monitoring the efficiency of the cooling system of a power oil-filled transformer, containing a transformer winding current sensor, an ambient temperature sensor, an oil temperature sensor, an oil humidity sensor, an oil temperature sensor in a humidity sensor, and an analog-digital a converter, to the corresponding inputs of which the outputs of the indicated sensors are connected, and a computing unit connected by the first digits interface to the output of the analog-to-digital converter and equipped with a second and third digital interfaces for communication with the operator terminal and with the transformer control and monitoring system, respectively, while the computing unit is configured to receive information on the current and maximum available number of coolers turned on on the third digital interface calculation taking into account the received information of the current values of the coefficient of efficiency of coolers, the predicted value of the coefficient of efficiency of coolers REPRESENTATIONS for overload mode, predictive values of the allowable duration of an overload and transmitting calculated values to the control and monitoring of a transformer.

Технический результат достигается введением в устройство третьего цифрового интерфейса для связи с системой управления и мониторинга трансформатора и выполнения вычислительного блока с возможностью приема по третьему цифровому интерфейсу информации о текущем и максимально располагаемом числе включенных охладителей, расчета с учетом принятой информации текущих значений коэффициента эффективности охладителей, прогнозного значения коэффициента эффективности охлаждения для режима перегрузки, прогнозного значения допустимой длительности перегрузки и передачи рассчитанных значений в систему управления и мониторинга трансформатора.The technical result is achieved by introducing into the device a third digital interface for communication with a transformer control and monitoring system and executing a computing unit with the possibility of receiving information on the current and maximum available number of turned-on coolers through the third digital interface, calculating, taking into account the received information, the current values of the cooler efficiency coefficient values of the coefficient of cooling efficiency for overload mode, the predicted value of the permissible length nosti overloading and transmit calculated values to the control and monitoring of a transformer.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства.Figure 1 shows a block diagram of the proposed device.

На фигуре показаны датчик 1a температуры окружающей среды, датчик 1b температуры верхних слоев масла, датчики 2a, 2b тока в разных обмотках контролируемого силового трансформатора, датчик 3 влажности масла, датчик 4 температуры для измерения температуры масла в датчике 3 влажности, аналого-цифровой преобразователь 5 с входами 6a…6е, к которым подключены выходы указанных датчиков, и вычислительный блок 7, к которому по первому цифровому интерфейсу 8 подключен аналого-цифровой преобразователь 5. Вычислительный блок имеет дискретные выходы 9 и 10 для выдачи соответственно предупредительного и аварийного сигналов о недопустимой перегрузке контролируемого силового трансформатора, второй цифровой интерфейс 11 для связи через линию 12 с терминалом 13 оператора, и третий цифровой интерфейс 14 для связи с системой 15 управления и мониторинга трансформатора.The figure shows an ambient temperature sensor 1a, an upper oil temperature sensor 1b, current sensors 2a, 2b in different windings of a controlled power transformer, an oil moisture sensor 3, a temperature sensor 4 for measuring oil temperature in a humidity sensor 3, an analog-to-digital converter 5 with inputs 6a ... 6e, to which the outputs of these sensors are connected, and a computing unit 7, to which an analog-to-digital converter 5 is connected via the first digital interface 8. The computing unit has discrete outputs 9 and 10 for issuing, respectively, warning and alarm signals about unacceptable overload of the controlled power transformer, a second digital interface 11 for communication via line 12 with the operator terminal 13, and a third digital interface 14 for communication with the transformer control and monitoring system 15.

Вычислительный блок 7, выполнен с возможностью приема по интерфейсу 14 информации о текущем и максимально располагаемом числе включенных охладителей, расчета с учетом принятой информации текущих значений коэффициента эффективности охладителей, прогнозного значения коэффициента эффективности охлаждения для режима перегрузки, прогнозного значения допустимой длительности перегрузки и передачи рассчитанных значений в систему 15 управления и мониторинга трансформатора.The computing unit 7 is configured to receive information on the current and maximum available number of coolers turned on via interface 14, to calculate, taking into account the received information, the current values of the efficiency coefficient of the coolers, the predicted value of the coefficient of cooling efficiency for the overload mode, the predicted value of the allowable overload duration, and the transmission of the calculated values into the transformer control and monitoring system 15.

На терминал 13 оператора через интерфейс 11 передается информация о допустимом времени перегрузки трансформатора в зависимости от его текущего теплового режима, уровня влажностиInformation on the permissible transformer overload time, depending on its current thermal regime and humidity level, is transmitted to the operator terminal 13 through the interface 11

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Через заданные интервалы времени Δt вычислительный блок 7 снимает с блока 3 показания датчиков 1a, 1b, 2, 9 и 10.At predetermined time intervals Δt, the computing unit 7 takes from the unit 3 the readings of the sensors 1a, 1b, 2, 9, and 10.

Измеренное значение θo температуры верхних слоев масла сравнивается с заданными пользователем первым и вторым предельными уровнями θo1 и θo2. Если значение θo превышает первый предельный уровень θo1, выдается предупредительный сигнал на дискретный выход 9. Если значение θo превышает второй предельный уровень θo2, выдается аварийный сигнал на дискретный выход 10.The measured value θ o of the temperature of the upper layers of oil is compared with the user-specified first and second limit levels θ o1 and θ o2 . If the value of θ o exceeds the first limit level θ o1 , a warning signal is issued to the digital output 9. If the value of θ o exceeds the second limit level θ o2 , an alarm is issued to the digital output 10.

С использованием измеренных значений θo и коэффициентов нагрузки отдельных обмоток рассчитываются текущие значения ΘH температуры наиболее нагретых точек всех обмоток по соотношениямUsing the measured values of θ o and load factors of the individual windings, the current values Θ H of the temperature of the most heated points of all windings are calculated by the ratios

гдеWhere

Δθh - превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки надΔθ h - excess temperature of the warmest point of the winding over

температурой верхних слоев масла,the temperature of the upper layers of oil,

Δθhr - значение Δθh при номинальной нагрузке трансформатора,Δθ hr is the value of Δθ h at the rated load of the transformer,

К - коэффициент нагрузки обмотки, равный отношению текущего значения нагрузки к его номинальному значению,K is the load factor of the winding, equal to the ratio of the current value of the load to its nominal value,

k21, k22 - постоянные коэффициенты (параметры трансформатора),k 21 , k 22 - constant coefficients (transformer parameters),

τ0 - тепловая постоянная времени трансформатора по маслу,τ 0 - thermal time constant of the transformer in oil,

τw - тепловая постоянная времени обмотки трансформатораτ w - thermal time constant of the transformer winding

y - показатель степени для определения зависимости превышения температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой верхних слоев масла при изменении коэффициента нагрузки К.y is an exponent for determining the dependence of the temperature rise of the most heated winding point over the temperature of the upper layers of oil with a change in the load factor K.

Полученные значения температур ННТ всех обмоток сравниваются с заданными пользователем первым и вторым предельными уровнями ΘH1 и ΘH2. Если значение ΘH превышает первый предельный уровень ΘH1, выдается предупредительный сигнал на дискретный выход 9. Если значение ΘH превышает второй предельный уровень ΘH2, выдается аварийный сигнал на дискретный выход 10.The obtained values of the NNT temperatures of all windings are compared with the user-specified first and second limit levels Θ H1 and Θ H2 . If the value Θ H exceeds the first limit level Θ H1 , an alarm signal is output to digital output 9. If the value Θ H exceeds the second limit level Θ H2 , an alarm is issued to digital output 10.

По измеренным значениям wи относительной влажности масла и температуре Θи масла в измерителе влажности определяются абсолютная влажность масла в баке трансформатора, относительная влажность масла в зоне ННТ для всех контролируемых обмоток, предельное значение Wотн∞ относительной влажности твердой изоляции и критическая температура ΘHмакс ННТ по соотношениям (5)…(9):From the measured values of w and the relative humidity of the oil and the temperature Θ and oil in the moisture meter, the absolute moisture of the oil in the transformer tank, the relative humidity of the oil in the NNT zone for all controlled windings, the limit value W rel∞ of the relative humidity of the solid insulation and the critical temperature Θ Nmax NNT are determined by the relations (5) ... (9):

Абсолютная влажность масла в баке трансформатора:Absolute oil moisture in the transformer tank:

где Ca(Θ) - предельная растворимость влаги в используемом масле при температуре Θ.where C a (Θ) is the ultimate solubility of moisture in the oil used at a temperature of Θ.

Относительная влажность масла в зоне ННТ для всех контролируемых обмотокRelative oil humidity in the NNT zone for all controlled windings

предельное значение относительной влажности твердой изоляции для каждой из обмоток Wотн∞:limit value of relative humidity of solid insulation for each of the windings W rel∞ :

, ,

где , where

а коэффициенты a, b, c, d, f, g, h зависят от вида применяемой изоляции.and the coefficients a, b, c, d, f, g, h depend on the type of insulation used.

Текущее значение относительной влажности изоляции определяется с учетом инерционности процесса, с постоянной времениThe current value of the relative humidity of the insulation is determined taking into account the inertia of the process, with a time constant

По рассчитанным значениям относительной влажности твердой изоляции обмоток рассчитываются критические температуры ΘHмакс ННТ по условию образования пузырьков. При влажности твердой изоляции в зоне ННТ, равной 0.5% и менее, ΘHмакс составляет 160°C, при влажности 7% и более - 80°C. Между этими двумя точками зависимость ΘHмакс от влажности кусочно-линейная.Based on the calculated values of the relative humidity of the solid insulation of the windings, the critical temperatures Θ Nmax NNT are calculated according to the condition of the formation of bubbles. With a humidity of solid insulation in the NNT zone equal to 0.5% or less, Θ Hmax is 160 ° C, with a moisture content of 7% or more - 80 ° C. Between these two points, the dependence of Θ Hmax on humidity is piecewise linear.

Сравниваются рассчитанные значения температур ΘH ННТ всех обмоток и полученные для них значения критических температур ΘHмакс. Если температура ННТ любой из обмоток превышает критическое значение ΘHмакс, выдается предупредительный сигнал на дискретный выход 9 и начинается отсчет первой выдержки времени Т1.The calculated temperatures Θ H NNT of all windings and the critical temperatures Θ Hmax obtained for them are compared . If the temperature of the NNT of any of the windings exceeds a critical value of Θ Hmax , a warning signal is issued to digital output 9 and the countdown of the first time delay T1 begins.

Если температура ННТ любой из обмоток превышает значение (ΘHмакс+10°C), начинается отсчет второй выдержки времени Т2.If the temperature of the NNT of any of the windings exceeds a value (Θ Hmax + 10 ° C), the second delay time T2 begins.

Если температура ННТ любой из обмоток превышает значение (ΘHмакс+30°C) или время Т1 достигает заданного уровня Т1макс,, например 30 минут, или время Т2 достигает заданного уровня Т2макс,, например 10 минут, выдается аварийный сигнал на дискретный выход 10.If the NNT temperature of any of the windings exceeds a value (Θ Hmax + 30 ° C) or the time T1 reaches a preset level T1 max , for example 30 minutes, or the time T2 reaches a preset level T2 max , for example 10 minutes, an alarm signal is output to a digital output 10.

С использованием полученных по интерфейсу 14 значений текущего числа n включенных охладителей и их максимально располагаемого количества nmax по соотношению (10) определяется коэффициент снижения эффективности охлажденияUsing the values of the current number n of included coolers and their maximum available amount n max obtained via the interface 14, the coefficient of cooling efficiency decrease is determined by the relation (10)

где α - коэффициент изменения удельного сопротивления меди с температурой (α=0,00425 1/°C), υh, υhr - превышение температуры обмотки над температурой масла и его значение в номинальном режиме,where α is the coefficient of change in the resistivity of copper with temperature (α = 0.00425 1 / ° C), υ h , υ hr is the excess of the winding temperature over the oil temperature and its value in the nominal mode,

υh=Ky·υhr,υ h = K y · υ hr ,

R - отношение нагрузочных потерь в обмотках трансформатора при номинальной нагрузке Pkr к потерям холостого хода Px,R is the ratio of load losses in the transformer windings at rated load P kr to idle losses P x ,

b - коэффициент теплоотдачи бака трансформатора, отнесенной к номинальной теплоотдаче одного охладителя,b is the heat transfer coefficient of the transformer tank, referred to the nominal heat transfer of one cooler,

и по выражению (11) - значение pr - для прогнозного расчета :and by expression (11) - the value of p r - for the predictive calculation :

Значение pr по интерфейсу 14 передается в систему 15 управления и мониторинга трансформатора.The value of p r via interface 14 is transmitted to the transformer control and monitoring system 15.

Для каждого i-го значения из ряда значений коэффициента перегрузки Ki, осуществляется интегрирование уравнения (12) для температуры ВСМFor each ith value from a series of values of the overload coefficient K i , the integration of equation (12) for the HSR temperature is carried out

где θa - температура окружающей среды,where θ a is the ambient temperature,

Δθor - превышение температуры верхних слоев масла над температурой окружающей среды при номинальной нагрузке трансформатора,Δθ or - the excess of the temperature of the upper layers of the oil over the ambient temperature at the rated load of the transformer,

k11 - постоянный коэффициент (параметр трансформатора),k 11 - constant coefficient (transformer parameter),

x - показатель степени для определения превышения температуры верхних слоев масла над температурой окружающей среды при изменении коэффициента нагрузки К,x is an exponent for determining the excess of the temperature of the upper layers of the oil over the ambient temperature with a change in the load coefficient K,

и уравнений (1)…(4) для самой горячей обмотки (прогнозное моделирование теплового режима).and equations (1) ... (4) for the hottest winding (predictive modeling of thermal conditions).

В остальном прогнозный расчет и формирование результатов осуществляются аналогично устройству-прототипу.The rest of the predictive calculation and the formation of the results are carried out similarly to the prototype device.

Таким образом, из описания видно, что в предлагаемом устройстве прогнозные значения температуры верхних слоев масла и температуры наиболее нагретых точек обмоток вырабатываются с учетом реальной эффективности системы охлаждения трансформатора и, следовательно, являются более достоверными.Thus, the description shows that in the proposed device, the predicted values of the temperature of the upper layers of oil and the temperature of the most heated points of the windings are developed taking into account the real efficiency of the transformer cooling system and, therefore, are more reliable.

Claims (1)

Устройство для определения допустимой длительности перегрузки и контроля эффективности системы охлаждения силового маслонаполненного трансформатора, содержащее датчик тока трансформаторной обмотки, датчик температуры окружающей среды, датчик температуры верхних слоев масла, датчик влажности масла, датчик температуры масла в датчике влажности, аналого-цифровой преобразователь, к соответствующим входам которого подключены выходы указанных датчиков, и вычислительный блок, подключенный первым цифровым интерфейсом к выходу аналого-цифрового преобразователя и снабженный вторым и третьим цифровыми интерфейсами для связи с терминалом оператора и системой управления и мониторинга трансформатора соответственно, при этом вычислительный блок выполнен с возможностью приема по третьему цифровому интерфейсу информации о текущем и максимально располагаемом числе включенных охладителей, расчета с учетом принятой информации текущих значений коэффициента эффективности охладителей, прогнозного значения коэффициента эффективности охлаждения для режима перегрузки, прогнозного значения допустимой длительности перегрузки и передачи рассчитанных значений в систему управления и мониторинга трансформатора.
Figure 00000001
A device for determining the permissible duration of the overload and monitoring the effectiveness of the cooling system of a power oil-filled transformer, comprising a transformer winding current sensor, an ambient temperature sensor, an upper oil temperature sensor, an oil humidity sensor, an oil temperature sensor in a humidity sensor, an analog-to-digital converter, to the corresponding the inputs of which are connected the outputs of these sensors, and a computing unit connected by the first digital interface to the output of analog a frame converter and equipped with a second and third digital interfaces for communication with an operator terminal and a transformer control and monitoring system, respectively, while the computing unit is configured to receive information on the current and maximum available number of coolers turned on via the third digital interface, taking into account the received information of the current values of the coefficient of efficiency of coolers, the predicted value of the coefficient of efficiency of cooling for the overload mode, forecast Nogo values permissible overload duration and transmitting calculated values to the control and monitoring of a transformer.
Figure 00000001
RU2012110381/07U 2012-03-20 2012-03-20 DEVICE FOR DETERMINING THE ACCEPTABLE DURATION OF OVERLOADING AND MONITORING THE EFFICIENCY OF THE COOLING SYSTEM OF A POWER OIL TRANSFORMER RU118481U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012110381/07U RU118481U1 (en) 2012-03-20 2012-03-20 DEVICE FOR DETERMINING THE ACCEPTABLE DURATION OF OVERLOADING AND MONITORING THE EFFICIENCY OF THE COOLING SYSTEM OF A POWER OIL TRANSFORMER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012110381/07U RU118481U1 (en) 2012-03-20 2012-03-20 DEVICE FOR DETERMINING THE ACCEPTABLE DURATION OF OVERLOADING AND MONITORING THE EFFICIENCY OF THE COOLING SYSTEM OF A POWER OIL TRANSFORMER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU118481U1 true RU118481U1 (en) 2012-07-20

Family

ID=46847944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012110381/07U RU118481U1 (en) 2012-03-20 2012-03-20 DEVICE FOR DETERMINING THE ACCEPTABLE DURATION OF OVERLOADING AND MONITORING THE EFFICIENCY OF THE COOLING SYSTEM OF A POWER OIL TRANSFORMER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU118481U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634125C1 (en) * 2016-12-09 2017-10-24 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Device for diagnostics of power oil transformer
RU2786763C1 (en) * 2021-12-08 2022-12-26 Общество с ограниченной ответственностью "Топ Смарт" Electrical equipment control and monitoring system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634125C1 (en) * 2016-12-09 2017-10-24 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Device for diagnostics of power oil transformer
RU2786763C1 (en) * 2021-12-08 2022-12-26 Общество с ограниченной ответственностью "Топ Смарт" Electrical equipment control and monitoring system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Susa et al. A simple model for calculating transformer hot-spot temperature
CN105160202B (en) The method for determining oil-immersed transformer hot spot temperature of winding and top-oil temperature
Perez Fundamental principles of transformer thermal loading and protection
US4623265A (en) Transformer hot-spot temperature monitor
RU2394330C2 (en) Converter substation and method to control it
CN107560757B (en) Method and system for estimating upper oil temperature of air-cooled transformer
CN111623884B (en) Transformer hot spot temperature identification method and system based on improved heat network model
CN104198068A (en) Temperature monitoring device and temperature monitoring method for winding of oil immersed transformer
CN113123990B (en) Oil-immersed transformer fan air quantity abnormity monitoring method based on oil index identification
RU2453859C2 (en) Device for determining allowable values and overload time for power oil-filled transformer equipment
KR20230049226A (en) A fault sign detection system for electric equipments based on AI
Kumar et al. Application of computer and modern automation system for protection and optimum use of High voltage power transformer
RU118481U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE ACCEPTABLE DURATION OF OVERLOADING AND MONITORING THE EFFICIENCY OF THE COOLING SYSTEM OF A POWER OIL TRANSFORMER
CN113785375A (en) Monitoring method for electric energy transmission device
CN108917984B (en) Non-invasive winding temperature measurement method for forced oil circulation air-cooled pancake winding transformer
CN109060176B (en) A kind of oil-immersed transformer top-oil temperature monitoring method
Li et al. Test and analysis on extended temperature rise of 110 kV transformer based on distributed temperature sensing
CN105021302A (en) Cable conductor temperature determining method
CN111177907B (en) Automatic assessment method and device for service life of reactor
Bagheri et al. Thermal prognosis of dry-type transformer: Simulation study on load and ambient temperature impacts
CN108917983B (en) Non-invasive winding temperature measurement method for oil-immersed air-cooled layered winding transformer
KR100995709B1 (en) Load management equipment for oil filled transformers
RU136897U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE ACCEPTABLE DURATION OF OVERLOADING AND COOLING EFFICIENCY OF POWER OIL-FILLED TRANSFORMER (OPTIONS)
RU131198U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF ELECTRIC POWER SUPPLY LOSSES IN TRANSFORMERS
RU2515121C1 (en) Method for determination of overload value and duration for oil-filled power transformer equipment