RU172494U1 - TRANSFORMER WINDING DETECTION DETECTION DEVICE - Google Patents

TRANSFORMER WINDING DETECTION DETECTION DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU172494U1
RU172494U1 RU2017103566U RU2017103566U RU172494U1 RU 172494 U1 RU172494 U1 RU 172494U1 RU 2017103566 U RU2017103566 U RU 2017103566U RU 2017103566 U RU2017103566 U RU 2017103566U RU 172494 U1 RU172494 U1 RU 172494U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
current
voltage source
controller
transformer
Prior art date
Application number
RU2017103566U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рамиль Гамилович Мустафин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет"
Priority to RU2017103566U priority Critical patent/RU172494U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU172494U1 publication Critical patent/RU172494U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/72—Testing of electric windings

Landscapes

  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области дефектографирования и позволяет обнаруживать повреждения обмоток трансформаторов (витковые замыкания), которые возникают в эксплуатации при аварийных коротких замыканиях (КЗ) и при испытаниях трансформаторов на электродинамическую стойкость при КЗ. Технический результат: возможность измерять переходные процессы в широком диапазоне времен и отстройка от токов намагничивания трансформатора. Сущность: устройство состоит из источника постоянного напряжения, управляемого ключа, преобразователя тока в напряжение, аналого-цифрового преобразователя, контроллера. Источник постоянного напряжения выполнен с ограничением выходного тока. В выходное напряжение источника постоянного напряжения устанавливается контроллером. Первый выход источника постоянного напряжения соединен с входом управляемого ключа, первый выход которого соединен с одним выводом измеряемой обмотки трансформатора. Второй вывод измеряемой обмотки соединен с первым выводом преобразователя тока в напряжение, второй вывод которого соединен с заземленной общей точкой. С заземленной точкой соединены также второй выход источника постоянного напряжения и второй выход управляемого ключа. Выход преобразователя тока в напряжение соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом контроллера. Первый выход контроллера соединен с входом источника постоянного напряжения, а второй выход соединен с входом управляемого ключа. Контроллер соединен с управляющим устройством. 6 ил.The utility model relates to the field of defectography and allows to detect damage to transformer windings (coil faults) that occur in operation during emergency short circuits (KZ) and when transformers are tested for electrodynamic resistance during short circuit. Effect: the ability to measure transients in a wide range of times and the detuning from the magnetization currents of the transformer. Essence: the device consists of a constant voltage source, a controlled key, a current to voltage converter, an analog-to-digital converter, a controller. The DC voltage source is configured to limit the output current. The output voltage of the constant voltage source is set by the controller. The first output of the DC voltage source is connected to the input of the controlled key, the first output of which is connected to one output of the measured transformer winding. The second terminal of the measured winding is connected to the first terminal of the current to voltage converter, the second terminal of which is connected to a grounded common point. The second output of the DC voltage source and the second output of the controlled key are also connected to the grounded point. The output of the current to voltage converter is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the controller input. The first output of the controller is connected to the input of the DC voltage source, and the second output is connected to the input of the controlled key. The controller is connected to a control device. 6 ill.

Description

Полезная модель относится к области дефектографирования и позволяет обнаруживать повреждения обмоток трансформаторов (витковые замыкания), которые возникают в эксплуатации при аварийных коротких замыканиях (КЗ) и при испытаниях трансформаторов на электродинамическую стойкость при КЗ. Подобное дефектографирование проводится различными методами. Среди этих методов наиболее надежным, а значит применяемым в первую очередь, является метод выявления изменения индуктивности короткого замыкания, по которому можно судить о возникающих дефектах обмоток.The utility model relates to the field of defectography and allows to detect damage to transformer windings (coil faults) that occur in operation during emergency short circuits (KZ) and when transformers are tested for electrodynamic resistance during short circuit. Such defectography is carried out by various methods. Among these methods, the most reliable, and therefore used primarily, is the method for detecting changes in the inductance of a short circuit, by which it is possible to judge the occurring defects of the windings.

Прототипом является устройство измерения индуктивности короткого замыкания трансформатора, реализуемое в способе измерения индуктивности короткого замыкания трансформатора для дефектографирования состояния обмоток (патент RU 2184999 от 20.04.2001), включающем источник постоянного напряжения, подключаемого к обмотке трансформатора, преобразователь тока в напряжение, аналого-цифрового преобразователь, контроллер.The prototype is a transformer short-circuit inductance measuring device implemented in a method for measuring a transformer short-circuit inductance for defectography of a winding condition (patent RU 2184999 dated 04/20/2001), including a constant voltage source connected to the transformer winding, a current to voltage converter, an analog-to-digital converter controller.

Недостатком прототипа является то, что параметры витковых замыканий (количества замкнутых накоротко витков обмотки) имеют большой разброс, что требует измерений индуктивности с достаточно большой точностью (порядка десятых долей процента).The disadvantage of the prototype is that the parameters of the short circuits (the number of short-circuited turns of the winding) have a large spread, which requires measurements of inductance with a sufficiently high accuracy (of the order of tenths of a percent).

Задачей полезной модели является разработка устройства обнаружения витковых замыканий обмоток трансформаторов, в котором устранен недостаток прототипа.The objective of the utility model is the development of a device for detecting coil faults of transformer windings, in which the disadvantage of the prototype is eliminated.

Техническим результатом является возможность измерять переходные процессы в широком диапазоне времен и отстроиться от токов намагничивания трансформатора, измеряя переходный процесс в самом повреждении, а именно в короткозамкнутых витках обмотки трансформатора, что позволяет обнаруживать витковые замыкания в обмотках трансформатора в широком диапазоне поврежденных (замкнутых) витков.The technical result is the ability to measure transients in a wide range of times and detune from the magnetization currents of the transformer, measuring the transient in the fault itself, namely in the short-circuited turns of the transformer winding, which allows to detect coil faults in the transformer windings in a wide range of damaged (closed) turns.

Технический результат достигается тем, что устройство обнаружения витковых замыканий обмоток трансформаторов, состоящее из источника постоянного напряжения, управляемого ключа, преобразователя тока в напряжение, аналого-цифрового преобразователя, контроллера, согласно настоящей полезной модели источник постоянного напряжения выполнен с ограничением выходного тока, выходное напряжение источника постоянного напряжения устанавливается контроллером, первый выход источника постоянного напряжения соединен с входом управляемого ключа, первый выход которого соединен с одним выводом измеряемой обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с первым выводом преобразователя тока в напряжение, второй вывод которого соединен с заземленной общей точкой, с которой соединены также второй выход источника постоянного напряжения и второй выход управляемого ключа, выход преобразователя тока в напряжение соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом контроллера, первый выход которого соединен с входом источника постоянного напряжения, а второй выход соединен с входом управляемого ключа, при этом контроллер соединен с управляющим устройством.The technical result is achieved by the fact that the device for detecting coil faults of transformer windings, consisting of a constant voltage source, a controlled key, a current to voltage converter, an analog-to-digital converter, a controller, according to this utility model, a constant voltage source is configured to limit the output current, the output voltage of the source DC voltage is set by the controller, the first output of the DC voltage source is connected to the input of the controlled key the first output of which is connected to one output of the measured transformer winding, the second output of which is connected to the first output of the current to voltage converter, the second output of which is connected to a grounded common point, to which the second output of the DC voltage source and the second output of the controlled key are connected, the output of the converter current to voltage is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the controller, the first output of which is connected to the input of a constant voltage source zheniya, and a second output connected to an input of controllable switch, wherein the controller is connected to the control device.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана блок-схема устройства обнаружения витковых замыканий обмоток трансформаторов. Остальные чертежи поясняют принцип действия полезной модели, так на фиг. 2 - расчетная схема замещения, на фиг. 3 - замыкание индуктивности L на активное сопротивление R, процессы в бездефектном трансформаторе, при отсутствии витковых замыканий (фиг. 4), витковые замыкания трансформатора (фиг. 5), Т-образная модель трансформатора (фиг. 6).The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a block diagram of a transformer winding detection device. The remaining drawings explain the principle of operation of the utility model, so in FIG. 2 is a calculated equivalent circuit; FIG. 3 - short circuit of inductance L to active resistance R, processes in a defect-free transformer, in the absence of coil faults (Fig. 4), coil faults of a transformer (Fig. 5), T-shaped model of a transformer (Fig. 6).

На фиг. 1 цифрами обозначены:In FIG. 1 numbers indicate:

1 - Источник постоянного напряжения.1 - DC voltage source.

2 - Управляемый ключ.2 - Managed key.

3 - Преобразователь тока в напряжения.3 - Current to voltage converter.

4 - Аналого-цифровой преобразователь.4 - An analog-to-digital converter.

5 - Контроллер.5 - Controller.

6 - Первый выход контроллера 5.6 - The first output of the controller 5.

7 - Первый выход источника постоянного напряжения 1.7 - The first output of a constant voltage source 1.

8 - Первый выход управляемого ключа 2.8 - The first output of the managed key 2.

9 - Первый вывод преобразователя тока в напряжение 3.9 - The first output of the current to voltage converter 3.

10 - Общая точка заземления.10 - Common grounding point.

11 - Выход преобразователя тока в напряжение 3.11 - Output of the current-to-voltage converter 3.

12 - Вход контроллера 5.12 - Controller input 5.

13 - Второй выход контроллера 5.13 - The second output of the controller 5.

14 - Шина.14 - Tire.

15 - Управляющее устройство.15 - Control device.

Контролируемая индуктивность (L) не входит в состав устройства обнаружения витковых замыканий обмоток трансформаторов и является именно той обмоткой трансформатора, к которой подключено устройство.Controlled inductance (L) is not part of the device for detecting coil faults of transformer windings and is precisely that transformer winding to which the device is connected.

Устройство содержит (фиг. 1) источник постоянного напряжения 1, который через управляемый ключ 2 подает испытательное напряжение на контролируемую индуктивность L. Ток через индуктивность L измеряется с помощью преобразователя тока в напряжение 3, сигнал которого преобразуется в цифровой вид в аналого-цифровом преобразователе 4. Полученный цифровой сигнал подается на вход контроллера 5. Первый выход 6 контроллера 5 соединен с входом источник постоянного напряжения 1, первый выход 7 которого соединен с управляемым ключом 2. Первый выход 8 управляемого ключа 2 соединен с одним выводом индуктивности L, второй вывод которого соединен с первым выводом 9 преобразователя тока в напряжение 3. Вторые выводы источника постоянного напряжения 1, управляемого ключа 2, преобразователя тока в напряжение 3 соединены с общей точкой заземления 10. Выход аналого-цифрового преобразователя 4 соединен с входом 12 контроллера 5. Второй выход 13 контроллера 5 соединен с входом управляемого ключа 2. Управляющее устройство 15 соединено шиной 14 с контроллером 5.The device contains (Fig. 1) a DC voltage source 1, which, through a controlled switch 2, supplies a test voltage to a controlled inductance L. The current through the inductance L is measured using a current transducer to voltage 3, the signal of which is converted to digital form in an analog-to-digital converter 4 The received digital signal is fed to the input of the controller 5. The first output 6 of the controller 5 is connected to the input of a constant voltage source 1, the first output 7 of which is connected to a controlled key 2. The first output 8 of the control the current key 2 is connected to one terminal of the inductance L, the second terminal of which is connected to the first terminal 9 of the current to voltage converter 3. The second terminals of the DC voltage source 1, the controlled key 2, the current to voltage converter 3 are connected to a common ground point 10. The analog output the digital Converter 4 is connected to the input 12 of the controller 5. The second output 13 of the controller 5 is connected to the input of the managed key 2. The control device 15 is connected by bus 14 to the controller 5.

Устройство обнаружения витковых замыканий обмоток трансформаторов работает следующим образом. При подаче на контролируемую обмотку трансформатора L (фиг. 1) постоянного напряжения 1 контролируется переходный процесс нарастания тока в обмотке и спад тока при последующем замыкании обмотки накоротко. Принцип работы основан на том, что индуктивность короткозамкнутых витков (часть В на фиг. 5) контролируемой обмотки трансформатора значительно меньше полной индуктивности L'o (фиг. 6) контролируемой обмотки трансформатора. Отсюда переходные процессы в короткозамкнутых витках (скорость нарастания и спада тока при подаче постоянного напряжения на обмотку, и коротком замыкании обмотки) происходят значительно быстрее, чем в полной индуктивности контролируемой обмотки трансформатора. Первоначально, под управлением контролера 5, управляемый источник напряжения 1 подает постоянное напряжение на контролируемую обмотку трансформатора (L). Процесс изменения тока измеряется преобразователем тока в напряжение 3, оцифровывается в аналого-цифровом преобразователе 4 и подается на контроллер 5. При этом на отрезке времени Т1 (фиг. 4) происходит нарастание тока в контролируемой обмотке трансформатора 16. На втором этапе (отрезок Т2) контролируемая обмотка трансформатора замыкается накоротко ключом 2. Весь процесс измерения настраивается, записываются измеренные значения, отображаются полученные результаты управляющим устройством 15.A device for detecting windings of transformer windings is as follows. When applying to a controlled winding of the transformer L (Fig. 1) a constant voltage 1, the transient process of increasing current in the winding and current decreasing during subsequent short-circuiting of the winding are controlled. The principle of operation is based on the fact that the inductance of the short-circuited turns (part B in Fig. 5) of the controlled transformer winding is much less than the total inductance L'o (Fig. 6) of the controlled transformer winding. Hence, transients in short-circuited turns (the rate of rise and fall of the current when applying a constant voltage to the winding, and the short circuit of the winding) occur much faster than in the full inductance of the controlled transformer winding. Initially, under the control of controller 5, the controlled voltage source 1 supplies a constant voltage to the controlled transformer winding (L). The process of changing the current is measured by the current to voltage converter 3, digitized in the analog-to-digital converter 4 and supplied to the controller 5. At the same time, the current increases in the controlled winding of the transformer 16. On the time interval T1 (Fig. 4), at the second stage (segment T2) the controlled winding of the transformer is short-circuited with key 2. The entire measurement process is adjusted, the measured values are recorded, the results obtained are displayed by the control device 15.

Рассмотрим основные магнитные соотношения (фиг. 2). Процесс изменения тока в индуктивности, которой является обмотка трансформатора, протекает по экспоненциальному закону. Рассмотрим подачу тока в индуктивность. ЭДС (Е) через активное сопротивление R подает ток в индуктивность L. Ток I в начальный момент времени t=0 равен нулю I(0)=0, ток на бесконечности равен (E/R). При таких граничных условиях изменение тока I от времени t описывается экспоненциальным законом:Consider the basic magnetic ratio (Fig. 2). The process of changing the current in the inductance, which is the transformer winding, proceeds exponentially. Consider supplying current to an inductance. EMF (E) through the active resistance R supplies the current to the inductance L. The current I at the initial time t = 0 is zero I (0) = 0, the current at infinity is (E / R). Under such boundary conditions, the change in current I from time t is described by an exponential law:

Figure 00000001
Figure 00000001

где То - постоянная времени RL цепочки: То=L/R. B начальный момент времени (при t порядка 0) зависимость тока от времени можно описать линейным законом:where To is the time constant of the RL chain: To = L / R. B the initial moment of time (at t of order 0), the dependence of current on time can be described by a linear law:

Figure 00000002
Figure 00000002

При последующем (спустя некоторое время t1) замыкании (фиг. 3) индуктивности L на активное сопротивление R происходит экспоненциальное уменьшение тока I от времени:With the subsequent (after some time t 1 ) circuit (Fig. 3) of the inductance L to the active resistance R, an exponential decrease in current I from time occurs:

Figure 00000003
Figure 00000003

где I(t1) - начальное значение тока в момент времени t=t1.where I (t 1 ) is the initial value of the current at time t = t 1 .

В начальный момент времени (при t порядка t1) зависимость тока от времени можно описать линейным законом:At the initial moment of time (at t of the order of t 1 ), the dependence of current on time can be described by a linear law:

Figure 00000004
Figure 00000004

При протекании тока I по индуктивности L накапливается энергия W:When the current I flows through the inductance L, the energy W accumulates:

Figure 00000005
Figure 00000005

где Ф - магнитный поток, проходящий по ферромагнитному сердечнику индуктивности L (в качестве которой может быть обмотка трансформатора и его ферромагнитный сердечник). При изменении потока Ф (при изменении тока I, который создает магнитный поток Ф), проходящего по ферромагнитному сердечнику индуктивности L, на катушке наводится ЭДС (Е):where Ф is the magnetic flux passing through the ferromagnetic core of the inductance L (which can be the transformer winding and its ferromagnetic core). When the flux Φ changes (when the current I, which creates the magnetic flux Φ), passing through the ferromagnetic core of the inductance L changes, the emf (E) is induced on the coil:

Figure 00000006
Figure 00000006

Реальная обмотка трансформатора, кроме индуктивности L, обладает еще собственным активным сопротивлением R. При этом индуктивность L и активное сопротивление R обмотки по-разному зависят от количества витков N обмотки:The actual transformer winding, in addition to the inductance L, also has its own active resistance R. Moreover, the inductance L and the active resistance R of the winding depend differently on the number of turns N of the winding:

Figure 00000007
Figure 00000007

где R1 и L1 - активное сопротивление и индуктивность одного витка обмотки трансформатора. Видно, что индуктивность L значительно сильнее (квадратично) зависит от количества витков N обмотки, чем активное сопротивление R обмотки (имеющая линейную зависимость).where R 1 and L 1 - active resistance and inductance of one coil of the transformer winding. It can be seen that the inductance L is much stronger (quadratically) dependent on the number of turns N of the winding than the active resistance R of the winding (having a linear relationship).

Зная основные магнитные соотношения (1-7) можно рассмотреть физические процессы, протекающие при наличии витковых замыканий в обмотке трансформатора. Для начала рассмотрим процессы в бездефектном трансформаторе при отсутствии витковых замыканий (фиг. 4). Процесс измерения заключается в подключении проверяемой обмотки трансформатора к источнику постоянного напряжения 1 с ЭДС, равной Е, в течение времени Т1, при этом Т1 гораздо меньше постоянной времени проверяемой обмотки трансформатора To=L/R>>T1, где L является индуктивностью насыщения проверяемой обмотки трансформатора, R является активным сопротивлением проверяемой обмотки трансформатора. В течение времени Т1 происходит почти линейный рост тока I(t) (2), достигая в конце периода Т1 значения I(T1)~(E/R)*(T1/To). После этого проверяемая обмотка трансформатора замыкается накоротко (фиг.3) и происходит линейный спад тока I(t) (4) на коротком отрезке Т2<<То после замыкания, при этом спад тока I(t) будет незначительным.Knowing the basic magnetic relationships (1-7), we can consider the physical processes that occur in the presence of coil faults in the transformer winding. To begin, consider the processes in a defect-free transformer in the absence of coil faults (Fig. 4). The measurement process consists in connecting the transformer winding under test to a constant voltage source 1 with an EMF equal to E for a time T1, while T1 is much less than the time constant of the transformer winding being tested To = L / R >> T1, where L is the saturation inductance of the tested winding transformer, R is the active resistance of the tested transformer winding. During the time T1, an almost linear increase in current I (t) (2) occurs, reaching at the end of the period T1 the value I (T1) ~ (E / R) * (T1 / To). After that, the tested transformer winding is short-circuited (Fig. 3) and a linear decrease in current I (t) (4) occurs on a short segment T2 << Then after a short circuit, while the current drop I (t) will be insignificant.

Реальные значения для мощных силовых трансформаторов индуктивности L (индуктивность намагничения) и активного сопротивления R имеют значения порядка 1 Гн и 1 Ом (сильно зависит от мощности трансформатора), соответственно постоянная времени обмотки трансформатора To=L/R порядка единиц секунд. Отсюда значения интервалов Т1 и Т2 могут быть порядка 0,1 секунды, и при ЭДС источника постоянного напряжения Е~10 В значения тока I(T1)=(E/R)*(T1/To) будут порядка 1 А. Для измерительных трансформаторов напряжения (которые имеют малые значения мощности) токи I(Т1) будут значительно меньше, и потребуются значительно большие интервалы Т1 и Т2.The actual values for high-power power transformers inductors L (magnetization inductance) and active resistance R are of the order of 1 H and 1 Ohm (strongly depends on the power of the transformer), respectively, the transformer winding time constant To = L / R is of the order of seconds. Hence, the values of the intervals T1 and T2 can be of the order of 0.1 second, and when the emf of the constant voltage source is E ~ 10 V, the current values I (T1) = (E / R) * (T1 / To) will be of the order of 1 A. For measuring transformers voltages (which have small power values), the currents I (T1) will be much less, and significantly larger intervals T1 and T2 will be required.

Одним из частых дефектов трансформатора являются витковые замыкания, когда часть витков обмотки трансформатора замыкается накоротко (фиг. 5). При этом образуются две части обмотки: неповрежденная часть (А), которая играет роль первичной обмотки трансформатора, и замкнутая накоротко (В), которая работает как вторичная обмотка трансформатора.One of the common defects of a transformer is a short circuit, when part of the turns of the transformer winding is short-circuited (Fig. 5). In this case, two parts of the winding are formed: the intact part (A), which plays the role of the primary winding of the transformer, and short-circuited (B), which acts as the secondary winding of the transformer.

Для анализа работы обмотки трансформатора с витковым замыканием рассмотрим Т-образную модель (фиг. 6), где активное сопротивление витков на части А - Ra, индуктивность рассеяния витков на части А - La, активное сопротивление витков на части В - Rb, индуктивность рассеяния витков на части В - Lb, индуктивность насыщения - L'o (которое меньше исходной индуктивности Lo за счет замыкания витков на части В), ЭДС(Е) (все величины приведены к части А).To analyze the operation of a winding transformer winding, we consider a T-shaped model (Fig. 6), where the active resistance of the turns on part A is Ra, the inductance of the coils on part A is La, the active resistance of the turns on part B is Rb, the inductance is round on part B - Lb, saturation inductance - L'o (which is less than the initial inductance Lo due to the closure of the turns on part B), EMF (E) (all values are given to part A).

Заметим, что:Notice, that:

- Индуктивности рассеяния витков La и Lb значительно меньше индуктивности насыщения L'o.- The scattering inductance of the turns of La and Lb is much less than the saturation inductance L'o.

- Сопротивление Rb и индуктивность Lb пересчитаны к части А, умножением исходных значений (Rob и Lob) на (Na/Nb)2, где Na и Nb - количество витков частей А и В соответственно.- The resistance Rb and the inductance Lb are converted to part A by multiplying the initial values (Rob and Lob) by (Na / Nb) 2 , where Na and Nb are the number of turns of parts A and B, respectively.

- Отсюда постоянная времени Tab (цепи Ra-La-Lb-Rb), равная Tab=(La+Lb)/(Ra+Rb), значительно меньше постоянной времени Т'о (цепи Ra-La-L'o), которая равна T'o=(La+L'o)/Ra.- Hence the time constant Tab (chains Ra-La-Lb-Rb), equal to Tab = (La + Lb) / (Ra + Rb), is much less than the time constant T'o (chains Ra-La-L'o), which equal to T'o = (La + L'o) / Ra.

Таким образом, постоянная времени Tab обмотки с витковым замыканием значительно меньше постоянной времени цепи насыщения Т'о:Thus, the time constant Tab of the winding with a turn circuit is much less than the time constant of the saturation circuit T'o:

Figure 00000008
Figure 00000008

Именно на этой разнице (формула (8)) и основан принцип обнаружения витковых замыканий обмоток трансформаторов: проводится измерение постоянной времени в широком диапазоне, и наличие переходных процессов (формулы (1-7)) с малым временем переходного процесса однозначно указывает на витковые замыкания в обмотке трансформатора.It is on this difference (formula (8)) that the principle of detecting coil faults of transformer windings is based: a time constant is measured in a wide range, and the presence of transients (formulas (1-7)) with a short transition time clearly indicates coil faults in transformer winding.

Т-образная модель обмотки трансформатора с витковым замыканием корректно работает для переходных процессов, и для времени t>>T'o данная модель не работает (так при постоянном токе в цепи (фиг. 5) ток на стороне В будет равен нулю). Поэтому рассмотрим отдельно переходные процессы на временах t~Tab и t~Т'о.The T-shaped model of a winding transformer winding works correctly for transients, and for a time t >> T'o this model does not work (so with a constant current in the circuit (Fig. 5), the current on side B will be zero). Therefore, we consider separately transients at times t ~ Tab and t ~ T'o.

- На временах t~Tab будет работать Т-образная модель обмотки трансформатора с витковым замыканием (фиг. 6),и будет происходить нарастание тока по цепи Ra-La-Lb-Rbc постоянной времени Tab, и по формулам (1) и (2).- At times t ~ Tab, the T-shaped model of the winding transformer winding will work (Fig. 6), and the current will increase along the Ra-La-Lb-Rbc circuit with the time constant Tab, and according to formulas (1) and (2 )

- В конце интервала t~Tab ток в части В станет постоянным Ib и будет определяться нарастанием тока по цепи Ra-La-L'o с постоянной времени Т'о.- At the end of the interval t ~ Tab, the current in part B will become constant Ib and will be determined by the increase in current along the circuit Ra-La-L'o with the time constant T'o.

- Из формулы (2) найдем скорость нарастания тока по цепи Ra-La-L'o:- From formula (2) we find the slew rate of the current along the circuit Ra-La-L'o:

Figure 00000009
Figure 00000009

- Из (9) и (6) найдем ЭДС в части В:- From (9) and (6) we find the EMF in part B:

Figure 00000010
Figure 00000010

- Из (10) найдет постоянный ток в части В:- From (10) it will find a direct current in part B:

Figure 00000011
Figure 00000011

- Если пренебречь в (11) величиной La, то (11) можно упростить:- If we neglect the quantity La in (11), then (11) can be simplified:

Figure 00000012
Figure 00000012

- При пересчете на часть А получим быстрый рост тока по цепи Ra-La-Lb-Rbc постоянной времени Tab до величины:- When converted to part A, we obtain a rapid increase in current along the circuit Ra-La-Lb-Rbc with the time constant Tab to the value:

Figure 00000013
Figure 00000013

- По величине, до которой быстро нарастает ток Ib из формулы (13), можно оценить количество коротко замкнутых витков: Nb/Na~√(Ib*R/E), оценить ток в цепи короткого замыкания (12).- By the value up to which the current Ib from formula (13) rises rapidly, we can estimate the number of short-circuited turns: Nb / Na ~ √ (Ib * R / E), estimate the current in the short circuit (12).

Таким образом, устройство обнаружения витковых замыканий обмоток трансформаторов измеряет переходные процессы в широком диапазоне времен, что позволяет отстроится от токов намагничения трансформатора, измеряя переходный процесс в самом повреждении, а именно в короткозамкнутых витках обмотки трансформатора. Этим самым достигается технический результат - возможность измерять переходные процессы в широком диапазоне времен и отстроится от токов намагничения трансформатора, измеряя переходный процесс в самом повреждении, а именно в короткозамкнутых витках обмотки трансформатора, что позволяет обнаруживать витковые замыкания в обмотках трансформатора в широком диапазоне поврежденных (замкнутых) витков.Thus, the device for detecting the windings of transformer windings measures transients in a wide range of times, which allows it to be detached from the magnetization currents of the transformer, measuring the transient in the fault itself, namely in the short-circuited turns of the transformer winding. This results in a technical result - the ability to measure transients in a wide range of times and detaches from the magnetization currents of the transformer by measuring the transient in the fault itself, namely in the short-circuited turns of the transformer winding, which makes it possible to detect coil faults in the transformer windings in a wide range of damaged (closed ) turns.

Claims (1)

Устройство обнаружения витковых замыканий обмоток трансформаторов, состоящее из источника постоянного напряжения, управляемого ключа, преобразователя тока в напряжение, аналого-цифрового преобразователя, контроллера, отличающееся тем, что источник постоянного напряжения выполнен с ограничением выходного тока, выходное напряжение источника постоянного напряжения устанавливается контроллером, первый выход источника постоянного напряжения соединен с входом управляемого ключа, первый выход которого соединен с одним выводом измеряемой обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с первым выводом преобразователя тока в напряжение, второй вывод которого соединен с заземленной общей точкой, с которой соединены также второй выход источника постоянного напряжения и второй выход управляемого ключа, выход преобразователя тока в напряжение соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом контроллера, один выход которого соединен с входом источника постоянного напряжения, а второй выход соединен с входом управляемого ключа, при этом контроллер соединен с управляющим устройством.A device for detecting coil faults in transformer windings, consisting of a constant voltage source, a controlled key, a current to voltage converter, an analog-to-digital converter, a controller, characterized in that the constant voltage source is configured to limit the output current, the output voltage of the constant voltage source is set by the controller, the first the output of the DC voltage source is connected to the input of the controlled key, the first output of which is connected to one output oh the transformer winding, the second output of which is connected to the first output of the current-to-voltage converter, the second terminal of which is connected to a grounded common point, to which the second output of the DC voltage source and the second output of the controlled key are also connected, the output of the current-to-voltage converter is connected to the analog input a digital converter, the output of which is connected to the input of the controller, one output of which is connected to the input of a constant voltage source, and the second output is connected to the input of a controlled key, wherein the controller is connected to the control device.
RU2017103566U 2017-02-02 2017-02-02 TRANSFORMER WINDING DETECTION DETECTION DEVICE RU172494U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103566U RU172494U1 (en) 2017-02-02 2017-02-02 TRANSFORMER WINDING DETECTION DETECTION DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103566U RU172494U1 (en) 2017-02-02 2017-02-02 TRANSFORMER WINDING DETECTION DETECTION DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU172494U1 true RU172494U1 (en) 2017-07-11

Family

ID=59498632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017103566U RU172494U1 (en) 2017-02-02 2017-02-02 TRANSFORMER WINDING DETECTION DETECTION DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU172494U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196111U1 (en) * 2019-01-24 2020-02-18 Николай Михайлович Александров Device for assessing the mechanical state of power transformer windings

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0216001A1 (en) * 1985-08-26 1987-04-01 VEB Transformatorenwerk "Karl Liebknecht" Method for testing the primary windings of inductive voltage transformers
RU2184999C1 (en) * 2001-04-20 2002-07-10 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" Method for measuring short-circuit inductance of transformer for flaw inspection of windings
CN103412237A (en) * 2013-08-22 2013-11-27 山东电力设备有限公司 Intelligent tester for transformer coil turn-to-turn short circuit
RU136186U1 (en) * 2012-12-14 2013-12-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Технический Центр "РАДЭК" SCROLL FINDER
RU145159U1 (en) * 2014-04-21 2014-09-10 Закрытое акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" DEVICE FOR CONTROL OF INTERVITAL INSULATION OF WINDINGS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0216001A1 (en) * 1985-08-26 1987-04-01 VEB Transformatorenwerk "Karl Liebknecht" Method for testing the primary windings of inductive voltage transformers
RU2184999C1 (en) * 2001-04-20 2002-07-10 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" Method for measuring short-circuit inductance of transformer for flaw inspection of windings
RU136186U1 (en) * 2012-12-14 2013-12-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Технический Центр "РАДЭК" SCROLL FINDER
CN103412237A (en) * 2013-08-22 2013-11-27 山东电力设备有限公司 Intelligent tester for transformer coil turn-to-turn short circuit
RU145159U1 (en) * 2014-04-21 2014-09-10 Закрытое акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" DEVICE FOR CONTROL OF INTERVITAL INSULATION OF WINDINGS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196111U1 (en) * 2019-01-24 2020-02-18 Николай Михайлович Александров Device for assessing the mechanical state of power transformer windings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9551752B2 (en) Dual ground breaker testing system
US3253215A (en) Overload current detecting device having laminated split core means coupled to a holding circuit with indicator
Wu et al. Residual flux measurement of power transformer based on transient current difference
US10775449B2 (en) Mobile transformer test device and method for testing a power transformer
Rafajdus et al. The current transformer parameters investigation and simulations
RU172494U1 (en) TRANSFORMER WINDING DETECTION DETECTION DEVICE
Firoozi et al. Transformer fault diagnosis using frequency response analysis-practical studies
Bessolitsyn et al. Experimental study of current error of up to 50 hz current-measuring transformer
CN108061872B (en) Method and device for testing residual magnetism in current transformer, storage medium and processor
Krishan et al. Real-time parameter estimation of single-phase transformer
JPH08122387A (en) Method and apparatus for testing polarity of current transformer
Bruce et al. Remanent flux in current-transformer cores
CN106405316B (en) Judgment method for equal-turn test of parallel branch of semi-finished transformer
US20180164378A1 (en) Dual ground breaker testing system
Sedlák et al. Influence of remanent magnetization on the diagnostic of distribution 25mva transformer by sfra method
CN201293831Y (en) Test device for AC magnetic characteristic of amorphous magnetic loop
KR20170129683A (en) Demagnetization device and method for demagnetizing a transformer core
RU2704394C1 (en) Method for remote determination of the phase-to-ground closure point
RU2374656C1 (en) Method of forming test parametre when performing tests of electromagnetic energy converters
RU2250474C1 (en) Method of testing insulation of transformers
Pütter et al. Reliable demagnetization of transformer cores
RU2687987C2 (en) Method of early detection of interturn circuit in the winding of a working electric machine
CN113655261B (en) Nested micro-current transformer and use method thereof
CN111044945A (en) Transformer residual magnetism determination method based on small signal measurement excitation inductance
RU2681266C2 (en) Method for detection of locks between electric machine threads, determination of the share of closed turns and re-voltage of phases

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170925