RU2237254C1 - Способ диагностики силовых трансформаторов - Google Patents
Способ диагностики силовых трансформаторов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237254C1 RU2237254C1 RU2003100586/09A RU2003100586A RU2237254C1 RU 2237254 C1 RU2237254 C1 RU 2237254C1 RU 2003100586/09 A RU2003100586/09 A RU 2003100586/09A RU 2003100586 A RU2003100586 A RU 2003100586A RU 2237254 C1 RU2237254 C1 RU 2237254C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- determined
- windings
- currents
- values
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Использование: для диагностики трансформатора. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, снижении эксплуатационных затрат, повышении надежности и снижении вероятности внезапных аварий. Способ заключается в том, что измеряют величины и фазовые углы напряжений и токов всех обмоток трансформатора в двух различных режимах работы трансформатора, регистрируют измеренные токи и падения напряжения, выделяют первую гармоническую составляющую зарегистрированных токов и напряжений обмоток, определяют симметричные составляющие полученных токов и напряжений, по полученным значениям на основании решения уравнений состояния силового трансформатора на основе матрицы узловых проводимостей и узловых сопротивлений многополюсника (схемы замещения трансформатора) определяют сопротивление ZK и потери РК короткого замыкания, ток I0 и потери Р0 холостого хода, активные и индуктивные сопротивления каждой из обмоток, определяют коэффициент К трансформации трансформатора. Определяют сопротивление Z0 нулевой последовательности по параметрам несимметричного режима. По превышению значений ZK, Z0, PK, I0, P0 над соответствующими эталонными значениями судят о техническом состоянии и работоспособности трансформатора. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностики силовых трансформаторов.
Цель изобретения - обеспечение непрерывности контроля обмоток, режима нейтрали и регулирующего устройства трансформатора.
Известны способы диагностики силовых трансформаторов по данным опыта холостого хода и короткого замыкания. Диагностическими параметрами при этом являются: ток I0 холостого хода; потери Р0 холостого хода; сопротивление ZK короткого замыкания и численно равное ему сопротивление прямой Z1 (обратной Z2) последовательности трансформатора ZK=Z1=Z2; потери рк короткого замыкания. По отклонениям указанных диагностических параметров от их эталонных значений оценивают техническое состояние трансформатора [1].
Общим недостатком этих способов является необходимость отключения трансформатора от сети, что весьма неэкономично.
Необходимость снижения количества отключений трансформаторов при сохранении контроля над указанными диагностическими параметрами требует разработки способов их определения непосредственно при работе под нагрузкой.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, сущность которого заключается в том, что в различные моменты времени измеряют величины и фазовые углы напряжений и токов каждой из обмоток и по измеренным значениям определяют сопротивление ZK и потери РK короткого замыкания, ток I0 и потери Р0 холостого хода. По превышению указанных значений судят о техническом состоянии и работоспособности трансформатора [2].
Однако данный способ является недостаточно точным, так как не позволяет измерять параметры режимов синхронно, не учитывает возможное наличие гармоник в измерительных сигналах, работу трансформатора в переходных и несимметричных режимах работы, а также не позволяет определять сопротивление нулевой последовательности трансформатора с заземленной нейтралью, активные и индуктивные сопротивления каждой из обмоток трансформатора и коэффициент трансформации.
Цель предлагаемого изобретения - это повышение точности оценки состояния трансформатора по параметрам нормального и (или) аварийного режима работы трансформатора путем контроля ряда важнейших диагностических показателей трансформатора без отключения его от сети. Достоинство нового способа заключается в том, что вместе с обеспечением контроля обмоток, когда определяют фактическое значение сопротивления короткого замыкания внутренних обмоток силового трансформатора, а также значения потерь короткого замыкания, тока и потерь холостого хода, определяют значение сопротивления нулевой последовательности трансформатора. Кроме того, определяют активные и индуктивные параметры каждой из обмоток трансформатора, что позволяет диагностировать техническое состояние витковой изоляции и состояние токоведущих частей обмоток. По превышению каждого из указанных параметров над эталонным судят о техническом состоянии трансформатора и его работоспособности. Кроме того, определяют диагностические параметры с повышенной точностью, так как все измерения для одного режима производятся синхронно, снижаются погрешности от наличия гармоник в измерительных сигналах и несимметрии режимов работы трансформатора. Таким образом, перечисленные отличительные признаки являются существенными, поскольку достигается более полная и точная оценка технического состояния трансформатора за счет большего количества и повышенной точности контролируемых показателей.
Способ может быть реализован следующим образом: измеряют величины и фазовые углы напряжений и токов всех обмоток трансформатора в двух различных нагрузочных режимах, по измеренным значениям путем решения уравнений состояния силового трансформатора, составленные на основе схемы замещения трансформатора, определяют сопротивление ZK и потери Рк короткого замыкания, ток I0 и потери Р0 холостого хода и по превышению значений ZK, Рк, I0, Р0 над соответствующими эталонными значениями судят о техническом состоянии и работоспособности трансформатора, выбирают режимы работы трансформатора при внешних коротких замыканиях, регистрируют измеренные токи обмоток и падения напряжения, выделяют первую гармоническую составляющую зарегистрированных токов и напряжений обмоток, определяют симметричные составляющие полученных токов и напряжений, которые используют в расчетах. Определяют сопротивление Z0 нулевой последовательности по параметрам несимметричного режима, сравнивают значение Z0 с эталонным значением и по отклонению значения Z0 от эталонного уточняют техническое состояние электрических цепей, связывающих обмотки трансформатора с землей. Определяют активные и индуктивные сопротивления каждой из обмоток и по полученным значениям сопротивлений уточняют техническое состояние витковой изоляции и состояние токоведущих частей обмоток. Определяют коэффициент трансформации трансформатора и по его значению уточняют техническое состояние устройства регулирования напряжения трансформатора.
На фиг.1 изображена электрическая схема измерительной цепи, реализующая способ. На фиг.2 и фиг.3 изображены Т-образные схемы замещения силового трансформатора на основе узловых проводимостей и узловых сопротивлений, соответственно.
Для реализации предложенного способа диагностики трансформаторов может быть использована измерительная цепь, электрическая схема которой изображена на фиг.1.
Измерительная цепь содержит первый 1 и второй 2 трансформаторы напряжения, первый 3 и второй 4 трансформаторы тока, шины 5 и 6 первичного и вторичного напряжений, соответственно, для подключения обмоток контролируемого трансформатора 7, измерительно-вычислительный комплекс 8, эквивалентную нагрузку 9 и эквивалентную электрическую систему 10, причем первичные обмотки трансформаторов напряжения 1 и 2 подключены соответственно к шинам 5 и 6, к которым присоединен контролируемый трансформатор 7, на первичной и вторичной сторонах контролируемого трансформатора 7 установлены трансформаторы тока 3 и 4, вторичные обмотки трансформаторов 1, 2, 3 и 4 подсоединены к измерительно-вычислительному комплексу 8, эквивалентная нагрузка 9 подключена к шине 6 вторичного напряжения, эквивалентная электрическая система 10 подключена к шине 5 первичного напряжения.
В качестве измерительно-вычислительного комплекса может быть использован цифровой регистратор аварийных процессов (например, Бреслер), имеющий функции измерения не менее 6 сигналов (3 фазных тока и 3 фазных напряжения) с каждой стороны трансформатора, регистрации осциллограмм фазных токов и напряжений, выделения основных гармоник зарегистрированных сигналов.
Измеряют одновременно сигналы фазных токов и напряжений всех обмоток трансформатора. Регистрируют измеренные токи и напряжения в виде цифровых осциллограмм, выделяют основные гармоники напряжений и токов [3]. Здесь и в дальнейшем верхний индекс соответствует номеру режима (номеру момента времени, в который производилось измерение), нижний прописной индекс соответствует фазной величине на первичной обмотке трансформатора, нижний строчный индекс соответствует фазной величине на вторичной обмотке трансформатора.
В реальных условиях эти сигналы, как правило, содержат ряд составляющих с частотой, отличной от основной. Корректные результаты вычислений сопротивлений и других параметров можно получить лишь при синусоидальной входных сигналов с частотой основной гармоники. Поэтому предварительно необходимо выделить основные гармоники сигналов и использовать их при вычислении параметров трансформаторов.
Так как, практически, всегда режим трансформатора является несимметричным (неравномерная нагрузка, различные коэффициенты трансформации по фазам и т.п.), то для измеренных величин применим метод симметричных составляющих.
По методу симметричных составляющих определяют значения токов и напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей (здесь i=l; 2; 0 - индексы симметричных составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей, соответственно; j=l; 2 - номера первичной и вторичной обмоток, соответственно; k=l; 2 - номер режима измерений) на стороне высшего напряжения:
на стороне низшего напряжения:
где а - оператор поворота векторов на 120 градусов по направлению против часовой стрелки.
Цикл измерений и вычислений повторяют при другом режиме (нормальном или аварийном) работы трансформатора и находят:
Вычисляют матрицы узловых проводимостей прямой [Y1], обратной [Y2] и нулевой [Y0] последовательностей эквивалентных многополюсников (фиг.2):
Находят значение сопротивления короткого замыкания
Вычисляют потери короткого замыкания
где Iном - номинальный ток трансформатора.
Находят активное сопротивление R1 трансформатора прямой последовательности
Определяют индуктивное сопротивление X1 трансформатора прямой последовательности
Находят активное сопротивление R2 трансформатора обратной последовательности
Определяют индуктивное сопротивление Х2 трансформатора обратной последовательности
Находят активное сопротивление R0 трансформатора нулевой последовательности
Определяют индуктивное сопротивление Х0 трансформатора нулевой последовательности
Следует отметить, что точность расчета сопротивлений нулевой последовательности трансформатора во многом определяется уровнем тока нулевой последовательности. Причем, чем выше степень несимметрии, тем точнее определяется сопротивление Z0=R0+jX0. Наибольшая несимметрия токов и напряжений возникает при однофазных и двухфазных коротких замыканиях на выводах трансформатора.
Вычисляют матрицу [Z] узловых сопротивлений многополюсника (фиг.3)
Находят значение тока холостого хода
где UHOM - номинальный ток трансформатора.
Вычисляют потери холостого хода
Определяют коэффициент К трансформации
Вычисляют активные сопротивления первичной r1 и вторичной r2 обмоток:
r1=ReZ11=K· ReZ21;
r2=ReZ22=K-1· ReZ12.
Находят индуктивные сопротивления первичной ω L1 и вторичной ω L2 обмоток и взаимное сопротивление ω M между обмотками
ω L1=ImZ11
ω L2=ImZ22
ω M=ImZ12.
Полученные таким образом фактические значения параметров трансформатора сравнивают с эталонными значениями, по отклонениям фактических значений от эталонных судят о наличии дефекта, дефектном узле, а при недопустимых отклонениях фактических показателей от эталонных принимают решение об отключении трансформатора от питающей сети.
Таким образом, реализация данного способа диагностики силовых трансформаторов позволяет более точно оценить техническое состояние элементов трансформатора благодаря увеличению числа контролируемых параметров и непрерывности их контроля, а также получить более точные значения параметров схемы замещения для расчета токов короткого замыкания, необходимые при расчете уставок релейной защиты и автоматики. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей прототипа, снижении эксплуатационных затрат за счет сокращения продолжительности отключений трансформатора для ревизий, повышении надежности электрической сети в целом и снижении вероятности внезапных аварий.
Источники информации
1. ГОСТ 3484 - 77. Трансформаторы силовые. Методы испытаний. - М. Изд-во стандартов.
2. Патент РФ № 2069371, кл. G 01 R 35/02, 1996.
3. Авторское свидетельство СССР № 1660067, кл. Н 01 Н 83/22, 1988.
Claims (4)
1. Способ диагностики силовых трансформаторов, заключающийся в том, что измеряют величины и фазовые углы напряжений и токов всех обмоток трансформатора в двух различных нагрузочных режимах, по измеренным значениям путем решения уравнений состояния силового трансформатора, составленных на основе схемы замещения трансформатора, определяют сопротивление ZK и потери РК короткого замыкания, ток I0 и потери Р0 холостого хода и по превышению значений ZK, PK, I0, P0 над соответствующими эталонными значениями судят о техническом состоянии и работоспособности трансформатора, отличающийся тем, что выбирают режимы работы трансформатора при внешних коротких замыканиях, регистрируют измеренные токи обмоток и падения напряжения, выделяют первую гармоническую составляющую зарегистрированных токов и напряжений обмоток, определяют симметричные составляющие полученных токов и напряжений, которые используют в расчетах.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют сопротивление Z0 нулевой последовательности по параметрам несимметричного режима, сравнивают значение Z0 с эталонным значением и по отклонению значения Z0 от эталонного уточняют техническое состояние электрических цепей, связывающих обмотки трансформатора с землей.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют активные и индуктивные сопротивления каждой из обмоток и по полученным значениям сопротивлений уточняют техническое состояние витковой изоляции и состояние токоведущих частей обмоток.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют коэффициент трансформации и по его значению уточняют техническое состояние устройства регулирования напряжения трансформатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100586/09A RU2237254C1 (ru) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | Способ диагностики силовых трансформаторов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100586/09A RU2237254C1 (ru) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | Способ диагностики силовых трансформаторов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2237254C1 true RU2237254C1 (ru) | 2004-09-27 |
RU2003100586A RU2003100586A (ru) | 2004-10-10 |
Family
ID=33433381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003100586/09A RU2237254C1 (ru) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | Способ диагностики силовых трансформаторов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2237254C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446406C2 (ru) * | 2009-07-08 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Способ диагностики силовых трехобмоточных трансформаторов |
RU2539821C2 (ru) * | 2012-12-03 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Тольяттинский Трансформатор" | Способ выявления дефекта силового трансформатора |
RU2552842C2 (ru) * | 2013-10-17 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ | Цифровая трансформаторная подстанция |
CN105868830A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-08-17 | 中国电力科学研究院 | 一种多台变压器检修顺序的确定方法 |
RU2645811C1 (ru) * | 2016-12-06 | 2018-02-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ выявления витковых замыканий в обмотках трехфазных трансформаторов |
CN108303606A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-07-20 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种配电变压器容量在线评估方法 |
RU2815660C1 (ru) * | 2023-11-09 | 2024-03-19 | Публичное акционерное общество "Россети Северо-Запад" | Способ мониторинга технического состояния трехфазного силового трансформатора |
-
2003
- 2003-01-08 RU RU2003100586/09A patent/RU2237254C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446406C2 (ru) * | 2009-07-08 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Способ диагностики силовых трехобмоточных трансформаторов |
RU2539821C2 (ru) * | 2012-12-03 | 2015-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Тольяттинский Трансформатор" | Способ выявления дефекта силового трансформатора |
RU2552842C2 (ru) * | 2013-10-17 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ | Цифровая трансформаторная подстанция |
CN105868830A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-08-17 | 中国电力科学研究院 | 一种多台变压器检修顺序的确定方法 |
CN105868830B (zh) * | 2016-03-23 | 2020-12-22 | 国家电网公司 | 一种多台变压器检修顺序的确定方法 |
RU2645811C1 (ru) * | 2016-12-06 | 2018-02-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ выявления витковых замыканий в обмотках трехфазных трансформаторов |
CN108303606A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-07-20 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种配电变压器容量在线评估方法 |
CN108303606B (zh) * | 2018-01-02 | 2020-05-22 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种配电变压器容量在线评估方法 |
RU2815660C1 (ru) * | 2023-11-09 | 2024-03-19 | Публичное акционерное общество "Россети Северо-Запад" | Способ мониторинга технического состояния трехфазного силового трансформатора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11545839B2 (en) | System for charging a series of connected batteries | |
US20100131215A1 (en) | Insulation monitoring system & insulation detecting method for electric power supply system | |
RU2675197C1 (ru) | Устройство и способ для определения параметра трансформатора | |
CN110402396A (zh) | 检测漏电电流的漏电电流检测装置、方法及程序 | |
RU2237254C1 (ru) | Способ диагностики силовых трансформаторов | |
JP2001201519A (ja) | 電流計測回路の試験装置および試験方法 | |
CN109752648A (zh) | 一种有载分接开关切换电弧能量在线监测方法及装置 | |
RU2388004C1 (ru) | Способ диагностики индуктивных обмоток | |
RU2642521C2 (ru) | Устройство для диагностики межвитковых замыканий в обмотках силового трансформатора | |
RU2478977C1 (ru) | Способ контроля под рабочими токами и напряжениями деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора | |
RU2433417C1 (ru) | Способ диагностики индуктивных обмоток | |
RU2446406C2 (ru) | Способ диагностики силовых трехобмоточных трансформаторов | |
CN112881967A (zh) | 一种cvt电磁单元参数测试方法与装置 | |
RU2390035C1 (ru) | Способ контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме | |
CA2141390C (en) | Method for measuring a resistance value | |
Iwanusiw et al. | The Art and Science of Transformer Ratio Measurement | |
US20210018555A1 (en) | Method for determining at least two equivalent insulation resistances of an electric system | |
CN111751715A (zh) | 一种应用于断路器的一次回路检测装置 | |
RU2290653C2 (ru) | Способ оценки в силовых трехфазных трансформаторах параметров процесса переключения контактов контактора быстродействующего регулятора под нагрузкой без его вскрытия и устройство для его осуществления | |
RU2333503C1 (ru) | Способ оперативного контроля состояния обмоток однофазного трасформатора с ненагруженной обмоткой | |
RU2458354C1 (ru) | Способ определения группы и схемы соединения обмоток силовых двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов | |
JPS6280567A (ja) | 電力変換素子の劣化診断方法 | |
CN118519087B (zh) | 一种互感器测试系统 | |
RU2756380C1 (ru) | Способ определения сопротивления изоляции сети и сопротивлений изоляции присоединений сети переменного тока с изолированной нейтралью более 1000 В | |
RU2069371C1 (ru) | Способ диагностики силовых трансформаторов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070109 |