RU2282862C1 - Device for measuring current and open-circuit loss of power transformers at low voltage - Google Patents
Device for measuring current and open-circuit loss of power transformers at low voltage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282862C1 RU2282862C1 RU2005104639/28A RU2005104639A RU2282862C1 RU 2282862 C1 RU2282862 C1 RU 2282862C1 RU 2005104639/28 A RU2005104639/28 A RU 2005104639/28A RU 2005104639 A RU2005104639 A RU 2005104639A RU 2282862 C1 RU2282862 C1 RU 2282862C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- current
- terminals
- source
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности, к измерениям тока и потерь холостого хода силовых трансформаторов при малом напряжении с целью выявления возможных витковых замыканий в обмотках, замыканий в элементах магнитопровода и замыканий магнитопровода на бак трансформатора. Изобретение может быть использовано в энергетике для испытаний силовых трансформаторов во время пуско-наладочных и профилактических работ, а также при комплексном их обследовании.The invention relates to electrical measurements, in particular, to measurements of current and idle losses of power transformers at low voltage in order to identify possible winding short circuits in windings, short circuits in the elements of the magnetic circuit and short circuits of the magnetic circuit on the transformer tank. The invention can be used in the energy sector for testing power transformers during commissioning and maintenance work, as well as for their comprehensive examination.
Кроме того, измерение тока и потерь холостого хода силовых трансформаторов актуально после воздействия током короткого замыкания обмоток трансформатора.In addition, the measurement of current and idle losses of power transformers is relevant after exposure to a short circuit of the transformer windings.
Оно с успехом может применяться для измерений тока и потерь холостого хода силовых трехфазных трансформаторов на заводе-изготовителе и в ремонтных организациях.It can be successfully used to measure current and idle losses of power three-phase transformers at the factory and in repair organizations.
Преимущественной областью применения устройства является определение тока и потерь холостого хода силовых трансформаторов 35 кВ и выше.The preferred field of application of the device is the determination of current and idle losses of power transformers of 35 kV and higher.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство для измерения тока и потерь холостого хода трансформаторов при малом напряжении, содержащее источник регулируемого переменного напряжения, с помощью которого поочередно возбуждаются фазы низковольтной обмотки силового трансформатора «а-в», «в-с», «а-с» при подключенных к ней с помощью соединительных проводов амперметра, ваттметра, вольтметра и частотомера, в то время как обмотки высокого и среднего напряжения трансформатора остаются свободными [Раздел 2. Методы контроля состояния силовых трансформаторов, автотрансформаторов шунтирующих и дугогасящих реакторов. Москва, ОРГРЭС, 1997 г., С.100]. При этом снятие показаний приборов следует проводить одновременно. Для измерения тока и потерь холостого хода с помощью данного устройства необходимо иметь регулируемый автотрансформатор, вольтметр, амперметр, ваттметр, частотомер, множество соединительных проводов. Процесс измерения не автоматизирован.A device is known for measuring current and idle losses of transformers at low voltage, containing a source of controlled alternating voltage, with which phases of the low-voltage winding of the power transformer “a-b”, “b-s”, “a-s” are alternately excited when connected to using the connecting wires of the ammeter, wattmeter, voltmeter and frequency meter, while the high and medium voltage windings of the transformer remain free [
Следующим недостатком этого устройства является необходимость сборки отдельной схемы для измерения тока и потерь холостого хода каждой фазы. Для этой цели каждый раз оператор должен подниматься на силовой трансформатор для отсоединения и присоединения соединительных проводов устройства с аппаратными зажимами вводов обмотки НН с применением защитных средств и приспособлений, т.е. затрачивается значительное время для подготовки измерений и снижается безопасность выполнения работ.Another disadvantage of this device is the need to assemble a separate circuit for measuring current and idle losses of each phase. For this purpose, each time the operator must climb the power transformer to disconnect and connect the connecting wires of the device with the hardware clamps of the inputs of the LV winding using protective equipment and devices, i.e. significant time is spent on preparing measurements and the safety of work is reduced.
Устройство не вычисляет процентное отклонение потери холостого хода по фазам обмотки силового трансформатора. При этом на погрешность измерения влияют составляющие кратных частот основной гармоники. Учет ошибки измерения потери холостого хода в измерительных приборах и проводах возможна лишь с помощью оператора, который вычисляет их вручную.The device does not calculate the percentage deviation of idle loss from the phases of the power transformer winding. In this case, the measurement error is affected by the components of the multiple frequencies of the fundamental harmonic. Accounting for the measurement error of idle loss in measuring instruments and wires is possible only with the help of an operator who calculates them manually.
Кроме того, для одновременной фиксации значений напряжений на всех приборах необходимо иметь несколько операторов. Другим недостатком устройства является невозможность передачи данных измерений в персональный компьютер, чтобы использовать многофункциональность последнего, например, протоколировать результаты измерения в электронном виде и на бумажном носителе.In addition, to simultaneously record the voltage values on all devices, it is necessary to have several operators. Another disadvantage of the device is the inability to transfer measurement data to a personal computer in order to use the multifunctionality of the latter, for example, to record measurement results in electronic form and on paper.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задача изобретения - создание устройства, позволяющего автоматизировать режим и сократить время производства измерений, повысить безопасность выполнения измерений и точность измерения тока и потерь холостого хода трехфазного силового трансформатора, обладающего возможностью оперативно сохранять в электронном виде данные измерений в энергонезависимой памяти и последующей передачи данных в персональный компьютер, чтобы воспользоваться многочисленными возможностями последнего, в частности для создания базы данных и архивирования.The objective of the invention is the creation of a device that allows you to automate the mode and reduce the time of measurement, increase the safety of measurements and the accuracy of measuring current and idle losses of a three-phase power transformer, which is able to quickly save electronically the measurement data in non-volatile memory and subsequent data transfer to a personal computer to take advantage of the numerous capabilities of the latter, in particular for creating a database and archiving.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройство для измерения тока и потерь холостого хода трансформаторов при малом напряжении, содержащее источник регулируемого переменного напряжения и соединительные провода, дополнительно введены коммутирующий орган, имеющий два входных зажима - первый и второй, а также три выходных зажима и один управляющий вход, трехпроводный кабель, имеющий на своих выводах цветовую маркировку фаз и многовекторный измеритель, который имеет по одному каналу напряжения и тока с двумя зажимами на каждом канале, а также управляющий выход, соединенный с управляющим входом источника регулируемого переменного напряжения и управляющим входом коммутирующего органа, зажимы канала напряжения многовекторного измерителя соединены с первым и вторым входными зажимами коммутирующего органа, а источник регулируемого переменного напряжения одним зажимом через первый и второй зажимы канала тока многовекторного измерителя соединен с первым входным зажимом коммутирующего органа, а второй зажим источника регулируемого переменного напряжения имеет связь со вторым входным зажимом коммутирующего органа, три выходных зажима которого через трехпроводный кабель соединены с зажимами низковольтной обмотки испытуемого силового трансформатора, причем многовекторный измеритель дополнительно снабжен датчиками напряжения и тока с гальванической развязкой, защитными цепями от коммутационных перенапряжений, аналого-цифровым преобразователем, энергонезависимой памятью, жидкокристаллическим дисплеем, портом сопряжения с персональным компьютером и вычислительным блоком, позволяющим вычислить частоту сети, действующее значение напряжения, тока, разность фаз между током и напряжением, потери холостого хода первой гармоники, а также вычислить процентное отклонение потерь холостого хода по фазам обмоток, а в регулируемый источник переменного напряжения дополнительно введены исключающие перенапряжение защитные цепи.The problem is solved due to the fact that the device for measuring current and idle losses of transformers at low voltage, containing a source of adjustable AC voltage and connecting wires, additionally introduced a switching body that has two input terminals - the first and second, as well as three output terminals and one control input, a three-wire cable that has phase color markings on its terminals and a multi-vector meter that has one voltage and current channel with two clamps per ohm channel, as well as a control output connected to the control input of the adjustable AC voltage source and the control input of the switching body, the terminals of the voltage channel of the multi-vector meter are connected to the first and second input terminals of the switching body, and the adjustable AC voltage source is connected to one terminal through the first and second channel terminals the current of the multi-vector meter is connected to the first input terminal of the switching body, and the second terminal of the adjustable AC voltage source and it is connected to the second input terminal of the switching body, the three output terminals of which are connected through a three-wire cable to the terminals of the low-voltage winding of the tested power transformer, and the multi-vector meter is additionally equipped with voltage and current sensors with galvanic isolation, protective circuits from switching overvoltages, an analog-to-digital converter, memory, a liquid crystal display, a port for interfacing with a personal computer and a computing unit, allowing calculate the network frequency, the effective value of the voltage, current, phase difference between the current and voltage, the no-load loss of the first harmonic, and also calculate the percentage deviation of the no-load losses by the phases of the windings, and protective circuits that exclude overvoltage are additionally introduced into the adjustable AC voltage source.
Краткое описание фигурBrief Description of the Figures
На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, совмещенная со схемой электрических соединений. Устройство содержит источник регулируемого переменного напряжения 1 с управляющим входом, многовекторный измеритель 2, имеющий по одному каналу напряжения и тока, и управляющий выход, коммутирующий орган 3, имеющий два входа и три выхода, а также управляющий вход, трехпроводный кабель 4, исследуемый трансформатор 5.Figure 1 shows the structural electrical diagram of the proposed device, combined with a circuit of electrical connections. The device contains a source of adjustable AC voltage 1 with a control input, a
На фиг.2 приведена структурная схема многовекторного измерителя 2, включающая датчики напряжения и тока 2.1, аналого-цифровой преобразователь 2.2, блок энергонезависимой памяти 2.3, вычислительный блок 2.4, жидкокристаллический дисплей 2.5, порт связи с компьютером 2.6.Figure 2 shows the structural diagram of a
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Устройство предназначено для измерения тока и потерь холостого хода силовых трансформаторов. Оно позволяет упростить процесс и время сборки схемы, уменьшить время измерения, измерить частоту сети, а также напряжение и ток соответствующей фазы низковольтной обмотки трансформатора и потерь холостого хода. За счет автоматической коммутации цепей, предложенное устройство повышает безопасность выполнения работ, ограничивает время работы на высоте. Оно также позволяет передать измеренные и вычисленные величины в персональный компьютер для архивирования и создания базы данных.The device is designed to measure current and idle losses of power transformers. It allows you to simplify the process and assembly time of the circuit, reduce the measurement time, measure the network frequency, as well as the voltage and current of the corresponding phase of the low voltage winding of the transformer and no-load losses. Due to the automatic switching of circuits, the proposed device increases the safety of work, limits the time at altitude. It also allows you to transfer measured and calculated values to a personal computer for archiving and creating a database.
Устройство работает следующим образом. Оператор собирает электрическую схему, приведенную на фиг.1, включает в сеть источник регулируемого переменного напряжения 1 и многовекторный измеритель 2 (см. фиг.1).The device operates as follows. The operator assembles the electrical circuit shown in figure 1, includes a variable voltage source 1 and a
После этого многовекторный измеритель 2 через свой управляющий выход D подает сигнал на управляющий вход коммутирующего органа 3. Коммутирующий орган 3 подключает свои входы 6 и 7 соответственно к выходам 8 и 9 с помощью переключателей П1 и П2. Выходы 8 и 9 коммутирующего органа 3, в свою очередь, соединены соответственно с зажимами фазы «а» и «в» обмотки НН силового трансформатора посредством трехпроводного кабеля 4. Одновременно включается контакт K1 коммутирующего органа 3. Таким образом, подготавливается схема для измерения напряжения Ua-в, тока Iа-в, разности фаз между током и напряжением, частоты сети и потерь холостого хода Ра-в многовекторным измерителем 2 фазы «а-в» силового трансформатора 5 (см. фиг.2). После этого напряжение на регулируемом источнике переменного напряжения 1 автоматически плавно нарастает до определенного значения. Сигналы с датчиков тока и напряжения - 2.1 (см. фиг.2) многовекторного измерителя 2 поступают в аналого-цифровой преобразователь 2.2, где преобразовываются из аналоговых величин в цифровые. Затем вычислительный блок 2.4 выполняет преобразование Фурье над входными сигналами: т.е. фильтрует составляющие гармоник кратных частот основной гармоники, и определяет действующее значение и разность фаз этих сигналов на первой гармонике. Далее вычисляется потеря холостого хода фазы «а-в» путем умножения действующего значения синусоидального напряжения на ток и косинус угла между ними.After that, the
После завершения вычислений, полученные значения частоты, тока, напряжения и потери холостого хода выдаются на ЖКД 2.5 и одновременно записываются в блок энергонезависимой памяти 2.3.After the calculation is completed, the obtained values of frequency, current, voltage and idle loss are displayed on the LCD 2.5 and simultaneously recorded in the non-volatile memory 2.3.
Далее многовекторный измеритель 2 с помощью управляющего выхода D подает на источник регулируемого переменного напряжения 1 сигнал на отключение и напряжение последнего плавно спадает до нуля. Контакт K1 и переключатели П1 и П2 коммутирующего органа 3 переключаются в исходные положения.Next, the
После этого готовится схема для измерения напряжения, тока и потерь холостого хода следующей фазы «в-с»: многовекторный измеритель 2 выдает сигнал, по которому коммутирующий орган 3 подключает свои входы 6, 7 с помощью переключателей П1 и П2 к выходам 9, 10 и одновременно включается контакт К2 коммутирующего органа 3.After that, a circuit is prepared for measuring voltage, current and idle losses of the next “b-s” phase: a
Многовекторный измеритель 2 обрабатывает входные сигналы аналогично ранее изложенному порядку, после чего он с помощью управляющего выхода D подает на источник регулируемого переменного напряжения 1 сигнал на отключение и напряжение последнего плавно спадает до нуля. Одновременно контакт К2 и переключатели П1 и П2 переключаются в исходные положения.A
Далее готовится схема для измерения следующей фазы «а-с»: многовекторный измеритель 2 выдает сигнал, по которому коммутирующий орган 3 подключает входы 6, 7 к выходам 8, 10 при помощи переключателей П1 и П2 и одновременно включается контакт К3. Далее процесс повторяется.Next, a circuit is prepared for measuring the next phase “a-c”: a
После записи измеренных значений частоты сети, тока, напряжения и мощности потерь холостого хода фазы «а-с» в энергонезависимую память 2.3 и индикаций этих параметров на жидкокристаллический дисплей 2.5, вычислительный блок 2.4 вычисляет процентное отклонение потерь холостого хода измеренных фаз по формулам:After recording the measured values of the network frequency, current, voltage and idle loss power of the “a-c” phase in non-volatile memory 2.3 and displaying these parameters on the liquid crystal display 2.5, the computing unit 2.4 calculates the percentage deviation of the idling losses measured phases according to the formulas:
▽1 и ▽2, ▽3 записываются в энергонезависимую память 2.3 и выдаются на ЖКД 2.5, а контакт К3 и переключатели П1 и П2 переключаются в исходные положения.▽ 1 and ▽ 2 , ▽ 3 are written to non-volatile memory 2.3 and are output to the LCD 2.5, and contact K 3 and the switches P 1 and P 2 are switched to their original positions.
Таким образом, производится автоматическое измерение частоты сети, а также тока, напряжения, потери холостого хода и процентное отклонение потерь холостого хода по фазам обмотки НН силового трансформатора.Thus, an automatic measurement of the network frequency, as well as current, voltage, idle loss and the percentage deviation of the idle losses by the phases of the LV winding of the power transformer is performed.
Кроме того, во всех трех случаях в измеренные значения потерь холостого хода вносятся поправки, учитывающие потери в схеме Рсх. Для этого предварительно измеряются сопротивление соединительных проводов, переходное сопротивление контактов и переключателей коммутирующего органа, сопротивление трехпроводного кабеля и входное сопротивление многовекторного измерителя, суммарное значение которых заносится в энергонезависимую память 2.3. В последующем, эта поправка вычислительным блоком 2.4 учитывается автоматически, что также повышает точность измерения.In addition, in all three cases, amendments are made to the measured values of the no-load losses, taking into account losses in the circuit Р cx . For this, the resistance of the connecting wires, the transition resistance of the contacts and switches of the switching body, the resistance of a three-wire cable and the input resistance of a multi-vector meter, the total value of which is recorded in non-volatile memory, are preliminarily measured 2.3. Subsequently, this correction by the computing unit 2.4 is automatically taken into account, which also increases the accuracy of the measurement.
Применение трехпроводного кабеля с цветовой маркировкой позволяет упростить процесс сборки схемы, что является также важным фактором при производстве работ в полевых условиях. Кроме того, использование кабеля позволяет размещать рабочее место на уровне земли, что исключает работы на высоте, тем самым повышается безопасность производства работ.The use of a three-wire cable with color marking makes it possible to simplify the assembly process of the circuit, which is also an important factor in the performance of work in the field. In addition, the use of cable allows you to place the workplace at ground level, which excludes work at heights, thereby increasing the safety of work.
Устройство с успехом можно применить и для определения тока и потерь холостого хода однофазных трансформаторов и автотрансформаторов.The device can be successfully applied to determine the current and idle losses of single-phase transformers and autotransformers.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005104639/28A RU2282862C1 (en) | 2005-02-21 | 2005-02-21 | Device for measuring current and open-circuit loss of power transformers at low voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005104639/28A RU2282862C1 (en) | 2005-02-21 | 2005-02-21 | Device for measuring current and open-circuit loss of power transformers at low voltage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2282862C1 true RU2282862C1 (en) | 2006-08-27 |
Family
ID=37061372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005104639/28A RU2282862C1 (en) | 2005-02-21 | 2005-02-21 | Device for measuring current and open-circuit loss of power transformers at low voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2282862C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584820C2 (en) * | 2011-03-21 | 2016-05-20 | Конинклейке Филипс Н.В. | Calculation of power losses for inductive power transmission |
RU2645811C1 (en) * | 2016-12-06 | 2018-02-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for identification of winding short circuits in windings of three-phase transformers |
RU2715214C1 (en) * | 2019-12-02 | 2020-02-26 | Илья Николаевич Джус | Transformer testing facility |
RU2755053C1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for determining magnetic losses in a transformer |
RU2763033C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-12-27 | Илья Николаевич Джус | Method for testing transformers and reactors |
RU2764780C1 (en) * | 2021-02-05 | 2022-01-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for determining the indicator of the degree of magnetic induction in hysteresis losses for steel of a transformer core |
RU2796600C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-05-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for determining magnetic losses in a transformer |
-
2005
- 2005-02-21 RU RU2005104639/28A patent/RU2282862C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584820C2 (en) * | 2011-03-21 | 2016-05-20 | Конинклейке Филипс Н.В. | Calculation of power losses for inductive power transmission |
RU2645811C1 (en) * | 2016-12-06 | 2018-02-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for identification of winding short circuits in windings of three-phase transformers |
RU2715214C1 (en) * | 2019-12-02 | 2020-02-26 | Илья Николаевич Джус | Transformer testing facility |
RU2763033C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-12-27 | Илья Николаевич Джус | Method for testing transformers and reactors |
RU2755053C1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for determining magnetic losses in a transformer |
RU2764780C1 (en) * | 2021-02-05 | 2022-01-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for determining the indicator of the degree of magnetic induction in hysteresis losses for steel of a transformer core |
RU2796600C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-05-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for determining magnetic losses in a transformer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2282862C1 (en) | Device for measuring current and open-circuit loss of power transformers at low voltage | |
CN107632241A (en) | A kind of apparatus and method for testing paper oil insulation partial discharge characteristic | |
KR100823724B1 (en) | Apparatus and method for detecting stator winding groundwall insulation condition of inverter-fed AC motor | |
CN112051525A (en) | Transformer demagnetization analyzer and demagnetization analysis method | |
CN116224210A (en) | Current transformer verification system and method in AC/DC coexisting environment | |
RU2642521C2 (en) | Device for diagnostics of interturn short-circuits in power transformer windings | |
CN113030622A (en) | Self-calibration-based automatic testing device for comprehensive characteristics of mutual inductor | |
CN112255490A (en) | Three-winding transformer loss determination method based on windowing frequency shift | |
CN108152782B (en) | Method for testing correction coefficient of high-supply high-count electric energy meter | |
KR100798469B1 (en) | Apparatus, and method for diagnosing the insulation condition of three phase alternating current rotating machinery, and a medium having computer readable program for executing the method | |
RU2281522C1 (en) | Device for measuring short-circuit impedance of grounded-neutral three-phase transformer windings | |
CN2864696Y (en) | Capacitive current tester | |
RU2478977C1 (en) | Method for control of deformation of windings of step-down three-phase double winding three-legged power transformer under operational currents and voltages | |
CN113203926B (en) | Direct-current withstand voltage tester and method for inter-phase lap joint water conduit of water-cooled generator | |
RU2237254C1 (en) | Method for diagnosing power transformers | |
US3862491A (en) | Method for evaluating manufacturing operational effects on insulated windings | |
RU2284536C1 (en) | Device for determining transformation ratio of three-phase transformers | |
CN106483385B (en) | A kind of dielectric loss measurement system and measurement method based on punching mutual inductor | |
RU2290653C2 (en) | Mode of evaluation of parameters of the process of switching of fast-acting regulator of contactor's contacts under loading in a three-phase transformer without its opening and an arrangement for its fulfillment | |
RU73740U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING SCATTERING INDUCTIONS AND ACTIVE RESISTANCE OF EACH WINDING OF A TWO-WAY TRANSFORMER | |
RU2628663C2 (en) | Method of measurement of symmetrical voltage components in three-phase networks | |
CN106252024B (en) | A kind of system to the unloaded demagnetization simultaneously of more transformers | |
Denissov et al. | Integrated test van for maintenance and diagnosis of power transformers | |
CN111220837A (en) | Output voltage detector of broadband PWM frequency converter | |
RU2105987C1 (en) | Serviceability check technique for current transformer secondary circuits |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080222 |