RU2599280C2 - Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи - Google Patents
Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2599280C2 RU2599280C2 RU2015107414/28A RU2015107414A RU2599280C2 RU 2599280 C2 RU2599280 C2 RU 2599280C2 RU 2015107414/28 A RU2015107414/28 A RU 2015107414/28A RU 2015107414 A RU2015107414 A RU 2015107414A RU 2599280 C2 RU2599280 C2 RU 2599280C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- currents
- power
- losses
- asymmetric
- wire
- Prior art date
Links
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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, в частности к определению потерь мощности в системах электропередачи. Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях заключается в том, что измеряют при несимметричной нагрузке коэффициенты обратной и нулевой последовательности токов в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несимметричных токов. Технический результат заключается в возможности определять отдельные потери мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях электропередачи. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к определению потерь мощности в системах электропередачи.
Известно, что потери мощности и энергии в трехфазных трансформаторах и линиях электропередачи зависят от несимметричных токов в них. В кН.: Р. Дрехслер. «Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке»: Пер. с чешск. М.: Энергоатомиздат, 1985, 112 с., предлагается оценивать потери в элементах системы электропередачи по величине мощности пульсаций, скрытой мощности, мощности искажений и реактивной мощности.
По этим показателям для измерения потерь потребуется большой объем измерительной информации с довольно громоздкими дальнейшими вычислениями.
Наиболее близким техническим решением к изобретению относится «Способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройство для его осуществления» (Патент РФ №2533530, МПК G01R 31/06, опубл. 20.11.2014), предусматривающий измерение напряжения на первичной обмотке трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке. В данном способе измерения потерь силовых трансформаторов в качестве источника регулируемого напряжения использован автономный асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения, выходное напряжение которого ступенчато регулируют в пределах от 70 до 110% от номинального напряжения посредством переключения конденсаторов регулирования при переходе коммутируемого напряжения через «ноль», осуществляемое трехфазными бесконтактными электронными ключами, управляемыми через оптронные входы дешифратором и многопозиционным переключателем.
Недостатком данного способа является измерение общих потерь в трансформаторе при холостом ходе, а не отдельных составляющих - потерь мощности от несимметричных токов, а также невозможность измерения потерь в трансформаторе в рабочем режиме.
Задача изобретения - определение потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях электропередачи по результатам измерения известных показателей электроэнергии:
- коэффициента обратной последовательности токов K2i,
- коэффициента нулевой последовательности токов K0i.
Поставленная задача решается следующим образом.
В способе измерения потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях, предусматривающего применение источника регулируемого трехфазного напряжения, измеряют при несимметричной нагрузке коэффициенты обратной и нулевой последовательности токов в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несимметричных токов по формуле:
где: R0, R1 - активные сопротивления нулевой и прямой последовательности трансформатора (линии);
ΔPε - потери мощности от несимметричных токов;
P1 - потери мощности от тока прямой последовательности.
Новые существенные признаки
1. Измеряют в четырехпроводной сети при несимметричной нагрузке коэффициенты обратной и нулевой последовательности трехфазных токов.
2. По результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несимметрии токов в трехфазном трансформаторе (линии) по формуле:
3. Зная коэффициент Kε и потери мощности от тока прямой последовательности 
определяют потери мощности от несимметрии токов в трансформаторе (линии):
ΔPε=KεΔP1.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата, на который распространяется исчерпываемый объем правовой охраны.
Технический результат
1. Разработан простой способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях, составляющих дополнительные потери, за счет снижения которых достигается снижение общих потерь.
2. Минимальный набор материально-технических средств.
3. Измерения реализуются с помощью одного измерительного прибора «Энергомонитор 3.3» высокого класса точности 0,1, приведенная погрешность которого не превышает 0,1%. Поэтому точность измерения симметричных составляющих токов будет высокой (методическая погрешность отсутствует).
4. Разработанное математическое выражение для коэффициента потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях является простым. Поэтому отсутствуют громоздкие вычисления потерь мощности в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях.
Пояснения к способу измерения потерь
Современные трехфазные четырехпроводные сети, как правило, имеют неравномерную нагрузку. Поэтому в них создаются несимметричные токи. В трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях возникают потери мощности и электрической энергии от несимметричных токов. При разработке средств и способов снижения потерь в трансформаторах и линиях важно иметь информацию не только о полных потерях, но и, прежде всего, о частичных потерях мощности, составляющих эти потери, и принимать меры по их снижению. К частичным потерям относятся потери мощности от несимметричных токов.
В трехфазной четырехпроводной сети при симметричной синусоидальной трехфазной системе напряжений и несимметричной линейной нагрузке возникает трехфазная несимметричная система токов, которая может быть разложена на симметричные составляющие токов прямой I1, обратной I2 и нулевой I0 последовательности. Эти составляющие токов характеризуются коэффициентами обратной 
и нулевой 
последовательности токов, которые измеряются прибором «Энергомонитор 3.3». По результатам измерения вычисляется важнейший критерий (коэффициент) потерь мощности от несимметричных токов, равный отношению потерь мощности от токов обратной и нулевой последовательности ΔPε к потерям мощности от токов прямой последовательности ΔP1:
где 
Зная потери мощности от токов прямой последовательности и коэффициент Kε, определяют потери мощности от несимметричных токов в трехфазном трансформаторе (линии):
ΔPε=KεΔP1.
Для экспериментальной проверки способа измерения потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях электропередачи в научно-исследовательской лаборатории кафедры электроэнергетики и электрооборудования федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВО СПбГАУ) изготовлена физическая модель электрической сети 0,38 кВ. Эта модель содержит реальное электротехническое оборудование: трехфазные трансформаторы типа ТМГ мощностью 25 кВА с номинальными первичным и вторичным напряжениями 0,38 кВ, четырехпроводную линию электропередачи, выполненную проводом марки СИП-4, сечением 25 мм2, длиной 370 м, нагрузочное устройство: набор регулируемых однофазных резисторов в трехфазном исполнении общей мощностью 25 кВт и два трехфазных асинхронных электродвигателя по 4,5 кВт с генераторами постоянного тока на общем валу. Измерения потерь мощности и других физических величин в трансформаторе и линии производились с помощью измерительных устройств «Энергомонитор 3.3», имеющих класс точности 0,1.
На физической модели сети 0,38 кВ проведены исследования потерь мощности от несимметричных токов в трансформаторах со схемами соединения обмоток Y/YH, Y/YH СУ, Y/ZH и четырехпроводной линии. При этом потери мощности от несимметрии токов, полученные опытным путем, сравнивались с расчетными данными. Расхождение между опытными и расчетными данными не превышало 1,5%, что подтверждает правильность предлагаемого способа измерения потерь мощности от несимметричных токов.
В таблице 1 приведены результаты исследования потерь мощности от несимметрии токов в трансформаторе Y/YH на физической модели сети 0,38 кВ при изменении двухфазной нагрузки (опыты №№1…5).
Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях электропередачи прошел экспериментальную проверку. Результаты эксперимента совпали с результатами расчета.
Источник информации
1. Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке: Пер. с чешск. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 112 с.
2. Патент РФ №1533530. Способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройство для его осуществления. МПК G01R 31/06, опубл. 20.11.2014.
Claims (1)
- Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях, предусматривающий применение источника регулируемого трехфазного напряжения, отличающийся тем, что измеряют при несимметричной нагрузке коэффициенты обратной и нулевой последовательности токов в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несимметричных токов по формуле
откуда ΔPε=KεΔP1,
где R0, R1 - активные сопротивления нулевой и прямой последовательности трансформатора (линии);
ΔPε - потери мощности от несимметричных токов;
ΔP1 - потери мощности от тока прямой последовательности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015107414/28A RU2599280C2 (ru) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015107414/28A RU2599280C2 (ru) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016132054A Division RU2638904C1 (ru) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015107414A RU2015107414A (ru) | 2016-09-27 |
| RU2599280C2 true RU2599280C2 (ru) | 2016-10-10 |
Family
ID=57018218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015107414/28A RU2599280C2 (ru) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2599280C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1278732A1 (ru) * | 1985-07-26 | 1986-12-23 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт | Способ определени нагрузочной способности сухих трансформаторов и устройство дл его осуществлени |
| US4654806A (en) * | 1984-03-30 | 1987-03-31 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for monitoring transformers |
| SU1599814A1 (ru) * | 1988-03-09 | 1990-10-15 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Устройство дл измерени несимметрии в трехфазных электрических сет х |
| RU2533530C2 (ru) * | 2012-02-28 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройство для его осуществления |
-
2015
- 2015-03-03 RU RU2015107414/28A patent/RU2599280C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4654806A (en) * | 1984-03-30 | 1987-03-31 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for monitoring transformers |
| SU1278732A1 (ru) * | 1985-07-26 | 1986-12-23 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт | Способ определени нагрузочной способности сухих трансформаторов и устройство дл его осуществлени |
| SU1599814A1 (ru) * | 1988-03-09 | 1990-10-15 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Устройство дл измерени несимметрии в трехфазных электрических сет х |
| RU2533530C2 (ru) * | 2012-02-28 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройство для его осуществления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015107414A (ru) | 2016-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mork et al. | Hybrid transformer model for transient simulation—Part II: Laboratory measurements and benchmarking | |
| Chicco et al. | Triplen harmonics: Myths and reality | |
| Yarymbash et al. | An application of scheme and field models for simulation of electromagnetic processes of power transformers | |
| Kralj et al. | Stray losses in power transformer tank walls and construction parts | |
| Cazacu et al. | Derating the three-phase power distribution transformers under nonsinusoidal operating conditions: A case study | |
| Sezgin et al. | State estimation based determination of harmonic current contributions of iron and steel plants supplied from PCC | |
| Chiesa et al. | Analytical algorithm for the calculation of magnetization and loss curves of delta-connected transformers | |
| Hazrat Ali et al. | Studies on performance parameters of a practical transformer for various utilizations | |
| RU2638904C1 (ru) | Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи | |
| CN108061872B (zh) | 电流互感器中剩磁的试验方法、装置、存储介质及处理器 | |
| RU2599280C2 (ru) | Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи | |
| RU2478977C1 (ru) | Способ контроля под рабочими токами и напряжениями деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора | |
| Zhou et al. | A model considering deep saturation of the iron core for 10 kV potential transformers | |
| Arslan et al. | An analysis into the effect of voltage harmonics on the maximum loading capability of transformers | |
| CN107144758B (zh) | 一种热效应对变压器抗短路能力影响的试验方法 | |
| Buchhagen et al. | Calculation of the frequency response of inductive medium voltage transformers | |
| RU2644454C2 (ru) | Способ измерения потерь мощности от реактивных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи | |
| Nohra et al. | A Four-leg active power filter for harmonic mitigation and reactive power compensation in unbalanced loads systems using CFL technology | |
| Koochaki | Teaching calculation of transformer equivalent circuit parameters using MATLAB/Simulink for undergraduate electric machinery courses | |
| Malekpour et al. | Core loss studies using FEM of a three phase isolation transformer under harmonic conditions | |
| Zhang et al. | The implementation of correct reactive power measurement is long overdue | |
| RU2585930C1 (ru) | Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей | |
| Albert et al. | Comparing two topology transformer hysteresis models derived from DC hysteresis measurements | |
| Čonka et al. | Short circuit current calculations | |
| Mirzaie et al. | Impacts of Non-Sinusoidal Load Currents on Distribution Transformer Losses-Part II: Standard Aspects and Experimental Measurement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180304 |