RU2638904C1 - Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи - Google Patents

Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи Download PDF

Info

Publication number
RU2638904C1
RU2638904C1 RU2016132054A RU2016132054A RU2638904C1 RU 2638904 C1 RU2638904 C1 RU 2638904C1 RU 2016132054 A RU2016132054 A RU 2016132054A RU 2016132054 A RU2016132054 A RU 2016132054A RU 2638904 C1 RU2638904 C1 RU 2638904C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
currents
losses
harmonics
power
nonsinusoidal
Prior art date
Application number
RU2016132054A
Other languages
English (en)
Inventor
Фёдор Дмитриевич Косоухов
Антон Олегович Филиппов
Николай Валерьевич Васильев
Наталья Юрьевна Криштопа
Зарина Равильевна Галиева
Алексей Сергеевич Паутов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный 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 "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет"
Priority to RU2016132054A priority Critical patent/RU2638904C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2638904C1 publication Critical patent/RU2638904C1/ru

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)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, в частности к определению потерь мощности в системах электропередачи. Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях заключается в том, что измеряют при нелинейной нагрузке в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) действующее значение тока 1-й гармоники, суммарный коэффициент нечетных и четных гармоник, кроме гармоник, кратных трем, и суммарный коэффициент гармоник, кратных трем, и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несинусоидальных токов по формуле. Изобретение позволяет определить отдельные потери мощности от несинусоидальных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях электропередачи.

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 несинусоидальных токов в них. В книге Р. Дрехслера «Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке»: Перевод с чешского, 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 напряжения 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 несинусоидальных токов, а также невозможность измерения потерь в трансформаторе в рабочем режиме.
Задача изобретения - определение потерь мощности от несинусоидальных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях электропередачи по результатам измерения известных показателей электроэнергии:
- коэффициента гармонической составляющей тока Ki.
Поставленная задача решается следующим образом.
В способе измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях, предусматривающего применение источника регулируемого трехфазного напряжения, измеряют при нелинейной нагрузке в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) действующее значение тока 1-й гармоники I1г, суммарный коэффициент нечетных и четных гармоник, кроме гармоник, кратных трем
Figure 00000001
,
суммарный коэффициент гармоник, кратных трем
Figure 00000002
и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несинусоидальных токов по формуле
Figure 00000003
, откуда ΔPω=KωΔP1г,
где ΔРω - потери мощности от несинусоидальных токов;
ΔР1г - потери мощности от токов 1-й гармоники:
k=2, 4, 5, 7, 8, 10…40 - порядковые номера нечетных и четных гармоник;
j=3, 6, 9…39 - порядковые номера гармоник, кратных трем.
Новые существенные признаки
1. Измеряют в четырехпроводной сети при симметричной нелинейной нагрузке:
- действующее значение тока 1-й гармоники I1г;
- суммарный коэффициент нечетных и четных гармоник, кроме гармоник, кратных трем
Figure 00000004
;
- суммарный коэффициент гармоник, кратных трем
Figure 00000005
;
2. По результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несинусоидальных токов в трехфазном трансформаторе (линии) по формуле
Figure 00000006
3. Зная коэффициент Kω и потери мощности от токов 1-й гармоники
Figure 00000007
, определяют потери мощности от несинусоидальных токов в трансформаторе (линии):
ΔРω=KωΔР1г.
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 несинусоидальных 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 коэффициентов гармоник токов будет высокой (методическая погрешность отсутствует).
4. Разработанное математическое выражение для коэффициента потерь мощности от несинусоидальных 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 нелинейную нагрузку. Поэтому в них создаются несинусоидальные токи. В трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях возникают потери мощности и электрической энергии от несинусоидальных 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 несинусоидальных токов.
В трехфазной четырехпроводной сети при симметричной синусоидальной трехфазной системе напряжений и симметричной нелинейной нагрузке возникает несинусоидальная система токов, которая может быть разложена в гармонический ряд Фурье, содержащий первую гармонику и высшие гармоники, создающие в трехфазном трансформаторе и четырехпроводной линии потери мощности от несинусоидальных (высших гармоник) токов. Эти потери разделяются на две группы. Первая группа потерь определяется нечетными и четными гармониками за исключением гармоник, кратных трем, создающими трехфазные системы токов прямой и обратной последовательности. Суммарный коэффициент этих гармоник
Figure 00000008
.
Вторая группа потерь мощности от несинусоидальных токов определяется гармониками, кратными трем, создающими трехфазные системы токов нулевой последовательности. Их суммарный коэффициент гармоник
Figure 00000009
.
Измерив прибором «Энергомонитор 3.3» в трехфазном трансформаторе (линии) суммарные коэффициенты гармоник V2 и λ2, определяют критерий (коэффициент) потерь мощности от несинусоидальных токов, равный отношению потерь мощности от токов высших гармоник ΔРω к потерям мощности от токов 1-й гармоники ΔР1г:
Figure 00000010
,
где:
Figure 00000011
.
Зная потери мощности от токов 1-й гармоники и коэффициент Kω, определяют потери мощности от несинусоидальных токов в трехфазном трансформаторе (линии):
ΔРω=KωΔР1г.
Источники информации
1. Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке: Перевод с чешского 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 (10)

  1. Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях, предусматривающий применение источника регулируемого трехфазного напряжения, отличающийся тем, что измеряют при нелинейной нагрузке в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) действующее значение тока 1-й гармоники I1г, суммарный коэффициент нечетных и четных гармоник, кроме гармоник, кратных трем
  2. Figure 00000012
  3. суммарный коэффициент гармоник, кратных трем
  4. Figure 00000013
  5. и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несинусоидальных токов по формуле
  6. Figure 00000014
    , откуда ΔPω=KωΔP1г,
  7. где ΔPω - потери мощности от несинусоидальных токов;
  8. ΔP1г - потери мощности от токов 1-й гармоники:
  9. k=2, 4, 5, 7, 8, 10…40 - порядковые номера нечетных и четных гармоник;
  10. j=3, 6, 9…39 - порядковые номера гармоник, кратных трем.
RU2016132054A 2016-08-03 2016-08-03 Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи RU2638904C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016132054A RU2638904C1 (ru) 2016-08-03 2016-08-03 Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016132054A RU2638904C1 (ru) 2016-08-03 2016-08-03 Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015107414/28A Division RU2599280C2 (ru) 2015-03-03 2015-03-03 Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2638904C1 true RU2638904C1 (ru) 2017-12-18

Family

ID=60718942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016132054A RU2638904C1 (ru) 2016-08-03 2016-08-03 Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2638904C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110118905A (zh) * 2019-04-28 2019-08-13 福建省大岩电子科技有限公司 一种应用于谐波条件下的隔离变压器等效负载测试方法
CN115267350A (zh) * 2022-08-15 2022-11-01 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 换流变压器的损耗分析方法、装置和计算机设备
RU2826221C1 (ru) * 2024-05-07 2024-09-05 Сергей Сергеевич Костинский Способ определения комплексного значения технических потерь полной мощности в силовых трехфазных двухобмоточных трансформаторах, эксплуатируемых в городских и промышленных системах электроснабжения

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110118905A (zh) * 2019-04-28 2019-08-13 福建省大岩电子科技有限公司 一种应用于谐波条件下的隔离变压器等效负载测试方法
CN115267350A (zh) * 2022-08-15 2022-11-01 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 换流变压器的损耗分析方法、装置和计算机设备
RU2826221C1 (ru) * 2024-05-07 2024-09-05 Сергей Сергеевич Костинский Способ определения комплексного значения технических потерь полной мощности в силовых трехфазных двухобмоточных трансформаторах, эксплуатируемых в городских и промышленных системах электроснабжения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Muscas Assessment of electric power quality: Indices for identifying disturbing loads
Chicco et al. Triplen harmonics: Myths and reality
Cataliotti et al. A novel approach to current transformer characterization in the presence of harmonic distortion
CN201191317Y (zh) 电力计量柜整体误差现场校验装置
RU2638904C1 (ru) Способ измерения потерь мощности от несинусоидальных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи
Houtepen et al. Estimation of dielectric loss using damped AC voltages
Czarnecki Critical comments on the conservative power theory (CPT)
Thomas et al. Practical evaluation of unbalance and harmonic distortion in power conditioning
Denboer et al. Frequency scan based screening technique for harmonic interactions of HVDC systems
Saleh et al. Investigating harmonic distortion in power transformers due to geomagnetically induced current flows
Halder Effects & Symptoms of the Harmonics of the Diode Rectifier in the Power Quality Issues
Lin et al. Real-time monitoring of iron-core and copper losses of transformers under (non) sinusoidal operation
Segui-Chilet et al. Approach to unbalance power active compensation under linear load unbalances and fundamental voltage asymmetries
Jagieła et al. Identification of electric power parameters of AC arc furnace low voltage system
RU2364875C1 (ru) Способ выявления фактического вклада субъектов электрических сетей в искажение качества электрической энергии в точке общего присоединения в электрической сети
Gbadega et al. Loss study of LCC-based HVDC thyristor valves and converter transformers using IEC 61803 Std. and component datasheet parameters
RU2644454C2 (ru) Способ измерения потерь мощности от реактивных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи
Zhou et al. A model considering deep saturation of the iron core for 10 kV potential transformers
RU2478977C1 (ru) Способ контроля под рабочими токами и напряжениями деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора
RU2599280C2 (ru) Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи
Buchhagen et al. Calculation of the frequency response of inductive medium voltage transformers
Zhang et al. The implementation of correct reactive power measurement is long overdue
Neto et al. A comparative evaluation of methods for analysis of propagation of unbalance in electric systems
RU2585930C1 (ru) Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей
RU2628663C2 (ru) Способ измерения симметричных составляющих напряжений в трёхфазных сетях

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180304