RU2644454C2 - Method for measuring power losses from nonsinusoidal currents in three-phase transformers and four-wire power transmission lines - Google Patents
Method for measuring power losses from nonsinusoidal currents in three-phase transformers and four-wire power transmission lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644454C2 RU2644454C2 RU2016131753A RU2016131753A RU2644454C2 RU 2644454 C2 RU2644454 C2 RU 2644454C2 RU 2016131753 A RU2016131753 A RU 2016131753A RU 2016131753 A RU2016131753 A RU 2016131753A RU 2644454 C2 RU2644454 C2 RU 2644454C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- losses
- phase
- wire
- reactive currents
- 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
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к определению потерь мощности в системах электропередачи.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the determination of power losses in power transmission systems.
Известно, что потери мощности и энергии в трехфазных трансформаторах и линиях электропередачи зависят от реактивных 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.It is known that power and energy losses in three-phase transformers and power lines depend on the reactive currents in them. In the book of R. Drechsler “Measurement and assessment of the quality of electric power under asymmetric and non-linear load”: Translation from Czech, M .: Energoatomizdat, 1985. - 112 p. It is proposed to evaluate the losses in the elements of the power transmission system by the magnitude of the ripple power, latent power, distortion power, and reactive power.
По этим показателям для измерения потерь потребуется большой объем измерительной информации с довольно громоздкими дальнейшими вычислениями.According to these indicators, a large amount of measurement information with rather cumbersome further calculations will be required to measure losses.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является «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», осуществляемого трехфазными бесконтактными электронными ключами, управляемыми через оптронные входы дешифратором и многопозиционным переключателем.The closest technical solution to the invention is the "Method for measuring losses and idling current of power transformers in the field and a device for its implementation" (RF Patent No. 2533530, IPC G01R 31/06, published on November 20, 2014), which provides for measuring the voltage on the primary transformer winding with open secondary winding. In this method of measuring the losses of power transformers, an autonomous asynchronous generator with field capacitors is used as a source of controlled voltage, the output voltage of which is stepwise regulated within the range from 70 to 110% of the nominal voltage by switching the regulation capacitors when the switching voltage passes through "zero" by three-phase contactless electronic keys controlled via optocoupler inputs with a decoder and multi-position switch eat.
Недостатком данного способа является измерение общих потерь в трансформаторе при холостом ходе, а не отдельных составляющих потерь мощности от реактивных токов, а также невозможность измерения потерь в трансформаторе в рабочем режиме.The disadvantage of this method is the measurement of total losses in the transformer at idle, and not the individual components of the power losses from reactive currents, as well as the inability to measure losses in the transformer in operating mode.
Задача изобретения - определение потерь мощности от реактивных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях электропередачи по результатам измерения известных показателей электроэнергии:The objective of the invention is the determination of power losses from reactive currents in three-phase transformers and four-wire power lines according to the results of measurements of known indicators of electricity:
- коэффициента мощности для первой гармоники cosϕ.- power factor for the first harmonic cosϕ.
Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.
В способе измерения потерь мощности от реактивных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях, предусматривающем применение источника регулируемого трехфазного напряжения, измеряют при симметричной линейной нагрузке в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) коэффициент мощности (cosϕ), фазный ток и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от реактивных токов по формулеIn a method for measuring power losses from reactive currents in three-phase transformers and four-wire lines, using a regulated three-phase voltage source, a power factor (cosϕ) is measured at a symmetric linear load in a three-phase transformer (four-wire line), the phase current and the power loss coefficient are determined from the measurement results from reactive currents according to the formula
, откуда ΔPx=KϕΔPR, , whence ΔP x = K ϕ ΔP R ,
где ΔPx - потери мощности от реактивных токов;where ΔP x - power loss from reactive currents;
- потери активной мощности. - loss of active power.
Новые существенные признакиNew significant features
1. Измеряют в четырехпроводной сети при симметричной линейной нагрузке и cosϕ<1,0 коэффициент мощности (cosϕ) трехфазного трансформатора (линии) и фазный ток Iф.1. The power factor (cosϕ) of a three-phase transformer (line) and the phase current I f are measured in a four-wire network with a symmetric linear load and cosϕ <1.0
2. По результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от реактивных токов в трехфазном трансформаторе (линии) по формуле2. The measurement results determine the coefficient of power loss from reactive currents in a three-phase transformer (line) according to the formula
3. Зная коэффициент Kϕ и потери активной мощности определяют потери мощности от реактивных токов в трансформаторе (линии)3. Knowing the coefficient K ϕ and the loss of active power determine the power loss from reactive currents in the transformer (line)
ΔPx=KϕΔPR.ΔP x = K ϕ ΔP R.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата, на который распространяется исчерпываемый объем правовой охраны.The listed new essential features, together with the known ones, are necessary and sufficient to achieve a technical result, to which an exhaustive scope of legal protection applies.
Технический результатTechnical result
1. Разработан простой способ измерения потерь мощности от реактивных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях, составляющих дополнительные потери, за счет снижения которых достигается снижение общих потерь.1. A simple method has been developed for measuring power losses from reactive currents in three-phase transformers and four-wire lines, which constitute additional losses, due to the reduction of which the overall losses are reduced.
2. Минимальный набор материально-технических средств.2. The minimum set of material and technical means.
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 коэффициента мощности (cosϕ) будет высокой (методическая погрешность отсутствует).3. Measurements are carried out with the help of one measuring device “Energy Monitor 3.3” of high accuracy class 0.1, the reduced error of which does not exceed 0.1%. Therefore, the accuracy of measuring the power factor (cosϕ) will be high (there is no methodological error).
4. Разработанное математическое выражение для коэффициента потерь мощности от реактивных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях является простым. Поэтому отсутствуют громоздкие вычисления потерь мощности в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях.4. The developed mathematical expression for the coefficient of power loss from reactive currents in three-phase transformers and four-wire lines is simple. Therefore, there are no cumbersome calculations of power losses in three-phase transformers and four-wire lines.
Пояснения к способу измерения потерьExplanation of the method of measuring losses
Современные трехфазные четырехпроводные сети, как правило, имеют реактивную нагрузку. Поэтому в них создаются реактивные токи. В трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях возникают потери мощности и электрической энергии от реактивных 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 реактивных токов.Modern three-phase four-wire networks, as a rule, have a reactive load. Therefore, reactive currents are created in them. In three-phase transformers and four-wire lines, power and electric energy losses from reactive currents occur. When developing tools and methods for reducing losses in transformers and lines, it is important to have information not only about total losses, but, first of all, about partial power losses that make up these losses and take measures to reduce them. Partial losses include power losses from reactive currents.
В трехфазной четырехпроводной сети при симметричной синусоидальной трехфазной системе напряжений и симметричной линейной нагрузке при cosϕ<1,0 возникает симметричная синусоидальная система токов с углом сдвига фаз ϕ. В такой сети от источника к приемнику передается активная PR и реактивная Px мощности. В трехфазном трансформаторе и четырехпроводной линии возникают потери активной ΔPR и реактивной ΔPx мощности. Измерив прибором «Энергомонитор 3.3» коэффициент мощности (cosϕ) и фазный ток Iф трансформатора (линии), определяют критерий (коэффициент) потерь мощности от реактивных токов, равный отношению потерь реактивной мощности к потерям активной мощностиIn a three-phase four-wire network with a symmetric sinusoidal three-phase voltage system and a symmetric linear load at cosϕ <1.0, a symmetric sinusoidal current system with a phase angle ϕ arises. In such a network, active P R and reactive P x power are transmitted from the source to the receiver. In a three-phase transformer and a four-wire line, active ΔP R and reactive ΔP x power losses occur. Having measured the power factor (cosϕ) and phase current I f of the transformer (line) with the Energy Monitor 3.3 instrument, the criterion (coefficient) of power losses from reactive currents is determined, which is equal to the ratio of reactive power losses to active power losses
где Where
Зная потери активной мощности и коэффициент Кϕ, определяют потери мощности от реактивных токовKnowing the loss of active power and the coefficient Kϕ, determine the power loss from reactive currents
ΔPx=KϕΔPR ΔP x = K ϕ ΔP R
Источник информацииThe source of information
1. Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке: Перевод с чешского М.: Энергоатомиздат, 1985. - 112 с.1. Drechsler R. Measurement and assessment of the quality of electricity under asymmetric and non-linear load: Translation from Czech M .: Energoatomizdat, 1985. - 112 p.
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, опубликован 20.11.2014.2. RF patent No. 1533530. A method for measuring losses and idling current of power transformers in the field and a device for its implementation. IPC G01R 31/06, published on November 20, 2014.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131753A RU2644454C2 (en) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | Method for measuring power losses from nonsinusoidal currents in three-phase transformers and four-wire power transmission lines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131753A RU2644454C2 (en) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | Method for measuring power losses from nonsinusoidal currents in three-phase transformers and four-wire power transmission lines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016131753A RU2016131753A (en) | 2018-02-05 |
RU2644454C2 true RU2644454C2 (en) | 2018-02-12 |
Family
ID=61174090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016131753A RU2644454C2 (en) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | Method for measuring power losses from nonsinusoidal currents in three-phase transformers and four-wire power transmission lines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2644454C2 (en) |
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 |
RU2250474C1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Method of testing insulation of transformers |
RU2533530C2 (en) * | 2012-02-28 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Method to measure current losses and excitation current of power transformers in field conditions and device for its implementation |
US20150233997A1 (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-20 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Transformer evaluation |
-
2016
- 2016-08-01 RU RU2016131753A patent/RU2644454C2/en 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 |
RU2250474C1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Method of testing insulation of transformers |
RU2533530C2 (en) * | 2012-02-28 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Method to measure current losses and excitation current of power transformers in field conditions and device for its implementation |
US20150233997A1 (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-20 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Transformer evaluation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016131753A (en) | 2018-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chicco et al. | Triplen harmonics: Myths and reality | |
Cataliotti et al. | A novel approach to current transformer characterization in the presence of harmonic distortion | |
Kaczmarek et al. | Application of instrument transformers in power quality assessment | |
Kaczmarek | The source of the inductive current transformers metrological properties deterioration for transformation of distorted currents | |
BR112019012138B1 (en) | METHOD IMPLEMENTED BY A DIAGNOSTIC EQUIPMENT, SYSTEM FOR PERFORMING DIAGNOSTICS ON A TARGET TRANSFORMER AND MACHINE-READABLE NON-TRANSIENT STORAGE MEDIA | |
Collin et al. | Compensation of Current Transformers' Non-Linearities by Means of Frequency Coupling Matrices | |
RU2638904C1 (en) | Method for measuring power losses from nonsinusoidal currents in three-phase transformers and four-wire power transmission lines | |
BR112016021548B1 (en) | METHOD AND SYSTEM TO PERFORM DIAGNOSTICS IN TRANSFORMERS | |
Saleh et al. | Investigating harmonic distortion in power transformers due to geomagnetically induced current flows | |
Lin et al. | Real-time monitoring of iron-core and copper losses of transformers under (non) sinusoidal operation | |
RU2644454C2 (en) | Method for measuring power losses from nonsinusoidal currents in three-phase transformers and four-wire power transmission lines | |
RU2364875C1 (en) | Method to reveal actual contribution of electric circuit loads into distortion of power quality at common connection point | |
US20150094973A1 (en) | System for measuring excitation characteristics of magnetic assemblies using direct current | |
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 | |
Zhou et al. | A model considering deep saturation of the iron core for 10 kV potential transformers | |
RU2599280C2 (en) | Method for measuring power loss of asymmetric currents in three-phase transformers and four-wire power lines | |
Buchhagen et al. | Calculation of the frequency response of inductive medium voltage transformers | |
CA3094117A1 (en) | Harmonics measurement in power grids | |
Mroz et al. | Voltage fluctuations in networks with distributed power sources | |
Arslan et al. | An analysis into the effect of voltage harmonics on the maximum loading capability of transformers | |
Ademola et al. | Comparative study of the reactive power consumption of a dominion energy Virginia autotransformer due to geomagnetically-induced current | |
Kuznetsov et al. | Parallel operation of three-phase power transformers with different short-circuit voltages | |
RU2585930C1 (en) | Method of measurement of insulation resistance in electric networks | |
Blazic et al. | A modified harmonic current vector method for harmonic contribution determination | |
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: 20190802 |