RU2674580C1 - Method for determining saturation of the magnetic wire of current transformer - Google Patents
Method for determining saturation of the magnetic wire of current transformer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674580C1 RU2674580C1 RU2017146199A RU2017146199A RU2674580C1 RU 2674580 C1 RU2674580 C1 RU 2674580C1 RU 2017146199 A RU2017146199 A RU 2017146199A RU 2017146199 A RU2017146199 A RU 2017146199A RU 2674580 C1 RU2674580 C1 RU 2674580C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current transformer
- current
- signal
- transformer
- amplitude spectrum
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 12
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к диагностике измерительных трансформаторов тока в режиме реального времени.The invention relates to measuring equipment, in particular to the diagnosis of measuring current transformers in real time.
Известен способ прогнозирования насыщения трансформатора тока (Патент на изобретение РФ №2564041, G01R 15/18 (2006.1), 2013 г.), в котором первый трансформатор тока соединен со стороной высокого напряжения силового трансформатора и второй трансформатор тока соединен со стороной низкого напряжения силового трансформатора, первый трансформатор тока и второй трансформатор тока используются для дифференциальной защиты трансформатора, причем способ прогнозирования насыщения трансформатора тока содержит этапы, на которых: обнаруживают первый выходной сигнал тока от первого трансформатора тока и обнаруживают второй выходной сигнал тока от второго трансформатора тока; вычисляют первый фундаментальный вектор, первую составляющую постоянного тока (DC) и первое общее среднеквадратичное значение (RMS) первого тока и вычисляют второй фундаментальный вектор, вторую составляющую DC и второе общее среднеквадратичное значение второго тока; и генерируют сигнал прогнозирования для насыщения трансформатора тока в соответствии с первым фундаментальным вектором, первой составляющей DC, первым общим среднеквадратичным значением, вторым фундаментальным вектором, второй составляющей DC и вторым общим среднеквадратичным значением, при этом один из первого фундаментального вектора и второго фундаментального вектора, фаза которого опережает, является опережающим по фазе вектором тока и другой является запаздывающим по фазе вектором тока, причем генерирование сигнала прогнозирования для насыщения трансформатора тока содержит этапы, на которых: генерируют сигнал прогнозирования для насыщения трансформатора тока, когда первый ток и второй ток удовлетворяют базовым условиям оценки насыщения и по меньшей мере одному из дополнительных условий оценки насыщения, причем базовое условие оценки насыщения содержит по меньшей мере одно из: отношение первой составляющей DC к первому общему среднеквадратичному значению является большим, чем пороговое значение отношения DC, и разность углов векторов тока, которая является разностью углов между опережающим по фазе вектором тока и запаздывающим по фазе вектором тока, находится в пределах заранее определенного диапазона разности углов; и отношение второй составляющей DC ко второму общему среднеквадратичному значению является большим, чем пороговое отношение DC, и разность углов векторов тока находится в пределах заранее определенного диапазона разности углов.A known method for predicting the saturation of a current transformer (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2564041, G01R 15/18 (2006.1), 2013), in which the first current transformer is connected to the high voltage side of the power transformer and the second current transformer is connected to the low voltage side of the power transformer , the first current transformer and the second current transformer are used for differential protection of the transformer, the method for predicting the saturation of the current transformer comprises the steps of: detecting the first output a current signal from a first current transformer and detecting a second current output signal from a second current transformer; calculating a first fundamental vector, a first DC component and a first total rms value (RMS) of the first current, and calculating a second fundamental vector, a second DC component and a second total rms value of the second current; and generating a prediction signal for saturating the current transformer in accordance with the first fundamental vector, the first DC component, the first common rms value, the second fundamental vector, the second DC component and the second common rms value, wherein one of the first fundamental vector and the second fundamental vector, phase which is ahead, is the phase-ahead current vector and the other is phase-delayed current vector, and the generation of the predicted signal In order to saturate the current transformer, it comprises the steps of: generating a prediction signal for saturating the current transformer when the first current and second current satisfy the basic conditions for evaluating the saturation and at least one of the additional conditions for evaluating the saturation, and the basic condition for evaluating the saturation contains at least one of: the ratio of the first DC component to the first common rms value is larger than the threshold value of the DC ratio, and the difference of the angles of the current vectors, which is the angle between the phase-ahead current vector and the phase-delayed current vector is within a predetermined range of the angle difference; and the ratio of the second DC component to the second total rms value is larger than the threshold ratio DC, and the difference in the angles of the current vectors is within a predetermined range of the difference in angles.
Недостатками указанного способа являются отсутствие возможности диагностирования насыщения трансформатора тока, не входящего в систему дифференциальной релейной защиты, возможность неверного определения насыщения при наличии в измеряемом токе гармонических составляющих, отсутствие учета амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик.The disadvantages of this method are the inability to diagnose the saturation of the current transformer, not included in the differential relay protection system, the possibility of incorrect determination of saturation in the presence of harmonic components in the measured current, the lack of consideration of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics.
Известен способ диагностики магнитной системы трансформатора (Патент на изобретение РФ №2354982, G01R 31/02 (2006.1), 2007 г.) путем пофазного измерения потерь холостого хода при поочередном замыкании накоротко обмотки низкого напряжения одной из его фаз и возбуждении двух других фаз, обмотку высокого напряжения фазы, обмотка низкого напряжения которой закорочена, возбуждают постоянным током намагничивания, снимают зависимости мощности потерь холостого хода от величины тока намагничивания и, сравнивая эти характеристики с предыдущим замерами, диагностируют состояние магнитной системы трансформатора.A known method for diagnosing a magnetic system of a transformer (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2354982, G01R 31/02 (2006.1), 2007) by phase-by-phase measurement of no-load losses when alternately short-circuited a low-voltage winding of one of its phases and excitation of two other phases, winding high-voltage phase, the low-voltage winding of which is shorted, excited by a direct magnetizing current, remove the dependence of the power of idling losses on the magnitude of the magnetizing current and, comparing these characteristics with previous measurements, nosti condition of the magnetic system of the transformer.
Недостатками указанного способа является отсутствие возможности определения насыщения магнитопровода трансформатора тока в режиме реального времени в процессе его работы (без вывода из эксплуатации).The disadvantages of this method is the inability to determine the saturation of the magnetic circuit of the current transformer in real time during its operation (without decommissioning).
Известен способ экспресс-диагностики магнитопроводов (Патент на изобретение РФ №2468376, G01R 31/00 (2006.1), 2010 г.), при котором испытательный сигнал подают на первичную обмотку трансформатора с первым магнитопроводом, посредством первого индикатора определяют величину сигнала на его вторичной обмотке, испытательный сигнал синхронно подают на первичную обмотку трансформатора со вторым магнитопроводом, посредством второго индикатора определяют величину сигнала на его вторичной обмотке, после чего сравнивают показания обоих индикаторов.A known method for the express diagnostics of magnetic cores (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2468376, G01R 31/00 (2006.1), 2010), in which a test signal is applied to the primary winding of a transformer with a first magnetic circuit, using the first indicator determines the magnitude of the signal on its secondary winding , the test signal is synchronously fed to the primary winding of the transformer with the second magnetic circuit, the second indicator determines the magnitude of the signal on its secondary winding, and then compares the readings of both indicators.
Недостатками указанного способа является отсутствие возможности определения насыщения магнитопровода трансформатора тока в режиме реального времени в процессе его работы (без вывода из эксплуатации).The disadvantages of this method is the inability to determine the saturation of the magnetic circuit of the current transformer in real time during its operation (without decommissioning).
Известен способ ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения (Патент на изобретение РФ №2035833, Н02М 7/538 (1995.1), 1995 г.), заключающийся в том, что выявляют сигнал, пропорциональный току намагничивания трансформатора, сравнивают его с заданным сигналом, пропорциональным максимально допустимому току намагничивания, и формируют управляющий сигнал, корректирующий режим перемагничивания трансформатора, выявление сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора, осуществляют путем измерения тока в коротко замкнутом витке, охватывающем часть магнитопровода трансформатора.A known method of limiting the one-sided saturation of a transformer of a pulse voltage converter (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2035833,
Недостатком указанного способа является необходимость изменения конструкции трансформатора тока для его реализации, что является затруднительным для высоковольтных трансформаторов тока.The disadvantage of this method is the need to change the design of the current transformer for its implementation, which is difficult for high voltage current transformers.
Технический результат заключается в создании высокоточного способа определения насыщения магнитопровода трансформатора тока и в обеспечении возможности определения насыщения магнитопровода любого трансформатора тока (в том числе, не входящего в систему дифференциальной защиты) в режиме реального времени.The technical result consists in creating a high-precision method for determining the saturation of the magnetic core of a current transformer and in providing the ability to determine the saturation of the magnetic core of any current transformer (including one that is not part of the differential protection system) in real time.
Технический результат достигается тем, что в способе определения насыщения магнитопровода трансформатора тока на проводник с измеряемым током устанавливают диагностируемый трансформатор и пояс Роговского, синхронно выполняют преобразование выходного сигнала трансформатора тока в цифровой код и преобразование выходного сигнала пояса Роговского в цифровой код, вычисляют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока, вычисляют амплитудный спектр сигнала пояса Роговского, корректируют амплитудный спектр сигнала диагностируемого трансформатора тока по амплитудно-частотной характеристике диагностируемого трансформатора тока, корректируют амплитудный спектр сигнала пояса Роговского по амплитудно-частотной характеристике пояса Роговского, выполняют сравнение полученных амплитудных спектров.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the saturation of the magnetic core of the current transformer, the diagnosed transformer and Rogowski belt are installed on the conductor with the measured current, synchronously converting the output signal of the current transformer into a digital code and converting the output signal of the Rogowski belt into a digital code, calculate the amplitude spectrum of the signal being diagnosed current transformer, calculate the amplitude spectrum of the Rogowski signal, adjust the amplitude spectrum of the signal d of the diagnosed current transformer by the amplitude-frequency characteristic of the diagnosed current transformer, the amplitude spectrum of the Rogowski belt signal is corrected by the amplitude-frequency characteristic of the Rogowski belt, the obtained amplitude spectra are compared.
Заявителю не известно из существующего уровня техники способов обеспечивающих возможность определения насыщения магнитопровода любого трансформатора тока (в том числе, не входящего в систему дифференциальной защиты) в режиме реального времени, обладающих высокой точностью.The applicant does not know from the existing prior art methods for determining the saturation of the magnetic circuit of any current transformer (including, not included in the differential protection system) in real time, with high accuracy.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена схема устройства реализующего заявляемый способ.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a device that implements the inventive method.
На чертеже использованы следующие обозначения: проводник с измеряемым током 1, диагностируемый трансформатор тока 2, пояс Роговского 3, первый аналого-цифровой преобразователь 4, первый блок вычисления 5, первый блок коррекция 6, второй аналого-цифровой преобразователь 7, второй блок вычисления 8, второй блок коррекции 9, блок сравнения 10. Выходной сигнал трансформатора тока 1 поступает на вход первого аналого-цифрового преобразователя 4, который соединен последовательно через первый блок вычисления 5 и первый блок коррекции 6 с блоком сравнения 10. Выходной сигнал с пояс Роговского 3 поступает на вход второго аналого-цифрового преобразователя 7, который соединен последовательно через второй блок вычисления 8 и второй блок коррекции 9 с блоком сравнения 10.The following notation is used in the drawing: conductor with measured current 1, diagnosed
Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Трансформатор тока 1 выполняет масштабное преобразование измеряемого тока и его выходной сигнал преобразуется в первом аналого-цифровом преобразователе 4 из аналоговой в цифровую форму. Далее первый блок вычисления 5 выполняет вычисление амплитудного спектра выходного сигнала трансформатора тока при помощи дискретного преобразования Фурье (быстрого преобразования Фурье или другого метода). Вычисленный амплитудный спектр выходного сигнала трансформатора тока 1 подвергается процедуре корректировки в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой в первом блоке коррекции 6. Данная процедура необходима, поскольку трансформаторы тока преобразуют сигналы разной частоты с разными коэффициентами преобразования. При этом одновременно и синхронно указанным операциям выходной сигнал с пояса Роговского 3 преобразуется во втором аналого-цифровом преобразователе 7 из аналоговой в цифровую форму. Далее второй блок вычисления 8 выполняет вычисление амплитудного спектра выходного сигнала пояса Роговского 3 при помощи дискретного преобразования Фурье (быстрого преобразования Фурье или другого метода). Вычисленный амплитудный спектр выходного сигнала пояса Роговского 3 тока подвергается процедуре корректировки во втором блоке коррекции 9, т.к. пояс Роговского 3 имеет линейную амплитудно-частотную характеристику (коэффициент усиления линейно увеличивается с ростом частоты).The essence of the proposed method is as follows. Current transformer 1 performs a large-scale conversion of the measured current and its output signal is converted in the first analog-to-
Далее амплитудные спектры выходных сигналов трансформатора тока и пояса Роговского сравниваются между собой в блоке сравнения 10. Если в амплитудном спектре выходного сигнала трансформатора тока 1 имеются третья, пятая, седьмая и другие нечетные гармоники относительно основной частоты (50 или 60 Гц), а в амплитудном спектре выходного сигнала пояса Роговского 3 данного сочетания гармоник нет, то это означает, что магнитопровод трансформатора тока насыщен. Если в амплитудном спектре выходного сигнала трансформатора тока 1 имеются вторая, третья, четвертая, пятая и другие гармоники относительно основной частоты (50 или 60 Гц), а в амплитудном спектре выходного сигнала пояса Роговского 3 данного сочетания гармоник нет, то это означает, что имеется остаточная намагниченность магнитопровода трансформатора тока. Если гармоники в амплитудных спектрах совпадают, то это означает, что они имеются в измеряемом токе и магнитопровод трансформатора тока не насыщен и не обладает остаточной намагниченностью.Further, the amplitude spectra of the output signals of the current transformer and the Rogowski belt are compared with each other in the
Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает возможность определения насыщения трансформатора тока в режиме реального времени с высокой точностью.Thus, the application of the proposed method provides the ability to determine the saturation of the current transformer in real time with high accuracy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146199A RU2674580C1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method for determining saturation of the magnetic wire of current transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146199A RU2674580C1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method for determining saturation of the magnetic wire of current transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2674580C1 true RU2674580C1 (en) | 2018-12-11 |
Family
ID=64753006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017146199A RU2674580C1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method for determining saturation of the magnetic wire of current transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2674580C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1056094A1 (en) * | 1981-12-11 | 1983-11-23 | Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Method of measuring large-scaled high-voltage transformer magnetization parameters |
SU1583889A1 (en) * | 1987-12-29 | 1990-08-07 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Pickup of saturation degree of magnetic circuit of electric magnetic device |
WO2002037512A1 (en) * | 2000-11-03 | 2002-05-10 | Edel Thomas G | Method and apparatus for controlling the magnetization of current transformers and other magnetic bodies |
RU2564041C2 (en) * | 2012-12-18 | 2015-09-27 | Шнейдер Электрик Эндюстри Сас | Method for forecasting and detecting saturation of current transformer at sympathetic inrush current |
-
2017
- 2017-12-27 RU RU2017146199A patent/RU2674580C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1056094A1 (en) * | 1981-12-11 | 1983-11-23 | Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Method of measuring large-scaled high-voltage transformer magnetization parameters |
SU1583889A1 (en) * | 1987-12-29 | 1990-08-07 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Pickup of saturation degree of magnetic circuit of electric magnetic device |
WO2002037512A1 (en) * | 2000-11-03 | 2002-05-10 | Edel Thomas G | Method and apparatus for controlling the magnetization of current transformers and other magnetic bodies |
RU2564041C2 (en) * | 2012-12-18 | 2015-09-27 | Шнейдер Электрик Эндюстри Сас | Method for forecasting and detecting saturation of current transformer at sympathetic inrush current |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3682258B1 (en) | Method and apparatus for current measurement in polyphase electricity supply | |
Cataliotti et al. | A novel approach to current transformer characterization in the presence of harmonic distortion | |
Cataliotti et al. | Current transformers effects on the measurement of harmonic active power in LV and MV networks | |
Cataliotti et al. | Improvement of Hall effect current transducer metrological performances in the presence of harmonic distortion | |
Kaczmarek | The source of the inductive current transformers metrological properties deterioration for transformation of distorted currents | |
Collin et al. | Compensation of Current Transformers' Non-Linearities by Means of Frequency Coupling Matrices | |
Letizia et al. | Low cost procedure for frequency characterization of voltage instrument transformers | |
CN104749547A (en) | Novel on-site power meter calibration instrument | |
RU2674580C1 (en) | Method for determining saturation of the magnetic wire of current transformer | |
Tarasiuk et al. | Impact of sampling frequency on accuracy of unbalance factor measurement by DFT | |
RU2411526C2 (en) | Method to control resistance of insulation of ramified dc circuits and device for its realisation | |
US20150094973A1 (en) | System for measuring excitation characteristics of magnetic assemblies using direct current | |
US10707677B2 (en) | Differential protection method and differential protection device for a transformer | |
Yamada et al. | Uncertainty estimation and performance evaluation of a non-sinusoidal power measurement standard | |
Cataliotti et al. | Characterization of clamp-on current transformers under nonsinusoidal conditions | |
RU2704394C1 (en) | Method for remote determination of the phase-to-ground closure point | |
RU2522808C1 (en) | Method of technical state diagnostics for high-voltage transformer in network of power plant generator voltage | |
RU2434236C1 (en) | High-voltage equipment diagnostic method | |
RU2636796C1 (en) | Method for determining instant values of currents in three-core cable without metal cover | |
RU2525165C1 (en) | Method to diagnose technical condition of high-voltage potential transformer in network of power plant generator voltage | |
Kaczmarek | Method of current transformer metrological properties estimation for transformation of distorted currents | |
RU2428703C2 (en) | Method for determining dynamic inductance of reactor and device for its implementation | |
Crotti et al. | Frequency calibration of MV voltage transformer under actual waveforms | |
Trigo et al. | On site calibration of current transformers | |
RU2390034C1 (en) | Method for operative control of short-circuit resistance in single-phase double-winding transformer in working mode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200204 Effective date: 20200204 |