RU2687298C1 - Способ измерения активных сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора - Google Patents
Способ измерения активных сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687298C1 RU2687298C1 RU2018114836A RU2018114836A RU2687298C1 RU 2687298 C1 RU2687298 C1 RU 2687298C1 RU 2018114836 A RU2018114836 A RU 2018114836A RU 2018114836 A RU2018114836 A RU 2018114836A RU 2687298 C1 RU2687298 C1 RU 2687298C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- winding
- current
- primary
- primary winding
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано при эксплуатации, ремонте или сушке трансформаторов. Техническим результатом является снижение трудоемкости измерения активного сопротивления обмоток трансформатора. Способ измерения сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора включает измерение тока и напряжения и определение сопротивления на первичной обмотке. При этом вторичную обмотку замыкают накоротко, первичную обмотку подключают к источнику постоянного напряжения через цепь, содержащую амперметр, вольтметр и переключатель полярности напряжения на обмотке, а трансформатор подключают к источнику постоянного напряжения до установившегося режима. Далее измеряют установившиеся напряжения U и ток I первичной обмотки и определяют активное сопротивление первичной обмотки r, затем переключателем полярности напряжения на обмотке мгновенно изменяют полярность напряжения на первичной обмотке и в расчетный момент времени от начала нового переходного процесса, котоое определяют по формуле:где i- начальный ток первичной обмотки в долях установившегося тока в этой обмотке при заданном напряжении (i=I/I), где I- измеренный ток в первоначальный момент после переключения полярности источника; 1/р- наибольшая постоянная времени переходного процесса при постоянном напряжении, подаваемом на первичную обмотку, при короткозамкнутой вторичной обмотке, которую находят по формуле:где U- номинальное фазное напряжение первичной обмотки трансформатора; U- напряжение источника при холостом ходе; U - установившееся напряжение на первичной обмотке при измерении; I- ток холостого хода первичной обмотки; ƒ- номинальная частота трансформатора; r, r'- паспортные сопротивления первичной и приведенной вторичной обмоток, и измеряют мгновенные значения напряжения Uи тока Iпервичной обмотки, затем определяют суммарное значение r активных сопротивлений первичной rи приведенной вторичной обмоток r'(r=r+r') отношением r=U/I; сопротивление r'определяют по формуле r'=r-r'; собственное активное сопротивление вторичной обмотки определяют как r=r'/k, где k - коэффициент трансформации фазных напряжений. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано при эксплуатации, ремонте или сушке трансформаторов.
Известен способ определения сопротивления обмоток трансформатора по патенту RU 2544889 C1, G01R 27/02 с помощью трехфазного комплекта измерительных приборов с амперметром, вольтметром и ваттметром. Способ предполагает выполнение измерения сопротивления короткого замыкания для двух разных схем включения обмоток трансформатора и использование источника питания трехфазного напряжения.
Недостатком способа является необходимость выполнять переключения схемы соединения обмоток, что для силовых масляных трансформаторов является проблематичным, а также необходимость дважды выполнять измерения с последующей обработкой результатов. Кроме того, при двукратных измерениях требуется дождаться окончания переходного процесса. Эти обстоятельства определяют существенно большую трудоемкость измерения сопротивления обмоток трансформатора. Кроме того, для определения сопротивления обмоток трансформатора требуется трехфазный источник питания с регулируемым напряжением и относительно большой мощности, что удорожает измерительное оборудование.
Наиболее близким к заявленному является способ по патенту RU 2531850 C1, G01R 27/08, заключающийся в том, что через последовательно соединенные обмотку и эталонный резистор пропускают постоянный стабилизированный ток, величину которого рассчитывают на основе предварительного измерения сопротивления обмотки. Измеряют падение напряжения на обмотке и эталонном резисторе и вычисляют их отношение, на основе чего получают сопротивление обмотки. Способ предполагает раздельное измерение сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора.
Недостатками этого способа являются:
1) значительные затраты времени на переключение измерительных приборов, эталонного резистора и источника питания из цепи первичной обмотки в цепь вторичной обмотки;
2) при больших коэффициентах трансформации сопротивления обмоток постоянному току значительно отличаются (примерно, пропорционально квадрату коэффициента трансформации), что требует применения измерительных приборов с разными диапазонами измерений и разных эталонных резисторов и усложняет их настройку;
3) перед каждым измерением требуется завершение переходного процесса при включении цепи со значительной индуктивностью, что увеличивает время измерения;
4) в области малых сопротивлений погрешность измерений, вносимая собственными сопротивлениями измерительных приборов, возрастает.
Техническим результатом является снижение трудоемкости измерения активного сопротивления обмоток трансформатора.
Технический результат достигается тем, что в способе измерения активных сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора, включающем измерение тока и напряжения и определение сопротивления на первичной и вторичной обмотках, согласно изобретению вторичную обмотку замыкают, первичную обмотку подключают к источнику постоянного напряжения через цепь, содержащую амперметр, вольтметр и переключатель полярности напряжения на обмотке, а трансформатор подключают к источнику постоянного напряжения до установившегося режима, измеряют установившиеся напряжения и ток первичной обмотки и определяют ее активное сопротивление, затем переключателем полярности напряжения на обмотке мгновенно изменяют полярности напряжения на первичной обмотке и в расчетный момент времени от начала переходного процесса, которое определяют по формуле: 
где i00 - начальный ток первичной обмотки в долях установившегося тока в этой обмотке при заданном напряжении (i00=I0(-)/I), где I0(-) - измеренный ток в первоначальный момент после переключения полярности источника; 1/р1 - наибольшая постоянная времени переходного процесса при постоянном напряжении, подаваемом на первичную обмотку, при короткозамкнутой вторичной обмотке, которую находят по формуле: 
где Uнф - номинальное фазное напряжение первичной обмотки трансформатора; Uи - напряжение источника при холостом ходе; U - установившееся напряжение на первичной обмотке при предыдущем измерении; I0 - ток холостого хода первичной обмотки; ƒи - номинальная частота трансформатора; R1 - внутреннее сопротивление источника; r1п, r'2п - паспортные сопротивления первичной и приведенной вторичной обмоток, измеряют мгновенные значения напряжения 
и тока 
первичной обмотки, затем определяют суммарное значение r активных сопротивлений первичной и приведенной вторичной обмоток (r=r1+r'2) отношением r=Uизм/Iизм; затем определяют приведенное сопротивление вторичной обмотки r'2 по формуле r'2=r-r1 и собственное активное сопротивление вторичной обмотки определяют r2=r'2/k2, где k - коэффициент трансформации фазных напряжений.
Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что за счет выполнения определенных действий снижается трудоемкость измерения суммарного активного сопротивления первичной и приведенной к ней вторичной обмоток, так как измерение сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора осуществляется одним действием и подключением измерительных приборов только к одной обмотке.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре представлена схема устройства, с помощью которого реализуется способ измерения сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора.
Способ измерения сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора осуществляется следующим образом.
Для осуществления способа используют устройство, которое состоит из амперметра 1, вольтметра 2, переключателя полярности напряжения 3, который может быть переключен в положение прямой полярности 4 или в положение обратной полярности 5 и трансформатора 6 (для упрощения представлен однофазный трансформатор или отдельная фаза трехфазного, у которого первичная обмотка соединена звездой с нейтралью), U - напряжение источника.
Предварительно перед измерениями переключатель 3 находится в положении 4. Вторичную обмотку трансформатора 6 соединяют накоротко (закорачивают), на первичную обмотку подают постоянное напряжение и по окончании переходного процесса измеряют напряжение U и ток I на обмотке и вычисляют сопротивление первичной обмотки постоянному току г, (по закону Ома). Далее переключатель 3 переводят в положение 5 без выдержки времени (мгновенно) и переключают полярность подаваемого на обмотку трансформатора напряжения U. Фиксируют начальный ток Iнач и начинают отсчет времени нового переходного процесса. В течение переходного процесса изменения токов в обмотках в расчетный момент времени производят измерение мгновенных значений напряжения Uизм и тока первичной обмотки Iизм. Время производства измерения мгновенных значений напряжения Uизм и тока Iизм от момента подачи на первичную обмотку напряжения измененной полярности t является временем перехода через нуль суммарного тока i1+i'2 (i1+i'2=0) определяют как решение уравнения суммы токов относительно времени по приближенной формуле
где 1/p1 - наибольшая постоянная времени переходного процесса при постоянном напряжении, подаваемом на первичную обмотку, при короткозамкнутой вторичной обмотке;
i00 - начальный ток первичной обмотки в долях установившегося тока в этой обмотке при заданном напряжении (i00=I0(-)/I), где I0(-) - измеренный ток в первоначальный момент после переключения полярности источника.
Величина 1/p1 определяется расчетом по формуле
где Uнф - номинальное фазное напряжение первичной обмотки трансформатора (паспортное); Uн - напряжение источника при холостом ходе (отключенном трансформаторе); U - установившееся напряжение на первичной обмотке при измерении; I0 - ток холостого хода первичной обмотки (паспортный); Iн - номинальная частота трансформатора; R1 - внутреннее сопротивление источника; r1п, r'2п - паспортные сопротивления первичной и приведенной вторичной обмоток. При отсутствии паспортных данных для трансформаторов с измененными параметрами (перемотанный трансформатор) следует использовать расчетные значения этих параметров и переменных.
Суммарное значение r активных сопротивлений первичной и приведенной вторичной обмоток (r=r1+r'2) при этом определяют отношением r=Uизм/Iизм, приведенное сопротивление вторичной обмотки r'2 определяют по формуле r'2=r-r1; собственное активное сопротивление вторичной обмотки определяют как r2=r'2/k2, где k - коэффициент трансформации фазных напряжений (определяется предварительно или используется паспортный).
В основе предложенного способа измерения лежат особенности протекания переходного процесса при постоянном токе в обмотках трансформатора с закороченной вторичной обмоткой. Теоретически эти особенности рассмотрены в [Ионкин П.А. Теоретические основы электротехники. T 1. -М: ВШ, 1976. разд. 14-4]. Поскольку ток в первичной обмотке трансформатора не может изменяться скачком, переходный ток, изменяясь по экспоненциальному закону, переходит из отрицательной область в область положительных токов. Суммарный ток первичной и приведенной вторичной обмоток, трактуемый как ток намагничивания сердечника трансформатора, также переходит из отрицательной области в положительную, проходя через нуль. В момент времени t ток намагничивания трансформатора близок или равен нулю, а производные токов i1 и i'2 (di1/Vd/ и di'2/dt) имеют противоположные знаки и в сумме равны или близки нулю. В этом случае отношение напряжения Uизм к току Iизм первичной обмотки ограничивается только сопротивлением r=r1+r'2, без учета ЭДС самоиндукции по потокам рассеяния и взаимоиндукции в переходном процессе.
Положительный эффект состоит в том, что для измерения сопротивления вторичной обмотки не требуется переключения измерительных приборов в цепь этой обмотки, что упрощает измерение и сокращает время производства измерений. Измерения дополнительно существенно упрощаются и ускоряются при программировании вычислений времени t и сопротивлений по выше приведенным формулам и автоматизации измерения напряжения Uизм и тока первичной обмотки Iизм в расчетный момент времени.
Claims (1)
- Способ измерения активных сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора, включающий измерение тока и напряжения и определение сопротивления на первичной и вторичной обмотках, отличающийся тем, что вторичную обмотку замыкают, первичную обмотку подключают к источнику постоянного напряжения через цепь, содержащую амперметр, вольтметр и переключатель полярности напряжения на обмотке, а трансформатор подключают к источнику постоянного напряжения до установившегося режима, измеряют установившиеся напряжения и ток первичной обмотки и определяют ее активное сопротивление, затем переключателем полярности напряжения на обмотке мгновенно изменяют полярности напряжения на первичной обмотке и в расчетный момент времени от начала переходного процесса, которое определяют по формуле:где i00 - начальный ток первичной обмотки в долях установившегося тока в этой обмотке при заданном напряжении (i00=I0(-)/I), где I0(-) измеренный ток в первоначальный момент после переключения полярности источника; 1/p1 - наибольшая постоянная времени переходного процесса при постоянном напряжении, подаваемом на первичную обмотку, при короткозамкнутой вторичной обмотке, которую находят по формуле:
где Uнф - номинальное фазное напряжение первичной обмотки трансформатора; Uи - напряжение источника при холостом ходе; U - установившееся напряжение на первичной обмотке при измерении; u - ток холостого хода первичной обмотки; ƒн - номинальная частота трансформатора; r1п, r'2п - паспортные сопротивления первичной и приведенной вторичной обмоток, и измеряют мгновенные значения напряжения Uизм и тока Iизм первичной обмотки, затем определяют суммарное значение r активных сопротивлений первичной r1 и приведенной вторичной обмоток r'2 (r=r1+r'2) отношением r=U/I; сопротивление r'2 определяют по формуле r'2=r-r1; собственное активное сопротивление вторичной обмотки определяют как r2=r'2/k2, где k - коэффициент трансформации фазных напряжений.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018114836A RU2687298C1 (ru) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Способ измерения активных сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018114836A RU2687298C1 (ru) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Способ измерения активных сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2687298C1 true RU2687298C1 (ru) | 2019-05-13 |
Family
ID=66578755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018114836A RU2687298C1 (ru) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Способ измерения активных сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2687298C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112345831A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-09 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 超高压变压器直流电阻测量装置 |
| CN113552433A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-26 | 国网河南省电力公司直流运检分公司 | 特高压变压器套管极性的测定方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1195282A1 (ru) * | 1983-10-11 | 1985-11-30 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна | Способ определени активных сопротивлений обмоток электрических машин переменного тока и трансформаторов |
| US7106078B1 (en) * | 2005-08-03 | 2006-09-12 | James G. Biddle Company | Method and apparatus for measuring transformer winding resistance |
| RU2339963C1 (ru) * | 2007-06-22 | 2008-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ оперативного контроля и защиты обмоток трансформатора |
| RU2491559C1 (ru) * | 2012-04-26 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Способ определения сопротивления и индуктивности рассеяния первичной обмотки трансформатора напряжения |
| RU2531850C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СКБ электротехнического приборостроения" | Способ измерения сопротивления постоянному току обмоток электротехнического оборудования |
| WO2017202927A1 (de) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | Omicron Electronics Gmbh | Verfahren und vorrichtungen zum bestimmen von widerständen in mehrphasen-transformatoren |
-
2018
- 2018-04-20 RU RU2018114836A patent/RU2687298C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1195282A1 (ru) * | 1983-10-11 | 1985-11-30 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна | Способ определени активных сопротивлений обмоток электрических машин переменного тока и трансформаторов |
| US7106078B1 (en) * | 2005-08-03 | 2006-09-12 | James G. Biddle Company | Method and apparatus for measuring transformer winding resistance |
| RU2339963C1 (ru) * | 2007-06-22 | 2008-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ оперативного контроля и защиты обмоток трансформатора |
| RU2491559C1 (ru) * | 2012-04-26 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Способ определения сопротивления и индуктивности рассеяния первичной обмотки трансформатора напряжения |
| RU2531850C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СКБ электротехнического приборостроения" | Способ измерения сопротивления постоянному току обмоток электротехнического оборудования |
| WO2017202927A1 (de) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | Omicron Electronics Gmbh | Verfahren und vorrichtungen zum bestimmen von widerständen in mehrphasen-transformatoren |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112345831A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-09 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 超高压变压器直流电阻测量装置 |
| CN112345831B (zh) * | 2020-10-30 | 2023-01-20 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 超高压变压器直流电阻测量装置 |
| CN113552433A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-26 | 国网河南省电力公司直流运检分公司 | 特高压变压器套管极性的测定方法 |
| CN113552433B (zh) * | 2021-07-21 | 2022-08-09 | 国网河南省电力公司直流运检分公司 | 特高压变压器套管ct极性的测定方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9581637B2 (en) | Apparatus and method for testing winding resistances of transformers based on an inductive voltage drop | |
| CN108256196B (zh) | 一种考虑铁芯深度饱和特性的单相双绕组变压器改进π模型获取方法 | |
| RU2687298C1 (ru) | Способ измерения активных сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора | |
| WO2013063856A1 (zh) | 高压漏电流对高压三相电流互感器误差影响量的测试方法 | |
| RU2577551C1 (ru) | Устройство для проверки электросчётчиков | |
| Marshall et al. | Current transformer excitation under transit conditions | |
| RU2328749C1 (ru) | Способ измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой | |
| Yuan et al. | Analysis on method of calculating transformer residual flux by using the integration of port-voltage waveform and its implementation | |
| RU2390035C1 (ru) | Способ контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме | |
| RU2377586C1 (ru) | Способ определения индуктивности рассеяния трехфазной высоковольтной обмотки силового трансформатора | |
| RU2685571C1 (ru) | Устройство для измерения индуктивностей рассеяния отдельных обмоток двухобмоточного трансформатора | |
| RU2704394C1 (ru) | Способ дистанционного определения места замыкания фазы на землю | |
| RU73740U1 (ru) | Устройство для измерения индуктивностей рассеяния и активных сопротивлений каждой обмотки двухобмоточного трансформатора | |
| RU2603723C2 (ru) | Устройство для измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой | |
| RU2544889C1 (ru) | Способ экспериментального определения сопротивлений обмоток трансформаторов | |
| CN115097242B (zh) | 一种基于偏置电压提取的变压器直流偏磁检测方法 | |
| RU2428706C1 (ru) | Способ контроля технического состояния обмоток трехобмоточных трансформаторов под нагрузкой | |
| Feng et al. | AC internal resistance measurement of batteries | |
| SU1195282A1 (ru) | Способ определени активных сопротивлений обмоток электрических машин переменного тока и трансформаторов | |
| DE695553C (de) | Verfahren zum Messen des Sinus des Phasenverschiebungswinkels ªŽ zwischen Strom und Spannung in einem Wechselstromkreis | |
| SU501450A1 (ru) | Способ определени индуктивных сопротивлений электрических машин | |
| Osmanbasic et al. | Acceleration of LV winding resistance measurement | |
| SU788032A1 (ru) | Способ измерени сопротивлени обмоток трехфазного трансформатора | |
| RU2566394C2 (ru) | Способ измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя с фазным ротором, работающего под нагрузкой | |
| SU1030750A1 (ru) | Способ испытани трансформаторов на предельную кратность |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200421 |