RU2687893C1 - Method of determining losses of active electrical energy in transformer and device for its implementation - Google Patents

Method of determining losses of active electrical energy in transformer and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2687893C1
RU2687893C1 RU2018118894A RU2018118894A RU2687893C1 RU 2687893 C1 RU2687893 C1 RU 2687893C1 RU 2018118894 A RU2018118894 A RU 2018118894A RU 2018118894 A RU2018118894 A RU 2018118894A RU 2687893 C1 RU2687893 C1 RU 2687893C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
windings
temperature
phase
magnetic system
Prior art date
Application number
RU2018118894A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Костинский
Кристина Владимировна Васильева
Владимир Владимирович Михайлов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
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 "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
Priority to RU2018118894A priority Critical patent/RU2687893C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687893C1 publication Critical patent/RU2687893C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/02Arrangements for measuring electric power or power factor by thermal methods, e.g. calorimetric
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/01Subjecting similar articles in turn to test, e.g. "go/no-go" tests in mass production; Testing objects at points as they pass through a testing station

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical apparatus and can be used for integral measurement of active electric energy losses in transformers of electric stations and substations. Summary: method of determining active electric energy losses in a transformer consists in that known values of thermal time constants are set separately for a magnetic system and windings of a transformer, losses of idling speed and short-circuit of transformer, as well as steady-state temperatures separately for magnetic system and windings of transformer. Then temperature of magnetic system and windings of transformer is separately measured. Temperature increments of magnetic system and transformer windings are calculated through time intervals of measurement by two or three orders less than thermal time constants. Difference between temperatures of magnetic system of transformer and environment, as well as windings of transformer and ambient medium is determined, and losses of active power in transformer are calculated. Device implementing method comprises five temperature sensors, unit for setting parameters of transformer, generator of rectangular pulses, microcontroller, a memory register, an indicator, a reprogrammable memory, a transceiver, a computer.
EFFECT: high accuracy of measuring losses of active electrical energy and simple design of the device.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим аппаратам и может быть использовано для интегрального измерения потерь активной электрической энергии в трансформаторах электрических станций и подстанций.The invention relates to electrical apparatus and can be used for integral measurement of active electrical energy losses in transformers of power stations and substations.

Известен способ определения потерь по температуре обмоток трансформатора[Петров Г.Н. Электрические машины. В 3-х частях. 4.1. Введение. Трансформаторы. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1974, стр. 191-194]. Сущность способа заключается в том, что электрическая энергия, теряемая в трансформаторе в процессе преобразования переменного тока, выделяется в виде тепла в обмотках, сердечнике и других частях трансформатора.There is a method of determining losses by the temperature of the transformer windings [Petrov GN. Electric cars. In 3 parts. 4.1. Introduction Transformers. Textbook for universities. M., "Energy", 1974, p. 191-194]. The essence of the method lies in the fact that the electrical energy lost in the transformer during the conversion of alternating current is released as heat in the windings, core and other parts of the transformer.

Выделяемая в теле за элементарный промежуток времени dt тепловая энергия П⋅dt частично будет расходоваться на повышение температуры тела на dv и частично будет отводиться в окружающее пространство. В любой момент времени будет иметь место баланс тепловой энергии выражаемый дифференциальным уравнениемThermal energy ⋅dt released in the body for an elementary period of time dt will be partly spent on increasing body temperature per dv and partly discharged into the surrounding space. At any time, there will be a balance of heat energy expressed by a differential equation

Figure 00000001
Figure 00000001

где С - полная теплоемкость тела;where C is the total heat capacity of the body;

Figure 00000002
- разность температур между данным телом и окружающей средой;
Figure 00000002
- the temperature difference between the body and the environment;

K - количество тепла, отводимого охлаждающей поверхностью в единицу времени при разности между температурой поверхности и температурой среды в 1°С.K is the amount of heat removed by the cooling surface per unit of time when the difference between the surface temperature and the ambient temperature is 1 ° C.

Нагрев обмоток относительно масла при установившемся тепловом режиме можно принять пропорциональным потерям в обмотках.Heating of the windings relative to the oil at steady state thermal conditions can be taken as proportional losses in the windings.

Недостатком данного способа является то, что обмотки и магнитная система, изготовленные из разных материалов, заменяют однородным телом. Указанное допущение снижает точность определения потерь активной электрической энергии в трансформаторе.The disadvantage of this method is that the windings and the magnetic system, made of different materials, are replaced by a homogeneous body. This assumption reduces the accuracy of determining the loss of active electrical energy in the transformer.

Указанная в способе формула никак не связана с величиной нагрузки трансформатора, что также снижает точность определения потерь активной электрической энергии, т.к. от нагрузки напрямую зависят потери в обмотках трансформатора и как следствие количество выделяемого ими тепла.The formula specified in the method is in no way related to the load of the transformer, which also reduces the accuracy of determining the loss of active electrical energy, since the load directly affects the losses in the transformer windings and, as a consequence, the amount of heat they emit.

Физические величины, являющиеся конструктивными параметрами трансформатора (масса и площадь поверхности трансформатора), не являются паспортными данными и сложны для определения на практике с высокой точностью.Physical quantities, which are constructive parameters of the transformer (mass and surface area of the transformer), are not passport data and are difficult to determine in practice with high accuracy.

Известен счетчик потерь электроэнергии [RU №2380715 С1 дата публикации 27.01.2010, МПК G01R 19/02 G01R 11/00], содержащий первый одновибратор, функциональный преобразователь, блок деления, генератор прямоугольных импульсов, первый и второй счетчики, индикатор, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом функционального преобразователя, информационный выход второго счетчика соединен с входом делителя блока деления, отличающийся тем, что в него дополнительно введены перепрограммируемое запоминающее устройство, приемопередатчик, компьютер, таймер, таймер-часы, второй одновибратор, накапливающий сумматор, датчик тока, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, информационный вход накапливающего сумматора подключен к выходу функционального преобразователя, а выход соединен с объединенными входом индикатора и входом делимого блока деления, выход которого соединен с информационным входом перепрограммируемого запоминающего устройства, выход которого через приемопередатчик соединен с информационным входом компьютера, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с объединенными тактовыми входами аналого-цифрового преобразователя, таймер-часов и таймера, выход переполнения которого соединен с объединенными тактовым входом второго счетчика и входом запуска аналого-цифрового преобразователя, выход окончания цикла преобразования которого соединен с управляющим входом накапливающего сумматора, выход таймер-часов соединен с объединенными тактовым входом первого счетчика и инверсным входом первого одновибратора, выход которого соединен с объединенными входом управления записью перепрограммируемого запоминающего устройства и инверсным входом второго одновибратора, выход которого соединен с объединенными входами установки нуля накапливающего сумматора и второго счетчика, информационный выход первого счетчика соединен с адресным входом перепрограммируемого запоминающего устройства.Known electricity loss counter [RU # 2380715 C1 date of publication January 27, 2010, IPC G01R 19/02 G01R 11/00], containing the first one-shot, functional converter, division unit, square pulse generator, first and second counters, indicator, analog-digital the converter, the output of which is connected to the input of the functional converter, the information output of the second counter is connected to the input of the divider of the division unit, characterized in that it additionally introduces a reprogrammable memory device, a transceiver, computer, timer, timer-clock, second one-shot accumulator, current sensor whose output is connected to the information input of the analog-to-digital converter, information input of the accumulating adder is connected to the output of the functional converter, and the output is connected to the combined indicator input and the input of the divisible division unit The output of which is connected to the information input of a reprogrammable storage device, the output of which through the transceiver is connected to the information input of the computer, output the square-wave generator is connected to the combined clock inputs of the analog-to-digital converter, timer-clock and timer, the overflow output of which is connected to the combined clock input of the second counter and the start input of the analog-to-digital converter, the output of the end of the conversion cycle of which is connected to the control input of the accumulating adder, output timer-hours are connected to the combined clock input of the first counter and the inverse input of the first one-oscillator, the output of which is connected to the combined The control input of the record of the reprogrammable memory and the inverse input of the second one-shot, the output of which is connected to the combined inputs of the zero accumulation of the adder and the second counter, the information output of the first counter is connected to the address input of the reprogrammable memory.

Недостатком данного изобретения является то, что он определяет только энергию потерь в обмотках трансформатора, но потери также включают в себя потери в магнитопроводе, баке, а так же потери от несимметрии и несинусоидальности тока. Для учета потерь необходимо знать сопротивление объекта, на котором производятся измерения, которое изменяется в зависимости от температуры нагрева и окружающей среды, в связи с этим уменьшается точность измерения потерь электрической энергии.The disadvantage of this invention is that it determines only the energy loss in the transformer windings, but the losses also include losses in the magnetic circuit, tank, as well as losses from asymmetry and non-sinusoidal current. To account for losses, it is necessary to know the resistance of the object on which measurements are made, which varies depending on the heating temperature and the environment, and therefore the accuracy of measuring the loss of electrical energy is reduced.

Для учета потерь в трехфазной сети необходимо установить три устройства (по одному на каждую фазу), что усложняет и удорожает применение известного устройства.To account for losses in a three-phase network, it is necessary to install three devices (one for each phase), which complicates and increases the cost of using a known device.

Датчики тока (в качестве которых обычно используются трансформаторы тока) требуют достаточно много места в распределительном устройстве, поэтому их размещение в действующих электроустановках затруднено и существенно усложняет устройство.Current sensors (which usually use current transformers) require a lot of space in the switchgear, so their placement in existing electrical installations is difficult and greatly complicates the device.

Прототипом по способу является способ определения потерь в трансформаторе [RU №2563331 С1 дата публикации 20.09.2015, МПК G01R 35/02], заключающийся в измерении температуры трансформатора и температуры окружающей среды, через интервалы времени равные на два, три порядка меньше тепловой постоянной времени, вычислении приращения температуры трансформатора, определении разности между температурой трансформатора и окружающей средой и вычислении потерь активной электроэнергии в трансформаторе по формуле:The prototype of the method is a method for determining losses in a transformer [RU # 2563331 C1 date of publication September 20, 2015, IPC G01R 35/02], which consists in measuring the temperature of the transformer and the ambient temperature, at intervals equal to two, three orders of magnitude less than the thermal time constant , calculating the temperature increment of the transformer, determining the difference between the temperature of the transformer and the environment, and calculating the loss of active electricity in the transformer using the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где PXX - потери холостого хода;where P XX - loss of idling;

Ркз - потери короткого замыкания;Rkc - loss of short circuit;

Т - тепловая постоянная времени;T is the thermal time constant;

ΔΘ - разность между температурой трансформатора и температурой окружающей среды;ΔΘ is the difference between the temperature of the transformer and the ambient temperature;

dΘ - приращение температуры трансформатора;dΘ is the temperature increment of the transformer;

Θ - установившаяся температура трансформатора;Θ - the steady-state temperature of the transformer;

dt - интервал времени измерения.dt is the measurement time interval.

Недостатком данного способа, взятого за прототип, является то, что трансформатор рассматривается как однородное тело, имеющее некую среднюю тепловую постоянную времени, а также измеряемую и установившуюся температуры, что ведет к увеличению погрешности определения потерь активной электроэнергии в трансформаторе по формуле указанной в прототипе, т.к. трансформатор состоит из двух нагретых поверхностей магнитной системы и обмоток, выполненных из различных материалов, каждая из которых обладает собственными указанными выше параметрами.The disadvantage of this method, taken as a prototype, is that the transformer is considered as a homogeneous body, having a certain average thermal time constant, as well as measured and steady-state temperatures, which leads to an increase in the error in determining the active power losses in the transformer using the formula specified in the prototype, t .to. The transformer consists of two heated surfaces of the magnetic system and windings made of different materials, each of which has its own parameters indicated above.

Формула указанная в прототипе справедлива для номинального режима работы трансформатора, при равномерном графике нагрузки, т.к. потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора приняты неизменными. В действительности при реальных нагрузках загрузка трансформатора изменяется, вследствие чего изменяется величина потерь и следовательно использование способа взятого за прототип приведет к увеличению погрешности определения потерь активной электроэнергии.The formula specified in the prototype is valid for the nominal operating mode of the transformer, with a uniform load graph, since loss of no-load and short-circuit transformer taken unchanged. In fact, under real loads, the load on the transformer changes, as a result of which the magnitude of losses changes and, consequently, the use of the method taken as a prototype will lead to an increase in the error in determining the loss of active electric power.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является счетчик потерь активной электроэнергии в трансформаторе [RU №2589498 С1 дата публикации 10.07.2016, МПК G01R 11/00], принятый за прототип.The closest in technical essence to the claimed device is the counter loss of active electricity in the transformer [RU # 2589498 C1 publication date 07/07/2016, IPC G01R 11/00], adopted for the prototype.

Счетчик потерь активной электроэнергии в трансформаторе, содержит первый аналого-цифровой преобразователь, первый и второй одновибраторы, первый блок деления, генератор прямоугольных импульсов, таймер, таймер-часов, счетчик, индикатор, перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ), приемопередатчик, компьютер, накапливающий сумматор, выход которого соединен с входом индикатора, причем генератор прямоугольных импульсов соединен с объединенными тактовыми входами таймера и таймер-часов, выход которого соединен с тактовым входом счетчика, выход которого соединен с входом управления записи перепрограммируемого запоминающего устройства, выход которого через приемопередатчик соединен с информационным входом компьютера, причем дополнительно введены первый и второй датчики температуры, второй аналого-цифровой преобразователь, первый, второй, третий и четвертый вычитатели, блок вычитания из единицы, третий и четвертый одновибраторы, первый и второй регистры памяти, первый, второй и третий умножители, второй и третий блоки деления, сумматор, блок задания параметров трансформатора (БЗПТ), блок возведения в отрицательную степень основания натурального логарифма, выход которого подключен ко второму входу первого умножителя и входу блока вычитания из единицы, а вход соединен с выходом первого блока деления, к первому входу которого подключен цифровой выход таймера, а второй вход соединен с первым выходом блока задания параметров трансформатора, второй и третий выходы блока задания параметров трансформатора подключены соответственно к первому и второму входу сумматора, а четвертый выход блока задания параметров трансформатора соединен с первым входом четвертого вычитателя, выход которого соединен со вторым входом третьего блока деления, выход которого соединен со вторым входом второго умножителя, а первым входом третий блок деления соединен с выходом сумматора, причем выходы первого и второго датчиков температуры подключены, соответственно к аналоговым входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей, выход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу второго вычитателя и информационному входу первого регистра памяти, а вход запуска первого аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом переполнения таймера, который соединен с входом запуска второго аналого-цифрового преобразователя и входами первого, второго и третьего одновибраторов, причем выход последнего соединен со вторым входом накапливающего сумматора, третий вход которого подключен к выходу четвертого одновибратора, четвертый вход к выходу таймер-часов, а первый вход к выходу третьего умножителя, первый вход которого соединен с выходом второго умножителя, а второй вход подключен к цифровому выходу таймера, причем выход второго аналого-цифрового преобразователя подключен ко вторым входам второго и четвертого вычитателей, а также к информационному входу второго регистра памяти, выход которого соединен со вторым входом первого вычитателя, выход которого подключен к первому входу первого умножителя, выход которого соединен со вторым входом третьего вычитателя, выход которого подключен к первому входу второго блока деления, выход которого подключен к первому входу второго умножителя, выход сигнала об окончании цикла преобразования второго аналого-цифрового преобразователя подключен к третьему входу третьего вычитателя, первый вход которого соединен с выходом второго вычитателя, выход первого регистра памяти соединен с первым входом первого вычитателя, выход накапливающего сумматора подключен к информационному входу перепрограммируемого запоминающего устройства, выход блока вычитания из единицы соединен со вторым входом второго блока деления, выходы первого и второго одновибраторов соединены соответственно с входами записи первого и второго регистров памяти, выход таймер-часов подключен ко входу четвертого одновибратора.The counter of losses of the active electric power in the transformer, contains the first analog-digital converter, the first and second one-oscillators, the first division unit, the square-wave generator, the timer, the timer-hours, the counter, the indicator, the reprogrammable memory, the transceiver, the computer accumulating adder , the output of which is connected to the input of the indicator, and the generator of rectangular pulses is connected to the combined clock inputs of the timer and timer-hours, the output of which is connected to the clock input of the sc This output is connected to the control input of the recording of the reprogrammable memory, the output of which is connected via the transceiver to the information input of the computer, with the first and second temperature sensors, the second analog-to-digital converter, the first, second, third and fourth subtractors additionally introduced; units, third and fourth one-shot, first and second memory registers, first, second and third multipliers, second and third division units, adder, parameter setting unit mp an unformator (BZPT), a unit for raising to the negative degree the base of the natural logarithm, the output of which is connected to the second input of the first multiplier and the input of the subtraction unit from one, and the input is connected to the output of the first division unit, to the first input of which the digital output of the timer is connected, and the second input connected to the first output of the transformer parameter setting block, the second and third outputs of the transformer parameter setting block are connected respectively to the first and second input of the adder, and the fourth output of the reference block n The transformer is connected to the first input of the fourth subtractor, the output of which is connected to the second input of the third division unit, the output of which is connected to the second input of the second multiplier, and the first input to the third division unit is connected to the output of the adder, the outputs of the first and second temperature sensors are connected, respectively analog inputs of the first and second analog-digital converters, the output of the first analog-digital converter is connected to the first input of the second subtractor and the information input of the transducer pvogo memory register, and the start input of the first analog-to-digital converter is connected to the overflow output of the timer, which is connected to the start input of the second analog-to-digital converter and the inputs of the first, second and third single-oscillators, the output of the last is connected to the second input of the accumulating adder, the third input connected to the output of the fourth one-shot, the fourth input to the output of the timer-hours, and the first input to the output of the third multiplier, the first input of which is connected to the output of the second multiplier, and w The input is connected to the digital output of the timer, and the output of the second analog-digital converter is connected to the second inputs of the second and fourth subtractors, as well as to the information input of the second memory register, the output of which is connected to the second input of the first subtractor whose output is connected to the first input of the first multiplier The output of which is connected to the second input of the third subtractor, the output of which is connected to the first input of the second division unit, the output of which is connected to the first input of the second multiplier, the output signal The end of the conversion cycle of the second analog-to-digital converter is connected to the third input of the third subtractor, the first input of which is connected to the output of the second subtractor, the output of the first memory register is connected to the first input of the first subtractor, the output of the accumulating adder is connected to the information input of the reprogrammable memory device, the output of the block subtraction from the unit is connected to the second input of the second division unit, the outputs of the first and second one-shot are connected respectively to the inputs for ishi first and second memory registers timer-clock output connected to an input of the fourth monostable multivibrator.

Недостаток прототипа заключается в том, что при использовании одного датчика температуры для измерения температуры трансформатора увеличивается погрешность определения активной электроэнергии, в следствие того, что магнитная система и обмотки имеют различную температуру зависящую от разных факторов. Количества тепла выделяемого магнитной системой зависит от потерь в ней, которые в свою очередь зависят от напряжения питания трансформатора. Количество тепла выделяемого обмотками зависит от потерь в них, которые в свою очередь зависят от величины протекающего по ним тока.The disadvantage of the prototype is that when using a single temperature sensor to measure the temperature of a transformer, the error in determining active electricity increases, due to the fact that the magnetic system and windings have different temperatures depending on various factors. The amount of heat emitted by the magnetic system depends on the losses in it, which in turn depend on the supply voltage of the transformer. The amount of heat released by the windings depends on the losses in them, which in turn depend on the amount of current flowing through them.

Для учета потерь трехфазного сухого трансформатора потребуется установить четыре указанных устройства (3 шт. на каждую из трех обмоток и 1 шт. на магнитную систему), т.к. их температура будет различна, особенно если учесть, что реальная нагрузка в действующих электрических сетях несимметричная. Установка дополнительных известных устройств приведет к усложнению системы измерения потерь активной электрической энергии трансформатора, и как следствие удорожанию.To account for the losses of a three-phase dry transformer, you will need to install four of these devices (3 pieces for each of the three windings and 1 piece for the magnetic system), since their temperature will be different, especially if one considers that the real load in the existing electrical networks is asymmetrical. The installation of additional known devices will lead to the complication of a system for measuring the loss of active electrical energy of a transformer, and, as a consequence, to a higher cost.

Задачей изобретения является: повышение точности измерения потерь активной электрической энергии и снижение экономических затрат при изготовлении устройства реализующего способ за счет упрощения конструкции.The objective of the invention is: improving the accuracy of measuring the loss of active electrical energy and reducing economic costs in the manufacture of devices implementing the method by simplifying the design.

Технический результат изобретения заключается в раздельном измерении и учете температуры магнитной системы и обмоток трансформатора, а также окружающей среды и использовании при расчетах известных данных трансформатора.The technical result of the invention consists in the separate measurement and accounting of the temperature of the magnetic system and the transformer windings, as well as the environment and used in the calculations of the known data of the transformer.

Технический результат достигается способом определения потерь активной электроэнергии в трансформаторе, заключающемся в измерении температуры трансформатора и окружающей среды, при этом задаются известные значения тепловых постоянных времени раздельно для магнитной системы и обмоток трансформатора, потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора, установившиеся температуры магнитной системы и обмоток трансформатора, раздельно измеряют температуру магнитной системы и обмоток трансформатора, и через интервалы времени измерения равные на два, три порядка меньше тепловых постоянных времени, вычисляют приращение температуры магнитной системы и обмоток трансформатора, определяют разность между температурами магнитной системы трансформатора и окружающей средой, а также обмоток трансформатора и окружающей средой, и вычисляют потери активной электроэнергии в трансформаторе по формуле:The technical result is achieved by determining the loss of active electricity in a transformer, which consists in measuring the temperature of the transformer and the environment, while setting the known values of thermal time constants separately for the magnetic system and the transformer windings, the loss of idling and short-circuit of the transformer, the steady-state temperatures of the magnetic system and windings transformer, separately measure the temperature of the magnetic system and the transformer windings, and at intervals Measurements equal to two, three orders of magnitude less than the thermal time constants are calculated magnetic system temperature increment and the transformer windings, the difference between the temperatures of the transformer of the magnetic system and the environment, as well as transformer windings and the environment, and calculating the losses of active power in the transformer according to the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ΔР - потери активной мощности в трансформаторе выделяемые в виде тепла за интервал времени измерения dt;where ΔР is the active power loss in the transformer released as heat during the measurement time interval dt;

Figure 00000005
Figure 00000005

где ΔРхх - потери в магнитной системе трансформатора выделяемые в виде тепла за dt;where ΔРхх - losses in the magnetic system of the transformer emitted in the form of heat for dt;

Figure 00000006
Figure 00000006

Θxxi+1 - температура магнитной системы трансформатора в конце интервала времени измерения dt;Θxx i + 1 is the temperature of the transformer’s magnetic system at the end of the measurement time interval dt;

Θcpi+1 - температура окружающей среды в конце интервала времени измерения dt;Θcp i + 1 is the ambient temperature at the end of the measurement time interval dt;

Θxxi - температура магнитной системы трансформатора в начале интервала времени измерения dt;Θxx i is the temperature of the magnetic system of the transformer at the beginning of the measurement time interval dt;

Θcpi - температура окружающей среды в начале интервала времени измерения dt;Θcp i is the ambient temperature at the beginning of the measurement time interval dt;

Txx - постоянная времени нагрева магнитной системы трансформатора;Txx is the time constant of heating the magnetic system of the transformer;

ΔРхх.н - паспортные потери холостого хода трансформатора;ΔPxx.n - passport idling of the transformer;

Θxx - установившаяся температура магнитной системы трансформатора;Θxx - the steady-state temperature of the magnetic system of the transformer;

ΔРкзL1 - потери в обмотках фазы Ы трансформатора выделяемые в виде тепла за dt;ΔРкзL1 - losses in the windings of phase Ы of the transformer emitted in the form of heat for dt;

Figure 00000007
Figure 00000007

ΘкзL1i+1 - температура обмоток фазы L1 трансформатора в конце интервала времени измерения dt;ΘкзL1 i + 1 - the temperature of the windings of the phase L1 of the transformer at the end of the measurement time interval dt;

ΘкзL1i - температура обмоток фазы Ы трансформатора в начале интервала времени измерения dt;ΘкзL1 i - temperature of windings of phase Ы of the transformer at the beginning of the time interval of measurement dt;

ТкзL1 - постоянная времени нагрева обмоток фазы L1 трансформатора;ТкзL1 - time constant of heating the windings of the transformer phase L1;

ΔРкз.н - паспортные потери короткого замыкания трансформатора;ΔРкз.н - passport short circuit losses of the transformer;

ΘкзL1 - установившаяся температура обмоток фазы L1 трансформатора;ΘкзL1 - the steady-state temperature of the windings of the transformer phase L1;

ΔРкзL2 - потери в обмотках фазы L2 трансформатора выделяемые в виде тепла за dt;ΔРкзL2 - losses in the windings of the L2 phase of the transformer released as heat in dt;

Figure 00000008
Figure 00000008

ΘкзL2i+1 - температура обмоток фазы L2 трансформатора в конце интервала времени измерения dt;ΘкзL2 i + 1 - the temperature of the windings of the transformer phase L2 at the end of the measurement time interval dt;

ΘкзL2i - температура обмоток фазы L2 трансформатора в начале интервала времени измерения dt;ΘкзL2 i - the temperature of the windings of the transformer phase L2 at the beginning of the measurement time interval dt;

ТкзL2 - постоянная времени нагрева обмоток фазы L2 трансформатора;ТкзL2 - time constant of heating the windings of the transformer phase L2;

ΘкзL2 - установившаяся температура обмоток фазы L2 трансформатора;ΘкзL2 - the steady-state temperature of the windings of the transformer phase L2;

ΔРкзL3 - потери в обмотках фазы L3 трансформатора выделяемые в виде тепла за dt;ΔРкзL3 - losses in the windings of phase L3 of the transformer released as heat in dt;

Figure 00000009
Figure 00000009

ΘкзL3i+1 - температура обмоток фазы L3 трансформатора в конце интервала времени измерения dt;ΘкзL3 i + 1 - the temperature of the windings of the transformer phase L3 at the end of the measurement time interval dt;

ΘкзL3i - температура обмоток фазы L3 трансформатора в начале интервала времени измерения dt;ΘкзL3 i - temperature of the windings of the transformer phase L3 at the beginning of the time interval of measurement of dt;

ТкзL3 - постоянная времени нагрева обмоток фазы L3 трансформатора;ТкзL3 - time constant of heating the windings of the transformer phase L3;

ΘкзL3 - установившаяся температура обмоток фазы L3 трансформатора.ΘкзL3 - the steady-state temperature of the windings of the transformer phase L3.

Способ реализован устройством определения потерь активной электроэнергии в трансформаторе, содержащим генератор прямоугольных импульсов, индикатор, перепрограммируемое запоминающее устройство, приемопередатчик, компьютер, первый, второй, третий, четвертый и пятый датчики температуры, микроконтроллер, регистр памяти, блок задания параметров трансформатора, причем выход приемопередатчика соединен с информационным входом компьютера, выходы первого - пятого датчиков температуры соединены в общую шину подключенную к цифровому входу порта А микроконтроллера, тактовый вход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, выходы портов В, С, D микроконтроллера соединены соответственно: В - через регистр памяти с входом индикатора, С - с входом перепрограммируемого запоминающего устройства, D - с входом приемопередатчика.The method is implemented by a device for determining the loss of active electricity in a transformer containing a rectangular pulse generator, indicator, reprogrammable memory, transceiver, computer, first, second, third, fourth and fifth temperature sensors, microcontroller, memory register, transformer parameter setting unit, and the transceiver output connected to the information input of the computer, the outputs of the first to fifth temperature sensors are connected to a common bus connected to the digital input via A microcontroller that, the clock input of which is connected to the output of the generator of rectangular pulses, the outputs of ports B, C, D are respectively connected to the microcontroller: B - through the register memory input indicator, C - to the input of reprogrammable memory device, D - to the input of the transceiver.

На фиг. представлена функциональная схема заявленного устройства для реализации способа определения потерь активной электроэнергии в трансформаторе.FIG. A functional diagram of the claimed device is presented for implementing a method for determining active energy losses in a transformer.

Устройство реализующее способ определения потерь активной электроэнергии в трансформаторе содержит первый датчик температуры (ДТ) 1, второй ДТ 2, третий ДТ 3, четвертый ДТ 4 и пятый ДТ 5, блок задания параметров трансформатора (БЗПТ) 6, генератор прямоугольных импульсов (ГНИ) 7, микроконтроллер (МК) 8, регистр 9, индикатор 10, перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ) 11, приемопередатчик 12, компьютер 13, причем выходы первого 1, второго 2, третьего 3, четвертого 4 и пятого 5 ДТ, соединены в общую шину подключенную к цифровому входу порта А МК 8, БЗПТ 6 также подключен к цифровому входу порта А МК 8, тактовый вход которого подключен к выходу ГПИ 7, выходы портов В, С и D МК 8 соединены соответственно: В -через регистр 9 с входом индикатора 10; С - с входом ППЗУ 11; D - с входом приемопередатчика 12, выход которого соединен с информационным входом компьютера 13.A device that implements a method for determining the loss of active electricity in a transformer contains the first temperature sensor (DT) 1, the second DT 2, the third DT 3, the fourth DT 4 and the fifth DT 5, a transformer parameter setting unit (BZPT) 6, a rectangular pulse generator (STI) 7 , microcontroller (MK) 8, register 9, indicator 10, reprogrammable memory (PROM) 11, transceiver 12, computer 13, the outputs of the first 1, second 2, third 3, fourth 4 and fifth 5 DT are connected to the common bus connected to the digital input of port A MK 8, BZ T 6 is also connected to a digital input port A of the MC 8, a clock input connected to the output of the GUI 7, port outputs B, C and D are respectively connected to the MC 8: In -through register 9 to the input 10 of the indicator; C - with the entrance of the EPROM 11; D - with the input of the transceiver 12, the output of which is connected to the information input of the computer 13.

Рассмотрим пример реализации способа определения потерь активной электроэнергии в трансформаторе при помощи устройства для его реализации.Consider an example implementation of the method for determining the loss of active electricity in a transformer using a device for its implementation.

Электрическая энергия, теряемая в трансформаторе в процессе преобразования переменного тока, выделяется в виде тепла в его активной части (обмотках и магнитной системе). В действующих электрических сетях загрузка трансформатора и напряжение его питания все время изменяются, вследствие чего изменяется величина потерь активной электроэнергии как в обмотках, так и в магнитной системе. В связи с этим при определении потерь активной электроэнергии в трансформаторе необходимо находить потерю активной мощности в обмотках и магнитной системе трансформатора на каждом i-ом интервале времени измерения dt. Решение дифференциального уравнения описывающего закон сохранения энергии в трансформаторе в общем случае имеет видThe electrical energy lost in the transformer during the conversion of alternating current is released as heat in its active part (windings and magnetic system). In existing electrical networks, the loading of the transformer and the voltage of its power supply change all the time, as a result of which the magnitude of the loss of active electric power changes both in the windings and in the magnetic system. In this regard, when determining the loss of active electricity in a transformer, it is necessary to find the loss of active power in the windings and the magnetic system of the transformer at each i-th dt measurement time interval. The solution of the differential equation describing the law of energy conservation in a transformer in the general case is

ΔP⋅dt=c⋅G⋅dΘ+α⋅S⋅ΔΘ⋅dt,ΔP⋅dt = c⋅G⋅dΘ + α⋅S⋅Δdt,

и для указанных интервалов времени измерения может быть записано в следующей форме:and for specified time intervals, measurements can be recorded in the following form:

Figure 00000010
Figure 00000010

где ΔР - потери активной мощности в трансформаторе, выделяемые в виде тепла за интервал времени измерения dt;where ΔР is the active power loss in the transformer, released as heat during the time interval of measurement of dt;

с - удельная теплоемкость;c is the specific heat;

G - масса трансформатора;G is the mass of the transformer;

dΘ - приращение температуры трансформатора;dΘ is the temperature increment of the transformer;

α - коэффициент теплоотдачи с поверхности;α is the heat transfer coefficient from the surface;

S - площадь поверхности;S is the surface area;

ΔΘ - разность между температурой трансформатора и температурой окружающей среды;ΔΘ is the difference between the temperature of the transformer and the ambient temperature;

Θi+1 - температура трансформатора в конце интервала dt без учета температуры окружающей среды;Θ i + 1 - the temperature of the transformer at the end of the interval dt without taking into account the ambient temperature;

Θi - температура трансформатора без учета температуры окружающей среды;Θ i - transformer temperature without taking into account the ambient temperature;

Т- постоянная времени нагрева трансформатора;T is the time constant of transformer heating;

Θ∞H - установившаяся температура трансформатора без учета температуры окружающей среды.Θ ∞H - the steady-state temperature of the transformer without taking into account the ambient temperature.

Из выражения (7) можно определить Θ∞Н:From expression (7) you can determine Θ ∞H :

Figure 00000011
Figure 00000011

ОдновременноAt the same time

Figure 00000012
Figure 00000012

откудаfrom where

Figure 00000013
Figure 00000013

где ΔРн - потери активной мощности в трансформаторе в номинальном режиме равные сумме паспортных потерь холостого хода (ΔРхх.н) и короткого замыкания (ΔРкз.н).where ΔP n is the active power loss in the transformer in nominal mode equal to the sum of the passport losses of idling (ΔPxx.n) and short circuit (ΔРкз.н).

Величина α⋅S является неизменной для каждого элемента конструкции трансформатора.The α⋅S value is constant for each element of the transformer design.

На основании выражения (9) с учетом (8) и (10) в общем виде вычисляются потери мощности за время dt:On the basis of the expression (9), taking into account (8) and (10), the power loss for the time dt is calculated in general:

Figure 00000014
Figure 00000014

Учитывая то, что трансформатор не является однородным телом, и состоит из нагретых поверхностей обмоток и магнитной системы, которые выполнены из различных материалов, каждый из которых обладает собственными температурами в начале и конце интервала измерения, постоянными времени нагрева, установившимися температурами, выражение (11) для магнитной системы примет вид (3), для обмоток фазы L1 - (4), для обмоток фазы L2 - (5), для обмоток фазы L3 - (6).Considering that the transformer is not a uniform body, and consists of heated surfaces of the windings and a magnetic system, which are made of different materials, each of which has its own temperatures at the beginning and end of the measurement interval, the heating time constants, the steady-state temperatures, the expression (11) for a magnetic system, it will become (3), for windings of phase L1 - (4), for windings of phase L2 - (5), for windings of phase L3 - (6).

Выражение для расчета суммарных потерь активной мощности в трансформаторе (обмотках и магнитной системе), выделяемых в виде тепла за интервал времени измерения dt, будет иметь вид (2).The expression for calculating the total loss of active power in the transformer (windings and magnetic system) released as heat during the measurement time dt will be (2).

Выражение для расчета потерь активной электрической энергии в трансформаторе за интервал измерения интервал времени измерения dt будет иметь вид (1).The expression for calculating the loss of active electric energy in the transformer for the measurement interval, the measurement time interval dt will be (1).

Для учета потерь в трехфазном сухом трансформаторе потребуется установить одно указанное устройство, что приведет к упрощению измерения потерь активной электрической энергии в трансформаторе, и как следствие упрощению конструкции и снижению экономических затрат при его изготовлении в сравнении с аналогом и прототипом. При этом в качестве измерительных органов будут использоваться пять датчиков температуры, четыре из которых (датчики температуры магнитной системы и обмоток трансформатора) для сухих трансформаторов являются штатными, что также приведет к снижению экономических затрат при изготовлении устройства.To account for losses in a three-phase dry transformer, you will need to install one specified device, which will simplify the measurement of active electrical energy losses in the transformer, and as a result, simplify the design and reduce the economic costs of its manufacture in comparison with the analogue and the prototype. At the same time, five temperature sensors will be used as measuring bodies, four of which (temperature sensors of the magnetic system and transformer windings) for dry transformers are standard, which will also lead to lower economic costs in the manufacture of the device.

В БЗПТ 6 записываются и хранятся коды известных данных трансформатора, соответствующие параметрам магнитной системы и обмоток трансформатора: паспортные потери холостого хода трансформатора (ΔРхх.н); паспортные потери короткого замыкания трансформатора (ΔРкз.н); постоянная времени нагрева магнитной системы трансформатора (Txx); постоянная времени нагрева обмоток фазы L1 трансформатора (TкзL1); постоянная времени нагрева обмоток фазы L2 трансформатора (TкзL2); постоянная времени нагрева обмоток фазы L3 трансформатора (TкзL3); установившаяся температура магнитной системы трансформатора (Θхх); установившаяся температура обмоток фазы L1 трансформатора (ΘкзL1); установившаяся температура обмоток фазы L2 трансформатора (ΘкзL2); установившаяся температура обмоток фазы L3 трансформатора (ΘкзL3).In BZPT 6, codes of known transformer data are recorded and stored that correspond to the parameters of the magnetic system and transformer windings: passport losses of the transformer idling (ΔPxx.n); passport loss of transformer short circuit (ΔРкз.н); time constant heating the magnetic system of the transformer (Txx); time constant for heating the windings of the transformer phase L1 (TкзL1); time constant for heating the windings of the transformer phase L2 (TкзL2); time constant for heating the windings of the transformer phase L3 (TкзL3); steady state magnetic system of the transformer (хх ); steady-state temperature of the transformer phase L1 windings (ΘкзL1 ); steady-state temperature of the windings of the transformer phase L2 (ΘкзL2 ); steady-state temperature of the transformer phase L3 windings (ΘкзL3 ).

Температура трансформатора измеряется раздельно для магнитной системы трансформатора (Θxxi) первым ДТ 1, для обмоток, соответственно: для обмотки фазы L1 (ΘкзL1i) вторым ДТ 2, для обмотки фазы L2 (ΘкзД2i) третьим ДТ 3, для обмотки фазы L3 (ΘкзL3i) четвертым ДТ 4; и для температуры окружающей среды (Θcpi) пятым ДТ 5.The transformer temperature is measured separately for the magnetic system of the transformer (Θxx i ) by the first DT 1, for windings, respectively: for the winding of phase L1 (ΘкзL1 i ) by the second DT 2, for the winding of phase L2 (фазыкзД2 i ) by the third DT 3, for the winding of phase L3 ( ΘкзL3 i ) the fourth DT 4; and for ambient temperature (Θcp i ) fifth DT 5.

Через интервалы времени измерения (dt) равные на два, три порядка меньше тепловых постоянных времени, формируемые с учетом тактовой частоты задаваемой ГПИ 7, МК 8 опрашивает и получает данные о температуре магнитной системы трансформатора (Θxxi) от первого ДТ 1, о температуре обмоток фазы L1 (ΘкзL1i) от второго ДТ 2, о температуре обмоток фазы L2 (ΘкзL2i) от третьего ДТ 3, о температуре обмоток фазы L3 (ΘкзL3i) от четвертого ДТ 4, о температуре окружающей среды (Θcpi) от пятого ДТ 5. Указанные ДТ 1-5 соединены общей шиной данных подключенной к цифровому входу порта А МК 8. Полученные данные формируются в виде массива и записываются в оперативную память МК 8 в течении часа.At time intervals of measurement (dt) equal to two, three orders of magnitude less thermal time constants, formed taking into account the clock frequency specified by GUI 7, MK 8 polls and receives data on the temperature of the magnetic system of the transformer (Θxx i ) from the first DT 1, on the temperature of the windings phase L1 (ΘкзL1 i ) from the second DT 2, about the temperature of the windings of phase L2 (ΘкзL2 i ) from the third DT 3, about the temperature of the windings of the phase L3 (ΘкзL3 i ) from the fourth DT 4, about the ambient temperature (Θcp i ) from the fifth DT 5. The specified DT 1-5 are connected by a common data bus connected to a digital input. port A MK 8. The data obtained are formed as an array and recorded in the RAM MK 8 within an hour.

По истечении одного часа МК 8 на основании массива измеренных данных температуры магнитной системы и обмоток трансформатор хранящихся в виде массива в ОЗУ, а также кодов, соответствующих постоянным параметрам магнитной системы и обмоток трансформатора, записанным в БЗПТ 6, выполняет расчет значения потерь активной мощности в магнитной системе трансформатора, выделяемых в виде тепла за каждый интервал времени измерения dt в соответствии с выражением:After one hour, the MK 8 calculates the value of active power loss in magnetic field based on the array of measured data of the magnetic system temperature and transformer windings stored as an array in RAM, as well as codes corresponding to the constant parameters of the magnetic system and transformer windings recorded in BZPT 6 transformer system, released in the form of heat for each time interval of measurement of dt in accordance with the expression:

Figure 00000015
Figure 00000015

и значений потерь активной мощности в обмотках фазы L1, L2, L3 трансформатора, выделяемых в виде тепла за каждый интервал времени измерения dt в соответствии с выражениями:and the values of active power losses in the windings of the transformer L1, L2, L3 phase, released as heat during each measurement time interval dt in accordance with the expressions:

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Полученные в результате расчета значения потерь магнитной системы и обмоток трансформатора (ΔРхх, ΔРкзL1, ΔРкзL2, ΔРкзL3) формируются в виде массива и записываются в ОЗУ МК 8, после чего выполняется расчет суммарных потерь активной мощности в трансформаторе выделяемых в виде тепла за интервал времени измерения dt в соответствии с выражением:The resulting values of the loss of the magnetic system and the transformer windings (ΔPxx, ΔРкзL1, ΔРкзL2, ΔРкзL3) are formed as an array and recorded in RAM MK 8, after which the total losses of active power in the transformer allocated in the form of heat for the measurement time interval dt are calculated in accordance with the expression:

Figure 00000019
Figure 00000019

Потери активной электроэнергии в трансформаторе за интервал измерения равный 1 ч. вычисляется как сумма произведений вычисленных за это период значений суммарных потерь активной мощности в трансформаторе на величину интервалов времени измерения dt в соответствии с выражением:The loss of active electricity in a transformer for a measurement interval of 1 hour is calculated as the sum of the products of the total active power loss calculated in this period by the value of the measurement time intervals dt in accordance with the expression:

Figure 00000020
Figure 00000020

Вычисленное МК 8 значение потерь активной электроэнергии в трансформаторе за интервал измерения равный 1 ч. импульсами с выхода порта С МК 8 записывается в ячейку памяти ППЗУ 11 и с выхода порта В МК 8 в регистр 9. После чего происходит обнуление всех массивов записанных в ОЗУ МК 8 и процесс измерения температуры и расчета потерь активной электроэнергии в трансформаторе повторяется для следующего часа, по окончании которого в регистр 9 и следующую ячейку памяти ППЗУ 11 импульсами соответственно с портов В и С МК 8 записывается новое вычисленное значение потерь активной электроэнергии.Calculated MK 8 value of active energy losses in the transformer for the measurement interval equal to 1 hour by pulses from the output of port C of the MK 8 is written to the memory cell of the PROM 11 and from the exit of the port of B MK 8 to register 9. After that, all arrays recorded in the RAM of the MK 8 and the process of measuring the temperature and calculating the loss of active electric power in the transformer repeats for the next hour, at the end of which 11 new pulses are written to register 9 and the next PROM memory cell 11 pulses, respectively, from ports B and C of the MK 8 The values of the active power losses.

На индикаторе 10 в течении часа отображается вычисленное значение потерь активной электроэнергии в трансформаторе, записанное в регистр 9, после чего происходит отображение нового значения записанного в регистр 9.The indicator 10 displays the calculated value of the active energy losses in the transformer recorded in the register 9 for an hour, after which the new value recorded in the register 9 is displayed.

Содержимое ППЗУ 11 за интервал времени (час, день, месяц, год, несколько лет) передается в компьютер 13 приемопередатчиком 12, при получении от него соответствующей команды на передачу данных о потерях активной электроэнергии в трансформаторе.The contents of the EPROM 11 for the time interval (hour, day, month, year, several years) is transmitted to the computer 13 by the transceiver 12, when receiving from him the appropriate command to transmit data about the loss of active electricity in the transformer.

Таким образом, использование предложенного способа определения потерь активной электроэнергии в трансформаторе и устройства, его реализующего, основанного на раздельном измерении температуры магнитной системы и обмоток трансформатора, учитывающей все потери активной электроэнергии в трансформаторе, выделяемые в виде тепла, и измерении температуры окружающей среды, позволяет решить поставленную задачу, повышения точности измерения потерь активной электрической энергии и снижения экономических затрат при изготовлении устройства реализующего указанный способ за счет упрощения конструкции.Thus, the use of the proposed method of determining the loss of active electricity in a transformer and a device that implements it, based on separate measurement of the temperature of the magnetic system and the transformer windings, taking into account all the losses of active electricity in the transformer, released in the form of heat, and measuring the ambient temperature, allows you to solve the task to improve the measurement accuracy of the loss of active electric energy and reduce economic costs in the manufacture of the device p Aliso said process by simplifying the construction.

Claims (33)

1. Способ определения потерь активной электроэнергии в трансформаторе, заключающийся в измерении температуры трансформатора и окружающей среды, отличающийся тем, что дополнительно задаются известные значения тепловых постоянных времени раздельно для магнитной системы и обмоток трансформатора, потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора, а также установившиеся температуры раздельно для магнитной системы и обмоток трансформатора, затем раздельно измеряют температуру магнитной системы и обмоток трансформатора, после чего через интервалы времени измерения на два-три порядка меньше тепловых постоянных времени вычисляют приращение температуры магнитной системы и обмоток трансформатора, определяют разность между температурами магнитной системы трансформатора и окружающей среды, а также обмоток трансформатора и окружающей среды и вычисляют потери активной электроэнергии в трансформаторе по формуле:1. The method of determining the loss of active electricity in the transformer, which consists in measuring the temperature of the transformer and the environment, characterized in that it additionally sets the known values of thermal time constants separately for the magnetic system and windings of the transformer, the loss of idling and short-circuit of the transformer, as well as steady-state temperatures separately for the magnetic system and the transformer windings, then separately measure the temperature of the magnetic system and the transformer windings, after h it is two or three orders of magnitude less than thermal time constants at intervals of time to calculate the temperature increment of the magnetic system and transformer windings, determine the difference between the temperatures of the magnetic system of the transformer and the environment, as well as the windings of the transformer and the environment, and calculate the loss of active electricity in the transformer using the formula :
Figure 00000021
Figure 00000021
где ΔР - потери активной мощности в трансформаторе, выделяемые в виде тепла за интервал времени измерения dt;where ΔР is the active power loss in the transformer, released as heat during the time interval of measurement of dt;
Figure 00000022
Figure 00000022
где ΔРхх - потери в магнитной системе трансформатора, выделяемые в виде тепла за dt;where ΔРхх - losses in the magnetic system of the transformer, released in the form of heat for dt;
Figure 00000023
Figure 00000023
Θххi+1 - температура магнитной системы трансформатора в конце интервала времени измерения dt;Θхх i + 1 is the temperature of the transformer’s magnetic system at the end of the measurement time interval dt; Θcpi+1 - температура окружающей среды в конце интервала времени измерения dt;Θcp i + 1 is the ambient temperature at the end of the measurement time interval dt; Θххi - температура магнитной системы трансформатора в начале интервала времени измерения dt;Θхх i is the temperature of the magnetic system of the transformer at the beginning of the measurement time interval dt; Θсрi - температура окружающей среды в начале интервала времени измерения dt;Θср i - ambient temperature at the beginning of the time interval for measuring dt; Tхх - постоянная времени нагрева магнитной системы трансформатора;Tхх is the time constant for heating the magnetic system of the transformer; ΔРхх.н - паспортные потери холостого хода трансформатора;ΔPxx.n - passport idling of the transformer; Θхx - установившаяся температура магнитной системы трансформатора;Θхx - the steady-state temperature of the transformer magnetic system; ΔРкзL1 - потери в обмотках фазы L1 трансформатора, выделяемые в виде тепла за dt;ΔРкзL1 - losses in the windings of phase L1 of the transformer, released as heat in dt;
Figure 00000024
Figure 00000024
ΘкзL1i+1 - температура обмоток фазы L1 трансформатора в конце интервала времени измерения dt;ΘкзL1 i + 1 - the temperature of the windings of the phase L1 of the transformer at the end of the measurement time interval dt; ΘкзL1i - температура обмоток фазы L1 трансформатора в начале интервала времени измерения dt;ΘкзL1 i - temperature of windings of phase L1 of the transformer at the beginning of the time interval of measurement dt; ТкзL1 - постоянная времени нагрева обмоток фазы L1 трансформатора;ТкзL1 - time constant of heating the windings of the transformer phase L1; ΔРкз.н - паспортные потери короткого замыкания трансформатора;ΔРкз.н - passport short circuit losses of the transformer; ΘкзL1 - установившаяся температура обмоток фазы L1 трансформатора;ΘкзL1 - the steady-state temperature of the windings of the transformer phase L1; ΔРкзL2 - потери в обмотках фазы L2 трансформатора, выделяемые в виде тепла за dt;ΔРкзL2 - losses in the windings of the L2 phase of the transformer, released as heat in dt;
Figure 00000025
Figure 00000025
ΘкзL2i+1 - температура обмоток фазы L2 трансформатора в конце интервала времени измерения dt;ΘкзL2 i + 1 - the temperature of the windings of the transformer phase L2 at the end of the measurement time interval dt; ΘкзL2i - температура обмоток фазы L2 трансформатора в начале интервала времени измерения dt;ΘкзL2 i - the temperature of the windings of the transformer phase L2 at the beginning of the measurement time interval dt; ТкзL2 - постоянная времени нагрева обмоток фазы L2 трансформатора;ТкзL2 - time constant of heating the windings of the transformer phase L2; ΘкзL2 - установившаяся температура обмоток фазы L2 трансформатора;ΘкзL2 - the steady-state temperature of the windings of the transformer phase L2; ΔРкзL3 - потери в обмотках фазы L3 трансформатора, выделяемые в виде тепла за dt;ΔРкзL3 - losses in the windings of the transformer L3 phase, released as heat in dt;
Figure 00000026
Figure 00000026
ΘкзL3i+1 - температура обмоток фазы L3 трансформатора в конце интервала времени измерения dt;ΘкзL3 i + 1 - the temperature of the windings of the transformer phase L3 at the end of the measurement time interval dt; ΘкзL3i - температура обмоток фазы L3 трансформатора в начале интервала времени измерения dt;ΘкзL3 i - temperature of the windings of the transformer phase L3 at the beginning of the time interval of measurement of dt; ТкзL3 - постоянная времени нагрева обмоток фазы L3 трансформатора;ТкзL3 - time constant of heating the windings of the transformer phase L3; ΘкзL3 - установившаяся температура обмоток фазы L3 трансформатора.ΘкзL3 - the steady-state temperature of the windings of the transformer phase L3. 2. Устройство определения потерь активной электроэнергии в трансформаторе, содержащее генератор прямоугольных импульсов, индикатор, перепрограммируемое запоминающее устройство, приемопередатчик, компьютер, первый и второй датчики температуры, регистр памяти, блок задания параметров трансформатора, причем выход приемопередатчика соединен с информационным входом компьютера, отличающееся тем, что дополнительно введены третий, четвертый и пятый датчики температуры, микроконтроллер, причем выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого датчиков температуры соединены в общую шину, подключенную к цифровому входу порта А микроконтроллера, блок задания параметров трансформатора также подключен к цифровому входу порта А микроконтроллера, тактовый вход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, выход порта В микроконтроллера соединен через регистр памяти с входом индикатора, выход порта С микроконтроллера соединен с входом перепрограммируемого запоминающего устройства, выход порта D микроконтроллера соединен с входом приемопередатчика.2. A device for determining the loss of active electricity in a transformer, containing a rectangular pulse generator, indicator, reprogrammable memory, transceiver, computer, first and second temperature sensors, memory register, transformer parameter setting unit, the transceiver output connected to an information input of a computer that the third, fourth and fifth temperature sensors, a microcontroller, are additionally introduced, with the outputs of the first, second, third, fourth and the fifth temperature sensors are connected to the common bus connected to the microcontroller port A digital input, the transformer parameter setting unit is also connected to the microcontroller port A digital input, the clock input of which is connected to the rectangular pulse generator output, the microcontroller port B output is connected to the indicator input via the memory register , the output of port C of the microcontroller is connected to the input of the reprogrammable memory device, the output of the port D of the microcontroller is connected to the input of the transceiver.
RU2018118894A 2018-05-22 2018-05-22 Method of determining losses of active electrical energy in transformer and device for its implementation RU2687893C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118894A RU2687893C1 (en) 2018-05-22 2018-05-22 Method of determining losses of active electrical energy in transformer and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118894A RU2687893C1 (en) 2018-05-22 2018-05-22 Method of determining losses of active electrical energy in transformer and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687893C1 true RU2687893C1 (en) 2019-05-16

Family

ID=66579026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018118894A RU2687893C1 (en) 2018-05-22 2018-05-22 Method of determining losses of active electrical energy in transformer and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687893C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743902C1 (en) * 2020-06-03 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Method for determination of dry transformer heating time constant
RU2796600C1 (en) * 2022-08-03 2023-05-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Method for determining magnetic losses in a transformer

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU354374A1 (en) * Н. В. Левицка , А. И. Звенигородска METHOD FOR DETERMINING LOSSES IN MAGNETIC WIRES OF LOW POWER TRANSFORMERS ON SOUND FREQUENCY
RU2563331C1 (en) * 2014-06-02 2015-09-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Method of determination of losses in transformer and device for its implementation
CN105548767A (en) * 2016-01-04 2016-05-04 国家电网公司 Power transformer loss live-line measurement and hot spot temperature prediction system and method
RU2589498C1 (en) * 2015-04-16 2016-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Counter for losses of active power in transformer
US20170011612A1 (en) * 2011-12-16 2017-01-12 Virginia Transformer Corporation System and method for monitoring and controlling a transformer
EP3299783A1 (en) * 2016-09-23 2018-03-28 ABB Schweiz AG Thermal monitoring of a power device
US20180180657A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Sanil Electric Co., Ltd. Transformer condition-based risk management system and method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU354374A1 (en) * Н. В. Левицка , А. И. Звенигородска METHOD FOR DETERMINING LOSSES IN MAGNETIC WIRES OF LOW POWER TRANSFORMERS ON SOUND FREQUENCY
US20170011612A1 (en) * 2011-12-16 2017-01-12 Virginia Transformer Corporation System and method for monitoring and controlling a transformer
RU2563331C1 (en) * 2014-06-02 2015-09-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Method of determination of losses in transformer and device for its implementation
RU2589498C1 (en) * 2015-04-16 2016-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Counter for losses of active power in transformer
CN105548767A (en) * 2016-01-04 2016-05-04 国家电网公司 Power transformer loss live-line measurement and hot spot temperature prediction system and method
EP3299783A1 (en) * 2016-09-23 2018-03-28 ABB Schweiz AG Thermal monitoring of a power device
US20180180657A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Sanil Electric Co., Ltd. Transformer condition-based risk management system and method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C. С. КОСТИНСКИЙ и др. Определение потерь активной электрической энергии в трансформаторе на основе мониторинга температуры его поверхностей. Известия ВУЗов. Электромеханика, 2017, том 60, N 4, c. 69-74. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743902C1 (en) * 2020-06-03 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Method for determination of dry transformer heating time constant
RU2796600C1 (en) * 2022-08-03 2023-05-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Method for determining magnetic losses in a transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106154171B (en) The method for establishing damping function in battery DC
JP2014070982A (en) Secondary battery state evaluation device, secondary battery state evaluation method, and secondary battery state evaluation program
CN110098439A (en) A kind of method of power battery charging time Estimate
CN102288316B (en) Digital transformer winding temperature measuring device
RU2687893C1 (en) Method of determining losses of active electrical energy in transformer and device for its implementation
CN204909403U (en) Electronic clinical thermometer
RU2563331C1 (en) Method of determination of losses in transformer and device for its implementation
CN103033533A (en) Measurement method for specific heat capacity of liquid
CN105527038A (en) Error correction method for platinum thermal resistance sensor and calorimeter measuring temperature using the same method
US4361872A (en) Measuring apparatus for determining the effective value of the power demand of an energy consumer over a period of calculation
CN112444671A (en) Electric energy metering method and device of electric energy meter based on instantaneous power and storage medium
US4770037A (en) Method for determining the flow of a fluid
CN103134617A (en) Intelligent heat engineering verification system
RU2589498C1 (en) Counter for losses of active power in transformer
JP7169294B2 (en) Apparatus and method for measuring target power value
CN103869151A (en) Sampling resistor real-time deviation-correcting and compensating method based on infrared principle
RU2384879C1 (en) Power transformer life counter
CN108241167A (en) A kind of low energy beta activity activity measurement device
CN210109205U (en) Self-heating hardware compensation device of intelligent electric energy meter
CN115128465A (en) Battery thermal simulation system and method and electronic equipment
RU129658U1 (en) ELECTRIC ENERGY METER WITH LOSS
CN111537892B (en) Improved ampere-hour integration method based on extended state observer
RU2549255C1 (en) Digital temperature meter
CN109670198B (en) Method for calculating average temperature rise value of transformer winding
RU113014U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING PULSE LOSS OF ELECTRIC PULSING CURRENT MACHINES

Legal Events

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

Effective date: 20200523