Способ измерения активных сопротивлений постоянному току обмоток силового трансформатора

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 r1, 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 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 измерении; I0 - 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=Uизм/Iизм; сопротивление r'2 определяют по формуле r'2=r-r'1; собственное активное сопротивление вторичной обмотки определяют как r2=r'2/k2, где k - коэффициент трансформации фазных напряжений. 1 ил.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к строительству воздушных линий электропередачи и заземляющих устройств. Мобильный комплекс для измерения электрических параметров земли для заземляющих устройств электроустановок содержит буровую машину с металлической рамой, на которой расположена кабина, механизм для погружения, винтовой анкер в виде штока с буровой головкой, измерительный элемент.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области электрических измерений сопротивления постоянному току двухполюсников, имеющих большую индуктивность.

Изобретение относится к защите кораблей по электрическому полю и касается вопросов оперативного контроля удельного сопротивления электроизолирующего покрытия (ЭИП) корпуса корабля на плаву с помощью размещенной на подводной части корпуса корабля системы электродов-зондов, изолированных от корпуса корабля и подключенных к специальной электрической цепи.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в системах электроснабжения горных машин. Способ идентификации параметров линии электропередачи, питающей экскаватор, основан на регистрации массивов мгновенных значений токов и напряжений на приемном конце линии и вычислении действующих значений тока и напряжения путем усреднения за период напряжения питающей сети и сдвига фаз между током и напряжением.

Изобретение относится к электротермии. В способе определения электрического параметра, характеризующего состояние подэлектродного пространства трехфазной трехэлектродной руднотермической печи, в качестве электрического параметра определяют собственный разностно-потенциальный коэффициент ванны на участках «электрод-подина» для каждого из электродов, для чего последовательно к каждому электроду подключают управляемый источник питания измеряющей частоты, отличной от рабочей частоты источника питания печи, к выводу подины печи и нулевому выводу вторичных обмоток печного трансформатора подключают фильтр, прозрачный для тока измеряющей частоты и непрозрачный для тока рабочей частоты, оставляют неизменными амплитуду и фазу ЭДС источника питания измеряющей частоты электрода, для которого определяют собственный РПК ванны, изменяют амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты двух других электродов так, чтобы сумма действующих значений токов измеряющей частоты в них была равна нулю, измеряют ток в этом электроде, активную мощность, выделяющуюся на участке «электрод-подина» на измеряющей частоте, и вычисляют собственный разностно-потенциальный коэффициент участка ванны «электрод-подина» для этого электрода по определенной формуле.

Изобретение относится к области электрических измерений сопротивлений в активно-индуктивных цепях. Способ заключается в том, что через последовательно соединенные обмотку и эталонный резистор пропускают постоянный стабилизированный ток, величину которого рассчитывают на основе предварительного измерения сопротивления обмотки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в горных выработках для обеспечения электробезопасных условий труда, предотвращения взрывов газа, рудничных пожаров и связанных с ними последствий.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для измерения вольт-амперных (ВАХ) и вольт-фарадных (ВФХ) характеристик двухполюсников. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, - создание способа, позволяющего одновременно измерять ВАХ и ВФХ двухполюсника по результатам регистрации тока через двухполюсник и напряжения на двухполюснике в дискретные моменты времени в условиях продолжающегося заряда-разряда емкости двухполюсника.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам определения электрических свойств материалов, и может быть использовано для создания веществ, обладающих требуемыми зависимостями удельной электропроводности от давления, которые применяются, например, при оценке изменения во времени горного давления в породных массивах.

Изобретение относится к области электротехнических измерений, в частности к измерениям активного сопротивления обмоток различного электротехнического оборудования.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ автоматизированного измерения сопротивлений и может применяться для удаленного контроля сопротивлений в случае их соизмеримости с сопротивлением линий связи и коммутации.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к электротензометрии, и может быть использовано в авиационной промышленности, машиностроении, строительстве для исследования прочности конструкций с помощью одиночного тензорезистора в частотном диапазоне от 0 до 5000 Гц и более при повышенном уровне мешающих факторов - электромагнитных помех и термоэ.д.с.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах, транспортных средствах, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники.

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство для увеличения разрешения распознавания сопротивления, содержащее: контроллер (108); источник (104) переменного тока, вырабатывающий переменный ток в ответ на значение тока, устанавливаемое контроллером; переменный резистор; и АЦП (106), который вырабатывает значение напряжения на основе переменного напряжения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для достоверного определения компонентного состава и концентраций примесей в жидких диэлектриках, применяемых в системе нефтепродуктообеспечения, медицине и научных исследованиях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для достоверного определения компонентного состава и концентраций примесей в жидких диэлектриках, применяемых в системе нефтепродуктообеспечения, медицине и научных исследованиях.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе проведения сейсморазведочных работ. Предлагается устройство сбора данных, содержащее пару входных выводов, выполненных с возможностью соединения с набором, состоящим по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика, формирующего полезный сейсмический сигнал, и средство обнаружения отключения для обнаружения частичного или полного отключения набора, состоящего по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах, транспортных средствах, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при мониторинге электрических режимов в электроэнергетических системах. Сущность: в опытах короткого замыкания определяют напряжения короткого замыкания и потери активной мощности короткого замыкания.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при мониторинге электрических режимов в электроэнергетических системах. Сущность: в опытах короткого замыкания определяют напряжения короткого замыкания и потери активной мощности короткого замыкания.

Изобретение относится к способу мониторинга в режиме реального времени рабочего состояния емкостного датчика. Оно находит свое применение, представляющее особый интерес, но не единственное, в измерении хода лопаток в ротационной машине или в турбомашине, такой как турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель самолета или, например, турбина электрогенератора.

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 r1, 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 i00 - начальный ток первичной обмотки в долях установившегося тока в этой обмотке при заданном напряжении I), где I0 - измеренный ток в первоначальный момент после переключения полярности источника; 1р1 - 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; I0 - ток холостого хода первичной обмотки; ƒн - номинальная частота трансформатора; r1п, r2п - 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 r2 отношением rUизмIизм; сопротивление r2 определяют по формуле r2r-r1; собственное активное сопротивление вторичной обмотки определяют как r2r2k2, где k - коэффициент трансформации фазных напряжений. 1 ил.

Наверх