×
20.11.2014
216.013.0851

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ И ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Предлагаемые способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройство для его осуществления относятся к электротехнике и могут быть использованы для расчета и обоснования нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям. Техническим результатом является повышение точности реальных потерь холостого хода силовых трансформаторов. Устройство содержит регулируемый источник питания для изменения напряжения на одной обмотке трансформатора при разомкнутой второй обмотке. Для достижения заявленного результата в качестве источника регулируемого напряжения использован автономный асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения. Выходное напряжение генератора ступенчато регулируют в пределах 70-110% от номинального напряжения посредством переключения конденсаторов регулирования при переходе коммутируемого напряжения через «ноль». Переключение осуществляется трехфазными бесконтактными электронными ключами, управляемыми через оптронные входы дешифратором и многопозиционным переключателем. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для расчета и обоснования нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям.

Известен способ для измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов и определения схемы замещения трансформатора (см. стр. 291-293: рис. 14-10. Вольдек А.И. Электрические машины / Учебник. Л.: Энергия, 1978. - 832 с., ил.).

Этот способ предусматривает изменение напряжения на первичной обмотке трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке. При этом измеряются первичные напряжения, ток и мощность потерь холостого хода.

Недостаток этого способа в том, что измерения выполняются в стационарных условиях при наличии регулируемого источника синусоидального напряжения.

Известен способ для измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов (ГОСТ 3484.1-88. Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний. Измерение потерь и тока холостого хода).

По этому ГОСТу при опыте холостого хода к одной из обмоток (как правило, низшего напряжения) при разомкнутых остальных обмотках подводят номинальное напряжение (с допустимым отклонением в пределах ±0,5%) номинальной частоты (с допустимым отклонением в пределах ±1%) практически синусоидальной формы, а при испытаниях трехфазных силовых трансформаторов, кроме того, практически симметричное.

При этом систему линейных напряжений следует считать практически симметричной, если каждое из линейных напряжений отличается не более чем на 3% от среднего арифметического трех линейных напряжений системы. Кривую напряжения допускается считать практически синусоидальной, если отношение действующего значения напряжения к среднему отличается от 1,11 не более чем на ±2%. Если отношение действующего значения напряжения к среднему отличается в опыте от 1,11 более чем на ±2%, то вносят поправку на несинусоидальность формы кривой.

Измерение потерь и тока холостого хода при приемочных испытаниях трансформаторов следует проводить не менее чем в пяти точках в диапазоне напряжений от 80 до 110% номинального, в том числе при номинальном напряжении питаемой обмотки трансформатора.

Недостаток этого способа заключается в том, что в полевых условиях необходим автономный мощный регулируемый источник питания с высокими показателями качества выходного напряжения.

ГОСТ 3484.1-88 также предусматривает способ определения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов при малом напряжении возбуждения, который проводят в виде трех следующих однофазных опытов.

Первый опыт - выполняют короткое замыкание обмотки фазы А, возбуждают фазы В и С трансформатора и измеряют потери.

Второй опыт - выполняют короткое замыкание обмотки фазы В, возбуждают фазы А и С трансформатора и измеряют потери.

Третий опыт - выполняют короткое замыкание обмотки фазы С, возбуждают фазы А и В трансформатора и измеряют потери.

Короткое замыкание обмотки любой фазы проводят на соответствующих зажимах любой из обмоток трансформатора (высшего среднего или низшего напряжений).

Потери и ток холостого хода при малом напряжении измеряют с целью сравнения их с результатами аналогичных измерений при эксплуатации; такой способ имеет большие погрешности при расчете технологических потерь, из-за больших погрешностей при пересчете этих потерь к реальному напряжению сети.

С другой стороны, при таких испытаниях необходимо выполнять большое число коммутаций обмоток, что увеличивает время измерений.

Таким образом, для измерения реальных потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов необходим автономный регулируемый источник переменного напряжения.

В стационарных условиях при измерении потерь XX регулирование напряжения на входе испытуемого силового трансформатора выполняется индукционным регулятором напряжения.

Известны индукционные регуляторы напряжения, которые предназначены для плавного регулирования напряжения на нагрузке в широких пределах при неизменном напряжении питающей сети (см. стр. 584-585: рис. 29.2. Вольдек А.И. Электрические машины / Учебник. Л.: Энергия, 1978. - 832 с., ил.).

Эти регуляторы применяются во многих отраслях производства, в том числе и для испытания силовых трансформаторов. Они представляют собой асинхронные машины с заторможенным фазным ротором, в которых с помощью поворотного устройства можно изменять положение ротора относительно статора. В индукционных регуляторах происходит суммирование первичного и вторичного напряжений, при этом изменение фазы ЭДС вторичной обмотки, происходящее при повороте ротора, вызывает изменение напряжения на нагрузке регулятора.

Недостаток индукционных регуляторов заключается в том, что для их работы в полевых условиях необходим автономный источник электрической энергии.

Известно устройство для измерения тока и потерь холостого хода силовых трансформаторов при малом напряжении возбуждения, содержащее источник регулируемого переменного напряжения, с помощью которого поочередно возбуждаются фазы низковольтной обмотки силового трансформатора «а-в», «в-с», «а-с» при подключенных к ней с помощью соединительных проводов измерительных приборов (см. пат. RU 2282862 G01R 31/06. Устройство для измерения тока и потерь холостого хода силовых трансформаторов при малом напряжении. Заяв. 21.02.2005. Опуб. 27.08.2006. Бюл. №24).

Перечисленные способы и устройства для измерения тока и потерь холостого хода силовых трансформаторов предусматривают наличие стационарной сети, автотрансформатора или индукционного регулятора для регулирования напряжения, что не приемлемо для использования в полевых условиях.

С другой стороны, при испытании при малом напряжении возбуждения обмоток силовых трансформаторов и при пересчете полученных результатов к номинальному напряжению возникают большие погрешности.

Техническим результатом является повышение точности измерения реальных потерь холостого хода силовых трансформаторов для расчета и обоснования нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом способе измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях, предусматривающем изменение напряжения на низковольтной обмотке трансформатора при разомкнутой высоковольтной обмотке, согласно изобретению в качестве источника регулируемого напряжения используют автономный асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения, выходное напряжение которого ступенчато регулируют в пределах 70÷110% от номинального напряжения посредством переключения конденсаторов регулирования при переходе коммутируемого напряжения через «ноль», осуществляемое трехфазными бесконтактными электронными ключами, управляемыми через оптронные входы дешифратором и многопозиционным переключателем.

Способ реализуется с помощью устройства, содержащего источник регулируемого напряжения, соединительные провода, измерительный прибор, согласно изобретению в качестве источника регулируемого напряжения использован автономный асинхронный генератор, к фазам которого подключены конденсаторы возбуждения, выходные контакты, трехфазные бесконтактные электронные ключи в виде оптоэлектронных трехфазных реле переменного тока с контролем фазы коммутируемого напряжения через «ноль», соединенные выходами с конденсаторами регулирования, а оптронными входами с источником постоянного тока через дешифратор и многопозиционный переключатель, а испытуемый силовой трансформатор посредством соединительных проводов через многофункциональный измерительный прибор соединен с выходными контактами асинхронного генератора.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что в заявляемом способе измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях в качестве источника регулируемого напряжения использован автономный асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения, выходное напряжение которого ступенчато регулируют в пределах 70-110% от номинального напряжения посредством переключения конденсаторов регулирования при переходе коммутируемого напряжения через «ноль», осуществляемое трехфазными бесконтактными электронными ключами, управляемыми через оптронные входы дешифратором и многопозиционным переключателем.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, поскольку оно работоспособно, и предлагается его использование в промышленности.

Для проверки способа измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях в лаборатории кафедры электрических машин и электропривода КубГАУ изготовили специальный стенд для проверки работы источника регулируемого напряжения, который состоит из асинхронного генератора (АГ) специальной конструкции и приводного двигателя. АГ выполнен на базе асинхронного двигателя типа 4А112М2УЗ (Рн=7,5 кВт, n0=3000 об/мин). Приводной двигатель постоянного тока (ДПТ) типа 2ПН132МУХЛ4 (Рн=10,5 кВт, Uн=220 В, Uн=2500÷3500 об/мин) и АГ соединили «вал» в «вал» через эластичную муфту и закрепили на основании стенда. Скорость вращения приводного ДПТ регулируют изменением напряжения на якоре ДПТ источником постоянного тока необходимой мощности.

Проверка способа измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях выполнена по схеме (фиг. 1 и 2). По результатам расчета емкость возбуждения 2-56 мкФ, конденсаторы регулирования: 9-10 мкФ, 10-20 мкФ, 11-30 мкФ. В качестве трехфазных бесконтактных электронных реле использованы твердотельные реле с номинальным током 25 А и допустимым напряжением 440 В. При испытаниях асинхронный генератор вращали приводным двигателем со скоростью 3010 мин-1. После возбуждения генератора переключателем 16 последовательно подключали конденсаторы регулирования 9-11. Результаты испытаний приведены в таблице 1 и на графике фиг. 3.

Таблица 1. Результаты испытания источника регулируемого напряжения
Положение переключателя 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Подключаемая емкость, мкФ 56 +10 +20 +30 +40 +50 +60 +70
Напряжение генератора, В 270 310 340 376 398 410 412 418

Анализируя данные таблицы 1 и графика на фиг. 3, можно сделать вывод, что источник регулируемого напряжения отвечает заданным параметрам: напряжение ступенчато регулируют в пределах 70 ÷110% от номинального напряжения (380 В). Поэтому такой источник можно применять для измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях, применив в качестве ДПТ двигатель внутреннего сгорания.

Сущность изобретения, реализующего способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях поясняют схемы на фиг. 1 и 2.

Устройство для измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях (фиг. 1) содержит автономный асинхронный генератор (ААГ) 1, к фазам которого подключены конденсаторы возбуждения 2, выходные контакты 3 (А, В, С), многофункциональный измерительный прибор 4, соединенный с исследуемым силовым трансформатором 5, трехфазные электронные ключи 6, 7, 8, соединенные выходами с конденсаторами регулирования 9, 10, 11, а оптронными входами 12, 13, 14 с дешифратором 15 и многопозиционным переключателем 16, имеющим контакты 17-24.

В качестве трехфазных ключей 6-8 применены трехфазные электронные реле переменного тока (твердотельные реле) с контролем фазы коммутируемого напряжения через «ноль», например 5П36.30ТМ1, или аналогичные (см. http://www.proton-impyls.ru).

В качестве многофункционального измерительного прибора 4 применяются измерители норм качества электроэнергии Pecypc-UF2M, ЭРИС-КЭ.02 российского производства или импортные анализаторы качества электроэнергии типа AR.5L, Fluke-1760 и им подобные.

Устройство для реализации способа измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях работает следующим образом. Силовой трансформатор 5 низковольтной обмоткой (при разомкнутой высоковольтной обмотке) подключен через многофункциональный измерительный прибор 4 к выходным контактам 3 (А, В, С). Многопозиционный выключатель установлен в положении 17. При этом через диоды VD1 -VD12 дешифратора 15 и оптронные входы 12, 13, 14 трехфазных электронных ключей 6, 7, 8 ток не проходит, электронные ключи 6, 7, 8 закрыты и конденсаторы регулирования 9, 10, 11 не подключены к ААГ 1.

После запуска приводного двигателя (на схеме не показан) ААГ самовозбуждается от конденсаторов возбуждения 2. Емкость этих конденсаторов выбрана таким образом, чтобы на холостом ходу ААГ имел минимальное значение напряжения. Это напряжение через многофункциональный измерительный прибор 4 поступает на исследуемый силовой трансформатор (СТ) 5 и будет первой точкой характеристики холостого хода СТ. Многопозиционный выключатель 16 установлен в положении 18. В этом положении через оптронный вход 12 проходит ток, включается трехфазный электронный ключ 6 и подключает конденсаторы регулирования 9 к статору ААГ. Напряжение его возрастает (точка 18 на фиг. 3). Многофункциональный измерительный прибор 4 записывает напряжение по трем фазам, потребляемый ток, мощность и другие параметры которых сохраняются в памяти прибора или на внешнем запоминающем устройстве.

Изменяя номер замкнутого контакта переключателя 16, к статору асинхронного генератора подключаются конденсаторы регулирования 6-11 суммарной емкостью 70 мкФ, что вызывает изменение напряжения на выходе генератора. Так получается характеристика холостого хода силового трансформатора 5.

Достоинства предлагаемого способа измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройства для его реализации заключаются в следующем.

1. Коммутация конденсаторов выполняется в момент перехода синусоиды через ноль. Поэтому отсутствуют броски тока, что характерно для включения конденсаторов под напряжение, отсутствуют коммутационные перенапряжения, которые могут повредить сам источник и высоковольтную обмотку испытуемого силового трансформатора.

2. Асинхронный генератор за счет симметричной короткозамкнутой обмотки ротора генерирует симметричное по трем фазам напряжение синусоидальной формы с малым уровнем гармонических искажений.


СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ И ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ И ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ И ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-24 of 24 items.
26.08.2017
№217.015.e3d0

Комплекс для обработки почвы, внесения удобрений и сева семян травосмесей

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Комплекс содержит почвообрабатывающие диски, которые оснащены жестко закрепленными поводками. Через поводки диски соединены с гидромоторами посредством связанных карданом двух валов. Последние размещены в трубных стойках и в бункере. Валы в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626170
Дата охранного документа: 21.07.2017
29.12.2017
№217.015.f9ad

Устройство для регулирования температуры в улье

Изобретение относится к области пчеловодства и может найти применение на индивидуальных и коллективных пасеках. Устройство для регулирования температуры в улье содержит датчик внешней температуры, датчик внутриульевой температуры, задатчик внутриульевой температуры, силовой коммутирующий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639324
Дата охранного документа: 21.12.2017
19.01.2018
№218.016.0126

Устройство для межрядкового досвечивания тепличных растений

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к производству овощей в защищенном грунте, в теплицах с автоматической системой управления факторами среды, путем локального досвечивания растений на фоне общего освещения. Техническим результатом является повышение равномерности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629755
Дата охранного документа: 01.09.2017
20.01.2018
№218.016.1d22

Автономный асинхронный генератор с автотрансформаторной обмоткой статора

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных генераторах для автономных источников электроэнергии. Технический результат - снижение электрических потерь. Автономный асинхронный генератор содержит автотрансформаторную обмотку статора, состоящую из двенадцати...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640403
Дата охранного документа: 09.01.2018
Showing 111-120 of 687 items.
10.04.2014
№216.012.b16a

Грохот

Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-соргировочных операций, а также для классификации строительных материалов. Грохот содержит просеивающую поверхность, привод, загрузочное и разгрузочное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511133
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b16c

Грохот вибрационный

Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций, а также для классификации строительных материалов. Грохот вибрационный содержит просеивающую поверхность, привод, загрузочное и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511135
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b1b4

Вибрационный бетоносмеситель

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и бетонных смесей. Для расширения технологических возможностей и сокращения габаритов в бетоносмесителе, содержащем упруго установленный на основании и имеющий привод корпус, копус выполнен спиральной формы с многогранной винтовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511208
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b1d4

Ведущее колесо транспортного средства

Изобретение относится к области тракторного и транспортного машиностроения, в частности к средствам повышения проходимости, устанавливаемым непосредственно на колеса. Устройство состоит из обода, механизма выдвижения грунтозацепов и автоматического регулятора. Обод представляет собой кольцо с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511240
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b228

Стержневой бетоносмеситель

Для расширения технологических возможностей в стержневом бетоносмесителе, содержащем имеющий привод вращения барабан и рабочий орган, выполненный в виде не связанных между собой стержней-катков, рабочий орган изготовлен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511324
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b8da

Способ возведения свайно-плитного фундамента в сейсмических районах

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении тяжелых с перекрестно-стеновой конструктивной схемой сооружений, которые устраиваются на сжимаемых грунтах в районах с повышенной сейсмичностью. Способ возведения свайно-плитного фундамента в сейсмических районах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513050
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b8ea

Грохот прямоточный

Изобретение относится к технике грохочения сыпучих материалов. Грохот прямоточный содержит просеивающую поверхность, загрузочное, разгрузочное приспособления и привод. Просеивающая поверхность выполнена в виде ломаного спиральной формы тоннеля с прерывистыми зигзагообразной формы ломаными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513066
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b8eb

Свайно-плитный фундамент резервуара

Изобретение относится к строительству, в частности к фундаментам крупных стальных резервуаров. Свайно-плитный фундамент резервуара включает круглую фундаментную плиту, объединяющую вертикальные буровые железобетонные сваи и грунтовую подушку, переменной толщины. Сваи имеют переменный по всей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513067
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b8f2

Бетоносмеситель

Изобретение относится к устройствам для приготовления бетонных смесей. Для расширения технологических возможностей в бетоносмесителе, содержащем имеющий привод вращения барабан, барабан изготовлен с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу трех и более ломаных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513074
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b973

Сепаратор для разделения дисперсных частиц и газа

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационно-инерционных или центробежных сил и может быть использовано в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности. Сепаратор для отделения дисперсных частиц от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513203
Дата охранного документа: 20.04.2014
+ добавить свой РИД