Патент на изобретение №2390035

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОДНОФАЗНЫХ И ТРЕХФАЗНЫХ ДВУХОБМОТОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В РАБОЧЕМ РЕЖИМЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Технический результат: повышение надежности и точности, возможность оперативного получения информации. Сущность: регистрируют для одних и тех же моментов времени массивы мгновенных значений тока первичной обмотки и напряжений первичной и вторичной обмоток каждой фазы трансформатора. Определяют действующее значение тока для каждой фазы, действующие значения первичной и вторичной обмоток и угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Приводят действующее значение тока первичной обмотки к номинальному напряжению первичной обмотки и номинальной частоте сети. Определяют действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки. Формируют пакеты базовых данных об угле сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующих значениях активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки для трех различных нагрузочных режимов трансформатора. По этим данным определяют коэффициенты уравнения характеристической плоскости. Затем по массивам мгновенных значений тока первичной обмотки и напряжений первичной и вторичной обмоток для любого нагрузочного режима работы трансформатора определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки. По действующим значениям активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки и коэффициентам уравнения характеристической плоскости определяют величину контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток и отклонение величины угла сдвига фаз текущего режима от величины контрольного угла сдвига фаз. По величине этого отклонения формируют сигнал об изменении технического состояния трансформатора. 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области электромеханики, а именно к применению средств обработки информации в электромеханике, и может быть использовано для контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме.

Известен способ контроля состояния обмоток трансформатора [А.с. СССР 1742750, G01R 31/02, опубл. 23.06.1992. Бюл. 23. Способ контроля состояния обмоток трансформатора. / А.М.Гиновкер. – Заявлено 11.05.90; опубл. 23.06.92], включающий одновременные измерения напряжений и токов каждой обмотки при ограниченной нагрузке трансформатора в фиксированные моменты времени, определение значений параметров контроля и их отклонений от эталонных значений параметров контроля. Одновременно с измерением напряжений и токов обмоток дополнительно измеряют частоту напряжения сети. В качестве параметра контроля принимают полное сопротивление рассеяния трансформатора Z, если для контролируемого трансформатора справедливо соотношение X>>R, где X – индуктивное, a R – активное сопротивления обмоток. В противном случае, а также при искажении формы кривой напряжения или тока в качестве параметров контроля принимают индуктивности рассеяния L и активные сопротивления R обмоток, что повышает точность способа.

Недостатки данного способа:

– зависимость величин контролируемых параметров от режимов работы трансформатора, это может приводить к дополнительным трудностям в различении естественных отклонений контролируемых параметров, вызванных изменением нагрузочного режима трансформатора, и отклонений сигнализирующих об изменении технического состояния обмоток трансформатора;

– использование при расчетах контролируемых параметров разностных уравнений с приведенными величинами может приводить к возникновению дополнительных погрешностей расчетов, так как в большинстве случаев используемые коэффициенты приведения отличаются от действительных коэффициентов трансформации, а члены разностных уравнений являются весьма близкими величинами.

Известен способ оперативного контроля и защиты обмоток трансформаторов [Пат. РФ 2339963, МПК G01R 31/06. Способ оперативного контроля и защиты обмоток трансформаторов. / Е.И.Гольдштейн, А.В.Панкратов. – Заявлено 22.06.2007; опубл. 27.11.2008], выбранный в качестве прототипа, заключающийся в том, что во время работы контролируемого силового трансформатора производят измерения мгновенных значений напряжения первичной обмотки, напряжения и тока вторичной обмотки. Приводят вторичные величины к первичным. Определяют разность напряжений первичной и вторичной обмоток. Одновременно определяют индуктивную составляющую разности напряжений, вычитая из полученной разности напряжений произведение приведенного тока вторичной обмотки и активного сопротивления обмоток. Определяют мгновенные значения производной приведенного тока вторичной обмотки по времени. Находят мгновенные значения индуктивности обмоток как отношение мгновенных значений индуктивной составляющей разности напряжений к мгновенным значениям производной приведенного тока вторичной обмотки. Усредняют полученные значения индуктивности на периоде. Определяют мощность активных потерь в обмотках и действующее значение приведенного тока вторичной обмотки, которые используют для определения активного сопротивления обмоток. При усреднении мгновенных значений индуктивности исключают пиковые значения. Затем определяют относительные отклонения полученных значений индуктивности и активного сопротивления обмоток от величин, определенных на заведомо исправном трансформаторе. Далее сравнивают полученные отклонения с заранее заданной уставкой, и если хотя бы одно из этих отклонений больше заданной уставки, то делают вывод о неисправном состоянии обмоток контролируемого трансформатора и подают сигнал на его отключение.

Недостатки данного способа:

– использование в расчетах приведенных величин напряжений и токов;

– необходимость сравнения контролируемых параметров с параметрами, определенными на заведомо исправном трансформаторе, требует применения данного способа либо с момента ввода нового трансформатора в эксплуатацию, что сокращает область применения данного способа, либо предполагает определение необходимых параметров на исправном оборудовании аналогичного типа, что не всегда целесообразно, так как контролируемые параметры могут различаться даже для аналогичных трансформаторов; это связано с особенностями изготовления трансформаторов.

Задача предлагаемого изобретения – создание более надежного и точного способа контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме, позволяющего оперативно получать информацию об изменении технического состояния трансформаторов, используя для этого только данные, полученные на контролируемом трансформаторе с момента начала осуществления его контроля.

Способ контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме, так же как в прототипе, заключается в том, что при работе трансформатора в нагрузочном режиме, когда его первичную обмотку подключают к источнику питания с известной частотой, измеряемой с помощью устройства измерения частоты, а к его вторичной обмотке подключают нагрузку, регистрируют для одних и тех же моментов времени массивы мгновенных значений тока первичной обмотки и напряжений первичной и вторичной обмоток каждой фазы трансформатора.

В отличие от прототипа для каждой фазы трансформатора по массивам мгновенных значений тока первичной обмотки определяют действующее значение тока. По массивам мгновенных значений напряжений первичной и вторичной обмоток определяют действующие значения этих напряжений. По массивам мгновенных значений и величинам действующих значений напряжения и тока первичной обмотки определяют угол сдвига фаз между напряжением и током первичной обмотки трансформатора. По массивам мгновенных значений и действующим значениям напряжений первичной и вторичной обмоток определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора. Приводят действующее значение тока первичной обмотки к номинальному напряжению первичной обмотки и номинальной частоте сети. Определяют действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки. По результатам расчетов формируют пакет базовых данных об угле сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующих значениях активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки. Далее, повторяя выше приведенную последовательность действий, определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки и формируют пакеты базовых данных еще для двух различных нагрузочных режимов трансформатора. По указанным базовым данным о трех различных нагрузочных режимах определяют коэффициенты уравнения характеристической плоскости. Затем по массивам мгновенных значений тока первичной обмотки и напряжений первичной и вторичной обмоток для любого нагрузочного режима работы трансформатора определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки. По действующим значениям активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки и коэффициентам уравнения характеристической плоскости определяют величину контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Определяют отклонение величины угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток текущего режима от величины контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Затем по величине данного отклонения формируют сигнал об изменении технического состояния трансформатора.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет по трем различным нагрузочным режимам определить зависимость угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток от нагрузочного режима трансформатора для его текущего технического состояния. Это обеспечивает возможность осуществления оперативного контроля технического состояния как однофазного, так и трехфазного двухобмоточного трансформатора по отклонению величины угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, определяемого по массивам мгновенных значений напряжений для любого режима работы трансформатора, от величины контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. При этом нет необходимости располагать информацией о конструкции трансформатора и, в частности, его обмоточными данными.

На фиг.1 представлена аппаратная схема устройства, реализующего рассматриваемый способ.

На фиг.2 представлена схема измерений однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме.

В таблице 1 приведены экспериментально полученные массивы мгновенных значений тока первичной обмотки и напряжений первичной и вторичной обмоток однофазного двухобмоточного трансформатора в различных рабочих режимах.

В таблице 2 приведены выходные величины функциональных блоков, полученные по экспериментальным данным при определении коэффициентов уравнения характеристической плоскости.

В таблице 3 – выходные величины функциональных блоков, полученные по экспериментальным данным при определении отклонения угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора от контрольных величин.

Предлагаемый способ контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме может быть реализован при помощи устройства, аппаратная схема которого приведена на фиг.1.

Регистратор электрических сигналов 1 (РЭС) подключен через коммутатор к трансформаторам тока и напряжения схемы измерений двухобмоточного трансформатора (фиг.2). Выходы регистратора соединены с входом блока расчета действующих значений тока 2 (БРТ), входами блока расчета действующих значений напряжений 3 (БРН), входами блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н), входами блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т). Выходы блока расчета действующих значений тока 2 (БРТ) соединены с входом блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т) и входом блока приведения тока 6 (БПТ). Выходы блока расчета действующих значений напряжений 3 (БРН) соединены с входами блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н), с входом блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т) и входом блока приведения тока 6 (БПТ). Один из входов блока приведения тока 6 (БПТ) соединен с выходом устройства измерения частоты сети (на фиг.1 не показано). Выходы блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т) и блока приведения тока 6 (БПТ) соединены с входами блока расчета активной составляющей тока 7 (БРАТ) и входами блока расчета реактивной составляющей тока 8 (БРРТ). Выход блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н) соединен с входом блока расчета коэффициентов 9 (БРК). Выходы блока расчета активной составляющей тока 7 (БРАТ) и блока расчета реактивной составляющей тока 8 (БРРТ) соединены с входами блока расчета коэффициентов 9 (БРК) и входами блока расчета контрольного угла 10 (БРКУ). Выход блока расчета коэффициентов 9 (БРК) соединен с входом блока расчета контрольного угла 10 (БРКУ). Выход блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н) и выход блока расчета контрольного угла 10 (БРКУ) соединены с входами блока расчета отклонений угла 11 (БРОУ), выход которого соединен с устройством сбора и передачи данных (на фиг.1 не показан).

В качестве регистратора электрических сигналов 1 (РЭС) может быть выбран цифровой регистратор электрических сигналов типа «Парма» или «Черный ящик». Блок расчета действующих значений тока 2 (БРТ), блок расчета действующих значений напряжений 3 (БРН), блок расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н), блок расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т), блок приведения тока 6 (БПТ), блок расчета активной составляющей тока 7 (БРАТ), блок расчета реактивной составляющей тока 8 (БРРТ), блок расчета коэффициентов 9 (БРК), блок расчета контрольного угла 10 (БРКУ), блок расчета отклонений угла 11 (БРОУ) могут быть выполнены на микроконтроллере серии С51 производителя Atmel AT89S8253.

В качестве примера приведена апробация предлагаемого способа контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме для однофазного двухобмоточного трансформатора ОСМ-2У.

Для этого первичную обмотку трансформатора номинальным напряжением 220 В подключают к источнику питания с номинальной частотой 50 Гц, а к его вторичной обмотке подключают активную нагрузку.

При помощи регистратора электрических сигналов 1 (РЭС) в рабочем режиме для одних и тех же моментов времени регистрируют массивы мгновенных значений тока первичной обмотки и напряжений первичной и вторичной обмоток (таблица 1) с дискретностью по времени t=0,0005 с, что соответствует числу отсчетов на периоде N=40.

С выхода регистратора электрических сигналов 1 (РЭС) массив мгновенных значений тока первичной обмотки |i₁(t_j)| поступает на вход блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т) и на вход блока расчета действующих значений тока 2 (БРТ), в котором по массиву мгновенных значений тока определяют действующее значение тока первичной обмотки

где N – число отсчетов мгновенных значений на периоде тока.

С выхода блока расчета действующих значений тока 2 (БРТ) данные о действующем значении тока первичной обмотки I₁ поступают на вход блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т) и блока приведения тока 6 (БПТ).

С других выходов регистратора электрических сигналов 1 (РЭС) массив мгновенных значений напряжения первичной обмотки |u₁(t_j)| поступает на вход блока расчета действующих значений напряжений 3 (БРН), вход блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н) и вход блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т), а массив мгновенных значений напряжения вторичной обмотки |u₂(t_j)| поступает на вход блока расчета действующих значений напряжений 3 (БРН) и вход блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н).

В блоке расчета действующих значений напряжений 3 (БРН) по массивам мгновенных значений напряжений первичной и вторичной обмоток |u₁(t_j)|, |u₂(t_j)| определяют:

– действующее значение напряжения первичной обмотки

где N – число отсчетов мгновенных значений на периоде напряжения;

– действующее значение напряжения вторичной обмотки

С выходов блока расчета действующих значений напряжений 3 (БРН) информация о действующем значении напряжения первичной обмотки U₁ поступает на вход блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н), вход блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т) и вход блока приведения тока 6 (БПТ), а действующее значение напряжения вторичной обмотки U₂ поступает на вход блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н).

В блоке расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т) по массивам мгновенных значений напряжения |u₁(t_j)| и тока |i₁(t_j)| первичной обмотки и действующим значениям напряжения U₁ и тока I₁ первичной обмотки определяют величину угла сдвига фаз между напряжением и током первичной обмотки трансформатора

С выхода блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током 5 (БРФн-т) значение угла сдвига фаз между напряжением и током первичной обмотки трансформатора поступает на вход блока расчета активной составляющей тока 7 (БРАТ) и вход блока расчета реактивной составляющей тока 8 (БРРТ).

В блоке расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н) по массивам мгновенных значений напряжений первичной и вторичной обмоток |u₁(t_j)|, |u₂(t_j)| и действующим значениям напряжений первичной и вторичной обмоток U₁, U₂ определяют величину угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора

С выхода блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н) значение угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора поступает на соответствующий вход блока расчета коэффициентов 9 (БРК).

В блоке приведения тока 6 (БПТ) действующее значение тока первичной обмотки I₁ приводят к номинальному напряжению первичной обмотки U_nom и номинальной частоте сети f_nom, по данным о действующем значении напряжения первичной обмотки U₁ и значении частоты сети f₁, измеренной в период регистрации массивов мгновенных значений тока и напряжений |i₁(t_j)|, |u₁(t_j)|, |u₂(t_j)| с помощью устройства измерения частоты

С выхода блока приведения тока 6 (БПТ) приведенное действующее значение тока первичной обмотки поступает на вход блока расчета активной составляющей тока 7 (БРАТ) и вход блока расчета реактивной составляющей тока 8 (БРРТ).

В блоке расчета активной составляющей тока 7 (БРАТ) по величине угла сдвига фаз между напряжением и током первичной обмотки трансформатора и величине действующего значения приведенного тока первичной обмотки определяют величину действующего значения активной составляющей приведенного тока первичной обмотки

С выхода блока расчета активной составляющей тока 7 (БРАТ) данные о величине действующего значения активной составляющей приведенного тока первичной обмотки поступают на вход блока расчета коэффициентов 9 (БРК).

В блоке расчета реактивной составляющей тока 8 (БРРТ) по величине угла сдвига фаз между напряжением и током первичной обмотки трансформатора и величине приведенного действующего значения тока первичной обмотки определяют величину действующего значения реактивной составляющей приведенного тока первичной обмотки

С выхода блока расчета реактивной составляющей тока 8 (БРРТ) данные о величине действующего значения реактивной составляющей приведенного тока первичной обмотки поступают на вход блока расчета коэффициентов 9 (БРК).

В блоке расчета коэффициентов 9 (БРК) по результатам расчетов для данного нагрузочного режима формируют пакет базовых данных об угле сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток , действующих значениях активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки. Где индекс b1 указывает на принадлежность величин первому пакету базовых данных.

Далее, повторяя выше приведенную последовательность действий, определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток , действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки еще для двух режимов работы трансформатора с различной активно-индуктивной нагрузкой и по результатам в блоке расчета коэффициентов 9 (БРК) формируют два пакета данных, соответствующих этим режимам и включающих: данные об углах сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток , действующих значениях активной , и реактивной , составляющих приведенного тока первичной обмотки. Где индексы b2 и b3 указывают на принадлежность величин соответственно к первому и третьему пакетам базовых данных.

По указанным базовым данным о трех различных нагрузочных режимах в блоке расчета коэффициентов 9 (БРК) определяют коэффициенты уравнения характеристической плоскости A, B, C:

;

;

;

С выхода блока расчета коэффициентов 9 (БРК) коэффициенты уравнения характеристической плоскости A, B, C поступают на вход блока расчета контрольного угла 10 (БРКУ).

Результаты расчетов, проведенных по первому этапу, для трансформатора ОСМ-2У приведены в таблице 2.

Затем по ранее указанной последовательности для любого нагрузочного режима определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток , действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки.

Информация о действующем значении активной составляющей приведенного тока первичной обмотки с выхода блока расчета активной составляющей тока 7 (БРАТ) и информация о действующем значении реактивной составляющей приведенного тока первичной обмотки с выхода блока расчета реактивной составляющей тока 8 (БРРТ) поступают на вход блока расчета контрольного угла 10 (БРКУ).

В блоке расчета контрольного угла 10 (БРКУ) по действующим значениям активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки и коэффициентам уравнения характеристической плоскости A, B, C определяют величину контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, соответствующую текущему нагрузочному режиму трансформатора в его исходном техническом состоянии

С выхода блока расчета контрольного угла 10 (БРКУ) значение контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток поступает на вход блока расчета отклонений угла 11 (БРОУ).

На другой вход блока расчета отклонений угла 11 (БРОУ) с выхода блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями 4 (БРФн-н) поступает значение угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора .

В блоке расчета отклонений угла 11 (БРОУ) определяют отклонение величины угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток текущего режима от величины контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток

В качестве окончательного результата на выходе блока расчета отклонений угла 11 (БРОУ) получают значение отклонения величины угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток текущего режима от величины контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток .

С выхода блока расчета отклонений угла 11 (БРОУ) значение отклонения величины угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток текущего режима от величины контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток поступает на вход устройства сбора и передачи данных. В дальнейшем, принимая во внимание непосредственную связь угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток с сопротивлениями обмоток, оно может быть использовано для формирования сигнала об изменении технического состояния трансформатора при превышении значения отклонения допустимых пределов.

Определенные по такому способу для трех нагрузочных режимов отклонения величины угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток от величины контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток приведены в таблице 3 и имеют следующие значения:

для режима 4 =1,31%;

для режима 5 =0,48%;

для режима 6 =-0,32%.

Возможность определения угла сдвига фаз между первичным и вторичным напряжением двухобмоточного трансформатора в его рабочих режимах в совокупности с возможностью определения величины отклонения этого угла от контрольной величины позволяет оперативно осуществлять контроль технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочих режимах.

Таблица 2
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОДНОФАЗНЫХ И ТРЕХФАЗНЫХ ДВУХОБМОТОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В РАБОЧЕМ РЕЖИМЕ
рабочего режима трансформатора	1	2	3
Полное сопротивление нагрузки трансформатора, Zнагр, Ом	200	58+j91	62+j49
Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора, I1, A	1,896	2,334	3,172
Действующее значение напряжения первичной обмотки трансформатора, U1, B	212,39	193,524	191,966
Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора, U2, B	270,991	237,629	235,129
Угол сдвига фаз между током и напряжением первичной обмотки трансформатора, , эл.град	5,56	55,78	39,7
Базовые данные об угле сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора, , эл.град	1,4117	1,3935	2,7971
Коэффициенты характеристической плоскости
A	-3,832
B	0,074
C	4,629

Таблица 3
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОДНОФАЗНЫХ И ТРЕХФАЗНЫХ ДВУХОБМОТОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В РАБОЧЕМ РЕЖИМЕ
рабочего режима трансформатора	4	5	6
Полное сопротивление нагрузки трансформатора, Zнагр, Ом	j127	200	62+j49
Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора, I1, A	2,804	0,938	2,288
Действующее значение напряжения первичной обмотки трансформатора, U1, B	214,572	105,437	105,184
Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора, U2, B	264,103	134,349	128,749
Угол сдвига фаз между током и напряжением первичной обмотки трансформатора, , эл.град	81,97	5,45	40,03
Угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора, , эл.град	0,083	1,4	2,79
Контрольный угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора, эл.град	0,0841	1,4067	2,781
Отклонение угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора от контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора, , %	1,31	0,48	-0,32

Формула изобретения

Способ контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме, заключающийся в том, что при работе трансформатора в нагрузочном режиме, когда его первичную обмотку подключают к источнику питания с известной частотой, измеряемой с помощью устройства измерения частоты, а к его вторичной обмотке подключают нагрузку, регистрируют для одних и тех же моментов времени массивы мгновенных значений тока первичной обмотки и напряжений первичной и вторичной обмоток каждой фазы трансформатора, отличающийся тем, что для каждой фазы трансформатора, по массивам мгновенных значений тока первичной обмотки определяют действующее значение тока, по массивам мгновенных значений напряжений первичной и вторичной обмоток определяют действующие значения этих напряжений, по массивам мгновенных значений и величинам действующих значений напряжения и тока первичной обмотки определяют угол сдвига фаз между напряжением и током первичной обмотки трансформатора, по массивам мгновенных значений и действующим значениям напряжений первичной и вторичной обмоток определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора, приводят действующее значение тока первичной обмотки к номинальному напряжению первичной обмотки и номинальной частоте сети, определяют действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки, по результатам расчетов формируют пакет базовых данных об угле сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующих значениях активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки, далее, повторяя вышеприведенную последовательность действий, определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки и формируют пакеты базовых данных еще для двух различных нагрузочных режимов трансформатора, по указанным базовым данным о трех различных нагрузочных режимах, определяют коэффициенты уравнения характеристической плоскости, затем по массивам мгновенных значений тока первичной обмотки и напряжений первичной и вторичной обмоток для любого нагрузочного режима работы трансформатора определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки, по действующим значениям активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки и коэффициентам уравнения характеристической плоскости определяют величину контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, определяют отклонение величины угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток текущего режима от контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, затем по величине данного отклонения формируют сигнал об изменении технического состояния трансформатора.

РИСУНКИ