Устройство для измерения износа силовых трансформаторов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 14.06,76 (21) 2371184/18-21с присоединением заявки Ио(23) ПриормтетГосударственный комитет СССР оо девам изобретений и открытий(53) УДК 621. 317. 333 (088 8) Опубликовано 1 5,1 0.7 9. Бюллетень Ио 38 Дата опубликовании опмсанмл 151079,Шишков" -": М.Л,Ланда, В,Я.Синельников, Р.Ф.Стасенко и И Украинское отделение Всесоюэного государствепроектно-изыскательского и научно-исследоватинститута"Сельэнергопроект " ьского" "(71) Заявите 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА СИЛОВЬИ ТРАНСФОРМАТОРОВх 1 О Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов в энергетике и предназначено для использования при определении износа силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Кроме этого, устройство может применяться для Фиксации износа других электрически машин и элементов, например генераторов, двигателей, специальных высо вольтных кабелей. Износ силовых трансформаторов практически не измеряется из-эа 15 трудностей, связанных с получением информации о температуре наиболее нагретой точки обмотки и реализации устройства для автоматической обработки и вывода данных об износе изо О ляции трансформаторов в соответствии с принятым законом ее старения.Известно устройство для измерения износа силовых трансформаторов, содержащее преобразователь темпера турц в напряжение, размещенныйв верхних слоях масла, и преобразователь тока нагрузки в напряжение, включенный в цепь нагрузки трансформатора 11. 30 Однако известное устройство довольно громоздко,дорого и сложно в изготовлении.Цель изобретения - упрощение ус тройс тва .Для этого в устройство для измерения износа силовых трансформаторов, содержащее преобразователь температуры в напряжение и преобразователь тока нагрузки в напряжение, введены блок управления и последовательно соединенные сумматор, и параллельно включенных пороговых элементов, генератор импульсов и счетчик, причем выходы преобразователей температуры в напряжение соединены с сумматором, а блок управления соединен с генератором импульсов.На чертеже представленаблоксхема устройства для измерения износа силовых трансформаторов .Устройство содержит функциональный преобразователь 1 тока нагрузки, подключенный к измерительному трансформатору тока 2, который установлен в Фазе силового трансформа-, тора 3, датчик 4 температуры верхних слоев масла, преобразователь 5 температуры в напряжениу, сумматор б,пороговые элементы 7, 77генератор импульсов 8, электромеханический счетчик импульсов 9 и блокуправления 10,Текущие значения преобразователя1 тока, пропорциональные току нагрузки силового трансформатора 3, оттрансформатора тока 2 подаются нафункциональный преобразователь 1,выполненный, например, по схемедиодного квадратора, который преобразует ток 1 в сигнал Ч 1) в соответствии с зависимостью перегреваобмотки трансформатора над температурой масла от тока нагрузки.Текущие значения температурыохлаждающего маслай, от датчика 4температуры, погруженного в верхниеслои масла в баке силового трансформатора, поступают на линейный преобразователь 5, который преобразуеттекущую температуру 8, в сигналЧ (9 ), н соответствии с принятымэакойом старения изоляции. При помощи сумматора б сигналы Ч.(Г) и Ч (Э )суммируются. На выходе сумматораустанавливаются несколько пороговыхэлементов 7, 7 ,7 п, которыеопределяют режим работы генератора8, на выходе которого включен электромеханический счетчик импульсов 9.С целью исключения нозможностипереполнения счетчика за длительныйпериод интегрирования, особеннопри больших значениях 6, питаниегенератора импульсов осуществляется.через контакты блока 10, включающего устройство на заданное времярегистрации износа трансформатора,например на 1 мин эа 0,5 ч. В качестве закона старения изоляции обмоток трансформатора может быть использовано уравнение Монтзингера( .Е+с(.9 ( . с(Е 9,о о 1Огде Б - длительностьжи э нииэол яциисрок службы (ресурс) изоляоции, соответствующий постоянной температуре, принятойв качестве нормированной, -нормативный срок службытрансформатора;с - коэффициент, учитывающий.изменение срока службы изоляции при изменении температуры 6 .наиболее нагретойточки изоляции;О - превышение температуры наиболее нагретой точки изоляции над температурой масла;фщ " температура масла.Превышение температуры обмотки В учитывая возможность пренебрежения ее постоянной времени нагрева, может быть записано как9 т) Гн"где р - коэффициент, учитывающий/разность температур междусредней и наиболее нагретой точками обмоток;Г - установиншийся средний перегрев обмотки над температурой масла н номинальномрежиме;К - кратность тока нагрузкитра нсформа тора;15 Й - коэффициент, зависящий отсис гемы охлаждения тра нсформа тора,В соответствии с уравнением (1)мгновенное старение изоляции трансформаторон определяется экспоненциаль.ной функцией со степенью, равнойсумме (От + м)Тогда суммарное значение износатрансформатора (старения изоляции)за некоторый промежуток времени 25 определится как+б.(9 +9,1огде ю - масштабный коэффициент.30 Исходя из уравнения (2), сигнал0 (1) на выходе Функционального преобразователя 1 при изменении кратности тока нагрузки К должен изменяться в соответствии со степенной35 функцией вида К", а сигнал Ч (9 )на выходе преобразователя 5 при изменении температуры охлажцающегомасла, выражение (3), должен изменяться линейно.Из выражения (3) следует, чтосигналы от преобразователей 1 и 5должны подаваться на сумматор б,после чего суммарный сигнал долженбыть преобразован в экспоненциальную45 функцию и проинтегрирован,В предлагаемом устройстве в зависимости от величин выходного сигналасумматора,б, пропорционального сумме9 + 6срабатывает один из пороговйх элементон 74 - 7, который своими выходными контактами подготавливает цепи генератора импульсов 8.Последний генерирует импульсы счастотой, пропорциональной величинеей-(вт+ем . и характеризующейзависимость старения изоляции оттемпературы.Данное устройство выгодно отличается от известных аналогов повышеннойточностью, расширенным диапазоном60 измерения, технологичностью изготовления, обусловленными использованиемэлементовдискретной и аналоговойтехники, особенно в части реализацииинтегрирующего узла с высокой раз 65 решающей способностью за длительный691787 период интегрирования, измеряемыйсотнями,. тысяч часов,усрояство йозволит существенноповысить эффективность использованияустановленной мощности трансформаторного парка страны, процлить срокэксплуатации трансформаторов на подстанциях, что даст занчительныйэкономический эффект,Форкула изобретения Составитель П. ЛягниТехред Н.Бабурка Коррект Стец н тор 1090 Подписноеарственного комитета СССизобретений и открытий Ж, Раушская наб.,д.4/ лиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная Устройство для измерения износа силовых трансформаторов, содержащее преобразователь температуры в напряжение, размещенный в верхних сло-. ях масла, и преобразователь тока нагрузки в напряжение, включенный в Заказ 6208/36 Тираж ПНИИПИ Гос по делам 113035, Москвацепь нагрузки трансформатора, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены блок управления и последовательно соединенные сумматор, п параллельно включенных пороговых эле- ментов; генератор импульсов и счетчик, причем выходы преобразователей температуры в напряжение и тока нагрузки в напряжение соединены с сумматором, а блок управления соединен с генератором импульсов.Источники информации, принятые во вниманйе при экспертизе1. Труды Московского института инженеров железнодорожного транспортаф, 1971, вып, 388, с. 42-47 (прототип).