Счетчик износа витковой изоляции трансформатора

(91 ОВ 1(Я 1 0 01 Я 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДФРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ(71) Рккский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1, Авторское свидетельство СССР В 667907, кл. 6 01 В 21/06, 1974.2, Исследование и разработка устройства регистрации износа изоляции силовых трансформаторов и их защиты от перегрузок с температурно-зависимой характеристикой. Заключительный отчет. ВНТИЦ, 1978, (Инв, Ф Б 946770,У Гос, регистрации 76060786, М., 198) (прототип).(54)(57) СЧЕТЧИК ИЗНОСА ВИТКОВОЙИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРА, содержащий датчик температуры масла, подключенный через функциональный преобразователь температуры в напряжение к первому входу сумматора напряжений, функциональный преобразователь тока внапряжение, подключенный к, второму входу сумматора напряжений, выход которого соединен с входом блока пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора напряжений, генератор импульсов, делитель и счетчик импуль сов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерения, генератор импульсов и делитель выполнены управляемыми и их управляющие входы соединены с вторым и третьим выходами блока пороговьм органов, выход генератора импульсов соединен с входом делителя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов.Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам контроля режимов работы силовых трансформаторов.Известно устройство для измере ния ресурса работы силового трансформатора, содержащее датчик температуры масла, функциональные преобразователи температуры и тока, счетчик электроэнергии Ц . ОНедостатками данного устройства являютсяневозможность измерения износа изоляции в широком диапазоне температур, невысокая точность Функциональных преобразователей, цНаиболее близким к изобретению является счетчик износа витковой изоляции трансформатора, содержащий датчик температурымасла, подключенный через функциональный преоб б разователь температуры в напряжение к первому входу сумматора напряжений, Функциональный преобразователь тока в напряжение, подключенный к второму входу сумматора напряжения, выход которого соединен с входом бло. ка пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора напряжений, программный блок, функциональный преобразовательнапряжения во временные интервалы, .генератор импульсов, делитель, счетчики импульсов, автоматический переключатель диапазонов 23Недостатками известного счетчика износа изоляции являются невысокая точность измерения из-эа больших пауз между периодическими опросами функциональных преобразователей температуры и тока, сложность устройства иэ-за наличия программного блока, ф трех счетчиков импульсов, сложность получения выходной информации, так как показания трех счетчиков импульсов требуют дополнительной математической обработки.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности измечения. Поставленная цель достигается эв тем, что в счетчике износа витковой изоляции трансформатора, содержащем датчик температуры масла, подключенный через функциональный преобразователь температуры в напряжение к Я первому входу сумматора напряжений, функциональный преобразователь тока в напряжение, подключенный к второму входу сумматора напряжений, выходкоторого соединен с входом блока пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора напряжений, генератор им-.пульсов, делитель и счетчик импульсов, генератор импульсов и делительвыполнены управляемыми и их управляющие входы соединены с вторым итретьим выходами блока пороговых органов, выход генератора импульсовсоелинен с входом делителя, выходкоторого соединен с входом счетчикаимпульсов,На фиг,представлена структурная схема счетчика износа витковойизоляции трансформатора, на фиг. 2 характеристики работы счетчика.Счетчик износа витковой изоляциитрансформатора содержит датчиктемпературы масла, выход которогосоединен с входом функциональногопреобразователя 2 температуры в напряжение, соединенного с первым вхо.- дом сумматора 3 напряжений, к второму входу которого подключен Функциональный преобразователь 4 тока в нанапряжение. Выход сумматора 3," зпряжеиий соединен с входом блока 5пороговых органов, первый выход которого соединен с третьим входомсумматора 3 напряжений, второй выход - с управляющим входом генератора 6 импульсов, а третий выход -с управляющим входом делителя 7.Выход генератора б импульсов соединен с входом делителя 7, к выходукоторого подключен счетчик 8 им-пульсов,Датчик 1, преобразователь 2,сумматор 3, преобразователь 4, блок5 и счетчик 8 выполнены аналогичносоответствующим блокам известногоустройства.Генератор 6 импульсов может бытьвыполнен в виде несимметричногомультивибратора с секционированнымвремязадающим резистором, замыканием и размыканием секций которогоможно изменять частоту генерации,Делитель 7 может быть выполненв виде асинхронного двоичного счетчика, который с помощью управляемыхключей может изменять количествотриггеров, участвующих в делениивходной частоты. Линия 9 (фиг, 2) представляет собой зависимость относительного нэ11574 носа изоляции от температуры изоляции обмоток согласно 6-градусному закону, реализованному в устройстве, В полулогарифмическом масштабе данная зависимость является прямой ли- ч нией. Ступенчатые линки 1 О и 1 представляют собой зависимости частоты следования импульсов на выходе генератора 6 от температуры изоляции при повышении и понижении тем"пературы соответственно.Описание работы устройства и линий О и 11 (фиг, 2) для простоты изложения дано ри конкретных параметрах: рабочий диапазон температур ц обмоток контролируемого трансформатора 77-146 С н разбит на двадцать четыре ступени по 3 С, ступени объединены по шесть в очереди, т.е. име ется четыре очереди, Блок 5 порого- З вых органов состоит нз сени пороговых элементов (ПЭ), первые шесть из которых своими уровнями срабатывания образуют ступенчатую линию 10 в пределах одной очереди, а седьмой пороговый элемент переключает очереди. Уровни возврата первых шести ПЭ образуют ступенчатую линию 1, Таким образом, пороговые элементы блока 5. используются многократно,30Счетчик износа витковой изоляции трансформатора работает следующим образом. Измерение температуры витковой изоляции трансформатора производится косвенно путем формирования дат-чиком 1, преобразователем 2, сумматором 3 и преобразователем 4 напряжения Уо, пропорционального Оь 4 о . Напряжение Г, поступает в блок 5 . пороговых органов., Ври достижении напряженнем. уровня срабатывания первого порогового элемента,. соответствующего температуре обмотки 77 фС, происходит замыкание цепи питания генератора 6 импульсов и на его выоде появляются импульсы частотой 1,26 кГц. Эти импульсы поступают в делитель 7, при переполнении которо-го импульс на выходе регистрируется счетчиком 8 импулъсов. Коэффициент деления делителя 7 (5, 210 ) н частота генератора 6 импульсов выбраны таким образом, что счетчик 8 импульсов показывает израсходованный ресурс витковой изоляции трансформатора. 65 4При росте 9, до величины 80 Счастота остается постоянной. Придостижении 9 величины 80"С напряжение на входе блока 5 достигает напряжения срабатывания второго порогового элемента, который срабатываети переключает генератор импульсов начастоту, в 12 раз большую предыдущей, т.е. 1,78 кГц. Делитель 7 наполняется в 12 раэ быстрее. Таким образом, прирост температуры на 3 С(от 77 до 80 С),чему соответствуетпоирост относительного износа А в12 раз, вызывает прирост частоты в2 раз. В результате обеспечена пропорциональность частоты относительному износуо(Дальнейшее увеличение Об черезокаждые 3 С вызывает поочередное . срабатывание соответствующих ПЭ иувеличение частоты в 1 Г 2 раз: при83 С срабатывает третий ПЭ, прио86 С - четвертый ПЭ, при 89 С - пятый ПЭ и при 92 С - шестой ПЭ.Прн 95 С срабатывает седьмой ПЭ,который производит переключения всумматоре 3 напряжений и делителе7, при этом устройство блокируетсяв новом состоянии. В результате навыходе сумматора 3 напряжение скачком уменьшается на величину, соответствующую изменению температурыработы первой очереди (6 ступенейо 1 Опо 3 ), т.е. 8 С. Коэффициент деления делителя 7 уменьшается в 8 раэ,Элементы блока 5 (со второго по седьмой ПЭ) выключаются, первый ПЭ остается в сработавшем положении.Дальнейшее увеличение 8; вызываетпоочередное срабатывание с второго по шестой ПЗ и соответствующее увеличение частоты импульсов. При ИооБравном 113 С, по в торно . с раб атчв аетседьмой ПЭ и выполняет переключения в сумматоре 3, блоке 5 и делителе 7 для использования с первогопо шестой пороговых элементов в качестве 3-й очереди блока 5. Процесс переключения ступеней и очередейблока 5 происходит до достиженияверхнего предела рабочего диапазона счетчика износа. 146 С, Если8 146 ОС, то износ регистрируется как при 46 С.При уменьшении температуры изоля. ции обмоток изменение частоты происходит в обратной последовательностиуровней напряжения в сумматоре 3 и коэффициента деления делителя 7).Пороговые элементы ПЭ, как правило, имеют определенный коэффициент возврата в напряжение возврата несколько ниже напряжения срабатывания. С целью уменьшения погрешности измерения износа уровни срабаты вания ПЭ выбираются с учетом коэффициента возврата так, чтобы отрицательная погрешность при росте температуры компенсировалась положительной погрешностью при снижении температуры (,фиг. 2, отличие ступенчатых линий 10 и 11 от линии 9). Такую компенсацию позволяет выполнять как интегральный характер измеряемого износа изоляции, так и циклическое изменение температуры - в течение суток прирост и снижение температур равны, .Таким образом, в предложенном устройстве реализуется 6-градусный закон износа изоляции: 15 25 н-а,С)ь относительный износизоляции трансформаторан соответствующая емучастота следования импульсов;номинальная температураобмотки трансформатора,при которой Ь=1, и соответствующее ей напряжение на выходе сум фматора напряжений;коэффициент 6-градусного закона износа изоляции н соответствующийему коэффициент деления в делителе;израсходованный ресурсизоляции и соответству.ющее ему число импульсов эа контролируемыйпериод эксплуатации Т. деЬиГ иО,Н.иИ Предлагаемое устройство по срав нению с известным обеспечивает следующие преимущества:реализация предлагаемого устройства проще известного. Это обусловливается тем, что относительный износ изоляции, изменяющийся в очень широких пределах, например в 8000 раз в предлагаемом устройстве моделируется дискретной величиной (частотой следования импульсов), а в известном устройстве - непрерывной величиной длительностью временных интервалов), Обеспечение такой кратности изменения частоты следования импульсов возможно, а интервалов времени - нет;износ изоляции в предлагаемом устройстве определяется непосредственно показанием единственного счет. чика импульсов, в известном устройстве приходится математически обрабатывать показания трех счетчиков импульсов;непрерывный контроль износа в предлагаемом устройстве повышает точность измерения в сравнении с циклическим контролем (опрос-па.за) примененным в известном устройстве, Так, точность измерения по сравнению с известным увеличилась на 57 (погрешность устройства УРИТ равна 153, предлагаемого счетчика 107).Положительный эффект данного устройства заключается в упрощении его схемы и повышении точности измерения износаНародно-хозяйственное значение устройства, отличающегося простотой и точностью измерения, в сравнении с базовым объектом заключается в воэможности широкого применения на практике контроля загрузки трансформаторов по основному критерию - износу витковой изоляции с непрерывным учетом фактических условий работы.Экономическая эффективность применения предлагаемого счетчика износа основывается на лучшем использовании трансформаторного парка при одновременной защите. трансформаторов от систематических перегрузок.1 57465 Ю,ое о,т Э,т Ю Ф 5 б игю тз тм с ррюсргА КтоЮХ аказ 3362/43 Тирак 748 Подписное атавти, г. Уагород,ул.Проектная, 4 аа тб ттю В м м1 ю л 7,тт ,5 Ю