CC BY
51
Д.В. Чубчик, H.H. Петрунько
ДИАГНОСТИКА ТРЕХФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Трехфазный трансформатор в простейшем случае представляет собой 6 обмоток, находящихся на 3-хстержневом броневом сердечнике из электротехнической стали. В процессе эксплуатации трансформагор может подвергаться коротким замыканиям, силовое воздействие токов короткого замыкания представляет собой мощный механический удар по обмоткам и их изоляции. В результате обмотки могут деформироваться, а твердая изоляция повреждаться. Поэтому особо важное значение приобретает диагностика обмоток, в том числе - в отключенном состояний.
Одним из новых, недавно предложенных методов диагностики трансформаторов является метод SFRA (Sweep Frequency Response Analysis). Он заключается в измерении частотных характеристик обмоток при специальных схемах включения в широком диапазоне частот (до 2 МГц). Однако сложность этого метода заключается в проблемах интерпретации получаемых частотных характеристик. Теоретически обоснованных методов такой интерпретации пока не создано.
Альтернативой такому методу рассматривается возможность измерения параметров трансформатора как параметров многополюсника на промышленной частоте при специальных неполнофазных схемах включения.
При этом для двухобмоточного трехфазного трансформатора возможно получение, по крайней мере. 36 численных значениий его входных и передаточных параметров (сопротивлений, проводимостей или коэффициентов передачи). Эти параметры просто измеряются и в достаточной степени характеризуют техническое состояние обмоток.
Приводятся. специальные схемы включения, математическое описание трансформатора в зтах схемах и результаты численных и лабораторных экспериментов.
В.А.Жуков, В.В. Шаталов
УСТРОЙСТВО СИММЕТРИРОВАНИЯ ТОКОВ В ТРЕХФАЗНЫХ СИСТЕМАХ ПРИ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМАХ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ
Статистика эксплуатации сетей 0,4 кВ свидетельствует о том, что вследствие значительного удельного веса однофазной нагрузки в сетях постоянно имеет место значительная несимметряя токов и напряжений. Несимметрия проявляется в резком ухудшении технико - экономических характеристик элементов сети (многократно увеличение потери электроэнергии, повышенный нагрев элементов сети и др.)сншкение эксплуатационной надежности, сокращение срока службы электрооборудования и другие отрицательные явления При работе сети на несимметричную нагрузку потери электроэнергии всегда будут больше, чем при работе на симметричную нагрузку той же мощности даже без учета потерь в нулевом проводе. Поэтому симметрирование нужно рассматривать не только как средство повышения качества электроэнергии, но и как средство повышения экономичности и надежности электрической системы в целом.
Несиммечрия токов вызывая дополнительные потери в сети, является еще и причиной нарушения симметрии напряжений Несимметрия напряжений в свою очередь вызывает дополнительные потери в электроприемниках, особенно в трехфазных электрических машинах. Проблема симметрирования напряжений низковольтной сети напрямую связана с симметрированием токов привносимых в сеть несимметричной нагрузкой Обзор существующих средств симметрирования показывает, что принцип работы большинства симметрирующих устройств основан на эффекте компенсации токов обратной и нулевой последовательности несимметричной нагрузки, токами симметрирующею устройства.
Устройство, которое предназначено для генерации в сеть токов компенсирующих токи обратной последовательности несимметричной нагрузки, содержит два однофазных трансформатора, нагрузочный и фазосдвигающий элемент. В качестве нагрузочного и фазосдвигающего можно применить реактивные элементы (индуктивности или конденсаторы). Вторичные обмотки трансформаторов включаются последовательно и замыкаются на нагрузочное сопротивление. Первичные обмотки трансформаторов подключены к трехфазной сети по схеме открытого треугольника, в рассечку общей фазы которого включен фазосдвигающий элемент.
Изменение величины и фазы генерируемых токов осуществляется с помощью трех независимых узлов регулирования, что достигается изменением коэффициента трансформации однофазных трансформаторов, изменением сопротивления фазосдвигающего элемента.
При условии компенсации токов обратной последовательности несимметричной нагрузки токами обратной последовательности устройства, можно достичь частичного или полного симметрирования на заданном участке сеги.
Степень компенсации токов обратной последовательности, заданных несимметричной нагрузкой в первую очередь определяется следующими параметрами:
- сопротивление нагрузочного сопротивления; -
- сопротивление фазосдвигающего элемента;
- коэффициентами трансформации трансформаторов.
Анализ работы симметрирующего устройства показывает, что ток прямой последовательности, формируемый устройством, несет в себе информацию о характере нагрузки вторичной цепи устройства. При использовании в качестве нагрузочного элемента конденсатора ток прямой последовательности имеет ярко выраженный емкостной характер. При использовании в качестве нагрузки вторичной цепи дросселя ток прямой последовательности имеет столь же ярко выраженный индуктивный характер.
Применение в качестве фазосдвигающего элемента регулируемого дросселя позволяет плавно или с заданной дискретностью регулировать вел 1чину компенсирующих токов. При этом помимо симметрирующего эффекта, применение в качестве нагрузки устройства емкостного элемента позволяет частично компенсировать протекающую в сети реактивную мощность.
Диапазон регулирования начальной фазы тока обратной последовательности, формируемого устройством, находится в пределах близких к углу 2т3. Это позволяет охватить весь диапазон возможных угловых состояний тока обратной последовательности несимметричной нагрузки.
Устройство можно рекомендовать для использования и в режиме компенсации тока нулевого провода, привносимого в сеть несимметричной нагрузкой. В этом случае трансформаторы включаются на фазные напряжения, а их общая точка через фазосдвигающий элемент подключается к нулевому проводу. Подобрав соответствующие параметры устройства (коэффициенты трансформации, сопротивление фазосдвигающего элемента) можно добиться частичной или полной компенсации тока нулевого провода на заданном участке сети
Особенностью схемы предлагаемого устройства является возрастание величины потребляемых токов при увеличении сопротивления фазосдвигающего элемента в случае использования емкостного нагрузочного элемента. Это объясняется приближением режима работы к резонансному режиму( резонанс напряжения). Этот эффект позволяет увеличить емкостной ток прямой последовательности не наращивая установленную реактивную мощность конденсатора вторичной цепи устройства. Ограничения в этом случае определяется только электрической прочностью изоляции и требованием безопасности.
