Устройство для определения параметров г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме

 

Полезная модель относится к области электромеханики, а именно к применению средств обработки информации в электромеханике, и может быть использована для приближенного определения параметров Г-образной схемы замещения (СЗ) однофазных двухобмоточных трансформаторов. Задачей полезной модели является создание устройства для определения параметров Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме, которые могут быть использованы для трансформатора, не имеющего ненагруженной обмотки. Поставленная задача достигается тем, что устройство для определения параметров Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме содержит подключенные к первичной обмотке трансформатора измерительные преобразователи первичного тока и напряжения и подключенные к вторичной обмотке трансформатора измерительные преобразователи вторичного тока и напряжения. Причем каждый из измерительных преобразователей связан с последовательно соединенными коммутатором и аналого-цифровым преобразователем, к которому подключен блок приведения, соединенный с блоком вычисления разности, который соединен с блоком действующего значения, блоком характерных точек и блоком активного сопротивления. При этом блок действующего значения последовательно соединен с блоком определения мощностей и блоком вычисления сопротивлений, а блок вычисления сопротивлений, блок характерных точек и блок активного сопротивления соединены с сегментными индикаторами. 1 ил.

Полезная модель относится к области электромеханики, а именно к применению средств обработки информации в электромеханике, и может быть использована для приближенного определения параметров Г-образной схемы замещения (СЗ) однофазных двухобмоточных трансформаторов.

Не известны устройства, позволяющие определять параметры Г-образной схемы замещения однофазного трансформатора, не имеющего ненагруженной обмотки, в рабочем режиме.

Задачей полезной модели является создание устройства для определения параметров Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме, которые могут быть использованы для трансформатора, не имеющего ненагруженной обмотки.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для определения параметров Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме содержит подключенные к первичной обмотке трансформатора измерительные преобразователи первичного тока и напряжения и подключенные к вторичной обмотке трансформатора измерительные преобразователи вторичного тока и напряжения. Причем каждый из измерительных преобразователей связан с последовательно соединенными коммутатором и аналого-цифровым преобразователем, к которому подключен блок приведения, соединенный с блоком вычисления разности, который соединен с блоком действующего значения, блоком характерных точек и блоком активного сопротивления. При этом блок действующего значения последовательно соединен с блоком определения мощностей и блоком вычисления сопротивлений, а блок вычисления сопротивлений, блок характерных точек и блок активного сопротивления соединены с сегментными индикаторами.

Благодаря тому, что заявляемое устройство содержит блок приведения, блок вычисления разности, блок действующего значения, блок определения мощностей, блок вычисления сопротивлений, блок характерных точек и блок активного сопротивления, оно позволяет определять параметры Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме и может быть использовано для трансформатора, не имеющего ненагруженной обмотки.

На фиг.1 - представлена аппаратная схема устройства для определения параметров Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме.

Устройство для определения параметров Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме содержит четыре измерительных преобразователя, каждый из которых подключен к коммутатору, который связан с аналого-цифровым преобразователем (не показаны на фиг.1), блок приведения 1 (БП), блок вычисления разности 2 (БВР), блок действующего значения 3 (БДЗ), блок определения мощностей 4 (БОМ), блок вычисления сопротивлений 5 (БВС), блок характерных точек 6 (БХТ) и блок активного сопротивления 7 (БАС).

К первичной обмотке трансформатора подключены измерительные преобразователи первичного тока и напряжения, к вторичной обмотке трансформатора подключены измерительные преобразователи вторичного тока и напряжения, причем каждый из измерительных преобразователей связан с последовательно соединенными коммутатором и аналого-цифровым преобразователем (на фиг.1 не показаны).

Блок приведения 1(БП) соединен с аналого-цифровым преобразователем (не показаны на фиг.1) и с блоком вычисления разности 2 (БВР), который соединен с блоком действующего значения 3 (БДЗ), блоком характерных точек 6 (БХТ) и блоком активного сопротивления 7 (БАС). Блок действующего значения 3 (БДЗ) последовательно соединен с блоком определения мощностей 4 (БОМ) и блоком вычисления сопротивлений 5 (БВС). Блок вычисления сопротивлений 5 (БВС), блок характерных точек 6 (БХТ) и блок активного сопротивления 7 (БАС) соединены с сегментными индикаторами (не показаны на фиг.1).

Блок приведения 1 (БП), блок вычисления разности 2 (БВР), блок действующего значения 3 (БДЗ), блок определения мощностей 4 (БОМ), блок вычисления сопротивлений 5 (БВС), блок характерных точек 6 (БХТ) и блок активного сопротивления 7 (БАС) могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53.

Устройство работает следующим образом. При работе однофазного двухобмоточного трансформатора в режиме, близком к номинальному, через измерительные преобразователи, коммутатор и аналого-цифровые преобразователи (не показаны на фиг.1) в блоке приведения 1 (БП), как показано на фиг.1, регистрируют массивы мгновенных значений входного напряжения , входного тока , выходного напряжения , выходного тока для одних и тех же моментов времени.

Затем в блоке приведения 1 (БП) формируют массивы выходного напряжения и выходного тока, приведенные к первичной цепи по формулам:

, ,

где W1 и W 2 - числа витков первичной и вторичной обмоток.

После этого с помощью блока вычисления разности 2 (БВР), на входы которого подают массивы , , и , определяют ток намагничивания

и падение напряжения на обмотках трансформатора

.

Далее массивы мгновенных значений тока намагничивания, входного напряжения , приведенного выходного тока и падения напряжения на обмотках трансформатора поступают на вход блока действующего значения 3 (БДЗ), в котором определяют действующее значение выходного тока

,

и тока намагничивания

.

Затем в блоке определения мощностей 4 (БОМ) определяют значение активных магнитных потерь в трансформаторе

,

значение активных потерь в обмотках трансформатора

,

значение реактивной мощности намагничивания трансформатора

,

где - площадь вольтамперной характеристики , и значение суммарной мощности индуктивности рассеяния обмоток трансформатора

где - площадь вольтамперной характеристики .

Далее в блоке вычисления сопротивлений 5 (БВС) определяют активное сопротивление поперечной ветви Г-образной схемы замещения

,

активное сопротивление продольной ветви Г-образной схемы замещения трансформатора

,

индуктивное сопротивление поперечной ветви Г-образной схемы замещения

и индуктивное сопротивление продольной ветви Г-образной схемы замещения

.

Массивы и поступают на вход блока характерных точек 6 (БХТ), в котором производят численное дифференцирование массива мгновенных значений приведенного выходного тока и формируют массив мгновенных значений производной выходного тока по времени как

.

Далее в блоке характерных точек 6 (БХТ) решают уравнение

,

где - суммарная индуктивность рассеяния обмоток трансформатора. Для этого выбирают момент времени t1, когда , и момент времени t2, когда , рассчитываются значения активной составляющей и индуктивной составляющей сопротивления продольной ветви Г-образной схемы замещения по формулам

; .

Определяют средние за период значения указанных параметров, которые принимают в качестве конечного результата

,

где , - соответственно количества значений , , найденных на периоде.

Затем с выхода блока вычисления разности 2 (БВР) массивы мгновенных значений и поступают на вход блока активного сопротивления 7 (БАС), в котором определяют массив мгновенных значений интеграла входного напряжения по времени численным интегрированием массива . В частности, может быть использован следующий алгоритм численного интегрирования. Сначала находят промежуточный массив значений интеграла в точках , постоянная составляющая которого не равна нулю. Для этого принимают, что . Значения в остальных точках рассчитывают по формуле:

.

Этот массив имеет некоторую постоянную составляющую. Поэтому далее находят массив значений интеграла , в точках , вычитая из массива его постоянную составляющую М:

,

где - среднее за период значение массива .

Далее определяют площадь характеристики зависимости , получаемую на одном периоде питающей сети. Для определения этой площади можно использовать формулу для площади многоугольника, заданного координатами вершин. Тогда

.

Эта площадь соответствует потерям энергии в магнитопроводе трансформатора за время, равное одному периоду питающей сети. Затем определяют мощность магнитных потерь в магнитопроводе, разделив полученную площадь на период питающей сети:

.

Активное сопротивление поперечной ветви Г-образной схемы замещения определяют по формуле

,

где - действующее значение тока намагничивания трансформатора.

Полученные значения параметров Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора , , , и , , высвечиваются на сегментном индикаторе, не показанном на фиг.1.

Таким образом, предложенное устройство позволяет определить все параметры Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме без отключения от нагрузки без дополнительной ненагруженной обмотки.

Устройство для определения параметров Г-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме, отличающееся тем, что к первичной обмотке трансформатора подключены измерительные преобразователи первичного тока и напряжения, к вторичной обмотке трансформатора подключены измерительные преобразователи вторичного тока и напряжения, причем каждый из измерительных преобразователей связан с последовательно соединенными коммутатором и аналого-цифровым преобразователем, к которому подключен блок приведения, соединенный с блоком вычисления разности, который соединен с блоком действующего значения, блоком характерных точек и блоком активного сопротивления, при этом блок действующего значения последовательно соединен с блоком определения мощностей и блоком вычисления сопротивлений, а блок вычисления сопротивлений, блок характерных точек и блок активного сопротивления соединены с сегментными индикаторами.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к радиолокации, а именно к устройствам беззапросной радионавигации с режимом пассивного обнаружения, установленным на различных одиночных носителях и может быть использована для определения параметров движения радиоизлучающих объектов

Изобретение относится к системам диагностики и предназначено для исследования параметров работы силового трансформатора и определения для него допустимой длительности перегрузки и эффективности охлаждения.

Полезная модель относится к области электрических трансформаторов, преобразователей энергии и может быть использовано в качестве трансформатора в науке, связи, промышленности и других применениях
Наверх