Способ определения проводимостей изоляции фаз относительно земли в сетях с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для пофазного определения активных и полных проводимостей изоляции в сетях с изолированной нейтралью и симметричными емкостными проводимостями изоляции. Техническим результатом является повышение информативности способа за счет пофазного определения активных и полных проводимостей изоляции. Способ определения проводимостей изоляции относительно земли в сетях с изолированной нейтралью, согласно которому для каждой фазы измеряют напряжения относительно земли, токи однофазного замыкания на землю, затем между каждой фазой и землей включают дополнительно проводимость и повторно измеряют напряжения фаз относительно земли, после чего по результатам измерений вычисляют величины эквивалентной полной проводимости изоляции и ее активной и емкостной составляющих. Отличие состоит в том, что дополнительно измеряют напряжение нулевой точки трансформатора относительно земли и фазные ЭДС трансформатора на холостом ходу, затем в масштабе строят топографическую диаграмму ЭДС трансформатора в прямоугольных координатах с центром в точке их пересечения, располагая один из векторов по оси абсцисс, после чего от центра координат проводят окружность с радиусом, равным в масштабе напряжению U₀ нулевой точки трансформатора относительно земли, и три дуги с центрами от концов векторов ЭДС трансформатора, и радиусами, равными в масштабе соответствующим напряжениям фаз относительно земли, а по результатам графических построений находят общую точку "з" пересечения окружности и трех дуг, после чего проецируют найденную точку на ось абсцисс и на ось ординат и находят значения "у" реактивной составляющей напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли и "х" активной составляющей этого напряжения, умножают их на масштабный коэффициент и определяют активные и полные проводимости изоляции соответствующих фаз по расчетным формулам. 2 ил.

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для пофазного определения активных и полных проводимостей изоляции в сетях с изолированной нейтралью и симметричными емкостями проводимостями изоляции.

Известен способ определения активной и реактивной составляющих полной проводимости изоляции трехфазных цепей с изолированной нейтралью, при котором определяют ток однофазного замыкания на землю и напряжение относительно земли для каждой фазы, после чего параллельно вольтметру подключают дополнительную проводимость G_g = 1/R_g и измеряют напряжения всех трех фаз относительно земли U'₁₀, U'₂₀, U'₃₀, а также напряжение нулевой точки трансформатора относительно земли [1]. После выполнения измерений контролируемое активное сопротивление изоляции определяют по формуле где - фазное напряжение сети Недостатком известного способа является невысокая точность определения.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ амперметра-вольтметра [2].

Согласно этому способу в результате измерений напряжения фазы сети по отношению к земле U_фо и тока однофазного замыкания данной фазы на землю I_фо, определяют величину полной проводимости изоляции сети где Y_из, G_из, B_из - полная проводимость изоляции и ее активная и реактивные составляющие.

Для разделения полной проводимости изоляции на активную и реактивную составляющие измеряют дополнительно напряжение U'_фо по отношению к земле при введенной дополнительной активной проводимости G_g.

При введении дополнительной проводимости суммарную проводимость изоляции определяют по формуле а составляющие полной проводимости изоляции определяются из выражений


К недостаткам этого способа относится его низкая информативность, т.к. по данной методике невозможно определять величины активной и полной проводимости изоляции пофазно, а это не дает полной картины состояния изоляции фаз сети с изолированной нейтралью.

Изобретение направлено на повышение информативности способа за счет пофазного определения активных и полных проводимостей изоляции.

Это достигается тем, что в способе определения проводимостей изоляции относительно земли в сетях с изолированной нейтралью, согласно которому для каждой фазы измеряют напряжения относительно земли, токи однофазного замыкания на землю, затем между каждой фазой и землей включают дополнительно проводимость и повторно измеряют напряжения фаз относительно земли, после чего по результатам измерений вычисляют величины эквивалентной полной проводимости изоляции и ее активной и емкостной составляющих, дополнительно измеряют напряжение нулевой точки трансформатора относительно земли и фазные ЭДС трансформатора на холостом ходу, затем в масштабе строят топографическую диаграмму ЭДС трансформатора в прямоугольных координатах с центром в точке их пересечения, располагая один из векторов по оси абсцисс, после чего от центра координат проводят окружность с радиусом, равным в масштабе напряжению нулевой точки трансформатора относительно земли, и три дуги с центрами от концов векторов ЭДС трансформатора, и радиусами, равными в масштабе соответствующим напряжениям фаз относительно земли, а по результатам графических построений находят общую точку "з" пересечения окружности и трех дуг, после чего проецируют найденную точку на ось абсцисс и на ось ординат и находят значения "y" реактивной составляющей напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли и "x" активной составляющей этого напряжения, умножают их на масштабный коэффициент и определяют активные и полные проводимости изоляции соответствующих фаз по формулам






где G_A, G_B, G_C - активные проводимости изоляции соответствующих фаз; Y_A, Y_B, Y_C - полные проводимости изоляции соответствующих фаз; G₀ - активная составляющая эквивалентной полной проводимости изоляции фаз; B₀ - емкостная составляющая эквивалентной полной проводимости изоляции фаз; х - значение активной составляющей напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли; y - значение реактивной составляющей напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли; E_A, E_B, E_C - фазные ЭДС трансформатора
Существенность отличий способа подтверждается тем, что известно измерение напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли после введения дополнительной проводимости /1/. Однако измерение такого напряжения до введения дополнительной проводимости, а также измерение фазных ЭДС трансформатора с последующим графическим нахождением активной формулы для вычисления фазных активных и полных проводимостей изоляции не известны ни в одном источнике информации.

Следовательно, отличительные признаки предлагаемого способа являются новыми и в совокупности с известными признаками сообщают способу новое качество, что подтверждает критерий существенных отличий.

На фиг. 1 изображены трансформатор с изолированной от земли нейтралью (нулевой точкой), подключенная к нему трехфазная сеть с нагрузкой и приборы для измерения предлагаемым способом.

На фиг. 2 показана топографическая диаграмма для графического определения значений активной и реактивной составляющих напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли.

Способ определения проводимостей изоляции относительно земли в сетях с изолированной нейтралью осуществляется следующим образом. Для каждой фазы измеряют напряжения относительно земли U_A3, U_B3, U_C3 и токи однофазного замыкания на землю I_A3, I_B3, I_C3, затем между каждой фазой и землей включают дополнительную проводимость G_д и повторно измеряют напряжения фаз относительно земли U'_A3, U'_B3 и U'_C3, после чего по результатам измерений вычисляют величины эквивалентной полной проводимости Y₀ изоляции и ее активной G₀ и емкостной B₀ составляющих. Затем дополнительно измеряют напряжение нулевой точки трансформатора относительно земли U₀ и фазные ЭДС трансформатора E_A, E_B, E_C на холостом ходу, затем в масштабе строят топографическую диаграмму ЭДС трансформатора в прямоугольных координатах с центром в точке их пересечения, располагая один из векторов по оси абсцисс, после чего от центра координат проводят окружность с радиусом, равным в масштабе напряжению U₀ нулевой точки трансформатора относительно земли, и три дуги с центрами от концов векторов ЭДС трансформатора, и радиусом, равным в масштабе соответствующим напряжению относительно земли U_A3, U_B3, U_C3, а по результатам графических построений находят общую точку "з" пересечения окружности и трех дуг, после чего проецируют найденную точку на ось абсцисс и на ось ординат и находят значения "y" реактивной составляющей напряжения U₀ нулевой точки трансформатора относительно земли и "x" активной составляющей этого напряжения, которые затем умножают на масштабный коэффициент и определяют активные и полные проводимости изоляции соответствующих фаз по формулам






где G_A, G_B, G_C активные проводимости изоляции соответствующих фаз; Y_A, Y_B, Y_C - полные проводимости изоляции соответствующих фаз; G₀ - активная составляющая эквивалентной полной проводимости изоляции фаз; B₀ - емкостная составляющая эквивалентной полной проводимости изоляции фаз; х - значение активной составляющей напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли; y - значение реактивной составляющей напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли; E_A, E_B, E_C - фазные ЭДС трансформатора.

Источники информации
1. Докунин А.В., Цапенко Е.Ф. Научно-исследовательские работы в угольной промышленности, М., 1959, с. 131-135.

2. Гладилин Л. В. и др. Электробезопасность в горнодобывающей промышленности, М.: Недра, 1977 г., с. 168-169е

Формула изобретения

Способ определения проводимостей изоляции относительно земли в сетях с изолированной нейтралью, при котором измеряют напряжение относительно земли для каждой фазы и токи однофазного замыкания на землю, затем включают между каждой фазой и землей дополнительно проводимость и повторно измеряют напряжение фаз относительно земли, после чего по результатам измерений вычисляют величины эквивалентной полной проводимости изоляции и ее активной и емкостной составляющих, отличающийся тем, что, отключив дополнительно включенную проводимость, измеряют напряжение нулевой точки трансформатора относительно земли и фазные ЭДС трансформатора на холостом ходу, затем в масштабе строят топографическую диаграмму фазных ЭДС трансформатора в прямоугольных координатах с центром в точке их пересечения, располагая один из векторов по оси абсцисс, после чего от центра координат проводят окружность с радиусом, равным в масштабе напряжению нулевой точки трансформатора относительно земли, и три дуги с центрами от концов векторов фазных ЭДС трансформатора, и радиусами, равными в масштабе соответствующим напряжениям фаз относительно земли, а по результатам графических построений находят общую точку "з" пересечения окружности и трех дуг, после чего проецируют найденную точку на ось абсцисс и на ось ординат и находят значения "у" реактивной составляющей напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли и "х" активной составляющей этого напряжения, умножают их на масштабный коэффициент и определяют активные и полные проводимости изоляции соответствующих фаз по формулам






где G_A, G_B, G_C - активные проводимости изоляции соответствующих фаз;
Y_A, Y_B, Y_C - полные проводимости изоляции соответствующих фаз;
G_О - активная составляющая эквивалентной полной проводимости изоляции фаз;
B_О - емкостная составляющая эквивалентной полной проводимости изоляции фаз;
х - значение активной составляющей напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли;
у - значение реактивной составляющей напряжения нулевой точки трансформатора относительно земли;
E_A, E_B, E_C - фазные ЭДС трансформатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2