Способ измерения потерь энергии от высших гармоник намагничивающего тока

Способ измерения потерь энергии от высших гармоник намагничивающего тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сввз Советскик

Социалистических

Республик

<>691791

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кп, :G 01 R 33/12

{22) Заявлено 180975{21). 2172333/18-21 с присоединением заявки Нов

{23) ПриоритетОпубликовано 15.1079. Бюллетень HP 38

Дата опубликования описания 15.1 0.79

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621, 317. .44 (088.8) (12) Авторы изобретения Г.В.дель, M.Î.Oñèïîâ и В.П.Суходолов (11) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ

От ВЫСШИХ ГЛРМОНИК НМВГНИЧИВЮЩЕГО ТОКЛ

Способ относится к области магнитных измерений и предназначен для измерения энергетических потерь, обусловленных высшими гармониками намагничивающего тока в электромагнитном устройстве с ферромагнитным сердечником при синусоидальном питающем напряжении.

Известен способ измерения потерь энергии от высших гармоник намагничивающего тока, согласно которому синусоидальные напряжения на зажимах катушки, производится графическое построение кривой тока через катушку, рассчитывается по империческим формулам теряемая мощность от высших гармоник тока (1).

Этот сопособ достаточно трудоемкий °

Известен способ измерения потерь энергии от высших гармоник йамагни = чивающего тока ферромагнитного сердечника, заключающийся в том, что сердечник намагничивают поочередно 25 синусоидальным напряжением при одной и той же активной мощности, потреб-. ляемой цепью намагничивания, фиксируют площади . .етель Гистерезиса в обоих случаях и по разности площадей определяют величину потерь(2).

Однако применение указанного способа для измерений потерь от высших гармоник намагничивающего тока в электромагнитном устройстве с ферромагнитным сердечником большой мощности (например, s трансформаторах распределительных электрических сетей мощностью более 1000 кВт) трудоемко и связано с большими капитальными затратами, так как для намагничивания сердечника необходимо иметь источник синусоидального тока, превосходящий по мощности в несколько раз мощность испытуемого электромагнитного устройства. Для достижения высокой точности измерений это различие должно быть более чем в

10 раз.

Необходимость транспортировки мощного, больших габаритов и веса " источника синусоидального тока к объекту измерения или наоборот, а также сравнительно большая трудоемкость измерений величин площадей петель магнитного гистерезиса на экране электронно-лучевого осциллографа затрудняет примененйе в условиях производства известного способа измерения потерь энергии.

691791

Цель изобретения - упрощение измерений.для этого в способе измерения

= " " пбтерь энергии от высших гармоник намагничивающего тока при синусоидаль. ном входном напряжении, основанном на измерении составляющих полной мощности,потребляемой цепью Намагничивания, измеряют активную составляющую пол ной мощности цепи намагничивания, измеряют коэффициент гармоники намаг. ничивающего тока, по величине произведения активной мощности на квадрат коэффициента гармоник судят о величине потерь от высших гармоник.

На чертеже изображена, блок-схема, 15 иллюстрирующая предлагаемый способ.

Источник 1 синусоидального напряжения U питает исследуемое электромагнитное устройство с ферромагнитным сердечником 2. Это напряжение и намагничивающий ток поступают в умножитель З,перемещающий их мгновенные значения. Затем произведение Щ поступает в интегратор 4, на вйходе которого получается активная мощность Р, которая поступает в умножитель 5. Совокупность умножителя 3 и интегратора 4 представляет собой ваттметр активной мощности, отличающийся тем, что на выходе его активная мощность представлена в виде

30 электрического сигнала, а не механического перемещения стрелки прибора.

Коэффициент гармоник намагничивающвго тока К„;, полученный с помощью измерителя б нелинейных искажений, поступает в устройство 7 возведения в квадрат, с выхода которого сигнал поступает в умножитель 5. На выходе последнего получают мощность потерь энергии от высших гурмоник намагни- 40 чивающего тока Рвп. Умножители 3,5 и устройство 7 представляет. собой преобразователи Холла, а интегратор 4 операционный интегрирующий усилитель.

Способ заключается в том, что при синусоидальном питающем напряжении .потери от вы8ших гармоник Рв намаг" ничивающего тока связаны с активной мощностью Р, потребляемой цепью, намагничивания и коэффициентом гармоник, намагничивающего тока К

Ps t.

Так как йриборы для измерения активной мощности имеются, то для достижения поставленной цели необходимо и достаточно замерить только коэффициент гармоник намагничивающего токЬ. Учитывая что коэффициент гармоник определяется с помощью измерителей нелинейных искажений, то для коэффициента гармоник принимается, 60, следующая формулировка коэффициент гармоник несинусоидальной периодической функции — есть отношение действующего значения высших гармоник к эффективному значению этой функ- 65 ции. Мощность, потребляемая указанньыи приборами от измеряемого сигнала, не превышает 10 4 Вт. Погрешность полученных таким образом потерь от высших гармоник зависит, в основном, от погрешностей приборов, измеряющих активную мощность и коэффициент гармоник °

Известно,,что потери в проводниках обмоток мощных электромагнитных устройств с ферромагнитными сердечниками от намагничивающего тока составляют менее la от потерь обус ловленных перемагничиванием сердечника. Так, в трансформаторах мощнос" тью более 1000 кВт при холостом ходе потери в проводниках обмоток составляют менее 0,5% от потерь в стали. Возведение в квадрат и умножение осуществляется с помощью устройства (например, функциональных преобразователей, операционных усилителей или преобразователей Холла)

Предлагаемый способ измерения сокращает время, затрачиваемое на получение тех же результатов в 10-15 раз по сравнению с известными способами. Если не считать время, расходуемое на подключение соединительных проводов от измерительных приборов до объекта измерения, то результат измерения получается практически мгновенно. Появляется возможность применения косвенного измерения указанных потерь по формуле (1), при котором активная мощность и коэффициент гармоник полу- . чаются путем прямых измерений, при этом отпадает необходимость в создании каких-либо специальных устройств, кроме серийно выпускаемых промыаленностью.

Использование данного способа обеспечивает по сравнению с известным следующйв преимущества: исчезает необходимость в производстве и транспортировке специальных источников сннусоидального тока, что особенно . важно при измерениях в мощных установках; простыв и удобные способы измерения дополнительных потерь от высших гармоник позволяют выбирать оптимальные режимы работы трансформаторов распределительных электрических сетей, при котором эти потери могут быть уменьшены вдвое снижение дополнительных потерь от высших гармоник вдвое приводит к уменьшению установившейся температуры нагруженного трансформатора на 3-4, появо ляется возможность проводить диагностику дефектов трансформатора бвз разборки при испытаниях вго до и после ремонта. Большинство неисправностей и дефектов магнитопровода трансформатора обнаруживается путем вго внешнего осмотра, что требует отделения трансформатора от бака с маслом.

691791

Формула изобретения

Составитель П,дягин

Техред.К.Бабурка Корректор Н.Стец

Редактор Т.Янова

Заказ 6208/36 Тираж 1090 Подписное

ЦИНИПИ Гцсударствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5;

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4

Спвсоб измерения потерь энергии от высших гармоник намагничивающего тока при синусоидальном входном напряжении, основанный на измерении 5 составляющих полной мощности, потребляемой цепью намагничивания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения измерений, измеряют активную составляющую полной мощности цепи намагничивания, измеряют коэффициент гармоник намагничнв,вещего тока, по величине произведения активной мощности на квадрат коэффициента гармоник судят о величине потерь от высших гармоник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лопов В.С. Теоретическая электротехника, Энергия,1971,с.523 531 е

2. Авторское свидетельство по заявке 9 2081579, кл. G 01 К 33/12

04.12.74 (прототип).