Спосіб вимірювання тангенса кута діелектричних втрат ізоляції трифазних електричних установок

Спосіб вимірювання тангенса кута діелектричних втрат ізоляції трифазних електричних установок, при якому тангенс кута діелектричних втрат однієї фази розраховують за результатами вимірювань при подачі на схему вимірювання, наприклад на міст Шеринга, різних напруг, який відрізняється тим, що на схему вимірювання подають послідовно три синусоїдальні напруги, однакові за амплітудою та зсунуті по фазі на 120°, наприклад три фази робочої напруги електричної установки, вимірюють при цьому три значення тангенса кута діелектричних втрат ізоляції та визначають реальне значення тангенса кута діелектричних втрат фази електричної установки шляхом підсумовування трьох виміряних значень та ділення отриманої суми натри Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використаний для діагностики ізоляції трифазних електричних установок безпосередньо на МІСЦІ їх монтажу при наявності великих струмів впливу Відомий спосіб вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат за допомогою мостових схем, наприклад, за допомогою мосту Шерінга (див Шваб А Измерения на высоком напряжений - М Энергоатомиздат, 1983) На міст Шерінга подається змінна напруга та здійснюється врівноваження нуль-індикатора, що входить до складу мосту Після врівноваження визначається тангенс кута діелектричних втрат Схожими суттєвими ознаками цього аналогу та винаходу, що заявляється є використання для вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат мосту Шерінга Недоліком способу є залежність результатів вимірювань від струмів впливу, що створюються сусідніми працюючими електричними установками Відомий спосіб вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат, при якому на міст Шерінга змінна напруга подається два рази, причому в друге вона вмикається у протифазі (спосіб двох ВІДЛІКІВ) Тангенс кута діелектричних втрат розраховується шляхом підсумовування та поділення навпіл результатів двох вимірювань, у результаті чого компенсується дія струмів впливу (див Локшин М В , Сви П М Измерение диэлектрических потерь высоковольтной изоляции - М "Энергия", 1973) Схожими суттєвими ознаками цього аналогу та винаходу, що заявляється є використання для вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат мосту Шерінга з компенсацією струмів впливу Недоліком способу є неможливість його застосування при вимірюванні тангенсу кута діелектричних втрат з використанням робочої напруги електричної установки, вмикання якої у протифазі можливо тільки при наявності спеціального роздліяючого трансформатора, що не має практичного сенсу Найбільш близьким по технічній сутності є спосіб вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат, при якому на міст Шерінга від стороннього джерела (мобільного або стаціонарного) подається змінна напруга, що створює струм у ізоляції електричної установки, який збігається по фазі або що знаходиться у протифазі з струмом впливу (див, Локшин М В , Сви П М Измерение диэлектрических потерь высоковольтной изоляции - М "Энергия", 1973) Цей спосіб, якій називається способом суміщення фаз, дозволяє компенсувати дію струмів впливу Схожими суттєвими ознаками цього аналогу та винаходу, що заявляється є компенсація струму О ю 47451 впливу при вимірюванні тангенсу кута діелектричзначення тангенсу кута діелектричних втрат ізоляних втрат містом Шерінга ції та визначають реальне значення тангенсу кута Недоліком способу є неможливість його застодіелектричних втрат фази електричної установки сування при вимірюванні тангенсу кута діелектришляхом підсумовування трьох виміряних значень чних втрат з використанням робочої напруги електа поділення отриманої суми на три тричної установки, фаза якої жорстко визначена Винахід, що пропонується, пояснюється за допараметрами електричної мережі Мобільні ж стопомогою малюнків фіг 1, 2, 3,4 ронні джерела з напругою яка дорівнює робочій На фіг 1 три джерела напруги 1, 2, З напрузі електричної установки, що перевіряється, Ё Ё Ё мають великі розміри і з-за цього практично не робл> робв> робе ^ Я К | м а ю т ь однакову амплітувикористовуються ду та зсунуті по фазі відносно один одного на 120°, В основу винаходу поставлено задачу ствопід'єднані через вимикачі 4, 5, 6 до мосту Шерінга рення способу визначення тангенсу кута діелект7, що включає в себе опір ізоляції перевіряємої ричних втрат ізоляції електричної установки шляелектричної установки 8, еталонний конденсатор хом використання робочої напруги електричної 9, нуль-індикатор 10, магазин прецезюнних резисустановки, що перевіряється Це дозволить знахоторів "R3" - 1 1 , резистор "R4" - 12 та магазин ємдити дефекти в ізоляції електричної установки на ностей "С4" - 13 В процесі вимірювань спочатку МІСЦІ її монтажу на більш ранішній стадії їх розвитвмикається та вимикається вимикач 4, потім 5 та ку, ніж при використанні стороннього джерела При 6 При включеному положенні кожного вимикача, використанні цього способу забезпечується коммістом Шерінга здійснюють вимірювання тангенсу пенсація дії струмів впливу шляхом подачі на схему вимірювання послідовно трьох синусоїдальних кута діелектричних втрат tg5xBMM(A), напруг, однакових по амплітуді та зсунутих по фазі tg5XBMM(B), tg5XBMM(C) Тангенс кута діелектричних на 120° , наприклад трьох фаз робочої напруги втрат опору 8 визначається по формулі електричної установки При цьому вимірюють три tg5 X U p o 6 вим = 1 ~ ( t g 5 XBHM(A) + На фіг 2,а,б,в представлені векторні діаграми струмів для випадків вмикання вимикачів 4,5,6 І X M , j = А, В/С Струм витікання Б И Т А Ш _ який тече по резистору "R3" - 11 (струм у колі виводу вимірювальної обкладинки ізоляції фази трифазної електричної установки), вміщує в себе струм в опорі ізоляції 8 X, струм, що створюється прикладеною напругою Е U. 'роб Е , яка приймає послідовно значення Е робА' робВ' робС вплХ1 (|) струм впливу виникаючий від впливу електричних полів сусідніх (впливаючих) електричних установок, струм впливу вплХ2 викликаний електричним полем ошиновки електричної установки, що перевіряється витХ(|) " в п л Х і (|) + вплХ2 + X За початок відліку прийнятий напрямок реак яка випереджає на 90° напругу Р Позитивний напрямок відліку збігається з ВІДЛІКОМ кута діелектричних втрат і відбувається по годинній стрільці ВПЛХІ сппУ1 ҐАЇ вплХ2 г еІ вектор "ІЛ' ^ мав кут аВПлхі, тобто І =І expfja ) вплХ1(А) вплХ1 вплХ1 Тоді у колі виводу вимірювальної обкладинки буде існувати сума витХ(А) " струм ВПЛХ 1 (А) + вплХ2 + X і_ Після подачі напруги мок вектору U к =Ё РОО Р°бА вплХ1 Н| М О дуЛЬ] відносно напря m вектору ппбВ риио н е зміняться, оскільки стан впливаючих електричних установок залишається незмінним Проте, якщо прийняти, за початок відліку напрямок вектору струму ^ Р що викликається U напругою к =Ё РОО ппбВ риио ВПЛХ1 т о у Н О віи системі коор сп с п пп У 1 (R1 еІ динат вектор " І Л ' \°) повернеться проти годинної стрілки на 120°, як це показано на фіг 2,6, а вектори вплХ2 змінними І 'ХР тивної складової струму опору ізоляції 8 Припустимо, що при подачі напруги рний вплХ1(В) та =І витХ1(В) т а X збережуться неТоді expfjfa -120°)) вплХ1 вплХ1 вплХ1(В) + вплХ2 + X П р и п о д а . 0 к =Ё чі напруги робС (ф|Г 2 ]В ) у системі координат, що змінилася, аналогічним чином І =І expfifa - 240°)) вплХ1 вплХ1 вплХ1 та витХ1(С) вплХ1(С) вплХ2 X З аналізу векторних діаграм фіг 2,а, б, в можна одержати 5 47451 5|п5 t g 5 x вим(А) cos5 +к Хиро6 вплХ1 XUpo6 + к вплХ1 С05а sm5 5|па вплХ1 вплХ1 XUpo6 + +к к вплХ2 вплХ1 5|П а ( вплХ1 5 *9 Хвим(В) 5Іп5 cos5 Хироб XUpo6 +к вплХ1 + к 5Іп вплХ1 а ( вплХ1 5 *9 Хвим(С) СО55 +к ХиРоб вплХ1 СО5 С05 а ( вплХ1 _ 9Д( „ .„о де кВПлхі - Івплхі/Іх - коефіцієнт впливу від сусідніх працюючих електричних установок, (tg5 а ( вплХ1 °) + к вплХ2 квплхг - Івплхг/Іх - коефіцієнт впливу від ошино-вки електричної установки, що перевіряється Похибка визначення tg5xupo6 оцінюється таким .чином По формулі (1) для tg5xupo6 та фіксованих квплхі і квтХ2 при різних значеннях аВПлхі знаходиться tg5xMiH та tg5xMaKc - мінімальне та максимальне значення tg5xupo6 вин Тоді похибка >tg5 Хмакс •tg5 XUpo6 XUpo6 Результати розрахунку £х наведеш на фіг 3,а Величина £х практично не залежить від k B m x i У діапазоні значень 0-0,04, Граничні рівні к в п л хі на відкритих розподільних будовах 750-ЗЗОкВ відповідають максимальним похибкам вимірювань tg5xupo6 та становлять 0 0025-0,007 ВІДПОВІДНО Значення кВПлХ2 можуть бути у 2-3 рази більше З фіг 3,а видно, що при таких умовах похибка вимірювання tg5xupo6 У діапазоні 0 - 2 % істотно нижче припустимого значення 0 , 1 % На фіг 3,6 наведені результати розрахунку граничних похибок вимірювань tg5xupo6 для k B m x2 0-0,04 у випадку невикористання пропонуємого способу, Вони показують, що при максимальних значеннях кВПлхі мають місце на відкритих розподільних будовах 330-750кВ, похибки вимірювань tg5xupo6 істотно вище 0 , 1 % Розрахунки проводились з використанням першого з трьох рівнянь (2) при сівплхі близьким до ±90° яке дає максимальні 4 \ 5 ч 6 ч t) C C O r і 8 ! 11 Фіг і На фіг 4 представлені криві kBmxi(tg5xupo6) при різних кВПлХ2 коли £х при використанні методу трьох вимірювань досягає значення 0 , 1 % Ці криві свідчать про те, що даний метод дозволяє визначати tg5xupo6 з необхідною точністю при коефіцієнтах впливу, перевищуючих рівні, які можуть бути на відкритих розподільних будовах 330-750кВ Використання трьох значень тангенсу кута діелектричних втрат ізоляції електричної установки, що перевіряється, виміряних при ПОСЛІДОВНІЙ подачі на міст Шерінга трьох фазних напруг електричної мережі, дозволяє при наявності струмів впливу без застосування способів двох ВІДЛІКІВ та суміщення фаз, неприйнятних при використанні робочої напруги, визначити розрахунковим шляхом реальне значення тангенсу кута діелектричних втрат 47451 0,2 0,4 0 0,6 0,8 0,01 1,0 a) 0,02 Фіг. З 1,2 1,4 0,03 1,6 1,1 Кшхі, о.е. 47451 10 0,16 ^вилД" 0,12 N 0,08 Ч V 0,04 \ \ =0,04 ' Ч \ =0,06 йг=«Д2 \ 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 tg Фіг. 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71