Способ определения потерь мощности в силовом трансформаторе без отключения подключенной к нему нагрузки
METHOD FOR DETERMINING POWER LOSSES IN A POWER TRANSFORMER WITHOUT DISCONNECTING THE LOAD CONNECTED TO IT

Изобретение относится к энергоэффективности электрических сетей и предназначено для определения потерь мощности в силовом трансформаторе в процессе эксплуатации без отключения подключенной к нему нагрузки.
Известна передвижная установка для диагностики силовых распределительных трансформаторов, предназначенная для диагностики силовых трансформаторов в местах их эксплуатации, а также при вводе в эксплуатацию новых силовых трансформаторов с целью контроля соответствия фактических значений потерь холостого хода и потерь короткого замыкания требуемому классу энергоэффективности (патент РФ № 198361, МПК G01R 31/62, опубл. 02.07.2020, Бюл. №19).
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройство для его осуществления, заключающийся в измерении потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях, за счет изменения напряжения на низковольтной обмотке трансформатора при разомкнутой высоковольтной обмотке (патент РФ № 2 533 530, МПК(51) G01R 31/06, опубл. 20.11.2014, бюл. №32).
Недостатком известного способа является необходимость отключения нагрузки от силового трансформатора при проведении измерений для определения потерь мощности холостого хода, потерь мощности короткого замыкания.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности определения потерь мощности, в том числе потерь мощности холостого хода, потерь мощности короткого замыкания в силовом трансформаторе в процессе эксплуатации без отключения подключенной к нему нагрузки.
В результате использования предлагаемого изобретения достигается возможность определения потерь мощности, в том числе потерь мощности холостого хода, потерь мощности короткого замыкания в силовом трансформаторе в процессе эксплуатации без отключения подключенной к нему нагрузки.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе определения потерь мощности в силовом трансформаторе без отключения подключенной к нему нагрузки, заключающемся в измерении мощности, согласно изобретению, измеряют потребляемую мощность до и после силового трансформатора при разном значении мощности подключенной к силовому трансформатору нагрузки, для каждого значения мощности подключенной нагрузки определяют суммарные потери мощности в трансформаторе как разницу между значением потребляемой мощности до и после силового трансформатора и коэффициент загрузки как отношение потребляемой после трансформатора мощности к номинальной мощности трансформатора, строят графически фактическую зависимость суммарных потерь мощности в силовом трансформаторе от мощности подключенной нагрузки, достраивают графически зависимость до значения мощности нагрузки, равной нулю, определяют потери мощности в силовом трансформаторе при нулевом значении мощности подключенной нагрузки как потери холостого хода силового трансформатора при текущем значении температуры обмоток, измеряют температуру обмоток силового трансформатора, выполняют приведение полученного значения потерь холостого хода к нормальным условиям путём умножения на коэффициент приведения потерь холостого хода, зависящий от способа измерения температуры и характеристик трансформатора, определяют значения потерь мощности силового трансформатора без учёта потерь мощности холостого хода для разных значений мощности подключенной нагрузки как разницу суммарных потерь мощности в силовом трансформаторе при текущем значении подключенной мощности нагрузки и потерь мощности холостого хода силового трансформатора, определяют потери короткого замыкания силового трансформатора как отношение потерь мощности силового трансформатора без учёта потерь мощности холостого хода к квадрату значения коэффициента загрузки трансформатора при текущем значении мощности подключенной нагрузки, приводят значения потерь мощности короткого замыкания к нормальным условиям путём умножения на коэффициент приведения потерь короткого замыкания, зависящий от способа измерения температуры и характеристик трансформатора.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема устройства для определения потерь мощности в силовом трансформаторе без отключения подключенной к нему нагрузки.
Устройство для определения потерь мощности в силовом трансформаторе без отключения подключенной к нему нагрузки содержит СТ1 – силовой трансформатор; ПИМ2 – прибор для измерения мощности; ПИМ3 – прибор для измерения мощности; ПИТ4 – прибор для измерения температуры обмоток; Н5 – нагрузка, подключенная к силовому трансформатору.
ПИМ2 соединён с силовой сетью до силового трансформатора СТ1 и осуществляет измерение мощности в данной точке, ПИМ3 соединён с силовой сетью после силового трансформатора и осуществляет измерение мощности в данной точке, ПИТ4 установлен в обмотке трансформатора и осуществляет измерение её температуры, Н5 получает питание от силовой цепи после силового трансформатора.
Способ реализуется следующим образом.
С помощью прибора для измерения мощности ПИМ2 измеряют потребляемую мощность до силового трансформатора СТ1, с помощью   прибора для измерения мощности ПИМ3 измеряют потребляемую мощность  после силового трансформатора СТ1 при разном значении мощности подключенной к силовому трансформатору нагрузки Н5. Для каждого значения мощности подключенной нагрузки Н5 определяют суммарные потери мощности в СТ1 как разницу между значением потребляемой мощности до и после силового трансформатора, то есть как разницу показаний ПИМ2 и ПИМ3. Определяют коэффициент загрузки СТ1 как отношение потребляемой за трансформатором мощности, измеренной с помощью ПИМ3 к номинальной мощности трансформатора СТ1. Строят фактическую зависимость суммарных потерь мощности в силовом трансформаторе СТ1 от мощности подключенной нагрузки Н5, достраивают графически зависимость до значения мощности нагрузки, равной нулю, определяют потери мощности в силовом трансформаторе СТ1 при нулевом значении мощности подключенной нагрузки Н5 как потери холостого хода силового трансформатора СТ1 при текущем значении температуры обмоток. Измеряют температуру обмоток силового трансформатора СТ1 с помощью прибора для измерения температуры обмоток ПИТ4, выполняют приведение полученного значения потерь холостого хода к нормальным условиям с помощью коэффициента приведения потерь холостого хода, зависящего от способа измерения температуры и характеристик трансформатора СТ1. Определяют значения потерь мощности силового трансформатора СТ1 без учёта потерь холостого хода для разных значений мощности подключенной нагрузки Н5 как разницу суммарных потерь мощности в силовом трансформаторе СТ1 при текущем значении подключенной мощности нагрузки Н5 (разница показаний ПИМ2 и ПИМ3) и потерь мощности холостого хода силового трансформатора СТ1. Определяют потери короткого замыкания силового трансформатора СТ1 как отношение потерь мощности без учёта потерь холостого хода к квадрату значения коэффициента загрузки трансформатора СТ1 при текущем значении мощности подключенной нагрузки  Н5, приводят значения потерь мощности короткого замыкания к нормальным условиям путём умножения на коэффициент приведения потерь короткого замыкания, зависящий от способа измерения температуры и характеристик трансформатора СТ1.
Применение предлагаемого способа позволяет определять значения потерь мощности, в том числе потерь мощности холостого хода, потерь мощности короткого замыкания в силовом трансформаторе в процессе эксплуатации без отключения подключенной к нему нагрузки.