[go: up one dir, main page]

RU2328749C1 - Method of measurement of magnetising current of transformer that operates under load - Google Patents

Method of measurement of magnetising current of transformer that operates under load Download PDF

Info

Publication number
RU2328749C1
RU2328749C1 RU2007103447/28A RU2007103447A RU2328749C1 RU 2328749 C1 RU2328749 C1 RU 2328749C1 RU 2007103447/28 A RU2007103447/28 A RU 2007103447/28A RU 2007103447 A RU2007103447 A RU 2007103447A RU 2328749 C1 RU2328749 C1 RU 2328749C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shunts
transformer
current
under load
magnetizing current
Prior art date
Application number
RU2007103447/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Васильевич Гуков (RU)
Дмитрий Васильевич Гуков
Андрей Дмитриевич Гуков (RU)
Андрей Дмитриевич Гуков
Игорь Олегович Прутчиков (RU)
Игорь Олегович Прутчиков
Василий Владимирович Камлюк (RU)
Василий Владимирович Камлюк
Валерий Николаевич Солдатов (RU)
Валерий Николаевич Солдатов
В чеслав Евгеньевич Прокофьев (RU)
Вячеслав Евгеньевич Прокофьев
Александр Евгеньевич Спиридонов (RU)
Александр Евгеньевич Спиридонов
Original Assignee
Военный инженерно-технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный инженерно-технический университет filed Critical Военный инженерно-технический университет
Priority to RU2007103447/28A priority Critical patent/RU2328749C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2328749C1 publication Critical patent/RU2328749C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

FIELD: electromechanics.
SUBSTANCE: suggested method consists in the following: measurements of instantaneous value of magnetising current is carried out from two shunts, one of which is included into primary winding of transformer, and the second one is included in the secondary winding, at that measuring terminals of shunts are connected serially back-to-back, and shunts are calibrated so that ratio of voltage drops in shunts during flowing of same current is equal to transformer transformation ratio.
EFFECT: development of method for measurement of magnetising current of transformer that operates under load.
4 dwg

Description

Способ относится к электромеханике, может быть использован в демонстрационных или исследовательских целях.The method relates to electrical engineering, can be used for demonstration or research purposes.

Наиболее близким к предлагаемому является способ [1] - Патент G01R 31/34 № 1017083 «Способ измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя» Ушаков А.В., Младенцев В.И., который предполагает измерение параметров тока только в первичной обмотке трансформатора, при отсутствии нагрузки, то есть в режиме холостого хода. (В прототипе речь идет о асинхронном двигателе. Асинхронный двигатель в общем случае можно рассматривать как трансформатор, тогда первичная обмотка - это обмотка статора, а вращение асинхронного двигателя с синхронной скоростью - это работа трансформатора на холостом ходу).Closest to the proposed one is the method [1] - Patent G01R 31/34 No. 1017083 "Method for measuring the magnetizing current of an induction motor" Ushakov AV, Mladentsev VI, which involves the measurement of current parameters only in the primary winding of the transformer, in the absence of load, that is, in idle mode. (The prototype is an asynchronous motor. An induction motor can generally be regarded as a transformer, then the primary winding is the stator winding, and rotation of the asynchronous motor with synchronous speed is the idle operation of the transformer).

Недостатком способа [1] является невозможность измерения намагничивающего тока при работе под нагрузкой. При работе трансформатора под нагрузкой намагничивающий ток входит в состав первичного тока и нет такого участка электрической цепи, где намагничивающий ток протекал бы без нагрузочной составляющей и его можно было бы измерить. Вместе с тем известно, что намагничивающий ток с появлением тока нагрузки не остается постоянным, таким же, как в режиме холостого хода, а снижается. Причина снижения намагничивающего тока - падение напряжения на индуктивности рассеяния магнитного потока первичной обмотки и активном сопротивлении первичной обмотки.The disadvantage of this method [1] is the impossibility of measuring the magnetizing current when operating under load. When the transformer is operating under load, the magnetizing current is part of the primary current and there is no section of the electric circuit where the magnetizing current would flow without a load component and could be measured. However, it is known that the magnetizing current with the appearance of the load current does not remain constant, the same as in idle mode, but decreases. The reason for the decrease in the magnetizing current is the voltage drop on the scattering inductance of the magnetic flux of the primary winding and the active resistance of the primary winding.

Решение проблемы измерения намагничивающего трансформатора, работающего под нагрузкой, достигается тем, что измерения мгновенного значения намагничивающего тока производят с двух шунтов, один из которых включают в первичную, а второй во вторичную обмотку трансформатора, причем измерительные клеммы шунтов соединяют последовательно встречно, а шунты откалиброваны таким образом, что отношение падений напряжения на шунтах при протекании одинакового тока равно коэффициенту трансформации трансформатора.The solution to the problem of measuring a magnetizing transformer operating under load is achieved by measuring the instantaneous value of the magnetizing current from two shunts, one of which is connected to the primary and the second to the secondary winding of the transformer, and the measuring terminals of the shunts are connected in series, and the shunts are calibrated so so that the ratio of the voltage drops on the shunts when the same current flows is equal to the transformation ratio of the transformer.

Измерение по предлагаемому способу производят следующим образом.Measurement by the proposed method is as follows.

В первичную и вторичную обмотки установливают шунты. Соотношение между номинальными токами шунтов выбирают как можно более близким к коэффициенту трансформации трансформатора. Клеммы шунтов соединяют таким образом, чтобы падение напряжения от тока вторичной обмотки i'2(t) вычиталось из падения напряжения от тока i1(t). Осциллограф в такой схеме должен показать ток iμ(t), поскольку iμ(t)=i1(t)-i'2(t).Но это верно только при точном подборе шунтов, когда одинаковый ток, протекающий по шунтам, будет создавать на измерительных клеммах шунтов такие падения напряжения, отношение которых равно коэффициенту трансформации трансформатора.Shunts are installed in the primary and secondary windings. The ratio between the rated currents of the shunts is chosen as close as possible to the transformation ratio of the transformer. The terminals of the shunts are connected so that the voltage drop from the current of the secondary winding i ' 2 (t) is subtracted from the voltage drop from the current i 1 (t). The oscilloscope in such a circuit should show the current i μ (t), since i μ (t) = i 1 (t) -i ' 2 (t). But this is only true with the exact selection of shunts, when the same current flowing through the shunts, will create voltage drops on the measuring terminals of the shunts, the ratio of which is equal to the transformation coefficient of the transformer.

Подобрать соотношение между номинальными токами шунтов точно равным коэффициенту трансформации трансформатора (в этом случае одинаковый ток, протекающий по шунтам, будет создавать на измерительных клеммах шунтов такие падения напряжения, отношение которых равно коэффициенту трансформации трансформатора) при использовании стандартных шунтов не представляется возможным. Поэтому перед измерением необходимо произвести масштабирование.It is not possible to select the ratio between the rated currents of the shunts exactly equal to the transformation coefficient of the transformer (in this case, the same current flowing through the shunts will create voltage drops on the measuring terminals of the shunts whose ratio is equal to the transformation coefficient of the transformer) using standard shunts. Therefore, before measuring, it is necessary to scale.

В ходе масштабирования к трансформатору прикладывается пониженное напряжение, при этом исключается насыщение и iμ(t) незначителен. Включается нагрузка. Производится измерение намагничивающего тока осциллографом по описанной схеме.During scaling, a reduced voltage is applied to the transformer, while saturation is excluded and i μ (t) is negligible. The load turns on. The magnetizing current is measured by an oscilloscope according to the described scheme.

Пониженное напряжение нужно для того, чтобы при настройке исключить намагничивающий ток. В таком случае при правильно подобранных шунтах падение напряжения на шунтах равны и осциллограф, подключенный к последовательно встречно соединенным шунтам, должен показывать 0 независимо от нагрузки.Undervoltage is necessary in order to exclude magnetizing current during setup. In this case, with correctly selected shunts, the voltage drop across the shunts is equal and the oscilloscope connected to the series-connected shunts should show 0 regardless of the load.

При неточном выполнении указанных условий на экране осциллографа будет наблюдаться синусоида. Это разница падений напряжения на шунтах. Для подбора сопротивления шунта у одного из шунтов отключают проводник, подходящий к измерительной клемме, и подключают прямо на рабочую поверхность шунта. Перемещая проводник по поверхности шунта, добиваются прямой линии на экране осциллографа (отсутствия сигнала). Проводник закрепляют. Именно такое положение проводника будет соответствовать отмасштабированной схеме. Схема готова к измерениям.If these conditions are not fulfilled accurately, a sinusoid will be observed on the oscilloscope screen. This is the difference in voltage drops on shunts. To select the resistance of the shunt at one of the shunts, disconnect the conductor suitable for the measuring terminal and connect directly to the working surface of the shunt. Moving the conductor along the surface of the shunt, they achieve a straight line on the screen of the oscilloscope (no signal). The conductor is fixed. It is this position of the conductor that will correspond to the scaled circuit. The circuit is ready for measurements.

Для того чтобы убедиться в том - результаты измерения верны, можно проделать следующие опыты.In order to verify that the measurement results are correct, the following experiments can be done.

- Измерения производить при пониженном напряжении и различной нагрузке. Во всех случаях показания осциллографа должны быть нулевыми.- Measurements are carried out at reduced voltage and various loads. In all cases, the oscilloscope readings should be zero.

- Измерения производить на холостом ходу. Плавно увеличивать питающее напряжение. При этом намагничивающий ток должен увеличиваться, а затем стать несинусоидальным характерной формы.- Measurements to idle. Gradually increase the supply voltage. In this case, the magnetizing current should increase, and then become a non-sinusoidal characteristic shape.

Заявляемое способ отвечает требованию "новизна", поскольку имеет новые признаки: измерения мгновенного значения намагничивающего тока производят с двух шунтов, один из которых включают в первичную, а второй во вторичную обмотку трансформатора, причем измерительные клеммы шунтов соединяют последовательно встречно, а шунты откалиброваны таким образом, что отношение падений напряжения на шунтах при протекании равного тока соответствует коэффициенту трансформации трансформатора.The inventive method meets the requirement of "novelty" because it has new features: the instantaneous value of the magnetizing current is measured from two shunts, one of which is connected to the primary and the second to the secondary winding of the transformer, and the measuring terminals of the shunts are connected in series, and the shunts are calibrated in this way that the ratio of the voltage drops on the shunts when equal current flows corresponds to the transformation ratio of the transformer.

Именно указанное сочетание признаков обеспечивает способу новые возможности, не очевидные:It is this combination of features that provides the method with new features that are not obvious:

- возможность измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой;- the ability to measure the magnetizing current of a transformer operating under load;

- измерения производить по мгновенным значениям намагничивающего тока, что позволяет измерять несинусоидальный намагничивающий ток в режиме сильного насыщения магнитопровода;- measurements should be made using the instantaneous values of the magnetizing current, which makes it possible to measure a non-sinusoidal magnetizing current in the regime of strong saturation of the magnetic circuit;

- измерять намагничивающий ток при питании трансформатора несинусоидальным током;- measure the magnetizing current when the transformer is powered with a non-sinusoidal current;

- возможность наглядно продемонстрировать работу трансформатора под нагрузкой (как с увеличением нагрузки снижается намагничивающий ток);- the ability to clearly demonstrate the operation of the transformer under load (how with increasing load the magnetizing current decreases);

- новые возможности исследования трансформаторов (по изменению намагничивающего тока от смены расположения обмоток, изменения формы магнитопровода можно судить об индуктивностях рассеяния магнитного потока отдельных обмоток)- new possibilities for the study of transformers (by changing the magnetizing current from changing the location of the windings, changing the shape of the magnetic circuit, one can judge the inductance of the magnetic flux of individual windings)

Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".This allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

На фиг.1 представлена схема для выделения намагничивающего тока: Тр.1 - трансформатор; Ш1 - шунт в цепи первичной обмотки; Ш2 - шунт в цепи вторичной обмотки; Rб - нагрузочное сопротивление (балластный реостат).Figure 1 presents a diagram for the allocation of the magnetizing current: Tr.1 - transformer; Sh1 - a shunt in the primary circuit; Sh2 - a shunt in the secondary circuit; R b - load resistance (ballast rheostat).

На фиг.2 представлен калибруемый шунт Ш2.Figure 2 presents the calibrated shunt Ш2.

На фиг.3. представлены осциллограммы намагничивающего тока iμ(t) при различной калибровке шунта Ш2 (а, б, в) и в режиме насыщения первичной обмотки трансформатора (г).In figure 3. oscillograms of the magnetizing current i μ (t) are presented for various calibrations of the shunt Ш2 (a, b, c) and in the saturation mode of the transformer primary winding (d).

На фиг.4. представлены реальные осциллограммы намагничивающего тока при слабом (а) и более сильном насыщении магнитопровода (б).In figure 4. real oscillograms of the magnetizing current are presented for a weak (a) and stronger saturation of the magnetic circuit (b).

Измерение по предлагаемому способу, представленному на фиг.1-4, производят следующим образом.Measurement by the proposed method, presented in figures 1-4, is as follows.

В первичную и вторичную обмотки трансформатора Тр.1 установливают шунты Ш1 и Ш2 (фиг.1). Соотношение между номинальными токами шунтов выбирают как можно более близким к коэффициенту трансформации трансформатора. Клеммы шунтов Ш1 и Ш2 соединяют таким образом, чтобы падение напряжения от тока вторичной обмотки i'2(t) на шунте Ш2 вычиталось из падения напряжения на шунте Ш1 от тока i1(t). Осциллограф в такой схеме должен показать ток iμ(t), поскольку iμ(t)=i1(t)- i'2(t).In the primary and secondary windings of the transformer Tr. 1, shunts Ш1 and Ш2 are installed (Fig. 1). The ratio between the rated currents of the shunts is chosen as close as possible to the transformation ratio of the transformer. The terminals of the shunts Ш1 and Ш2 are connected so that the voltage drop from the current of the secondary winding i ' 2 (t) on the shunt Ш2 is subtracted from the voltage drop at the shunt Ш1 from the current i 1 (t). The oscilloscope in such a circuit should show the current i μ (t), since i μ (t) = i 1 (t) - i ' 2 (t).

В ходе масштабирования у одного из шунтов отключают проводник, подходящий к измерительной клемме, и подключают прямо на рабочую поверхность шунта (фиг.2). На экране осциллографа в зависимости от точки подключения будет наблюдаться одна из картин, изображенных на фиг.3.During scaling, one of the shunts disconnects the conductor, suitable for the measuring terminal, and connects directly to the working surface of the shunt (figure 2). On the oscilloscope screen, depending on the connection point, one of the pictures shown in Fig. 3 will be observed.

Перемещая проводник по поверхности шунта, добиваются прямой линии на экране осциллографа (фиг.3в - отсутствия сигнала). Проводник закрепляют. Именно такое положение проводника будет соответствовать отмасштабированной схеме. Схема готова к измерениям.Moving the conductor along the surface of the shunt, achieve a straight line on the screen of the oscilloscope (figv - no signal). The conductor is fixed. It is this position of the conductor that will correspond to the scaled circuit. The circuit is ready for measurements.

На фиг.4. приведены реальные осциллограммы намагничивающего тока при слабом (а) и более сильном насыщении магнитопровода (б)In figure 4. real oscillograms of the magnetizing current are given for weak (a) and stronger saturation of the magnetic circuit (b)

Способ был опробован с использованием серийно выпускаемого сварочного трансформатора ТДМ-259 с клиновым магнитным шунтом. Напряжение питающей сети 220 В; напряжение вторичной обмотки на холостом ходу - 65 В.The method was tested using a commercially available welding transformer TDM-259 with a wedge magnetic shunt. Supply voltage 220 V; secondary winding voltage at idle - 65 V.

Использовались шунты:Shunts used:

в первичной обмотке 100 А; 75 mV;in the primary winding 100 A; 75 mV;

во вторичной обмотке 200 А; 75 mV;in the secondary winding 200 A; 75 mV;

Нагрузка Rб - балластный реостат РБ-300.Load R b - ballast rheostat RB-300.

Питание осуществлялось от лабораторного потенциал-регулятора (регулируемый источник переменного синусоидального напряжения)Power was supplied from a laboratory potential regulator (adjustable source of alternating sinusoidal voltage)

Результаты испытаний позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию " промышленная применимость ".The test results allow us to conclude that the claimed invention meets the criterion of "industrial applicability".

Источники информацииInformation sources

1. Патент G01R 31/34 «Способ измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя» Ушаков А.В., Младенцев В.И. № публикации 1017083, дата публикации 2005.08.20, регистрационный № заявки 3360117/07.1. Patent G01R 31/34 “Method for measuring the magnetizing current of an induction motor” Ushakov AV, Mladentsev VI Publication No. 1017083, publication date 2005.08.20, Registration Application No. 3360117/07.

Claims (1)

Способ измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой, отличающийся тем, что измерения мгновенного значения намагничивающего тока производят с двух шунтов, один из которых включают в первичную, а второй во вторичную обмотку трансформатора, причем измерительные клеммы шунтов соединяют последовательно встречно, а шунты откалиброваны таким образом, что отношение падений напряжения на шунтах при протекании одинакового тока равно коэффициенту трансформации трансформатора.A method of measuring the magnetizing current of a transformer operating under load, characterized in that the instantaneous value of the magnetizing current is measured from two shunts, one of which is connected to the primary and the second to the secondary winding of the transformer, and the measuring terminals of the shunts are connected in series, and the shunts are calibrated in such a way so that the ratio of the voltage drops on the shunts when the same current flows is equal to the transformation ratio of the transformer.
RU2007103447/28A 2007-01-29 2007-01-29 Method of measurement of magnetising current of transformer that operates under load RU2328749C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103447/28A RU2328749C1 (en) 2007-01-29 2007-01-29 Method of measurement of magnetising current of transformer that operates under load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103447/28A RU2328749C1 (en) 2007-01-29 2007-01-29 Method of measurement of magnetising current of transformer that operates under load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2328749C1 true RU2328749C1 (en) 2008-07-10

Family

ID=39680838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007103447/28A RU2328749C1 (en) 2007-01-29 2007-01-29 Method of measurement of magnetising current of transformer that operates under load

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2328749C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2566394C2 (en) * 2014-02-18 2015-10-27 Федеральное Государственное Казённое Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Военная Академия Материально-Технического Обеспечения Имени Генерала Армии А.В. Хрулева" Министерства Обороны Российской Федерации Measuring method of magnetisation current of asynchronous motor with phase rotor, which operates under load
RU2603723C2 (en) * 2015-04-27 2016-11-27 Дмитрий Васильевич Гуков Device for transformer magnetization current measurement, which operates under load

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2566394C2 (en) * 2014-02-18 2015-10-27 Федеральное Государственное Казённое Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Военная Академия Материально-Технического Обеспечения Имени Генерала Армии А.В. Хрулева" Министерства Обороны Российской Федерации Measuring method of magnetisation current of asynchronous motor with phase rotor, which operates under load
RU2603723C2 (en) * 2015-04-27 2016-11-27 Дмитрий Васильевич Гуков Device for transformer magnetization current measurement, which operates under load

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2108587C1 (en) Current intensity measuring transducer
KR100993928B1 (en) Magnetic bridge type current sensor, magnetic bridge type current detection method, and magnetic bridge used in the sensor and detection method
Stumberger et al. Evaluation of experimental methods for determining the magnetically nonlinear characteristics of electromagnetic devices
Fuchs et al. Measurement of three-phase transformer derating and reactive power demand under nonlinear loading conditions
JPH11142459A (en) Transformer error testing device with zero load function
KR20060089729A (en) Magnetic Bridge Type Power Sensor
RU2328749C1 (en) Method of measurement of magnetising current of transformer that operates under load
JP3790993B2 (en) Ground resistance measuring instrument and ground resistance measuring method
RU2687298C1 (en) Method for measuring active resistances to direct current windings of a power transformer
Cataliotti et al. Characterization of clamp-on current transformers under nonsinusoidal conditions
US11965916B2 (en) Method and device for determining the resistive component of the leakage current impedance in the alternating current network
Damnjanovic et al. The measurement and evaluation of distribution transformer losses under nonlinear loading
RU2603723C2 (en) Device for transformer magnetization current measurement, which operates under load
Gopalakrishna et al. Design margin for short circuit withstand capability in large power transformers
RU2566394C2 (en) Measuring method of magnetisation current of asynchronous motor with phase rotor, which operates under load
US6163157A (en) Insulation tester for squirrel cage rotors
RU2685571C1 (en) Device for measuring leakage inductances of individual windings of a two-winding transformer
Dewolf et al. Measurement of input power of dc motors operated using rectifier power supplies and choppers
RU2714532C1 (en) Differential method of detecting coil short circuits in a three-phase transformer
RU80705U1 (en) DEVICE FOR POWER AND CURRENT MEASUREMENT VERIFICATION
Osmanbasic et al. Acceleration of LV winding resistance measurement
RU2073250C1 (en) Method and device for determining dynamic induction of reactor
SU1190303A2 (en) Apparatus for measuring electric conductance
RU1797077C (en) Method of determination of short-circuit current
Malor OPEN CIRCUIT AND SHORT CIRCUIT TEST OF TRANSFORMER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090130