Установка для випробування трансформаторної оливи УИМ – 90 з електронним блоком підйому напруги

Abstract

Для проведення випробувань відповідно до методики визначення пробивної напруги рідких діелектриків використовуються високовольтні установки, основними частинами яких є високовольтний трансформатор, блок підйому напруги, випробувальна комірка з електродами та ін. Описано установку для випробування трансформаторної оливи УИМ – 90 з електромеханічним блоком підйому напруги. У зв`язку з жорсткими вимогами нормативних документів до форми синусоїди напруги на електродах комірки, проведено натурні випробування УИМ – 90, які дозволяють оцінити вплив якості мережевої напруги на спотворення випробувальної напруги та точність вимірювань. Виявлено, що при використанні електромеханічного блоку підйому напруги перепади напруги мережі спотворюють форму синусоїди пропорційно коефіцієнту трансформації підвищувального трансформатора. Проведеним аналізом конструкції цього блоку виявлено, що використання ЛАТРа та механічного регулятора напруги може викликати додаткові спотворення форми синусоїди. Прийнято рішення про розробку електронного блоку підйому напруги, який дозволить виключити вплив мережі на результати випробувань. Створено алгоритм формування сигналу від мікроконтролера, що генерує лінійно наростаючу напругу, до підсилювача, який являє собою широтно-імпульсний модулятор, далі, до каскаду підвищувальних трансформаторів. Запропоновано використовувати додатковий трансформатор для узгодження рівнів вихідної напруги підсилювача та вхідної напруги основного підвищувального трансформатора. Наведено функціональну схему УИМ – 90 з електронним блоком підйому напруги та каскадним включенням підвищувальних трансформаторів. Наведені осцилограма напруги та її спектрограма на первинній обмотці основного трансформатора, отримані в результаті реалізації розробленого електронного блоку підйому напруги, демонструють незалежність форми синусоїди напруги від якості мережі. Проаналізувавши технічні характеристики модернізованого УИМ – 90 та світових аналогів, можна зробити висновок про його конкурентоспроможність на міжнародному рівні.

For test operations according to the liquid dielectric breakdown voltage measurement method we use high voltage machines that consist of high-voltage step-up transformer, voltage riseblock, test cell with electrodes and so on. Described dielectric oil's test machine UIM – 90 with electromechanical voltage rise block. Cause of hard requirements in specification documents about voltage sine wave form on cell's electrodes, we performed field tests for UIM – 90 that help to evaluate the mains voltage impact on the test voltage distortion and measurement accuracy. Was discovered that during usage of electromechanical voltage rise block voltage steps disrupt sine wave’s form proportionally to step-up transformer’s transformation coefficient. Performed analysis of this block’s construction and established that usage of LАTP and mechanical voltage controller could lead to additional sine’s wave disruption. Decided to develop electronic voltage rise block which will allow to get rid of mains influence on test data. Created the algorithm of wave shaping from microcontroller, which generates voltage ramp to the amplifier representing pulse width modulator, then to the step-up transformers cascade. Proposed to use additional transformer for level matching of amplifier’s output voltage and main high voltage transformer’s input voltage. Presented flow sheet for UIM – 90 with electronic voltage step-up block and cascading start of step-up transformers. Provided voltage oscillograph trace and it spectrograph on the main transformer’s primary side, received due to the implementation of developed electronic voltage step-up block, prove that voltage sine wave form doesn’t rely on mains quality. After upgraded UIM – 90 and it world analogues technical parameters analysis we could make a conclusion about it competitive capability on global level.