Устройство для дифференциальной защиты трансформатора

Устройство относится к релейной защите силового трансформатора с отстройкой от броска тока включения его на холостой ход. Технический результат заключается в повышении надежности и упрощении устройства. В устройстве между выпрямительным мостом с нагрузочным сопротивлением и реагирующим органом включены две инерционные цепочки и диоды со сглаживающей параллельной активно-емкостной цепью. 3 ил.

 

Устройство относится к электротехнике, а именно к релейной защите силовых трансформаторов. Областью применения изобретения являются распределительные сети, когда бросок тока включения силового трансформатора сопровождается частичным поглощением постоянной составляющей и появляются фрагменты вторичного тока, частично заполняющие его бестоковые паузы, что усложняет распознавание броска.

Известно электромагнитное реле для дифференциальной защиты силового трансформатора типа РНТ с насыщающимся трансформатором [1]. Этот аналог заявляемого устройства реле отстроен от бросков намагничивающего тока с частично потерянной постоянной составляющей за счет насыщения сердечника измерительного трансформатора тока и снижения в нем переменной составляющей потока относительно постоянной составляющей специальной короткозамкнутой обмоткой. Недостатком реле является сниженная кратность тока в исполнительном реле.

Лучшая отстройка от броска намагничивающего тока достигается в прототипе [2], использующем процессы заряда и разряда активно-емкостных цепей с диодами. Однако и в этом устройстве после выпрямительного моста необходимо использовать стабилитрон, ограничивающий энергию анализируемого сигнала, и сглаживающий конденсатор, заполняющий небольшие паузы при токе к.з., а для снижения влияния отрицательных полуволн в трансформированном броске приходится устанавливать трансреактор. Указанное ограничивает область применения прототипа и усложняет его.

Сущность предлагаемого изобретения направлена на упрощение устройства при одновременном улучшении отстройки от токов броска, в том числе и с отрицательной полуволной. Для этого к нагрузочному сопротивлению выпрямительного моста, питающемуся от измерительного трансформатора, подключаются две инерционные цепочки. Первая составлена из индуктивности и активного сопротивления, а вторая - из резистора и конденсатора. При появлении входного напряжения на нагрузочном сопротивлении в случае короткого замыкания небольшие бестоковые паузы эффективно сглаживаются двумя инерционными цепочками и на выходе устройства образуется однополярное положительное напряжение. При появлении сравнительно больших бестоковых пауз в случае броска и даже при наличии во вторичном токе трансформатора тока их частичного заполнения конденсатор второй инерционной цепочки, предварительно и эффективно заряженный от выпрямителя без стабилитрона, интенсивно разряжается через индуктивность первой цепочки с поддержанием ею тока разряда, что приводит к его переполюсовке. Далее, через две диодно-резистивные цепи осуществляется алгебраическое сложение средних значений токов этих встречно включенных параллельных цепей на сглаживающем конденсаторе с разрядным сопротивлением и последующие срабатывание измерительного органа или блокировка при отрицательном напряжении на его входе, т.е. при броске.

На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства. Здесь 1 - первичная обмотка промежуточного трансформатора с замкнутым или разомкнутым сердечником 2; 3 - выпрямительный мост с нагрузочным сопротивлением 4; 5 - многовитковая вторичная обмотка трансформатора; индуктивность - 6; конденсатор 7; активные резисторы 8, 9, 11, 13, 14; сглаживающий конденсатор 15; выход устройства 16; выходной орган 17.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. В первичную обмотку 1 промежуточного трансформатора с любым сердечником 2, например без зазора, подается анализируемый ток короткого замыкания или ток броска защищаемого трансформатора. Вторичная обмотка измерительного трансформатора 5 через диодный мост 3 питает выпрямленным током нагрузочное сопротивление 4. Образующееся напряжение подается на две инерционные цепочки 6, 8 и 9, 7, которые эффективно сглаживают небольшие пульсации при токе короткого замыкания, и далее подается через диод 10 и резистор 11 на выход устройства 16. В случае появления бестоковых пауз напряжения на резисторе 4 конденсатор 7 разряжается сначала до нулевого напряжения, а затем за счет поддержания индуктивностью 6 разрядного тока начинает перезаряжаться с образованием на верхней обкладке минуса даже при наличии частичного заполнения бестоковых пауз фрагментами трансформированного тока броска. Параметры инерционных цепочек выбираются так, чтобы переполюсовка конденсатора 7 происходила только при наличии пауз броска. Отрицательные импульсы тока подаются на выход 16 через диод 12 и резистор 13. Сравнение постоянных составляющих токов происходит на резисторе 14, а переменные составляющие блокируются конденсатором 15. Следовательно, подбор или расчет параметров предлагаемого устройства, в том числе и резисторов 11, 13, обеспечивает разделение знаков напряжения в точке 16 для всего диапазона токов в обмотке 1 следующим образом: 1. положительный потенциал - в режиме к.з.; 2. отрицательный потенциал - режим броска.

Переходный процесс может нарушать это разделение в течение первых 0,02-0,05 секунды, что вполне приемлемо для распределительных сетей. Установка на выходе предлагаемого устройства выходного органа 17 в виде максимального реле с небольшой задержкой обеспечивает правильную работу. Таким образом, независимость принятого решения от величины анализируемого тока позволяет отказаться от ограничения напряжения на выходе моста 3 и тем самым реализовать любую кратность измеряемой величины по отношению к положительной уставке реле 17, что выгодно отличает предлагаемое устройство от аналога и прототипа и упрощает устройство.

Элементная реализация не представляет затруднений, т.к. она осуществляется на широко доступных элементах. Некоторые затруднения возникают при аналитических расчетах, особенно в переходных режимах. Однако цифровое моделирование на ЭВМ позволяет получить эти параметры сравнительно просто и быстро.

На осциллограммах приведены результаты этого моделирования в виде осциллограмм напряжения на выходе устройства в точке 16. На фиг.2 показана осциллограмма режима короткого замыкания. Видно нарастание положительного значения напряжения. На фиг.3 - режим броска. Виден непродолжительный переходный процесс и далее переход напряжения в отрицательную область, когда устройство не работает. Нижний луч на осциллограммах показывает форму анализируемого сигнала на выходе моста 3.

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее два диода, резисторы, конденсаторы, промежуточный трансформатор с замкнутым или разомкнутым сердечником, с первичной обмоткой, включенной в защищаемую цепь, и вторичной обмоткой, включенной через двухполупериодный выпрямитель на активное нагрузочное сопротивление, отличающееся тем, что это сопротивление через две последовательно включенные инерционные цепочки и две параллельные встречно включенные диодно-резистивные цепи подключено к общему суммирующему резистору со сглаживающим конденсатором и далее к выходному реле времени, причем первая инерционная цепочка выполнена в виде индуктивно-активного, а вторая в виде активно-емкостного звена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к защите электроустановок от коротких замыканий (КЗ) и, в частности к защите генераторов и/или трансформаторов. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дифференциальной защиты трансформаторов при коротких замыканиях в условиях возможного возникновения бросков тока намагничивания, которые возникают при включении ненагруженного трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для защиты человека от поражения электрическим током, токов утечки, токов перегрузки и к.з. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дифференциальной защиты трансформаторов при коротких замыканиях в условиях возможного возникновения бросков тока намагничивания, которые возникают при включении ненагруженного трансформатора.

Изобретение относится к релейной защите обмоток шунтирующих реакторов, трансформаторов, автотрансформаторов. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты силовых трансформаторов и автотрансформаторов с соединением обмоток , установленных в энергетических системах, от повреждений, сопровождаемых различными видами коротких замыканий.

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к электротехники и может быть использовано для защиты от витковых замыканий и замыканий на корпус обмоток управляемых подмагничиванием реакторов, имеющих внешний источник постоянного тока.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты трехфазных электрических установок от повреждений. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электроэнергетических систем, и может быть использовано для выполнения дифференциальных защит трансформаторов.

Изобретение относится к электротехнике, к релейной защите силового трансформатора и может быть использовано для быстрой блокировки дифференциальной защиты при бросках тока включения, когда имеется доступ к замеру напряжения, создающего ток короткого замыкания и ток броска

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты силовых трансформаторов

Изобретение относится к электротехнике, к релейной защите силовых трансформаторов распределительных сетей

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для релейной защиты трансформаторов от коротких замыканий (КЗ), и может быть использовано для защиты двухобмоточных и трехобмоточных силовых трансформаторов. Технический результат заключается в повышении быстродействия при внешних КЗ, а также повышении чувствительности к витковым замыканиям в силовом трансформаторе в максимальных нагрузочных режимах. Для этого заявленное устройство содержит датчики тока, которые состоят из вторичной обмотки и сердечника из немагнитного материала, сглаживающие фильтры, преобразователь сигналов, блок формирования дифференциального сигнала, первый формирователь действующего значения входного сигнала, блок формирования уставки срабатывания, первую цепь торможения, которая содержит блок задержки сигнала, сумматор и второй формирователь действующего значения входного сигнала, вторую цепь торможения, которая содержит блок формирования тормозного сигнала и третий формирователь действующего значения входного сигнала, первый и второй орган блокировки, а также реагирующий орган, который содержит компаратор и блок логики. 9 ил.

Изобретение относится к устройствам релейной защиты силовых трансформаторов. Технический результат - возможность установки тока срабатывания защиты в четыре и более раз меньше, чем у электромагнитных реле, при регулировании напряжения трансформатора под нагрузкой до ±12,5%. В устройстве на выходе каждого ТТ устанавливаются нагрузочные сопротивления равные 0,1-0,2 Ом (1% точности). Напряжения с этих сопротивлений, пропорциональные токам, поступают на два канала электронного устройства, где они затем в канале ТТ ВН последовательно соединяются с фильтром низких частот, выполненного по схеме с нулевым смещением и прецизионным двухполупериодным выпрямителем на операционных усилителях (ОУ), с выхода выпрямителя отрицательное напряжение поступает одновременно на входы сумматора и быстродействующего время импульсного преобразователя, выход этого преобразователя соединяется с базой транзистора, переключающего коэффициент усиления выходного усилителя для отстройки от бросков намагничивающего тока, в канале ТТ НН от ТТ производится последовательное соединение фильтра низких частот, фазовращателя, для фазировки токов от ТТ ВН и ТТ НН и прецизионного двухполупериодного выпрямителя на ОУ с регулируемым коэффициентом усиления для компенсации разности вторичных токов ТТ ВН и ТТ НН, с выхода выпрямителя положительное напряжение поступает одновременно на входы сумматора и быстродействующего время импульсного преобразователя, выход этого преобразователя соединяется с базой другого транзистора, переключающего коэффициент усиления выходного усилителя для отстройки от токов трехфазного КЗ. 14 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к дифференциальной защите, и может быть использовано для дифференциальной защиты трансформаторов. Техническим результатом предлагаемого способа является отстройка от бросков тока намагничивания при включении под напряжение для дифференциальной защиты трансформаторов, которая в переходном процессе не вызывает замедления действия при насыщении трансформаторов тока в приделах до пятидесяти процентов токовой погрешности ТТ, а также значительное повышение чувствительности дифференциальной защиты силового трансформатора. Указанный технический результат достигается тем, что способ отстройки от бросков тока намагничивания при включении под напряжение для дифференциальной защиты трансформатора заключается в анализе токов со стороны питания, при этом фильтрами формируют напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей, соответствующие симметричным составляющим токам фаз, проходящих со стороны питания энергосистемы, сравнивают значение нулевой последовательности с первым заданным значением, сравнивают отношение напряжения нулевой последовательности к напряжению обратной последовательности со вторым заданным значением, сравнивают отношение суммы напряжений обратной и нулевой последовательности к прямой последовательности с третьем заданным значением, если одновременно значение нулевой последовательности меньше первого заданного значения и при превышении двух ранее упомянутых отношений соответствующих второму и третьему заданным значениям формируется сигнал блокировки дифференциальной защиты. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к дифференциальной защите, и может быть использовано для дифференциальной защиты трансформаторов. Техническим эффектом предлагаемого устройства является отстройка от бросков тока намагничивания при включении под напряжение для дифференциальной защиты трансформаторов, которая не вызывает замедления действия при насыщении трансформаторов тока в приделах до пятидесяти процентов токовой погрешности ТТ, повышение чувствительности дифференциальной защиты по току срабатывания ниже 0,3Iном. силового трансформатора. Указанный технический результат достигается тем, что устройство отстройки от бросков тока намагничивания при включении под напряжение для дифференциальной защиты трансформатора формирует выпрямленные сигналы, пропорциональные токам прямой, обратной и нулевой последовательностей, при помощи трех вторичных шестифазных обмоток преобразователей с вращающимся магнитным полем, которые присоединяются своими первичными обмотками к датчикам тока в каждой фазе, затем выпрямленный сигнал обратной последовательности делится на выпрямленный сигнал прямой последовательности и сравнивается с уставкой содержания обратной последовательности относительно прямой последовательности, образуя при этом первый вход на схему «ИЛИ», сумма выпрямленных сигналов обратной и нулевой последовательностей делится на выпрямленный сигнал прямой последовательности и сравнивается с уставкой содержания суммы обратной и нулевой последовательностей относительно прямой последовательности, образуя при этом второй вход на схему «ИЛИ», которая выдает сигнал на отключение выключателя при превышении соответствующих уставок или выдает сигнал на блокирование срабатывания дифференциальной защиты. 1ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и чувствительности защиты. Согласно способу дифференциальной защиты при преобразовании частоты для выходного трансформатора системы со статическим преобразователем частоты (СПЧ) защитное устройство измеряет трехфазный ток на каждой стороне выходного трансформатора системы с СПЧ. В соответствии со схемой соединения обмоток выходного трансформатора сторона, обмотки которой соединены в треугольник, используется в качестве эталона для выполнения фазовой коррекции на стороне, обмотки которой соединены в звезду. С учетом того, что вторичные номинальные токи на каждой стороне трансформатора различны, коэффициент баланса с каждой стороны регулируется, чтобы вычислить дискретные значения корректирующего тока каждой стороны и тока небаланса. Алгоритм защиты пуска и отключения генератора, не зависящий от частоты, используется для расчета амплитудных значений корректирующего тока, тока небаланса и тормозного тока. Дифференциальная защита при преобразовании частоты для выходного трансформатора осуществляется с помощью тормозной дифференциальной характеристики в соответствии со значениями тока небаланса и тормозного тока. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора

Наверх