Реле для дифференциальной отсечки трансформатора

Использование: в электротехнике для релейной защиты силовых трансформаторов. Технический результат заключается в упрощении устройства и расширении области его применения. На входе устройства установлен небольшой по сопротивлению термоустойчивый резистор, далее инерционное звено и низковольтные стабилитроны, с которых через разделительный конденсатор запитан миниатюрный повышающий трансформатор и затем резонансный контур, в котором в качестве индуктивности использована многовитковая обмотка измерительного реле максимального тока. 3 ил.

 

Устройство относится к электротехнике, а именно к релейной защите силовых трансформаторов распределительных сетей, когда как и в главных схемах электрических соединений подстанций, так и в релейной защите стремятся к наиболее простым и, следовательно, надежным решениям. Особенно полезно заявляемое устройство для расширения области использования простых дифференциальных отсечек в случае ограничения их применения условием отстройки от броска тока намагничивания силового трансформатора и когда достаточно использовать простые частотно-зависимые цепи.

Известен аналог предлагаемого устройства /1/, содержащий трансреактор, к выходу которого подключен выпрямительный мост, резонансный контур, настроенный на частоту сети, и последовательно соединенные релейный элемент, элемент выдержки времени и выходной орган, причем резонансный контур включен между выпрямительным мостом и входом релейного элемента. За счет наличия последовательно с индуктивностью резонансного контура резистора его добротность значительно снижена и не превосходит двух. Поэтому последующие и реле выдержки времени, и выходной орган выполнены по сравнительно сложной электронной схеме и требуют специального источника оперативного питания. Указанное приводит к потере простоты дифференциального реле и затрудняет применение этого аналога в дифференциальной отсечке.

Бóльшую добротность может иметь резонансный контур в устройстве для дифференциальной защиты трансформатора /2/. Однако он обеспечивает только разделение режимов короткого замыкания (к.з.) и броска, а не саму работу выходного реле защиты энергетически, которое в данном прототипе является только блокирующим. Для реализации высокой добротности резонансного контура в прототипе приходится сильно ограничивать отток мощности в направлении реагирующего органа, поэтому он должен быть особенно чувствительным, электронным и использовать энергию источника оперативного тока. Все это усложняет устройство в целом и затрудняет применение его в качестве простого реле дифференциальной отсечки.

Более того, для аналога и для прототипа характерно размещение резонансного контура после выпрямителя - нелинейность, являющаяся источником кратных и комбинационных частот, значительно расширяющих полосу частот, занимаемую анализируемым сигналом. Поэтому применение узкополосных устройств анализа в прототипе и аналоге сразу за выпрямительным мостом ведет к заметной потере информации и энергии сигнала и к неиспользованию всех потенциальных возможностей защит.

Сущность предлагаемого устройства направлена на максимальное упрощение и расширение области возможного применения реле дифференциальной отсечки по условию отстройки ее от броска тока намагничивания. Для этого в качестве информационной выбрана узкая полоса низких частот, когда узкополосное, а следовательно, и простое устройство реле защиты оказывается согласованным с ней по частоте. С этой целью дифференциальный выход вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока подключен к небольшому по сопротивлению термоустойчивому резистору, соединенному с активно-емкостной инерционной цепочкой с разрядным резистором, и далее к ограничителю напряжения, выполненному на двух встречно включенных стабилитронах с балластным питающим резистором, а затем через разделительный конденсатор - к первичной обмотке миниатюрного повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого через другой балластный резистор подключена к высокодобротному параллельному резонансному колебательному контуру 50 Гц с конденсатором и индуктивностью, причем для реализации последней использована токовая многовитковая обмотка измерительного реле максимального тока.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства реле. Здесь 1 - измерительные трансформаторы тока; 2 - дифференциальный выход вторичных обмоток измерительных трансформаторов, нагруженный на активный низкоомный термоустойчивый резистор 3; далее, 4 и 5 - зарядный, разрядный резисторы и конденсатор 6 инерционной цепочки; 7 - балластный резистор стабилитронов 8; 9 - разделительный конденсатор; повышающий трансформатор - 10; 11 - балластный резистор резонансного контура с конденсатором 12 и обмоткой реле 13.

Устройство функционирует следующим образом. При подаче в первичную обмотку одного из измерительных трансформаторов 1 тока броска на низкоомном сопротивлении нагрузки 3 выделяется напряжение, смещенное в сторону апериодической составляющей так, что кривая лежит на оси времени или даже пересекает ее за счет обратных постоянному току трансформированных полуволн. Далее, через зарядный резистор 4 инерционной цепочки как фильтра низкой частоты (ФНЧ) конденсатор 6 заряжается постоянной составляющей напряжения на резисторе 3 и перемещает переменную составляющую достаточно далеко от оси времени. Для установки нужной полосы пропускания ФНЧ используется разрядный резистор 5. В результате переменная составляющая оказывается вся расположена над уровнем напряжения стабилизации стабилитронов 8 и за счет наличия балластного сопротивления 7 полностью срезается стабилитронами 8 так, что на них образуется постоянное напряжение, которое за счет наличия конденсатора 9 не поступает далее в обмотку трансформатора 10, и реле с обмоткой 13 не срабатывает. При токе к.з. напряжение с выхода 2 обмоток образует токи и напряжения на всех элементах. Ограничение по амплитуде происходит только на стабилитронах 8, но переменный характер напряжения сохраняется. Поэтому это переменное напряжение через разделительный конденсатор 9 уже поступает на первичную обмотку миниатюрного повышающего трансформатора 10. В результате повышенное напряжение с его вторичной обмотки через другой балластный резистор 11 начинает раскачивать резонансный контур 50 Гц с конденсатором 12 и индуктивностью обмотки 13 реле в принципе до уровня напряжения на этой вторичной обмотке. Это происходит за счет большой добротности контура и резонанса токов. Практически ток в обмотке реле 13 уже через 2-3 периода достигает величины тока срабатывания реле. При этом восполняются потери в предыдущих элементах схемы. В случае необходимости может быть получена почти любая чувствительность реле, но при условии, что время раскачки контура до срабатывания будет приемлемым по условию термической и динамической устойчивости системы в месте установки защищаемого трансформатора, а реле токовой отсечки не станет выполнять функцию максимальной токовой защиты.

Элементная реализация реле не представляет затруднений и предлагаемое устройство свободно размещается на арматуре реле РТ-40 и частично на его цоколе, что позволяет получить практически новую модификацию РТ-40 специально для выполнения простейших дифференциальных отсечек силовых трансформаторов мощностью до 25 МВА согласно ПУЭ.

На осциллограммах показаны процессы в предлагаемом устройстве. На фиг.2 приведена осциллограмма трансформированного тока броска (внизу) с отрицательными полуволнами и тока в обмотке реле (вверху). Видно, что ток в реле мал. Вначале имеются совершенно незначительные колебания за счет начала процесса интегрирования. На фиг.3 те же лучи осциллографа показывают гармонический ток к.з. (внизу) и быстрое нарастание тока в обмотке реле, который уже через 2-3 периода достигает максимального установившегося значения, что для распределительных сетей вполне приемлемо.

Литература

1. Реле дифференциальной защиты, а.с. СССР, №439876, 07.03.75 БИ №30.

2. Устройство для дифференциальной защиты трансформатора, а.с. СССР, №1101946, 07.07.84, БИ №25.

Реле для дифференциальной отсечки трансформатора, подключенное к дифференциальной цепи вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока и содержащие реле максимального переменного тока с многовитковой обмоткой, резисторы и конденсаторы, отличающееся тем, что дифференциальная цепь от измерительных трансформаторов тока подключена к небольшому по сопротивлению термоустойчивому резистору, соединенному с активно-емкостной инерционной цепочкой с разрядным резистором и далее к ограничителю напряжения, выполненному на двух встречно включенных стабилитронах с балластным резистором, а затем через разделительный конденсатор к первичной обмотке миниатюрного повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого через другой балластный резистор подключена к высокодобротному параллельному резонансному колебательному контуру 50 Гц с конденсатором и индуктивностью, причем для реализации последней использована токовая обмотка измерительного реле максимального тока.



 

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, 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.

Изобретение относится к области электроэнергетики и направлено на построение универсальной защиты трансформатора, использующей имеющуюся информацию в максимально полном объекте. Поставленная задача решается путем использования моделей обмоток трансформатора, а также моделей его магнитопровода. Задействуется информация о наблюдаемых токах и напряжениях всех обмоток, а также априорная информация о параметрах обмоток и магнитопровода. Аварийное состояние трансформатора распознается по критерию адекватности моделей реальному объекту. Способ защиты включает наблюдение отсчетов токов и напряжений, их интерполяционное преобразование в непрерывные входные величины, используемые в моделях, формирование двумерных выходных сигналов, на плоскостях отображения которых задают области срабатывания релейной защиты. Новыми являются операции преобразования входных величин вплоть до формирования выходных сигналов. Первые обмотки - те, модели которых должны быть задействованы в начале преобразований. Входные токи и напряжения этих моделей преобразуются в производную потоков стержней, на которых располагаются первые обмотки. Модели других обмоток используются иначе. Для них входными величинами становятся производные магнитных потоков и собственные токи, а выходными - напряжения на зажимах. Формируют разностные напряжения, указывающие несоответствие между напряжениями, полученными в результате наблюдения объекта и путем его моделирования. Аналогично используют модели независимых контуров магнитопровода, в которых определяются падения магнитных напряжений. Один путь их определения - через потоки стержней. О неадекватности модели и объекта судят как по электрическим, так и магнитным разностным напряжениям. Двумерные электрические и магнитные сигналы образуются из разностных и базовых напряжений. Характеристики срабатывания защиты задают на плоскостях отображения двумерных сигналов. 10 ил.

Реле для дифференциальной отсечки трансформатора

Наверх