Электронное устройство быстрой блокировки диффзащиты трансформатора

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. С этой целью указанное напряжение запоминается на контуре памяти в динамическом режиме и из него на простых элементах - моделях образуются характерные копии токов броска и короткого замыкания, которые далее совместно с текущей реализацией режима в виде напряжения на нагрузочном сопротивлении измерительного трансформатора тока подвергаются корреляционной обработке и сравнению. Технический результат состоит в повышении быстродействия. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к дифференциальной защите трансформатора, когда от нее требуется быстрое принятие решения о возникновении броска тока намагничивания при его включении на холостой ход или о коротком замыкании. При этом полагается, что в месте установки защиты имеется доступ через трансформаторы напряжения к напряжению, под действием которого возникают эти режимы.

Широко известны и широко используются дифференциальные реле с насыщающимися трансформаторами типа РНТ [1]. За счет насыщения промежуточного трансформатора и наличия короткозамкнутых обмоток реле отстраивается даже от броска, трансформированного через измерительный трансформатор тока, когда появляются полуволны, обратные постоянной составляющей тока включения. Однако быстродействие и степень указанной отстройки реле требуется улучшать, особенно для мощных высоковольтных трансформаторов.

Известна электронная дифференциальная защита с реле, содержащим трансреактор, преобразователь в виде выпрямительного моста, резонансный контур, настроенный на частоту сети, и выходные релейные элементы [2].

Добротность резонансного контура этого аналога и, следовательно, его избирательность ограничена необходимым быстродействием.

Известен прототип предлагаемого устройства [3], содержащий резонансный контур, настроенный уже на вторую гармонику защищаемой сети, поэтому быстродействие защиты улучшается, однако все недостатки, связанные с инерционностью применяемых резонансных контуров, сохраняются.

И в аналоге, и в прототипе при использовании резонансных контуров используется преобразование исследуемой реализации тока броска или тока к.з. в виде известного интеграла наложения - интеграла Дюамеля, в котором интеграл берется от произведения указанной реализации и свободных колебаний фильтра в виде гармонического образца. В этом случае для установления этих свободных колебаний всегда требуется время, которое и снижает быстродействие релейных защит с резонансными фильтрами.

В заявляемом устройстве для вычисления интеграла наложения вместо медленно устанавливающихся образцовых колебаний берется колебание, сформированное заранее еще до момента броска или к.з. на специально предлагаемых простых моделях, что убыстряет защиту и ранее не было известно. Более того, используемые образцы гораздо ближе к реальным.

На чертеже показана блок-схема одной фазы предлагаемого быстродействующего устройства блокировки диффзащиты при бросках. Здесь 1 - питающая система, 2 - выключатель, 3 - сборные шины подстанции с силовым трансформатором 4, выключателем 5 и измерительным трансформатором тока 6 с активным сопротивлением нагрузки 7. К шинам 3 через предохранитель подключен измерительный трансформатор напряжения - 9. Входными зажимами устройства блокировки являются клеммы - 10, 11. Активные резисторы - 12, 15, 17, 18, 19, 20, 22. Диод - 21. Блоки умножения - 23, 28. Интеграторы - 24, 29. Выпрямители 25, 30. Схема сравнения - 26. Реагирующий орган - 27.

Схема функционирует следующим образом. Подстанция со сборными шинами 3 питается от системы 1 через выключатель 2. От сборных шин 3 отходит выключатель 5, к которому через измерительный трансформатор 6 подключен защищаемый трансформатор 4. С сопротивления 7 снимается напряжение, пропорциональное току трансформатора 4, а с фазы измерительного трансформатора напряжения - напряжение, пропорциональное напряжению на шинах. Это напряжение в динамическом режиме запоминается на индуктивно-емкостном колебательном контуре 14, 13 и сохраняется значительное время за счет резисторов 12, 15. Важно, что это напряжение уже имеется до момента к.з. или броска и это обеспечивает быстродействие. Оно сохраняется после к.з. и после включения трансформатора 4 на холостой ход. Для моделирования индуктивных токов к.з. и броска напряжение контура сдвигается на запаздывание инерционной цепочкой: резистор 15 - емкость 16. Далее информация о форме тока к.з. выявляется на делителе 17-18, а форма броска конструируется в виде полуволны с постоянной составляющей, когда полуволна тока проходит через диод 21, а меньшая обратная полуволна через резистор 20 приближенно моделирует обратную трансформированную полуволну, обеспечивающую необходимый расчетный коэффициент смещения. При номинальном напряжении на шинах 3 на резисторах 18 и 22 образуются ожидаемые формы тока к.з. и тока броска, причем с помощью расчета величин сопротивлений действующие значения этих образцов токов устанавливают одинаковыми. Далее вычисляется взаимная корреляционная функция между образцами и текущей реализацией путем их умножения на блоках 23, 28, интегрирования блоками 24, 29 и усреднения на блоках выпрямления 25, 30. На блоке 25 образуется наибольшее напряжение при к.з. и в режиме нагрузки. При броске напряжение на выходе блока 30 наоборот превышает напряжение на блоке 25. Схема сравнения 26 фиксирует эту ситуацию и через реагирующий орган 27 разрешает или запрещает действие защиты.

Испытание предлагаемого устройства показало, что при соответствующем выборе формы образца тока броска с отрицательной полуволной блокировка начинается в момент включения трансформатора на холостой ход и продолжается даже при последующей значительной потере постоянной составляющей тока, замыкающейся в цепь намагничивания измерительного трансформатора. Время выявления броска составляет порядка одного - двух периодов, а ток срабатывания может быть меньше номинального при соответствующем устранении тока небаланса плеч дифференциальной защиты.

Литература

1. Л.И.Какуевицкий и Т.В.Смирнова. Справочник реле защиты и автоматики. Под редакцией М.Э.Хейфица. Изд. 3-е, переработ. и доп. М.: Энергия, 1972.

2. А.С. СССР № 439876, кл. Н02Н 3/28, 15.08.74. Бюл. № 30.

3. А.С. СССР № 1101946, кл. Н02Н 1/045, 07.07.84. Бюл. № 25.

Электронное устройство быстрой блокировки диффзащиты трансформатора при бросках тока намагничивания, содержащее электронные схемы умножения, интегрирования, выпрямления, сравнения и принятия решения, подключенное в каждой фазе к активному нагрузочному сопротивлению трансформатора тока и через измерительный трансформатор напряжения с контуром памяти - к фазосдвигающей активно-емкостной цепи, отличающееся тем, что выход фазосдвигающей цепи через свое балластное сопротивление подключен к первому резистору и земле, и этот же выход через другое балластное сопротивление подключен ко второму резистору, шунтированному диодом и далее последовательно - к нагрузочному сопротивлению и земле, при этом напряжение на первом резисторе подключено к входу блока умножения, а напряжение со второго резистора - к входу другого блока умножения, вторые входы которых - к нагрузочному сопротивлению трансформатора тока, причем каждый выход блока умножения подключен к своему интегратору с выпрямителями на выходе и далее - на свой вход схемы сравнения с реагирующим органом.



 

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, 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.

Использование: в области электротехники. Технический результат - предотвращение ущерба от невосстанавливаемого повреждения автотрансформатора вследствие длительного протекания через автотрансформатор тока короткого замыкания, возникшего на стороне низшего напряжения и в условиях отказа в срабатывании основной или резервной релейной защиты автотрансформатора. Устройство релейной защиты для ближнего резервирования защит автотрансформатора содержит измерительный орган - реле тока, вход которого подключен к трансформатору тока, трансформатор тока включен в общие части обмоток высокого и среднего напряжения фаз автотрансформатора, а выходами измерительный орган - реле тока последовательно соединен с органом выдержки времени и исполнительным органом, выходы которого соединены со схемами управления выключателей автотрансформатора на сторонах высокого, среднего и низшего напряжения. В случае, когда требуется повышенная селективность, в устройство релейной защиты для ближнего резервирования защит автотрансформатора введены второй измерительный орган, который выполнен в виде реле минимального напряжения, и логический элемент «И» с двумя входами, причем вход второго измерительного органа подключен к трансформатору напряжения на стороне низшего напряжения автотрансформатора, а выход соединен с одним из входов введенного логического элемента защиты «И», другой вход которого соединен с выходом первого измерительного органа - реле тока, при этом выход логического элемента «И» соединен с входом органа выдержки времени. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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

Наверх