Дифференциальная отсечка трансформатора

Авторы патента:

H02H7/045 - дифференциальная защита трансформаторов

Владельцы патента RU 2402851:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Карачаево-Черкесская государственная технологическая академия" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, к релейной защите силовых трансформаторов распределительных сетей. Для выполнения простой и надежной дифференциальной отсечки трансформатора предлагается использовать известное включение дифференциальной цепи к небольшому термоустойчивому резистору, а затем к инерционной цепочке, ограничителю напряжения на стабилитронах, к конденсатору, к трансформатору и далее через балластный резистор к резонансному контуру, в котором роль индуктивности выполняет обмотка реле. Для улучшения работы контактов реле его дополнительные контакты при срабатывании шунтируют в процессе срабатывания указанный балластный резистор. Одновременно в конструкцию реле вводится инерционный барабан с сыпучим наполнителем, устраняющим случайные «клевки» якоря, или используется реле, уже имеющее такой барабан. 1 ил.

Устройство относится к электротехнике, а именно к релейной защите силовых трансформаторов распределительных сетей, когда стремятся использовать наиболее простые и надежные решения. В таких сетях за счет понижения значений термического и электродинамического импульсов, а также за счет более легких ограничений по устойчивости работы отдельных элементов указанных сетей, оказывается возможным и допустимым небольшое увеличение времени действия релейных защит, но сами защиты при этом по принятой классификации остаются быстродействующими.

В связи с этим предлагается простая дифференциальная отсечка трансформатора, эффективно использующая указанное допустимое увеличение времени анализа путем повышения надежности срабатывания контактов исполнительного электромагнитного реле.

Известны аналоги предлагаемого устройства [1, 2], в которых используется небольшое допустимое время для обеспечения, только селекции режимов броска тока намагничивания и короткого замыкания за счет раскачки резонансного контура. Необходимая добротность контуров достигается ограничением потребляемой мощности последующими элементами, в том числе и исполнительными. Поэтому приходится усложнять защиты путем применения блоков питания и усилителей. Это нарушает основное требование к дифференциальной отсечке быть максимально простой.

Известен прототип предлагаемого устройства [3], в котором селективность распознавания между броском и током короткого замыкания обеспечена более быстрым фильтром низкой частоты в виде инерционной активно-емкостной цепочки, а оставшееся допустимое время используется для резонансного накопления энергии в колебательном контуре и обеспечения срабатывания выходного исполнительного реле без усилителей и блоков питания. В этом устройстве дифференциальный выход вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока отсечки 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 и миниатюрный повышающий трансформатор напряжения - к другому балластному резистору, питающему резонансный параллельный контур 50 Гц с индуктивностью в виде измерительной обмотки реле. Этот балластный резистор для раскачки контура имеет такую величину, которая обеспечивает при гармоническом токе срабатывания защиты напряжение на стабилитронах, близкое к уровню их стабилизации так, что при броске тока намагничивания защищаемого силового трансформатора постоянная составляющая на выходе инерционной цепочки эффективно выводит напряжение на стабилитронах в область стабилизации, где оно изменяется мало и поэтому практически не создает тока через разделительный конденсатор. Дифференциальная отсечка загрубляется или вообще не работает. С другой стороны, при указанном выше гармоническом токе, равном току срабатывания защиты, когда стабилитроны не ограничивают напряжение на своих электродах, реле срабатывает в процессе раскачки контура даже при сравнительно большом сопротивлении резистора, питающем контур и обеспечивающем указанный режим разделения броска и короткого замыкания.

Однако при повышении гармонического тока в дифференциальной отсечке прототипа выше тока срабатывания при к.з. ток в обмотке исполнительного реле хотя и увеличивается, но за счет начавшегося двухстороннего ограничения напряжения стабилитронами в этом напряжении все-таки появляются участки с неизменными за счет стабилизации уровнями. В результате ток через разделительный конденсатор возрастает не так быстро, как повышается ток в защите, и, следовательно, не полностью реализуется расчетный коэффициент чувствительности отсечки.

В предлагаемом устройстве предусматривается очень просто улучшить этот процесс срабатывания за счет повышения надежности срабатывания контактов исполнительного реле путем шунтирования балластного резистора контура дополнительными замыкающимися контактами исполнительного реле. Это позволяет в начале процесса измерения сначала сохранить необходимый уровень напряжения на стабилитронах и обеспечить разделение режимов броска и к.з., а затем увеличить ток в реле контура указанным шунтированием и повысить нажатие в контактах исполнительного реле и реальный коэффициент чувствительности защиты.

Для устранения возможных ложных, хотя и маловероятных за счет наличия резонансного контура, кратковременных срабатываний реле отсечки и последующего нежелательного подхвата этого срабатывания замыкающимися контактами предусматривается использовать эти контакты одновременно с введением в конструкцию исполнительного реле инерционного барабана с сыпучим наполнителем, гасящим кратковременные срабатывания подобно известному эффективному процессу гашения вибрации якоря измерительного реле на переменном токе.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Здесь элементы 1-13 известны из устройства прототипа. 1 - измерительный трансформатор тока. 2 - дифференциальный выход вторичных обмоток измерительных трансформаторов, нагруженный на активный низкоомный термоустойчивый резистор 3. Далее 4, 5 - зарядный и разрядный резисторы и конденсатор 6 в инерционной цепочке, являющейся фильтром низкой частоты. 7 - балластный резистор стабилитронов 8. 9 - разделительный конденсатор. Повышающий трансформатор 10. 11 - балластный резистор резонансного контура с конденсатором 12 и индуктивностью 13 в виде обмотки исполнительного измерительного реле. Однако в отличие от прототипа резистор 11 в заявляемом устройстве зашунтирован дополнительными замыкающимися контактами 14 измерительного реле. Видно, что при срабатывании реле 14 его контакты 11 замыкаются и ток в реле теперь непосредственно поступает от стабилитронов 8, т.е. увеличивается. Повышается надежность срабатывания отсечки и более полно реализуется расчетный коэффициент чувствительности.

Испытания предлагаемого устройства, имеющего новую целенаправленную совокупность элементов, включая и известное многовитковое РТ-40 в качестве исполнительного реле с противовибрационным устройством, подтвердили более четкую работу контактов и отсутствие ложных «клевков» якоря реле.

Литература

1. Реле дифференциальное 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.

3. Реле для дифференциальной отсечки трансформатора, RU 2356153 C1, 20.05.09, БИ №14.

Дифференциальная отсечка силового трансформатора, содержащая дифференциальную цепь, подключенную 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 в виде обмотки измерительного реле, отличающаяся тем, что дополнительные замыкающие контакты реле включены параллельно балластному резистору, питающему контур, а в конструкцию реле одновременно с указанными замыкающими контактами введено инерционное устройство с сыпучим наполнителем.

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

Электронное устройство быстрой блокировки диффзащиты трансформатора // 2368990

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.

Реле для дифференциальной отсечки трансформатора // 2356153

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора // 2356152

Способ дифференциальной защиты электроустановки // 2261510

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

Дифференциальное реле // 2248655

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.

Дифференциальный трансформатор тока // 2244972

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

Дифференциальное реле // 2237941

Устройство защиты от витковых коротких замыканий обмотки индукционного аппарата // 2224343

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

Способ дифференциальной токовой защиты трехфазного трансформатора и устройство для его реализации // 2176123

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.

Способ и защитное устройство для формирования сигнала ошибки, который указывает неисправность обмотки в трансформаторе // 2482587

Устройство дифференциальной защиты силового трансформатора // 2497256

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.

Устройство продольной дифференциальной защиты двухобмоточных силовых трансформаторов // 2502168

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.

Способ отстройки от бросков тока намагничивания при включении под напряжение для дифференциальной защиты трансформатора // 2589716

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.

Устройство отстройки от бросков тока намагничивания при включении под напряжение для дифференциальной защиты трансформатора // 2593380

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.

Способ дифференциальной защиты при преобразовании частоты для выходного трансформатора системы со статическим преобразователем частоты // 2598903

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.

Способ релейной защиты трансформатора // 2617714

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.

Устройство релейной защиты для ближнего резервирования защит автотрансформатора // 2639314

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.

Катушка дифференцирующего индукционного преобразователя тока // 2643160

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции дифференцирующих индукционных преобразователей тока (ДИПТ), и предназначено для измерения тока в проводниках высоковольтных электроэнергетических систем. Катушка охватывает изолятор ввода в какое-либо электрооборудование: выключатель, силовой трансформатор или другое. Шина ввода является проводником, по которому проходит измеряемый ток. Катушка ДИПТ содержит несущий тороид, выполненный на основе эластичной трубки из диэлектрического материала, стыковочные поверхности которой плотно соединены одна с другой при установке катушки ДИПТ на соединительную втулку изолятора ввода. N одинаковых секционных круговых соленоидов имеют однослойные обмотки. Обмоточные соединители с разъемными контактами и (n-1) соединительных муфт выполнены из жесткого изоляционного материала и прикреплены к несущему тороиду. Каждая из соединительных муфт снабжена двумя имеющими форму кругового цилиндра шипами, первый шип m–й муфты плотно соединен с цилиндрическим отверстием каркаса m–го соленоида, а второй шип m–й муфты - с цилиндрическим отверстием каркаса (m+1)–го соленоида. Секционные муфты равномерно распределены вдоль осевой линии несущего соленоида. Обратный провод проходит внутри катушки через сквозные цилиндрические каналы соединительных муфт в направлении, обратном по отношению к продольной осевой линии катушки. Начало обратного провода подключено к концу обмотки n–го соленоида. Начало обмотки первого соленоида и конец обратного провода соединены с зажимами катушки. Технический результат состоит в снижении стоимости ДИПТ путем упрощения технологии изготовления и монтажа. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.