Устройство для защиты от обрывов вторичных цепей трансформаторов тока

Авторы патента:

H02H7/04 - схемы защиты трансформаторов

Владельцы патента RU 2621706:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)

Изобретение относится к области релейной защиты элементов электроснабжения и может быть использовано в тех случаях, когда в силовых цепях переменного тока используют трансформаторы тока с двумя вторичными обмотками. Размыкание вторичной обмотки трансформатора тока вызывает увеличение потерь активной энергии в стали, перегрев сердечника, порчу изоляции вторичной обмотки, угрозу обслуживающему персоналу от повышенного напряжения и, в ряде случаев, к возникновению пожаров. Технический результат изобретения заключается в том, что в схему введен промежуточный трансформатор с двумя первичными обмотками и с одной вторичной обмоткой, причем к одной вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно соединенные первая нагрузка и первая первичная обмотка промежуточного трансформатора, ко второй вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно соединенные вторая нагрузка и вторая первичная обмотка промежуточного трансформатора, включенная встречно с первой первичной обмоткой промежуточного трансформатора, а вторичная обмотка промежуточного трансформатора соединена с реагирующим органом, органом выдержки времени и с исполнительным органом. 1 ил.

Известно устройство для защиты от обрыва вторичной цепи трансформатора тока [1], содержащее геркон, встроенный в отверстие, выполненное по продольной оси в сердечнике трансформатора тока, через контакты к источнику питания подключены резистор и обмотка реле, зашунтированная конденсатором.

Недостатком этого устройства является трудность выполнения отверстия по продольной оси сердечника.

Известно устройство для контроля обрыва токовых цепей защиты установок трехфазного переменного тока с глухозаземленной нейтралью [2], содержащее включенный между общей заземленной точкой вторичных обмоток трансформаторов тока и через блок ИЛИ с нулевыми точками нагрузки нуль-индикатор, входы которого подключены к потенциальным выводам плоских трехфазных шунтов, к каждому из которых подключены фазные провода вторичных цепей трансформаторов тока, а нулевой провод - к центру шунта.

Недостатком этого устройства является его сложность настройки в связи с использованием подвижно фиксированных потенциальных выводов плоских трехфазных шунтов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство токовой защиты, в котором по первичной обмотке протекает ток нагрузки, а каждая из двух вторичных обмоток включена на свою нагрузку [3].

Недостатком этого устройства является отсутствие контроля целости вторичных цепей.

Предлагаемое устройство для защиты от обрыва вторичных цепей трансформаторов тока содержит трансформатор тока с первичной и двумя вторичными обмотками, каждая из которых замкнута на свою нагрузку, промежуточный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмоткой, одна из первичных обмоток промежуточного трансформатора включается в рассечку цепи первой вторичной обмотки трансформатора тока, а вторая первичная обмотка промежуточного трансформатора включена встречно с первой обмоткой в рассечку цепи другой вторичной обмотки трансформатора тока, к вторичной же обмотке промежуточного трансформатора подключен реагирующий орган, соединенный через выдержку времени с исполнительным органом.

Элементы схемы предлагаемого устройства представлены на фиг. 1. Линия электропередачи 1 через трансформатор тока 2 питает потребителей 3. Трансформатор тока имеет первичную обмотку 4 и две вторичные обмотки 5 и 6, каждая из которых имеет свой магнитопровод. В схему введен промежуточный трансформатор 7 с двумя первичными обмотками 8 и 9 и вторичной обмоткой 10, к которой через реагирующий орган 11 и элемент выдержки времени 12 подключен исполнительный орган 13. Ко вторичной обмотке 5 трансформатора тока 2 через первую первичную обмотку 8 промежуточного трансформатора 7 подключена нагрузка 14. Ко вторичной обмотке 6 трансформатора тока 2 через вторую первичную обмотку 9, включенную встречно с первой первичной обмоткой 8, промежуточного трансформатора 7 подключена нагрузка 15.

Схема работает следующим образом. В рабочем режиме через первичную обмотку 4 трансформатора тока 2 протекает ток потребителей 3. Этот ток трансформируется во вторичные обмотки 5 и 6 уменьшенный в коэффициент трансформации раз. Вторичный ток обмотки 5 протекает через нагрузку 14 и через первую первичную обмотку 8 промежуточного трансформатора 7. Током, протекающим по обмотке 8 промежуточного трансформатора 7, создается магнитный поток 16, например, направленный вверх. Вторичный ток обмотки 6 протекает через нагрузку 15 и через вторую первичную обмотку 9, включенную встречно с обмоткой 8 промежуточного трансформатора 7. Током, протекающим по обмотке 9 промежуточного трансформатора 7, создается магнитный поток 17, например, направленный вниз. Магнитные потоки 16, 17 первичных обмоток 8 и 9 промежуточного трансформатора 7 в магнитопроводе направлены встречно, поэтому результирующий магнитный поток в магнитопроводе близок к нулю. На вторичной обмотке 10 промежуточного трансформатора 7 напряжение близко к нулю, поэтому реагирующий орган 11 не срабатывает.

В случае обрыва вторичной цепи в любой точке, в том числе и внутри вторичной обмотки 5, ток по первичной обмотке 8 промежуточного трансформатора 7 не протекает, тогда магнитный поток 16 исчезает, и магнитный поток, создаваемый обмоткой 17, замыкается по магнитопроводу промежуточного трансформатора, наводит ЭДС во вторичной обмотке 10. Под действием этой ЭДС срабатывает реагирующий орган 11 и через выдержку времени 12 исполнительный орган 13 подает сигнал о неисправности.

В случае обрыва в цепи вторичной обмотки 6 ток по первичной обмотке 9 промежуточного трансформатора 7 не протекает, тогда магнитный поток 17 исчезает, и магнитный поток, создаваемый обмоткой 16, замыкается по манитопроводу, наводит ЭДС во вторичной обмотке 10. Под действием этой ЭДС срабатывает реагирующий орган 11 и через выдержку времени 12 исполнительный орган 13 подает сигнал о неисправности.

Одновременный разрыв вторичных цепей, питающихся от обмоток 5 и 6, маловероятен.

При коротком замыкании, например, у потребителя 3 ток в первичной обмотке 4 трансформатора тока 2 резко увеличится, из-за разных магнитных свойств магнитопроводов обмоток 5 и 6 на их выводах может быть разная ЭДС, поэтому токи в обмотках 5 и 6 могут отличаться друг от друга, соответственно разные токи будут и в обмотках 8 и 9 промежуточного трансформатора 7. От разности этих потоков в обмотке 10 наведется ЭДС, от которой может сработать реагирующий орган 11, но исполнительный орган 13 не сработает, так как выдержка времени выбирается по времени больше времени срабатывания защиты, отключающей линию электропередачи 1.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №725139, Устройство для защиты от обрыва вторичной цепи трансформатора тока, М.кл Н02Н 5/10. Автор Н.М. Попов. Заявлено 20.09.1978 г. №2666226/24-07. Опубликовано 30.03.1980, бюллетень №12.

2. Авторское свидетельство №530385, Устройство для контроля обрыва токовых цепей защиты, М.кл² Н02Н 3/14. Автор Ю.С. Кузник. Заявлено 28.04.1971 г. №1650476/07. Опубликовано 30.09.1976, бюллетень №36.

3. Беркович Б.А. Основы техники релейной защиты / М.А. Беркович, В.В. Молчанов, В.А. Семенов. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 376 с. (стр. 157).

Устройство для защиты от обрывов вторичных цепей трансформаторов тока, содержащее трансформатор тока с одной первичной и двумя вторичными обмотками, первую и вторую нагрузки вторичных цепей трансформаторов тока, отличающееся тем, что в схему введен промежуточный трансформатор с двумя первичными обмотками и с одной вторичной обмоткой, причем к первой вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно соединенные первая нагрузка и первая первичная обмотка промежуточного трансформатора, ко второй вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно соединенные вторая нагрузка и вторая первичная обмотка промежуточного трансформатора, включенная встречно с первой первичной обмоткой промежуточного трансформатора, а вторичная обмотка промежуточного трансформатора соединена с реагирующим органом, органом выдержки времени и с исполнительным органом.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано в качестве устройства защиты печного трансформатора от коротких замыканий.

Способ релейной защиты трансформатора // 2617714

Изобретение относится к области электроэнергетики и направлено на построение универсальной защиты трансформатора, использующей имеющуюся информацию в максимально полном объекте.

Устройство для мониторинга силовых трансформаторов // 2615790

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для мониторинга основных рабочих параметров и технического состояния силовых трансформаторов дуговых сталеплавильных печей и агрегатов печь-ковш в процессе их эксплуатации в режиме реального времени.

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.

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.

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.

Способ управления преобразователем // 2570894

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления преобразователями. Технический результат - обеспечение компенсации нежелательного насыщения трансформатора преобразователя в течение короткого времени.

Устройство защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках // 2549354

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты трансформаторов от замыканий в обмотках. Технический результат - повышение надежности и чувствительности устройства защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках.

Устройство защиты силовых трансформаторов от перенапряжений // 2505901

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к оборудованию трансформаторов и реакторов. Устройство, содержащее выводы трансформатора и подключенные к ним ограничители перенапряжения, не исключает пробой электрической изоляции в частях обмотки: витках, слоях и катушках при резонансе напряжений в них в случае грозовой деятельности, коммутации электропотребителя в электрической сети, к которой подключен искомый трансформатор, приводящий к отказу.

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%.

Устройство диагностики силового масляного трансформатора // 2634125

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проведения диагностики силовых масляных трансформаторов. Технический результат состоит в повышении точности и достоверности диагностики. В устройстве диагностики силовых масляных трансформаторов дополнительно осуществляется контроль температуры и влажности трансформаторного масла, влажности трансформаторного масла, контроль влажности воздуха внутри масляного бака трансформатора. Устройство содержит: блоки измерения напряжения, тока, температуры окружающей среды, вычислительный блок, блок формирования выходного сигнала, устройство управления, блоки измерения температуры, влажности трансформаторного масла, блок измерения влажности воздуха внутри масляного бака. Выход блока измерения напряжения подключен ко второму входу вычислительного блока, выход блока измерения тока подключен к третьему входу вычислительного блока, выход блока измерения температуры окружающей среды подключен к четвертому входу вычислительного блока, выходы блоков измерения температуры и влажности трансформаторного масла подключены соответственно к пятому и шестому входам вычислительного блока. Блок измерения влажности воздуха внутри масляного бака подключен к седьмому входу вычислительного блока. Выходы устройства управления подключены к первым входам вычислительного блока и блока формирования выходного сигнала. Выход вычислительного блока подключен ко второму входу блока формирования выходного сигнала. 1 ил.

Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от повреждений // 2638299

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение функциональных возможностей защиты за счет возможности предотвращения возникновения виткового замыкания из-за разрушения изоляции под воздействием вибрации в месте соприкосновения сместившихся витков. Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от повреждений содержит измерительный преобразователь в виде катушки индуктивности, которую размещают на равном расстоянии от каждого из стержней сердечника трансформатора, так чтобы ее продольная ось была параллельна стержням этого сердечника, и реагирующий орган. Дополнительно введен блок индикации повреждения, а реагирующий орган имеет два пороговых элемента, первый из которых при витковом замыкании формирует сигнал на отключение, а второй пороговый элемент с задержкой сигнала по времени формирует сигнал о смещении обмоток. Одновременно с этим сигналы с пороговых элементов подаются на блок индикации, который информирует персонал о характере повреждения обмоток трансформатора. Использование устройства позволяет сократить ущерб за счет своевременного отключения трансформатора от сети при возникновении витковых замыканий и смещений витков обмоток, которые приводят к возникновению витковых замыканий. 4 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.

Устройство релейной защиты для ближнего резервирования защит автотрансформатора // 2639314

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.

Способ релейной защиты трансформатора // 2643779

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности разграничения режимов повреждения трансформатора и альтернативных им режимов. Согласно способу релейной защиты трансформатора осуществляют наблюдение токов и напряжений на зажимах его обмоток, преобразование наблюдаемых величин в двумерные сигналы, обучение релейной защиты от первой имитационной модели трансформатора, воспроизводящей режимы короткого замыкания в его обмотках, от второй имитационной модели, воспроизводящей режимы насыщения магнитопровода трансформатора, и от третьей имитационной модели, воспроизводящей режимы внешней сети, раздельного отображения множеств режимов первой, второй и третьей имитационных моделей в виде соответственно первой, второй и третьей областей на плоскостях двумерных сигналов. Производят срабатывание прошедшей обучение защиты наблюдаемого трансформатора, если по меньшей мере один замер отображается в соответствующей первой области, но при этом не каждый двумерный сигнал отображается в соответствующей второй или третьей области, и при формировании двумерных сигналов используют напряжения намагничивания обмоток, которые в свою очередь формируют в передающих моделях обмоток, где преобразуют ток и напряжение на зажимах каждой обмотки в соответствующее напряжение намагничивания. 1 з.п. ф-лы, 24 ил.