Устройство для защиты от перегрузки обмотки электрического аппарата
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1205220 А (д1) 4 Н 02 Н 7/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /
J o/
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3679162/24-07 (22) 29.12.83 (46) 15.01.86. Бюл. № 2 (71) Украинское отделение Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института Сельэнергопроект" (72) Ж.П. Гейдерман, M.Ë.Ëàíäà, В.Я.Синельников, P.Ô.Ñòàñåíêî, И.А.Федотов и А.Я,Янаус (53) 621.316.925(088.8) (56) Патент Великобритании ¹ 1161965, кл. Н 02 Н 7/04, 1975.
Авторское свидетельство СССР
618815, кл. Н 02 Н 7/04, 1973. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ЗАЛИТЫ
ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ОБИОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АППАРАТА, содержащее датчик температуры, выход которого через преобразователь температуры в напряжение подключен к первому входу сумматора, датчик тока нагрузки, выход которого через функциональный преобразователь тока нагрузки связан с вторым входом сумматора, а через первый пороговый орган — с органом выдержки времени, выход которого подключен к выходному органу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы путем учета зависимости повышения температуры обмотки над температурой охлаждающего масла от продолжительности протекания тока, в него введены блок инерционного звена, управляемый генератором импульсов, второй пороговый орган и элемент ИЛИ, а функциональный преобразователь тока нагрузки выполнен на квадраторе, при этом выход функционального преобразователя тока нагрузки через с блок инерционного звена подключен Ж к второму входу сумматора, выход которого через второй пороговый орган подсоединен с первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу органа выдержки времени, а ф к второму входу элемента ИЛИ подклю- ф чен выход первого порогового органа. ф
2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что к выходу сумматора подключен измерительный прибор.
1205220
Изобретение относится к устройствам для защиты электрических аппаратов, имеющих обмотки, погруженные в охлаждающее масло, например силовые трансформаторы, реакторы от перегрузок, приводящих к превышению температуры изоляции обмоток над нормируемым значением,, и индикации температуры изоляции обмоток процессе эксплуатации.
Цель изобретения — повышение точности работы путем учета зависимости повышения температуры обмотки над температурой охлаждающего масла от продолжительности протекания тока.
На фиг.1 и 2 приведена функциональная схема устройства.
Схема включает в себя датчик 1 температуры верхних слоев масла трансформатора, преобразователь 2 температуры в напряжение, источник
3 питания преобразователя 2, датчик
4 тока нагрузки, функциональный преобразователь 5 тока нагрузки, ис- . точник 6 опорного напряжения, блок 7 инерционного звена, сумматор 8, первый и второй пороговые органы 9 и
10, элемент ИЛИ 11, орган 12 выдержки времени, вьгходной орган 13, измерительный прибор 14, генератор 15 импуль .ов, выходное реле 16 генератора с замыкающим контактом 17 в блоке. инерционного звена. Проводники
18-20 соединены со средней точкой и точника питания операционного усилителя преобразователя 2 температуры в напряжение.
В качестве датчика 1 температуры может использоваться термометр сопротивления, например, типа TCN
5071 с обмоткой, выполненной медным проводом. Преобразователь 2 температуры в напряжение содержит источники вынужденного тока на транзисторах включенных по схеме с общей базой, в цепи коллекторов которых включены соответственно обмотка термометра сопротивления датчика 1, Напряжение с коллекторов транзисторов преобразователя 2 подается на вход операционного усилителя. Его выходное напряжение U» пропорционально температуре верхних слоев масла 1„: О»=
= Х» 1„. где А» — коэффициент пропорциональности.
Датчик 4 тока нагрузки формирует выпрямленное сглаженное напряжение, пропорциональное току нагрузки. Он включает трансформатор тока, нагрузочный резистор, подключенный к его вторичной обмотке, выпрямитель с фильтром. Выходное напряжение датчика 4 подается на вход функционального преобразователя 5, формирующего напряжение Uq, пропорциональное установившемуся значению превышения температуры обмотки защищаемого электрического аппарата над температурой охлаждающего масла, которое определяется выражением
». где К» -"масштабный коэффициент; . ) . — коэффициент, равный 1,7, для трансформаторов с масляным охлаждением, .» — фактическое значение тока нагрузки аппарата;
:1„ - номинальный ток нагрузки аппарата, Для получения указанной зависи5 мости методом кусочно-линейной аппроксимации использован квадратор на диодах и резисторах с источником б опорного напряжения. Напряжение 0 с выхода преобразователя
5 подается на вход блока 7 инерционного звена. Это звено введено для повышения точности замера температуры обмотки электрического аппарата с учетом зависимости превышения температуры обмотки над температурой охлаждающего масла от продолжительности протекания тока. Выходное напряжение Uq блока инерционного звена запаздывает относительно вход= ного и изменяется по экспоненциальь ному закону с постоянной времени нагрева обмотки электрического аппарата в соответствии с выражением
t
45 )Ь=(г("-с )
Инерционное звено может быть вы- полнено, например, с использованием последовательного РС-контура, под50 ключенного через замыкающий контакт
17 выходного реле 16 к эмиттерному повторителю. Генератор 15 импульсов большой скважности (порядка 0,95), выполненный на операционном усили55 теле, управляет выходным реле 15.
Подключение в цепь заряда конденсатора в блоке 7 контакта выходного реле, управляемого таким генератором, вызвано необходимостью получения эквивалентной постоянной времени ь =15 мин, что соответствует постоянной времени нагрева обмотки электрического аппарата (например, силового трансформатора). К конденсатору блока подключен эмиттерный повторитель на операционноМ усилителе, выходное напряжение которого подается на вход сумматора 8, выполненного на последовательно включенных резисторах. На выходе сумматора формируется напряжение U =U +U =
4.
=(.- e„+V (1-е ) . Это напряжение подается на рабочий вход порогового органа 9.
Для выполнения резервной ступени защиты к рабочему входу второго реагирующего органа 10 подключен выход датчика 4 тока нагрузки. Выходы пороговых органов 9 и 10 подключены к входу элемента ИЛИ 11, выход которого через орган 12 выдержки времени подключен к выходному органу 13.
В исходном состоянии при нормаль= ной температуре изоляции обмоток трансформатора выходное напряжением сумматора меньше напряжения тормозного сигнала на втором входе порогового органа 10. При этом на его выходе формируется сигнал "0".
Если ток нагрузки трансформатора не превышает предельно допустимой величины, то напряжение на выходе датичка 4 тока также меньше напряже1ния тормозного сигнала на втором входе порогового органа 9. При
4 этом на его выходе также формируется сигнал "0". В этом случае не запускается орган вьдержки времени, выходной орган 13 не срабатывает.
В случае превышения температуры изоляции обмоток трансформатора заданной допустимой величины выходное напряжение сумматора превосходит величину напряжения тормозного сигнала, на выходе порогового органа 10 появляется сигнал 1, при этом запускается и с вьдержкой времени срабатывает орган 12 вьдержки времени, затем выходной орган 13.
В случае превьппения допустимой величины током нагрузки трансформатора выходное напряжение датчика
4 тока превышает тормозное напряжение порогового органа 9. Аналогично на выходе порогового органа 9 появляется сигнал "1", запускается и срабатывает с вьдержкой времени орган 12 вьдержки времени, затем выходной орган 13.
Таким образом, срабатывание выходного органа 13 происходит в случае превышения допустимой величины
30 температурой изоляции обмоток трансформатора в результате его перегрузки, .а также в случае превьппения током нагрузки предельно допустимой величины. Для контроля текущего значения температуры наиболее нагретой точки обмотки аппарата к выходу сумматора подключен измерительный прибор 14.
1205220 и>
Раг 2
ВИИИПИ Заказ 8535/55
Тираж 619 Подписное
Филиал ППП "Патент",.
r.Ужгород, ул.Проектная, 4
