Устройство для защиты от перегрузки силового трансформатора

 

Изобретение относится к технике релейной защиты и предназначено для защиты силового трансформатора от перегрева его несинусоидальным током. Целью изобретения является повышение надежности функционирования защиты от перегрузки, осуществляемое путем контроля перегрузки силового трансформатора токами высших гармонических составляющих. Для достижения этой цели в максимальную токовую защиту с выдержкой времени дополнительно введен канал с током срабатывания меньше, чем ток срабатывания максимальной токовой защиты, и имеющий контроль величины токов по двум заранее выбранным частотам гармонических составляющих тока, наиболее характерных для данной сети. При превышении заданного порога любой из этих составляющих (или обеими составляющими) в действие вводится этот дополнительный более чувствительный канал токовой защиты от перегрузки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11> (д1) 4 Н 02 Н 7/04 о Х 6!630Я (л

" . 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4336140/24-07 (22) 02.10.87 (46) 30.05.89. Бюл. Мр 20 (71) Алма-Атинский энергетический институт (72) Г.Г. Трофимов С.B. Громова, и А.Д. Болтянская (53) 621,316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1259392, кл. Н 02 Н 7/04.

Андреев В.A. Релейная защита,автОматика и телемеханика в системах

,:электроснабжения. M.: Высшая школа, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА (57) Изобретение относится к технике релейной защиты и предназначено для защиты силового трансформатора от перегрева его несинусоидальным тоИзобретение относится к технике релейной защиты энергетических установок и может быть использовано для защиты силовых трансформаторов от перегрузки.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования путем осуществления контроля перегрузки силового трансформатора токами высших гармонических составляющих.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для защиты силового трансформатора от перегрузки.

2 ком. Целью изобретения является повы1 шение надежности функционирования защиты от перегрузки, осуществляемое путем контроля перегрузки силового трансформатора токами высших гармонических составляющих. Для достижения этой цели в мАксимальную токовую защиту с выдержкой времени дополнительно введен канал с током срабатывания меньше, чем ток срабатывания максимальной токовой защиты, и имеющий контроль величины токов по двум заранее выбранным частотам гармонических составляющих тока, наиболее характерных для данной сети. При превышении заданного порога любой из этих составляющих (или обеими составляющими) в действие вводится этот дополнительный более чувствительный канал токовой защиты от перегрузки.

1 ил.

Устройство для защиты сил ов ого трансформатора 1 от перегрузки содер-. жит: первое реле тока 2, включенное в цепь трансформатора тока 3 защиты от коротких замыканий, первый элемент 4 задержки на срабатывание, к входу которого подключен выход перво" го реле тока 2, первое и второе фильтр-реле 5 и 6, первый 7 и второй

8 элементы ИЛИ, второе реле тока 9, второй 10 и третий 11 элементы задержки на срабатывание, элемент И 12, выключатель 13. При этом входы двух фильтр-реле 5 и 6, а также второго

1483543 реле тока 9 соединены с вторичной обмоткой трансформатора тока 3, выходы обоих фильтр-реле 5 и 6 подключены к второму логическому элементу ИЛИ 8, последовательно соединенному с вторым элементом 10 задержки на срабатывание, а выход второго реле тока 9 под ключен к третьему элементу 11 задержки на срабатывание. Выходы второго ,10 и третьего 11 элементов задержки подключены к элементу И 12, соединенному с вторым входом первого логического элемента ИЛИ 1, к первому входу которого подключен выход пер. вого элемента задержки 4. Выход первого элемента ИЛИ 7 подключен к выключателю 13.

Устройство работает следующим образом. 20

В нормальном режиме контакты фильтр-реле 5 и 6, первого 2 и второго 9 реле тока разомкнуты. В связи с необходимостью отстройки от кратковременных перегрузок и коротких замыканий первый 4, второй 1О и третий

11 элементы задержки рассчитаны на длительное прохождение тока.

При синусоидальном токе в обмотках трансформатора 1 защита от перегрузки обеспечивается при помощи первого реле тока 2, первого элемента задержки 4 и первого элемента

ИЛИ 7. Уставка срабатывания пускового органа первого реле тока 2 выбирается из условия отстройки от номинального действующего значения тока трансформатора 1. При срабатывании первого реле тока 2 его контакты замыкают цепь первого элемента задержки 4. По истечении установлен40 ной выдержки времени первый элемент задержки подает сигнал на первый вход первого логического элемента

ИЛИ 7. Перегрузка трансформатора 1 допустима в течение некоторого времени, достаточного для того, чтобы персонал принял меры к разгрузке.

Поэтому при поступлении сигнала на вход второго элемента ИЛИ 8 данный элемент в зависимости от условий 50 эксплуатации трансформатора подает импульс на сигнал, на разгрузку или на отключение выключателя 13, При несинусоидальном токе в обмотках трансформатора 1 в результате 55 действия поверхностного эффекта и эффекта близости сопротивление обмоток резко увеличивается, что приводит к выделению дополнительных потерь активной мощности, повышению температуры обмоток сверх предельного значения, преждевременному старению их изоляции и сокращению срока службы трансформатора 1. Таким образом,при несинусоидальной кривой тока перегрев изоляции обмоток может возникнуть и тогда, когда действующее значение тока не превышает номинального тока трансформатора. Поэтому при наличии высших гармоник в питающей сети действующее значение тока не может служить достаточным критерием перегрузки трансформатора 1 и в пред- лагаемом устройстве, наряду с защитой от перегрузки, вызываемой повышением действующего значения тока сверх номинального действующего значения, предусматривается защита обмоток трансформатора 1 от перегрева, обусловленного протеканием в них высших гармоник тока. Эта защита обеспечивается путем введения двух фильтрреле 5 и 6, настроенных на частоты высших гармонических составляющих, преобладающих в кривой тока. Таким образом, фильтр-реле 5 и 6 обеспечивают анализ уровня амплитудных значений двух высших гармонических составляющих, преобладающих в спектре тока обмоток, и срабатывают в случае превышения высшими гармоническими составляющими (или хотя бы одной из них) установленных уровней амплитудных значений. Фильтр-реле 5 и 6 (или одно из них), сработав,замыкает цепь второго элемента задержки 10 и подает сигнал на первый вход логического элемента И 12. Для обеспечения нормального теплового режима трансформатора 1 при наличии в сети высших гармоник необходимо, чтобы трансформатор 1 работал с пониженным коэФФициентом загрузки. Поэтому в предлагаемое устройство вводится второе реле тока 9, реагирующее на действующее значение тока трансформатора 1. Уставка срабатывания этого реле выбирается в зависимости от конкретного спектра тока и допустимого при этом коэффициента загрузки трансфьрматора t. Таким образом, чем ниже уровень высших гармоник в сети,тем выше будет уставка второго реле тока

9, при этом она всегда остается ниже вставки первого реле тока 2.

14835

При срабатывании второго реле тока 9 и по истечении установленной выдержки времени третьего элемента задержки 11 на второй вход логическо5 го элемента И 12 поступает сигнал.

При одновременном наличии сигналов на первом и втором входах логическо Ф го элемента И 12 на второй вход первого логического элемента ИЛИ 7 пос- 10 тупает сигнал, действие которого ана.логично действию сигнала, поступающе- го на первый вход элемента ИЛИ 8, бпагодаря чему и происходит достижение поставленной цели. 15

Формула изобретения

Устройство для защиты от перегрузки силового трансформатора, содержащее выключатель и измерительный транс- 2р форматор тока с выводами для подключения в цепь силового трансформатора, первое реле тока, вход которого подключен к выходу измерительного трансформатора тока, первый элемент за- 2б держки на срабатывание, вход которого подключен к выходу первого реле тока, а выход — к первому .входу пер43 6 вого элемента ИЛИ, выход которого подключен к отключающему входу выключателя,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем осуществления контроля перегрузки силового трансформатора токами высших гармонических составляющих, дополнительно введены второе реле тока, первое и второе фильтр-реле тока, второй и третий элементы задержки на срабатывание, элемент И и второй элемент

ИЛИ, входы второго реле тока, первого и второго фильтр-реле тока объедине-ны и подключены к упомянутому выходу измерительного трансформатора тока, выходы первого и второго фильтр-реле тока подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержки на срабатывание подключен к первому входу элемента И, к второму входу которого через третий элемент задержки на срабатывание подключен выход второго репе тока, а выход элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ.