Способ защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников

Авторы патента:

Горюнов Владимир Николаевич (RU)

Новожилов Александр Николаевич (KZ)

Новожилов Тимофей Александрович (KZ)

Клецель Марк Яковлевич (KZ)

Майшев Павел Николаевич (KZ)

H02H7/04 - схемы защиты трансформаторов

Владельцы патента RU 2422965:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты печных трансформаторов от коротких замыканий и повреждений проводников фаз. Технический результат изобретения - выявление ослабления крепления отдельных проводников и замыканий между ними. Технический результат достигается тем, что в способе защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в каждой фазе со стороны высшего напряжения трансформатора и напряжения между фазами, вычисляют скорости нарастания тока и понижения напряжения и, если их величины или соотношения между ними превосходят заданные пределы, отключают выключатель трансформатора, дополнительно измеряют суммы магнитных потоков, созданных токами заданного числа проводников фазы, определяют разности между этими суммами и, если хотя бы одна из разностей превосходит первую эталонную величину, подают сигнал о повреждении, а если она превосходит вторую эталонную величину, то отключают выключатель трансформатора. 2 ил.

Известен способ защиты печного трансформатора с фазами со стороны низшего напряжения, выполненного в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в фазах со стороны высшего напряжения трансформатора, и если этот ток больше определенной величины, отключают выключатель трансформатора (Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высш. шк., 1991. - 496 с.).

Однако этот способ не позволяет выявлять междуфазные замыкания за трансформатором через переходные сопротивления и замыкания между отдельными проводниками одной фазы.

Известен способ защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в каждой фазе со стороны высшего напряжения трансформатора и напряжения между фазами, вычисляют скорость нарастания тока и понижения напряжения, и если их величины или соотношения между ними превосходят заданные пределы, отключают выключатель трансформатора (Метелица Я.В., Павликов С.А., Чечушков Г.А. Релейная защита питающего трансформатора и сети низкого напряжения электропечной установки. // Промышленная энергетика, 1984, №7, с.12-13).

Этот способ обеспечивает выявление междуфазных замыканий через переходное сопротивление, но, как и предыдущий, не позволяет выявлять замыкания между отдельными проводниками одной фазы, а также ослабление их крепления.

Технический результат изобретения - выявление ослабления крепления отдельных проводников и замыканий между ними.

Технический результат достигается тем, что в способе защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в каждой фазе со стороны высшего напряжения трансформатора и напряжения между фазами, вычисляют скорости нарастания тока и понижения напряжения, и если их величины или соотношения между ними превосходят заданные пределы, отключают выключатель трансформатора, дополнительно измеряют суммы магнитных потоков, созданных токами заданного числа проводников фазы, определяют разности между этими суммами, и если хотя бы одна из разностей превосходит первую эталонную величину, подают сигнал о повреждении, а если она превосходит вторую эталонную величину, то отключают выключатель трансформатора.

Способ может быть реализован с помощью устройства, показанного на фиг.1 и фиг.2, где 1 - печной трансформатор, 2 - выключатель трансформатора, 3 - ванна для плавки, 4, 5, 6 - фазы со стороны низшего напряжения трансформатора, 7 - блок токовых органов защиты, 8 - блок органов напряжения защиты, 9 - логическая часть защиты, 10 - первое выходное промежуточное реле, контакты которого включены в цепь отключения выключателя трансформатора, 11, 12, 13, 14 - датчики (в качестве которых служат изолированные провода, намотанные на замкнутый немагнитный сердечник, охватывающий группу проводников), 15 - проводники первой группы, 16 - второй, 17 - третьей, 18 - четвертой; 19-26 - разделительные трансформаторы, 27-34 - токовые реле, 35, 36, 37, 38 (39, 40, 41, 42) - контакты соответственно реле 27, 28, 29, 30 (31, 32, 33, 34), а 43 - второе выходное промежуточное реле (реле сигнализации), 44 - третье выходное промежуточное реле, действующее на отключение выключателя 2 трансформатора, 45 - резисторы.

Устройство работает следующим образом. При двухфазном или трехфазном коротком замыкании между фазами со стороны высшего напряжения трансформатора срабатывают токовые реле (на фиг.1 не показаны) блока 7 и через логическую часть 9 подают сигнал на выходное реле 10, которое подключает катушку отключения выключателя 2 к источнику оперативного тока, и выключатель отключается.

При коротких замыканиях между фазами со стороны низшего напряжения трансформатора, если ток достаточен для срабатывания реле тока в блоке 7, то устройство работает как и в предыдущем случае. Если ток мал, то в блоках 2 и 7 определяются производные тока и напряжения, соотношения между которыми сравниваются в блоке 9, и если они превосходят заданные пределы, блок 9 запускает реле 10. Выключатель отключается.

В рабочем режиме величины токов в фазах, производные тока и напряжения и соотношения между ними не превосходят заданные пределы, и на выходе блока 9 сигналов нет. Реле 27-34 также не приходят в действие, так как в них протекает лишь ток i_нб небаланса, а токи i_ср1 и i_ср2 срабатывания реле 27-30 и реле 31-34 выбираются так: i_ср1=1,3i_нб, а i_ср2=2i_нб, причем ток i_нб сводится при помощи резисторов 45 почти к нулю (поэтому защита обладает весьма высокой чувствительностью). Ток i_нб возникает в связи с тем, что ЭДС напряжения, полученные с датчиков 11 (13) и 12 (14), отличаются друг от друга, даже если они измеряют сумму магнитных потоков, созданных одним и тем же количеством элементарных проводников (напряжения пропорциональны этим суммам), ток I_П в каждом из которых I_П=I_Ф/n, где I_Ф и n - ток и число проводников в фазе. Это отличие вызвано тем, что в каждой группе проводников, охваченных сердечником с намотанными на них витками, проводники могут быть расположены по-разному.

При замыкании между двумя проводниками в фазе или при ослаблении крепления какого-то проводника (когда меняется сопротивление в месте контакта) ток в них меняется. Изменяется и ЭДС на выходе датчика, измеряющего сумму магнитных потоков группы проводников, в которую входят повредившиеся проводники. В результате, если, например, произошло замыкание между двумя проводниками 15, в реле 27, 31 и в реле 30, 34 будет протекать ток, значительно превосходящий ток i_ср1 и i_ср2. Реле сработают и замкнут контакты 35, 39 и 38, 42. Сработают реле 43 и 44. Отключится выключатель 2 и будет сигнал о повреждении. Если замыкание проводников отсутствует, но ослабло крепление одного из них (15), ЭДС на выходе разделительных трансформаторов 25 и 26 изменяются, а на выходах других разделительных трансформаторов остаются прежними. Если это изменение незначительно, то сработают только реле 27 и 30, у которых i_ср1=1,3i_нб. Замкнутся контакты 35 и 38 и реле 43 подаст сигнал о неисправности. Если изменение ЭДС значительно, то выключатель отключится, так как сработают еще и реле 31, 34.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа заключается в уменьшении времени простоя печного трансформатора и затрат на ремонт за счет отключения трансформатора на ранней стадии его повреждения.

Способ защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в каждой фазе со стороны высшего напряжения трансформатора и напряжения между фазами, вычисляют скорости нарастания тока и понижения напряжения и, если их величины или соотношения между ними превосходят заданные пределы, отключают выключатель трансформатора, отличающийся тем, что дополнительно измеряют суммы магнитных потоков, созданных токами заданного числа проводников фазы, определяют разности между этими суммами и, если хотя бы одна из разностей превосходит первую эталонную величину, подают сигнал о повреждении, а если она превосходит вторую эталонную величину, то отключают выключатель трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и может быть использовано для резервной защиты трансформатора от двухфазных коротких замыканий (КЗ) на стороне низшего напряжения.

Дифференциальная отсечка трансформатора // 2402851

Изобретение относится к электротехнике, к релейной защите силовых трансформаторов распределительных сетей. .

Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора // 2402139

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для мониторинга и управления режимом работы всех силовых трансформаторов на одной подстанции.

Устройство для защиты маслонаполненных аппаратов // 2400898

Изобретение относится к релейной защите силовых маслонаполненных трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов. .

Антирезонансная группа трансформаторов напряжения // 2372702

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты литых трансформаторов контроля изоляции от феррорезонансных перенапряжений и перемежающихся дуговых замыканий на землю, а также для повышения эффективности учета электрической энергии.

Устройство быстрого сравнения и торможения для дифференциальной защиты трансформатора // 2370873

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.

Электронное реле защиты // 2362248

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите силовых трансформаторов распределительных сетей, когда по условиям динамической и термической устойчивости допускается время срабатывания защиты до двух-трех периодов и когда требуется эффективная и конструктивно простая отстройка от бросков тока включения трансформатора, в том числе при токах, искаженных полуволной, обратной начальному броску, за счет поглощения постоянной составляющей цепью намагничивания измерительного трансформатора тока.

Реле для дифференциальной отсечки трансформатора // 2356153

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора // 2356152

Способ, система и устройство дифференциальной защиты // 2437193

Способ защиты от электрического пробоя изоляционных промежутков в жидком диэлектрике с помощью сеточных экранов с управляемыми электрическими потенциалами // 2456732

Изобретение относится к способам защиты от электрического пробоя вводов и внутрикорпусных проводников (электродов) в заполненных жидким диэлектриком высоковольтных трансформаторах, автотрансформаторах, трансформаторах тока и другом электротехническом оборудовании

Защита от перегрузок устройства, понижающего напряжение // 2466487

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для понижения напряжения электрического источника питания переменного тока для нагрузки с целью эффективного использования энергии

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.

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. Технический результат - повышение надежности оборудования при перенапряжениях в частях обмотки от резонанса напряжений высокочастотной гармоники, образующиеся при грозовой деятельности или коммутации, например, вакуумным выключателем, с собственной частотой в части обмотки. Преимущественно для трансформаторов и реакторов среднего напряжения герметические ограничители перенапряжений размещаются на крышке оборудования, внутри корпуса, для трансформаторов, реакторов высокого класса напряжений ограничители перенапряжений - вне корпуса оборудования. 2 ил.

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. Поставленная задача решается за счет того, что измерительный преобразователь выполнен в виде одной катушки индуктивности, которую размещают на равном расстоянии от каждого из стержней сердечника трансформатора так, чтобы ее продольная ось была параллельна стержням этого сердечника. Использование такого устройства заключается в своевременном определении замыкания в обмотках трансформатора и отключении его от сети, а следовательно, в сокращении времени и стоимости послеаварийного ремонта. 2 ил.

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. В способе управления преобразователем, содержащем преобразовательный блок (1) и трансформатор (2) с по меньшей мере одним комплектом (3) из первичной обмотки (4) и вторичной обмотки (5), причем преобразовательный блок (1) со стороны переменного напряжения соединен с первичной обмоткой (4) соответствующего комплекта (3) обмоток, для компенсации нежелательного магнитного насыщения трансформатора (2) к первичной обмотке (4) соответствующего комплекта (3) обмоток посредством преобразовательного блока (1) целенаправленно прикладывается постоянное напряжение (ucomp). 3 з.п. ф-лы, 5 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.