Устройство защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках

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.

 

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты трансформаторов от замыканий в обмотках.

Известно техническое решение устройства для защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках [А.С. СССР №866639, кл. Н02Н 7/04, от 23.09.1981, бюл. №35], содержащее измерительный преобразователь и реагирующий орган.

Измерительный преобразователь этого устройства защиты содержит по две измерительные катушки на каждый стержень сердечника трансформатора, что снижает надежность устройства защиты трансформатора. Кроме того, такое устройство защиты трансформатора имеет зону нечувствительности в середине обмоток трансформатора.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках [Патент KZ №19884, кл. Н02Н 7/04 от 15.08.2008, бюл. №9], содержащее измерительный преобразователь и реагирующий орган.

Однако преобразователь и этого устройства защиты содержит две измерительные катушки, которые размещаются на плоскости, перпендикулярной стержням сердечника трансформатора и проходящей через их середину. Такое расположение измерительных также катушек снижает надежность устройства защиты трансформатора. Кроме того, чувствительность этого устройства защиты трансформатора недостаточна из-за сложности обеспечения точности изготовления и установки этих измерительных катушек, а также элементов конструкции.трансформатора.

Задачей изобретения является 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.

Работа устройства защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках основана на измерении величины разности магнитных потоков рассеяния двух одинаковых катушек с несколькими обмотками на разных стержнях сердечника однофазного трансформатора. Каждая такая катушка имеет обмотку высокого и низкого напряжения.

Число витков в обмотках этих катушек и токи в них одинаковы во всех эксплуатационных режимах работы. Катушка индуктивности измерительного преобразователя располагается на равном удалении от катушек на разных стержнях сердечника однофазного трансформатора. Поэтому индуцированная в измерительном преобразователе электродвижущая сила магнитными полями рассеяния этих катушек однофазного трансформатора будет равна нулю. Витковое или иное замыкание в одной из катушек однофазного трансформатора или ее замыкание на землю сопровождается резким изменением ее магнитного поля рассеяния. Поэтому электродвижущая сила в измерительном преобразователе не будет равна нулю.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного числом измерительных катушек и местом их расположения.

Сравнение заявляемого технического решения с известным техническим решением показывает, что измерительные преобразователи, например в виде катушек, известны. Однако указанное число и размещение таких измерительных катушек проявляет в заявляемом техническом решении новые свойства, что приводит к повышению надежности и чувствительности устройства защиты однофазного трансформатора от коротких замыканий в обмотках.

На фиг. 1 приведены конструкция однофазного трансформатора и схема размещения измерительного преобразователя, а на фиг. 2 - кривая зависимости величины электродвижущей силы Е в измерительном преобразователе от места положения поврежденного витка на стержне сердечника трансформатора.

Измерительный преобразователь 1 в виде катушки индуктивности размещается на равном расстоянии от каждого из стержней 2, 3 сердечника трансформатора. При этом его продольная ось 4 располагается параллельно стержням 2 и 3. На стержнях 2 и 3 сердечника трансформатора размещены первичная 5 и 6 и вторичная 7 и 8 обмотки. Поврежденные витки 9 находятся в обмотке 8. Их положение на стержне определяется координатой Y.

В произвольном эксплуатационном режиме работы трансформатора по одинаковому числу витков в обмотках 7, 8 и 9, 10 протекают одинаковые токи. Поэтому электродвижущая сила Е в измерительном преобразователе 1, размещенном на равном расстоянии от каждого из стержней 2 и 3 сердечника от магнитных полей рассеяния обмоток 5, 6 и 7, 8, будет равна нулю.

При витковом замыкании, например в обмотке 8, появятся короткозамкнутые витки 9. Ток в этих витках значительно отличается от тока в остальной части обмотки 8, что приведет к изменению распределения магнитного поля рассеяния поврежденной обмотки. В результате электродвижущая сила E, индуцируемая в измерительном преобразователе, будет не равна нулю. Причем ее величина будет зависеть как от числа замкнувшихся витков, так и от места их расположения на стержне сердечника трансформатора, а также от расположения измерительного преобразователя. Зависимость величины электродвижущей силы места их расположения на стержне сердечника трансформатора показана на фиг. 2. При появлении на выходе измерительного преобразователя электродвижущей силы реагирующий орган защиты сформирует сигнал на отключение трансформатора от сети и выведет его из эксплуатации.

При замыкании на землю первичной или вторичной обмотки по ней дополнительно начинают протекать токи однофазного замыкания на землю, что приведет к значительному изменению распределение магнитного поля рассеяния поврежденной обмотки. В результате индуцируемая в измерительном преобразователе электродвижущая сила Е будет отлична от нуля. Поэтому реагирующий орган защиты сформирует сигнал на отключение трансформатора от сети и выведет его из эксплуатации.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в своевременном определении замыкания в обмотках трансформатора и отключении его от сети, а следовательно, в сокращении времени и стоимости послеаварийного ремонта.

Устройство защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках, содержащее измерительный преобразователь и реагирующий орган, отличающееся тем, 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.



 

Похожие патенты:

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.

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%.

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.

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

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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. Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей и повышении надежности работы силового трансформатора путем осуществления комплексной работы по диагностическому контролю основных рабочих параметров трансформатора в режиме реального времени, оценки степени развития дефектов и уровня опасности возникновения аварийных ситуаций, локализации и идентификации неисправностей в изоляции трансформатора и устройстве регулирования напряжения под нагрузкой, а также оперативного информирования персонала об уровне отклонений от заданных допустимых пределов и степени опасности возникновения аварий. Задача решается тем, что устройство снабжено блоком контроля интенсивности частичных разрядов 20, блоком вибрационного контроля трансформатора 21 и блоком цветовой визуализации уровней технического состояния трансформатора 22. Непрерывная регистрация уровня и распределения частичных разрядов в изоляции вводов, обмоток и магнитопровода позволяет определить места возникновения частичных разрядов и механизм разрушения изоляции. Контроль параметров вибрации стенок бака силового трансформатора и корпуса РПН в режиме реального времени позволяет определить состояние прессовки обмотки и магнитопровода. Задание уровней классификации технического состояния трансформатора и осуществление световой сигнализации оповещения обслуживающего персонала различными цветовыми сигналами позволяют повысить достоверность и оперативность информирования персонала о степени опасности отклонений параметров от заданных допустимых пределов. 3 ил.

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.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано в качестве устройства защиты печного трансформатора от коротких замыканий. Устройство защиты печного трансформатора, содержащее блок измерения тока и напряжения, первый и второй блоки логики, выходное реле, контакты которого подключены к катушке отключения выключателя печного трансформатора, первую, вторую и третью катушки Роговского, первый, второй и третий разделительные трансформаторы, первый, второй и третий выпрямители, первый, второй и третий вычитатели, первую, вторую и третью схемы сравнения, первый, второй и третий задатчики эталонов, причем второй блок логики выполнен в виде первого, второго, третьего элементов И и элемента ИЛИ. Техническим результатом является выявление обрыва отдельных проводников одной фазы и замыканий между ними. 2 ил.

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.

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.

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.

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.

Наверх