Устройство защиты печного трансформатора



Устройство защиты печного трансформатора
Устройство защиты печного трансформатора
Устройство защиты печного трансформатора

Владельцы патента RU 2618216:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" (RU)

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

Известно устройство защиты печного трансформатора от междуфазных замыканий [Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высш. шк., 1991. - С. 496], содержащее реле тока, подключенное к трансформаторам тока, реле времени, подключенное к контактам реле тока, промежуточное реле, подключенное к контактам реле времени, и исполнительный орган, подключенный к контактам промежуточного реле.

Недостатком этого устройства является невозможность выявления междуфазных замыканий за трансформатором и замыканий между отдельными проводниками одной фазы.

Известно устройство защиты печного 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], выбранное в качестве прототипа, содержащее блок измерения тока и напряжения, блок логики, входами подключенный к выходу блока измерения тока и напряжения, а выходами к выходному реле, контакты которого подключены к катушке отключения выключателя печного трансформатора.

Недостатком этого устройства является невозможность выявления обрыва отдельных проводников одной фазы и замыканий между ними.

Задачей изобретения является выявление обрыва отдельных проводников одной фазы и замыканий между ними.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство защиты печного трансформатора, также как и в прототипе, содержит блок измерения тока и напряжения, первый блок логики, входами подключенный к выходу блока измерения тока и напряжения, а выходами к выходному реле, контакты которого подключены к катушке отключения выключателя печного трансформатора.

Согласно изобретению введены первая, вторая и третья катушки Роговского, первый, второй и третий разделительные трансформаторы, подключенные соответственно к обмоткам первой, второй и третьей катушек Роговского, первый, второй и третий выпрямители, подключенные к вторичной обмотке первого, второго и третьего разделительных трансформаторов соответственно, первый, второй и третий вычитатели, первая, вторая и третья схемы сравнения, первый, второй и третий задатчики эталонов, второй блок логики, выполненный в виде первого, второго и третьего элементов И, и элемента ИЛИ. К входам первого вычитателя подключены выходы первого и второго выпрямителя. К входам второго вычитателя подключены выходы второго и третьего выпрямителя. К входам третьего вычитателя подключены выходы первого и третьего выпрямителя. К входам первой, второй и третьей схем сравнения подключены выходы первого, второго и третьего вычитателей и выходы первого, второго и третьего задатчиков эталонов соответственно. Входы первого элемента И подключены к выходам первой и второй схем сравнения. Входы второго элемента И подключены к выходам второй и третьей схем сравнения. Входы третьего элемента И подключены к выходам первой и третьей схем сравнения. Выходы первого, второго и третьего элементов И подключены к элементу ИЛИ, выход которого подключен к выходному реле.

Введение катушек Роговского, разделительных трансформаторов, выпрямителей, вычитателей, введение схем сравнения, задатчиков эталонов, блока логики позволяет, по сравнению с прототипом, выявлять обрыв отдельных проводников одной фазы и замыкания между ними.

На фиг. 1 показана часть устройства, служащая для выявления коротких замыканий в трансформаторе.

На фиг. 2 показана часть устройства, служащая для защиты отдельных проводников фазы.

Устройство защиты печного трансформатора содержит: блок измерения тока и напряжения 1 (БИ) (фиг. 1), первый 2 (БЛ1) и второй 3 (БЛ2) блоки логики, выходами подключенные через выходное реле 4 (Р) к катушке отключения выключателя 5 (В) печного трансформатора 6; первую 7, вторую 8 и третью 9 катушки Роговского (фиг. 2), охватывающие первую 10, вторую 11 и третью 12 группы проводников соответственно; выходы с первой 7, второй 8 и третьей 9 катушек Роговского через первый 13, второй 14 и третий 15 разделительные трансформаторы подключены к первому 16 (ВПР1), второму 17 (ВПР2) и третьему 18 (ВПР3) выпрямителям соответственно; к входам первого вычитателя 19 (ВЫЧ1) подключены выходы первого 16 (ВГГР1) и второго 17 (ВПР2) выпрямителей, к входам второго вычитателя 20 (ВЫЧ2) подключены выходы второго 17 (ВПР2) и третьего 18 (ВПР3) выпрямителей, к входам третьего вычитателя 21 (ВЫЧ3) подключены выходы первого 16 (ВПР1) и третьего 18 (ВПР3) выпрямителей; к входам первой 22 (СС1), второй 23 (СС2) и третьей 24 (СС3) схем сравнения подключены выходы первого 19 (ВЫЧ1), второго 20 (ВЫЧ2) и третьего 21 (ВЫЧ3) вычитателей и выходы первого 25 (ЗЭ1), второго 26 (ЗЭ2) и третьего 27 (ЗЭ3) задатчиков эталонов соответственно; второй блок логики 3 (БЛ2) выполнен в виде первого 28 (И1), второго 29 (И2) и третьего 30 (И3) элементов И, и элемента ИЛИ 31 (ИЛИ); входы первого элемента И 28 (И1) подключены к выходам первой 22 (СС1) и второй 23 (СС2) схем сравнения, входы второго элемента И 29 (И2) подключены к выходам второй 23 (СС2) и третьей 24 (СС3) схем сравнения, входы третьего элемента И 30 (И3) подключены к выходам первой 22 (СС1) и третьей 24 (СС3) схем сравнения; первый 28 (И1), второй 29 (И2) и третий 30 (И3) элементы И выходами подключены к элементу ИЛИ 31 (ИЛИ); выход элемента ИЛИ 31 (ИЛИ) подключен к выходному реле 4 (Р).

В качестве выходного реле 4 (Р) может быть использовано реле типа РП-215, в качестве разделительных трансформаторов 13-15 - трансформаторы типа KFD0-CS-EX151P. Блок измерения тока и напряжения 1 (БИ) может быть выполнен на микроконтроллере PICI6F873. В качестве первого 16 (ВПР1), второго 17 (ВПР2), третьего 18 (ВПР3) выпрямителей могут быть использованы выпрямители типа ВУК-170/13, в качестве катушек Роговского 7-9 - катушки типа ТТР-40. Первый 2 (БЛ1) и второй 3 (БЛ2) блоки логики, первый 19 (ВЫЧ1), второй 20 (ВЫЧ2) и третий 21 (ВЫЧ3) вычитатели, первая 22 (СС1), вторая 23 (СС2) и третья 24 (СС3) схемы сравнения, первый 25 (ЗЭ1), второй 26 (ЗЭ2) и третий 27 (ЗЭ3) задатчики эталонов могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем режиме величины токов в фазах производные тока и напряжения, а также соотношения между ними не превосходят заданные пределы и на выходах первого 2 (БЛ1) и второго 3 (БЛ2) блоков логики сигналы отсутствуют.

При двухфазном или трехфазном коротком замыкании между фазами со стороны высшего напряжения трансформатора 6 блок измерения тока и напряжения 1 (БИ) выдает сигналы через первый блок логики 2 (БЛ1) на выходное реле 4 (Р), которое подает сигнал в катушку отключения выключателя 5 (В) печного трансформатора 6, и выключатель 5 (В) отключается.

При коротких замыканиях между фазами со стороны низшего напряжения трансформатора 6, если ток достаточен, то устройство работает так же, как и в предыдущем случае. Если ток мал, то в блоке измерения 1 (БИ) определяются производные тока и напряжения, и, если они превосходят заданные пределы, блок измерения 1 (БИ) выдает сигналы в первый блок логики 2 (БЛ1). Выходное реле 4 (Р) подает сигнал в катушку отключения выключателя 5 (В), который отключается.

При замыкании между двумя проводниками в фазе, например, в первой группе проводников 10, изменяется ток в проводниках поврежденной фазы, в результате чего на входы первого 19 (ВЫЧ1) и третьего 21 (ВЫЧ3) вычитателей подаются различные по величине ЭДС. С первого 19 (ВЫЧ1) и третьего 21 (ВЫЧ3) вычитателей подаются напряжения на первую 22 (СС1) и третью 24 (СС3) схемы сравнения, где сравниваются величины напряжения с первым 25 (ЗЭ1) и третьим 27 (ЗЭ3) задатчиками эталонов соответственно. Величина эталонного напряжения Uэ=kотсUнб выбирается из учета отстройки от напряжения небаланса в нормальном режиме, которое может возникнуть из-за неравенства витков в катушках Роговского, а главное - из-за несимметричного расположения проводников в каждой группе. Затем с первой 22 (СС1) и третьей 24 (СС3) схем сравнения сигналы поступают на третий элемент И 30 (И3). Два поступающих сигнала с первой 22 (СС1) и третьей 24 (СС3) схем сравнения обеспечивают условие выполнения используемого мажоритарного принципа повышения надежности ("2 из 3"). Сигнал подается в выходное реле 4 (Р), и защита срабатывает.

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется автоматическое определение обрыва отдельных проводников одной фазы и замыканий между ними. Экономический эффект заключается в предотвращении разрушения оборудования за счет отключения повреждений в начальной стадии.

Устройство защиты печного трансформатора, содержащее блок измерения тока и напряжения (1), первый блок логики (2), входами подключенный к выходу блока измерения тока и напряжения (1), а выходами к выходному реле (4), контакты которого подключены к катушке отключения выключателя (5) печного трансформатора (6), отличающееся тем, что введены первая (7), вторая (8) и третья (9) катушки Роговского, первый (13), второй (14) и третий (15) разделительные трансформаторы, подключенные соответственно к обмоткам первой (7), второй (8) и третьей (9) катушек Роговского, первый (16), второй (17) и третий (18) выпрямители, подключенные к вторичной обмотке первого (13), второго (14) и третьего (15) разделительных трансформаторов соответственно, первый (19), второй (20) и третий (21) вычитатели, первая (22), вторая (23) и третья (24) схемы сравнения, первый (25), второй (26) и третий (27) задатчики эталонов, второй блок логики (3), выполненный в виде первого (28), второго (29) и третьего (30) элементов И, и элемента ИЛИ (31), причем к входам первого вычитателя (19) подключены выходы первого (16) и второго (17) выпрямителей, к входам второго вычитателя (20) подключены выходы второго (17) и третьего (18) выпрямителей, к входам третьего вычитателя (21) подключены выходы первого (16) и третьего (18) выпрямителей, к входам первой (22), второй (23) и третьей (24) схем сравнения подключены выходы первого (19), второго (20) и третьего (21) вычитателей и выходы первого (25), второго (26) и третьего (27) задатчиков эталонов соответственно, входы первого элемента И (28) подключены к выходам первой (22) и второй (23) схем сравнения, входы второго элемента И (29) подключены к выходам второй (23) и третьей (24) схем сравнения, входы третьего элемента И (30) подключены к выходам первой (22) и третьей (24) схем сравнения, выходы первого (28), второго (29) и третьего (30) элементов И подключены к элементу ИЛИ (31), выход которого подключен к выходному реле (4).



 

Похожие патенты:

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

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.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и чувствительности защиты.

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.

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.

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

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.

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 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.

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.

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.

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.

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.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-02-24 2017-05-14T00:24:30
Наверх