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.
Наверх