CN104685750B - 用于保护变压器的可靠设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开涉及用于保护变压器的可靠设备。具体地，本发明涉及用于保护变压器免于铁磁谐振振荡影响的可靠设备，所述可靠设备具有输入端子、电源模块、控制单元、开关元件和负载电阻器。为了增强这种保护设备的操作，电源模块(2，12)、控制单元(3，13)、开关元件(4，14)和负载电阻器(5，15)当中的每一个均以并联方式至少布置两套，以便实现其每一项功能的冗余，并且控制单元操控开关设备，所述开关设备以串联方式与连接在三个单相变压器的开口三角电路中的负载电阻器连接。

Description

用于保护变压器的可靠设备
本发明涉及根据权利更求1前序部分的用于保护变压器免于铁磁谐振振荡影响(ferroresonant oscillation influence)的可靠设备，所述可靠设备具有输入端子、电源模块、控制单元、开关元件和负载电阻器。
在开口三角(open-delta)电路中，包含变压器的电路中的铁磁谐振振荡是个问题。通过使用连接到开口三角电路的阻尼电阻器或通过连接到三个单相变压器(VT)的次级电路，这些振荡得以抑制。
阻尼电阻器必须被设计成不仅用来抑制铁磁谐振振荡，还要在网络接地故障状态期间承受升高的电压(功率损失)。因为这两个参数彼此抵触，导致阻尼电阻器值是折中值。这意味着，在某些条件下，阻尼电阻器不需要是有效到足以抑制铁磁谐振振荡。这还在系统中产生了额外的损耗，并且引起电阻器过热或完全安装。那就是为什么它通常被放置在开关装置(switchgear)的外部，而这降低了开关装置的IP等级。
这还是相当笨重的解决方案，并且在开关装置的低压隔室外部需要额外的导线和连接/固定。该类阻尼电阻器最大的缺点是其不可能延迟其操作，因此禁用一些保护功能，其需要非抑制状态来通过保护设备正确评估输出信号。无论出现在三个VT的开口三角连接上的电压是多少，这种阻尼电阻器还始终操作，其增加了开关装置的自身消耗。
该类现有技术在WO2006126904A1中示出，但系统在没有冗余、没有状态监测和没有自检特征的情况下操作。
本发明的目的是增强该类保护设备的操作。
这通过本发明得以实现，在本发明中，电源模块、控制单元、开关元件和负载电阻器中的每一个均以并联方式至少布置两套，以便实现其每一项功能的冗余，并且控制单元操控开关设备，所述开关设备以串联方式与连接在三个单相变压器的开口三角电路中的负载电阻器连接。
在有益的实施例中，一个部件中的故障使得故障部件功能被直接以并联方式连接双重控制单元的双重部件所替代。
通过这样做，不仅给出了双重设备的简单并联布置。在每个并联支路中有三个部件。在设备的第一支路中布置有电源模块、控制单元、开关元件和负载电阻器。
在第二支路中也布置有电源模块，控制单元，开关元件和负载电阻器。
xxx
在所述的进一步有益的实施例中，设备中有逻辑上整体实现或分离实现的自诊断装置，并且用于显示故障功能的指示装置以故障能够在外部被看到的方式与设备通信。
进一步有益的实施例是比较参数和/或诊断算法被物理地实现在控制单元内。
进一步有益的实施例是设备连接到三个单相变压器的开口三角电路。
在所述的最终有益的实施例中，通过设定时间延迟和/或阈值电压的装置来应用控制单元。
总而言之，所提出的保护设备能够保护变压器免受电力网络在操作期间可能出现的铁磁谐振振荡的影响。
图2示出了现有技术，其中保护设备安装在三个单相变压器或一个三相变压器的开口三角端子da1和dn3中。
图1示出了本发明的实施例，其中设备连接到输入端子6和7，此外包含的电源模块2和12、控制单元3和13、开关元件4和14以及负载电阻器5和15被施加了两套。因此，为了实现非常可靠的保护系统，所述设备的所有重要部件都是双重的并因此是冗余的。
对于理解本发明重要的是，前述部件或零件中的每一个都是双重的。如此冗余包括所有的必要细节或子功能，从而导致每个部件的冗余，并因此导致设备整个功能的冗余。
在一个部件故障的情况下，双重部件经过信号导线连接8和/或9替代故障部件，通过使整个设备的功能没有受到干扰的方式进行检验，如上文已经描述的那样。
即使一个部件故障，内部部件的冗余提高了随后工作在所有情况下的保护设备的可靠性，因此保护网络和/或VT免受铁磁谐振振荡的有害影响。
这种保护设备在内部启用延迟时间0至T1，如其操作在图3中所示出的，以便允许连接到变压器的测量和/或保护绕组的保护设备基于保护功能所使用的设定操作时间进行操作。这意味着延迟时间应当比保护功能的正确操作和/或评估所需的操作时间更长。该延迟可以通过使用例如基本上是控制电路3或13一部分的跳线器手动地实施，或通过控制软件电子地设定来实施。其还可能能够设定阈值电压Ut，该阈值电压Ut是保护设备从其开始是活动的电压值。
在设备被激活的情况下，负载电阻器负载VT的开口三角电路，并因此抑制铁磁谐振振荡。
此外，所述的保护设备包括自诊断功能。如图4所示，其启动了自身功能电路和部件的内部检验。在相同的时间内，其能够通过在设备自身上的可视化信息28或通过能够发送至外部设备或由外部设备读取的电信号29，在外部指示故障状态。
所述保护设备特征具有以下有益效果：
-阻尼电阻比常规阻尼电阻器的情况下的更小，因此能够更有效地消除铁磁谐振振荡
-相较于常规阻尼电阻器，其能够具有非常小的尺寸，并且其还能够具有能安装在常规DIN轨道上的标准化形状
-一套保护设备保护所有3个连接的/创建开口三角电路的变压器
-由于冗余和自诊断电路产生的非常高的可靠性
-时间延迟和阈值电压的高级设定可能性
-通过可视化装置或使用上级系统指示故障状态
-在固有的网络非对称期间零自消耗
图4中的自诊断电路20由输入端子26和27、电源模块22、控制单元23、可视化信息28和电信号29构成。控制单元注入控制信号至保护设备1的输入端子6，7。注入的信号能够在图1所述的每个保护设备1模块之后或至少在模块4，14之后被检验。

Claims (5)

1.用于保护变压器免受铁磁谐振振荡影响的可靠设备，所述可靠设备具有输入端子、电源模块、控制单元、开关元件和负载电阻器，
其特征在于，
包括电源模块(2，12)、控制单元(3，13)、以及串联布置的开关元件(4，14)和负载电阻器(5，15)的部件中的每一个以并联方式至少布置两套，即意味着至少加倍，以便实现其每一项功能以及每一个部件的冗余，并且控制单元操控开关设备，所述开关设备以串联方式与连接在三个单相变压器的开口三角电路中的负载电阻器连接，其中一个部件中的故障使得故障部件功能将经过双重控制单元(3，13)的端子之间的信号导线连接(8，9)，由直接以并联方式连接双重控制单元(3，13)的双重部件替代。
2.根据权利要求1所述的可靠设备，
其特征在于，
所述可靠设备中包括逻辑上整体实现或分离实现的自诊断装置，并且用于显示故障功能的指示装置以故障能够在外部被看到的方式与所述可靠设备通信。
3.根据权利要求1或2所述的可靠设备，
其特征在于，
比较参数和/或诊断算法被物理地实现在控制单元内。
4.根据权利要求1或2所述的可靠设备，
其特征在于，
所述可靠设备连接到三个单相变压器的开口三角电路。
5.根据权利要求1或2所述的可靠设备，
其特征在于，
通过设定时间延迟和/或阈值电压的装置来应用控制单元。
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