RU2368990C1 - Electronic device for fast blocking of transformer differential protection - Google Patents

Electronic device for fast blocking of transformer differential protection Download PDF

Info

Publication number
RU2368990C1
RU2368990C1 RU2008124451/09A RU2008124451A RU2368990C1 RU 2368990 C1 RU2368990 C1 RU 2368990C1 RU 2008124451/09 A RU2008124451/09 A RU 2008124451/09A RU 2008124451 A RU2008124451 A RU 2008124451A RU 2368990 C1 RU2368990 C1 RU 2368990C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
voltage
circuit
transformer
resistor
Prior art date
Application number
RU2008124451/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Владимирович Зинченко (RU)
Антон Владимирович Зинченко
Лилия Владимировна Черноусова (RU)
Лилия Владимировна Черноусова
Владимир Филиппович Зинченко (RU)
Владимир Филиппович Зинченко
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Карачаево-Черкесская государственная технологическая академия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Карачаево-Черкесская государственная технологическая академия" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Карачаево-Черкесская государственная технологическая академия"
Priority to RU2008124451/09A priority Critical patent/RU2368990C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2368990C1 publication Critical patent/RU2368990C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Protection Of Transformers (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is related to electric engineering, to relay protection of power transformer and may be used for fast blocking of differential protection in case of start-up current rushes, when there is access to measurement of voltage that generates short-circuit current and rush current. For this purpose specified voltage is memorised in memory circuit in dynamic mode, and is used to create typical copies of rush and short-circuit currents on simple elements - models, which are further together with current realisation of mode in the form of voltage on loading resistance of current measurement transformer are exposed to correlation processing and comparison.
EFFECT: improved efficiency.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к дифференциальной защите трансформатора, когда от нее требуется быстрое принятие решения о возникновении броска тока намагничивания при его включении на холостой ход или о коротком замыкании. При этом полагается, что в месте установки защиты имеется доступ через трансформаторы напряжения к напряжению, под действием которого возникают эти режимы.The invention relates to electrical engineering, namely to the differential protection of a transformer, when it is required to make a quick decision on the occurrence of an inrush magnetization current when it is turned on at idle or on a short circuit. It is believed that in the place of installation of protection there is access through voltage transformers to voltage, under the influence of which these modes occur.

Широко известны и широко используются дифференциальные реле с насыщающимися трансформаторами типа РНТ [1]. За счет насыщения промежуточного трансформатора и наличия короткозамкнутых обмоток реле отстраивается даже от броска, трансформированного через измерительный трансформатор тока, когда появляются полуволны, обратные постоянной составляющей тока включения. Однако быстродействие и степень указанной отстройки реле требуется улучшать, особенно для мощных высоковольтных трансформаторов.Widely known and widely used differential relays with saturable transformers type RNT [1]. Due to saturation of the intermediate transformer and the presence of short-circuited windings, the relay is detuned even from a surge transformed through a measuring current transformer when half-waves appear that are inverse to the direct component of the switching current. However, the speed and degree of the indicated tuning of the relay needs to be improved, especially for high-power high-voltage transformers.

Известна электронная дифференциальная защита с реле, содержащим трансреактор, преобразователь в виде выпрямительного моста, резонансный контур, настроенный на частоту сети, и выходные релейные элементы [2].Known electronic differential protection with a relay containing a transreactor, a converter in the form of a rectifier bridge, a resonant circuit tuned to the frequency of the network, and output relay elements [2].

Добротность резонансного контура этого аналога и, следовательно, его избирательность ограничена необходимым быстродействием.The quality factor of the resonance circuit of this analogue and, therefore, its selectivity is limited by the necessary speed.

Известен прототип предлагаемого устройства [3], содержащий резонансный контур, настроенный уже на вторую гармонику защищаемой сети, поэтому быстродействие защиты улучшается, однако все недостатки, связанные с инерционностью применяемых резонансных контуров, сохраняются.A known prototype of the proposed device [3], containing a resonant circuit, tuned already to the second harmonic of the protected network, therefore, the protection speed is improved, however, all the disadvantages associated with the inertia of the applied resonant circuits are preserved.

И в аналоге, и в прототипе при использовании резонансных контуров используется преобразование исследуемой реализации тока броска или тока к.з. в виде известного интеграла наложения - интеграла Дюамеля, в котором интеграл берется от произведения указанной реализации и свободных колебаний фильтра в виде гармонического образца. В этом случае для установления этих свободных колебаний всегда требуется время, которое и снижает быстродействие релейных защит с резонансными фильтрами.Both in the analogue and in the prototype, when using resonant circuits, the transformation of the investigated implementation of the inrush current or short-circuit current is used. in the form of the well-known overlay integral, the Duhamel integral, in which the integral is taken from the product of the indicated realization and free vibrations of the filter in the form of a harmonic pattern. In this case, the establishment of these free oscillations always requires time, which reduces the speed of relay protection with resonant filters.

В заявляемом устройстве для вычисления интеграла наложения вместо медленно устанавливающихся образцовых колебаний берется колебание, сформированное заранее еще до момента броска или к.з. на специально предлагаемых простых моделях, что убыстряет защиту и ранее не было известно. Более того, используемые образцы гораздо ближе к реальным.In the inventive device for calculating the overlay integral, instead of slowly establishing model oscillations, an oscillation is taken, formed in advance even before the moment of the throw or short-circuit on specially offered simple models, which speeds up protection and was not previously known. Moreover, the samples used are much closer to real ones.

На чертеже показана блок-схема одной фазы предлагаемого быстродействующего устройства блокировки диффзащиты при бросках. Здесь 1 - питающая система, 2 - выключатель, 3 - сборные шины подстанции с силовым трансформатором 4, выключателем 5 и измерительным трансформатором тока 6 с активным сопротивлением нагрузки 7. К шинам 3 через предохранитель подключен измерительный трансформатор напряжения - 9. Входными зажимами устройства блокировки являются клеммы - 10, 11. Активные резисторы - 12, 15, 17, 18, 19, 20, 22. Диод - 21. Блоки умножения - 23, 28. Интеграторы - 24, 29. Выпрямители 25, 30. Схема сравнения - 26. Реагирующий орган - 27.The drawing shows a block diagram of one phase of the proposed high-speed device for blocking differential protection during throws. Here 1 is the power system, 2 is the circuit breaker, 3 is the substation busbars with power transformer 4, circuit breaker 5 and current measuring transformer 6 with active load resistance 7. Voltage measuring transformer - 9 is connected to the busbars 3 through a fuse. The input terminals of the interlock device are terminals - 10, 11. Active resistors - 12, 15, 17, 18, 19, 20, 22. Diode - 21. Multiplication units - 23, 28. Integrators - 24, 29. Rectifiers 25, 30. Comparison scheme - 26. The reacting organ is 27.

Схема функционирует следующим образом. Подстанция со сборными шинами 3 питается от системы 1 через выключатель 2. От сборных шин 3 отходит выключатель 5, к которому через измерительный трансформатор 6 подключен защищаемый трансформатор 4. С сопротивления 7 снимается напряжение, пропорциональное току трансформатора 4, а с фазы измерительного трансформатора напряжения - напряжение, пропорциональное напряжению на шинах. Это напряжение в динамическом режиме запоминается на индуктивно-емкостном колебательном контуре 14, 13 и сохраняется значительное время за счет резисторов 12, 15. Важно, что это напряжение уже имеется до момента к.з. или броска и это обеспечивает быстродействие. Оно сохраняется после к.з. и после включения трансформатора 4 на холостой ход. Для моделирования индуктивных токов к.з. и броска напряжение контура сдвигается на запаздывание инерционной цепочкой: резистор 15 - емкость 16. Далее информация о форме тока к.з. выявляется на делителе 17-18, а форма броска конструируется в виде полуволны с постоянной составляющей, когда полуволна тока проходит через диод 21, а меньшая обратная полуволна через резистор 20 приближенно моделирует обратную трансформированную полуволну, обеспечивающую необходимый расчетный коэффициент смещения. При номинальном напряжении на шинах 3 на резисторах 18 и 22 образуются ожидаемые формы тока к.з. и тока броска, причем с помощью расчета величин сопротивлений действующие значения этих образцов токов устанавливают одинаковыми. Далее вычисляется взаимная корреляционная функция между образцами и текущей реализацией путем их умножения на блоках 23, 28, интегрирования блоками 24, 29 и усреднения на блоках выпрямления 25, 30. На блоке 25 образуется наибольшее напряжение при к.з. и в режиме нагрузки. При броске напряжение на выходе блока 30 наоборот превышает напряжение на блоке 25. Схема сравнения 26 фиксирует эту ситуацию и через реагирующий орган 27 разрешает или запрещает действие защиты.The scheme operates as follows. A substation with busbars 3 is powered from system 1 via a switch 2. A switch 5 leaves the busbars 3, to which a shielded transformer 4 is connected via a measuring transformer 6. A voltage proportional to the current of the transformer 4 is removed from the resistance 7, and from the phase of the voltage transformer, voltage proportional to the voltage on the tires. This voltage in dynamic mode is stored on the inductive-capacitive oscillatory circuit 14, 13 and significant time is saved due to the resistors 12, 15. It is important that this voltage is already available until the short-circuit time. or throw and this ensures speed. It is saved after short-circuit and after turning on the transformer 4 at idle. To simulate inductive currents and the surge voltage of the circuit is shifted to a delay by the inertial chain: resistor 15 - capacity 16. Further information on the form of current short-circuit it is detected on the divider 17-18, and the shape of the surge is constructed in the form of a half-wave with a constant component, when the half-wave of the current passes through the diode 21, and the smaller reverse half-wave through the resistor 20 approximately simulates the reverse transformed half-wave, which provides the necessary calculated bias coefficient. With a nominal voltage on the busbars 3, the expected short-circuit current forms are formed on the resistors 18 and 22. and inrush current, and by calculating the resistance values, the effective values of these current samples are set equal. Next, the mutual correlation function between the samples and the current implementation is calculated by multiplying them on blocks 23, 28, integrating them on blocks 24, 29 and averaging on rectification blocks 25, 30. At block 25, the highest voltage is generated at short circuit and in load mode. During a surge, the voltage at the output of block 30, on the contrary, exceeds the voltage at block 25. The comparison circuit 26 fixes this situation and, through the reacting organ 27, allows or prohibits the action of the protection.

Испытание предлагаемого устройства показало, что при соответствующем выборе формы образца тока броска с отрицательной полуволной блокировка начинается в момент включения трансформатора на холостой ход и продолжается даже при последующей значительной потере постоянной составляющей тока, замыкающейся в цепь намагничивания измерительного трансформатора. Время выявления броска составляет порядка одного - двух периодов, а ток срабатывания может быть меньше номинального при соответствующем устранении тока небаланса плеч дифференциальной защиты.Testing of the proposed device showed that, with the appropriate choice of the shape of the sample of the inrush current with negative half-wave, the blocking starts at the moment the transformer is switched on at idle and continues even with the subsequent significant loss of the DC component of the current, which closes into the magnetization circuit of the measuring transformer. The throw detection time is of the order of one to two periods, and the tripping current can be less than the rated current with the corresponding elimination of the unbalance current of the differential protection arms.

ЛитератураLiterature

1. Л.И.Какуевицкий и Т.В.Смирнова. Справочник реле защиты и автоматики. Под редакцией М.Э.Хейфица. Изд. 3-е, переработ. и доп. М.: Энергия, 1972.1. L.I. Kakuevitsky and T.V. Smirnova. Directory of protection relays and automation. Edited by M.E.Heifitz. Ed. 3rd, overwork. and add. M .: Energy, 1972.

2. А.С. СССР № 439876, кл. Н02Н 3/28, 15.08.74. Бюл. № 30.2. A.S. USSR No. 439876, class Н02Н 3/28, 08/15/74. Bull. Number 30.

3. А.С. СССР № 1101946, кл. Н02Н 1/045, 07.07.84. Бюл. № 25.3. A.S. USSR No. 1101946, class Н02Н 1/045, 07/07/84. Bull. Number 25.

Claims (1)

Электронное устройство быстрой блокировки диффзащиты трансформатора при бросках тока намагничивания, содержащее электронные схемы умножения, интегрирования, выпрямления, сравнения и принятия решения, подключенное в каждой фазе к активному нагрузочному сопротивлению трансформатора тока и через измерительный трансформатор напряжения с контуром памяти - к фазосдвигающей активно-емкостной цепи, отличающееся тем, что выход фазосдвигающей цепи через свое балластное сопротивление подключен к первому резистору и земле, и этот же выход через другое балластное сопротивление подключен ко второму резистору, шунтированному диодом и далее последовательно - к нагрузочному сопротивлению и земле, при этом напряжение на первом резисторе подключено к входу блока умножения, а напряжение со второго резистора - к входу другого блока умножения, вторые входы которых - к нагрузочному сопротивлению трансформатора тока, причем каждый выход блока умножения подключен к своему интегратору с выпрямителями на выходе и далее - на свой вход схемы сравнения с реагирующим органом. An electronic device for quickly locking the transformer diffuser during magnetizing current surges, containing electronic multiplication, integration, rectification, comparison and decision circuits connected in each phase to the active load resistance of the current transformer and through a voltage measuring transformer with a memory circuit to a phase-shifting active-capacitive circuit , characterized in that the output of the phase-shifting circuit through its ballast resistance is connected to the first resistor and ground, and the same output is black h another ballast is connected to the second resistor, shunted by the diode and then sequentially to the load resistance and ground, while the voltage on the first resistor is connected to the input of the multiplication unit, and the voltage from the second resistor is connected to the input of another multiplication unit, the second inputs of which are to load resistance of the current transformer, and each output of the multiplication unit is connected to its integrator with rectifiers at the output and then to its input of the comparison circuit with the reacting organ.
RU2008124451/09A 2008-06-16 2008-06-16 Electronic device for fast blocking of transformer differential protection RU2368990C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008124451/09A RU2368990C1 (en) 2008-06-16 2008-06-16 Electronic device for fast blocking of transformer differential protection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008124451/09A RU2368990C1 (en) 2008-06-16 2008-06-16 Electronic device for fast blocking of transformer differential protection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2368990C1 true RU2368990C1 (en) 2009-09-27

Family

ID=41169711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008124451/09A RU2368990C1 (en) 2008-06-16 2008-06-16 Electronic device for fast blocking of transformer differential protection

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2368990C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497256C1 (en) * 2012-06-07 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Device for differential protection of power transformer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497256C1 (en) * 2012-06-07 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Device for differential protection of power transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2743460C1 (en) Method and device for fast elimination of ferromagnetic resonance of voltage transformer
US4210948A (en) Method and apparatus for monitoring line voltage in a polyphase source
De Leon et al. Elimination of residual flux in transformers by the application of an alternating polarity DC voltage source
DK2765665T3 (en) Apparatus for recording electrical differential currents, in particular mixed DC and AC currents
EP2874259A1 (en) A residual current device
RU2368990C1 (en) Electronic device for fast blocking of transformer differential protection
JPH04229015A (en) Transformer differential relay
Oliveira et al. Power transformers behavior under the occurrence of inrush currents and turn-to-turn winding insulation faults
JPS6343520A (en) Electronic overcurrent tripper
RU2676270C1 (en) Demagnetization device and the transformer core demagnetization method
Emanuel et al. Direct current generation in single-phase residential systems dc effects and permissible levels
RU2691735C1 (en) Short-circuit protection device for magnetoelectric generator
Yahaya Effect of Switching angle on Magnetizing flux and Inrush current of a Transformer
ATE291289T1 (en) RESONANCE CONVERTER
RU2356153C1 (en) Relay for differential cutoff of transformer
Kang et al. Compensated-current differential relay for protection of transformers
Petrović et al. Remanent flux measurement and optimal energization instant dertermination of power transformer
Mustafin Detection of inter turn fault in transformer windings by parameters of their transition processes
Li et al. Investigation of transformer inrush current using a dyadic wavelet
RU2313890C1 (en) Device for differentially-phased protection
SU1026227A1 (en) Device for testing phase comparator unit of differential-phase protecting of electric motor
RU2005116193A (en) DEVICE FOR PROTECTING ELECTRIC MOTOR FROM PARTIAL PHASE MODES AND OVERLOAD
Kuchanskyy An Evaluation of Remanent Flux of Autotransformer on Resonant Overvoltage
Saleh et al. Off-line testing of a wavelet packet-based algorithm for discriminating inrush current in three-phase power transformers
RU2638028C2 (en) Method of turn-to-turn short-circuit and rotor shift protection of electric motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110617