RU2555858C2 - Differential relay based on transformers with rotary magnetic field - Google Patents

Differential relay based on transformers with rotary magnetic field Download PDF

Info

Publication number
RU2555858C2
RU2555858C2 RU2013149763/07A RU2013149763A RU2555858C2 RU 2555858 C2 RU2555858 C2 RU 2555858C2 RU 2013149763/07 A RU2013149763/07 A RU 2013149763/07A RU 2013149763 A RU2013149763 A RU 2013149763A RU 2555858 C2 RU2555858 C2 RU 2555858C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformers
magnetic field
rectifier
multiphase
rotating magnetic
Prior art date
Application number
RU2013149763/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013149763A (en
Inventor
Борис Андреевич Коробейников
Роман Александрович Шестак
Андрей Геннадьевич Печенкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ")
Priority to RU2013149763/07A priority Critical patent/RU2555858C2/en
Publication of RU2013149763A publication Critical patent/RU2013149763A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2555858C2 publication Critical patent/RU2555858C2/en

Links

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, namely to differential protection of electric networks, and can be used for differential protection of any elements of electric networks, both power lines, and power transformers. The result is achieved by that the differential relay based on transformers with rotating magnetic field comprises two current converters the inputs of which form relay inputs, a rectifier, a null indicator, meanwhile the current converters are designed as transformers with rotating magnetic field forming the electrical values supplied to the rectifier and compared by the null indicator and designed as hexaphase voltage system, the multiphase secondary windings of transformers are connected in opposite way, and the rectifier is also designed as multiphase one.
EFFECT: increase of length of protected power supply system sections because the secondary multiphase windings of converters operate with the rotating magnetic field (RMF) in the idling mode.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к дифференциальной защите электрических сетей, и может быть использовано для дифференциальной защиты любых элементов электрических сетей, как линий электропередач, так и силовых трансформаторов.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to the differential protection of electric networks, and can be used for differential protection of any elements of electric networks, both power lines and power transformers.

Известен однофазный трансформатор с вращающимся магнитным полем (патент №2333562), содержащий четыре первичные обмотки, расположенные на тороидальном сердечнике, балластные резистор и индуктивность, многофазные вторичные обмотки.Known single-phase transformer with a rotating magnetic field (patent No. 2333562), containing four primary windings located on the toroidal core, ballast resistor and inductance, multiphase secondary windings.

Этот трансформатор близок к предлагаемому дифференциальному реле по своим конструктивным особенностям, но сильно отличается по своему назначению.This transformer is close to the proposed differential relay in its design features, but is very different in its purpose.

Известно большое количество типов дифференциального реле тока. Наиболее близким по своей технической сущности является реле статическое токовое дифференциальное РСТ15, предназначенное для использования в схемах релейной защиты в качестве чувствительного органа дифференциальных защит, реагирующих на ток повреждения в пределах зоны действия дифференциальной защиты. Реле РСТ15 содержит следующие основные узлы: трансреактор, выпрямительный мост, полосовой фильтр, компаратор, элемент задержки на срабатывание, выходное реле, элементы питания схемы (Реле тока дифференциальное РСТ15, РСТ16. URL: http://www.rza.org.ua/rele/read/Rele-toka-differencialno; дата обращения: 20.10.2013).A large number of types of differential current relays are known. The closest in its technical essence is the static current differential relay PCT15, designed for use in relay protection circuits as a sensitive organ of differential protection, reacting to the fault current within the differential protection coverage area. The PCT15 relay contains the following main components: transreactor, rectifier bridge, bandpass filter, comparator, tripping delay element, output relay, circuit power elements (differential current relay PCT15, PCT16. URL: http://www.rza.org.ua/ rele / read / Rele-toka-differencialno; date of access: 10.20.2013).

Недостатком этого устройства является то, что оно вследствие конструктивных особенностей имеет низкие параметры по точности работы и низкую надежность. Низкая точность работы связана прежде всего с тем, что входной сигнал подвергается двухполупериодному выпрямлению, что приводит к большой пульсации выходного сигнала. Низкая надежность связана с тем, что реле РСТ15 содержит много элементов для формирования информационного сигнала, в том числе фильтр, конденсаторы и резисторы, которые ухудшают надежность схемы в целом.The disadvantage of this device is that due to design features it has low parameters for accuracy and low reliability. The low accuracy of operation is primarily due to the fact that the input signal undergoes half-wave rectification, which leads to a large ripple of the output signal. Low reliability is associated with the fact that the PCT15 relay contains many elements for generating an information signal, including a filter, capacitors and resistors, which degrade the reliability of the circuit as a whole.

Задачей предлагаемого изобретения является надежное, простое и быстрое выявление информационного признака - амплитуды дифференциального тока, без использования сложных технических устройств; осуществление гальванической развязки между измерительными трансформаторами тока и релейной защиты; выравнивание баланса дифференциальных цепей за счет вторичных маломощных обмоток преобразователей с вращающимся магнитным полем (ПВМП).The objective of the invention is a reliable, simple and quick identification of an information sign - the amplitude of the differential current, without the use of complex technical devices; implementation of galvanic isolation between measuring current transformers and relay protection; balancing differential circuits due to secondary low-power windings of transducers with a rotating magnetic field (PVMP).

Техническим эффектом предлагаемого изобретения является увеличение длины защищаемых участков энергосистемы, так как вторичные многофазные обмотки преобразователей с вращающимся магнитным полем (ПВМП) работают в режиме холостого хода. Повышение чувствительности происходит за счет точности определения информационного признака - амплитуды дифференциального тока. Это связано с тем, что благодаря вторичным шестифазным обмоткам ПВМП происходит двенадцатипульсное выпрямление входного сигнала.The technical effect of the invention is to increase the length of the protected sections of the power system, since the secondary multiphase windings of converters with a rotating magnetic field (PVMP) operate in idle mode. The increase in sensitivity occurs due to the accuracy of determining the information sign - the amplitude of the differential current. This is due to the fact that due to the secondary six-phase windings of the PVMP, a twelve-pulse rectification of the input signal occurs.

Указанный технический результат достигается тем, что дифференциальное реле на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем включает два преобразователя тока, входы которых образуют входы реле, выпрямитель, нуль-индикатор, при этом преобразователи тока выполнены в виде трансформаторов с вращающимся магнитным полем, формирующих поступающие на выпрямитель и сравниваемые нуль-индикатором электрические величины в виде шестифазной системы напряжений, многофазные вторичные обмотки трансформаторов соединены встречно, а выпрямитель также выполнен многофазным.The specified technical result is achieved in that the differential relay based on transformers with a rotating magnetic field includes two current converters, the inputs of which form the relay inputs, a rectifier, a zero indicator, while the current converters are made in the form of transformers with a rotating magnetic field, forming incoming to the rectifier and the electrical quantities compared by a zero indicator in the form of a six-phase voltage system, the multiphase secondary windings of the transformers are connected in the opposite direction, and straighten s also configured multiphase.

В предлагаемом дифференциальном реле в качестве преобразователей тока используются трансформаторы с вращающимся магнитным полем, формирующие поступающие на выпрямитель и сравниваемые нуль-индикатором электрические величины в виде шестифазной системы напряжений. Таким образом, дифференциальная защита выполняется на вторичных шестифазных обмотках двух ПВМП, включенных встречно, работающих в режиме холостого хода и формирующих в результате выпрямления сигнала амплитуду дифференциального тока. Описание применяемого в дифференциальном реле трансформатора с вращающимся магнитным полем приведено в патенте РФ №2333562.In the proposed differential relay, transformers with a rotating magnetic field are used as current converters, forming electrical quantities supplied to the rectifier and compared by a zero indicator in the form of a six-phase voltage system. Thus, differential protection is performed on the secondary six-phase windings of two PVMPs, included in the opposite direction, operating in idle mode and forming the differential current amplitude as a result of signal rectification. A description of a transformer with a rotating magnetic field used in a differential relay is given in RF patent No. 2333562.

На фигуре изображено дифференциальное реле на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем, состоящее из двух ПВМП 1 и 2, каждый с шестифазными вторичными обмотками 3 и 4, которые соединены между собой встречно, многофазного выпрямителя 5 и нуль-индикатора 6.The figure shows a differential relay based on transformers with a rotating magnetic field, consisting of two PVMP 1 and 2, each with six-phase secondary windings 3 and 4, which are interconnected, a multiphase rectifier 5 and a zero indicator 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Входы реле образуют входы ПВМП 1 и 2. К реле подводятся две электрически синусоидально изменяющиеся величины, значение которых в комплексном виде выражено величинами

Figure 00000001
- вторичные токи трансформаторов тока, установленные по концам защищаемого элемента энергосистемы. Область срабатывания реле будет определяться величиной
Figure 00000002
The proposed device operates as follows. The relay inputs form the inputs of PVMP 1 and 2. Two electrically sinusoidally varying quantities are supplied to the relay, the value of which in a complex form is expressed by the quantities
Figure 00000001
- secondary currents of current transformers installed at the ends of the protected element of the power system. The relay response area will be determined by
Figure 00000002

Для схемы устройства на многофазных вторичных обмотках 3 и 4 формируются следующие величины:For the device circuit on multiphase secondary windings 3 and 4, the following values are formed:

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
- постоянные комплексные коэффициенты, зависящие от пространственного расположения и выбора необходимого числа витков вторичных шестифазных обмоток 3 преобразователя 1;Where
Figure 00000004
- constant complex coefficients, depending on the spatial location and selection of the required number of turns of the six-phase secondary windings 3 of the Converter 1;

Figure 00000005
- постоянные комплексные коэффициенты, зависящие от пространственного расположения и выбора необходимого числа витков вторичных шестифазных обмоток 4 преобразователя 2;
Figure 00000005
- constant complex coefficients, depending on the spatial location and selection of the required number of turns of the six-phase secondary windings 4 of the Converter 2;

Figure 00000006
- электрические величины, представляющие собой электродвижущие силы вторичной шестифазной обмотки 3 преобразователя 1;
Figure 00000006
- electrical quantities, which are electromotive forces of the secondary six-phase winding 3 of the Converter 1;

Figure 00000007
- электрические величины, представляющие собой электродвижущие силы вторичной шестифазной обмотки 4 преобразователя 2.
Figure 00000007
- electrical quantities, which are electromotive forces of the secondary six-phase winding 4 of the Converter 2.

Условие срабатывания реле выглядит следующим образом:The relay operation condition is as follows:

Figure 00000008
Figure 00000008

где

Figure 00000009
- выпрямленное значение напряжения от многофазного выпрямителя 5;Where
Figure 00000009
- the rectified voltage value from the multiphase rectifier 5;

Figure 00000010
- пороговое значение напряжения срабатывания реле. Согласно схеме устройства формируемая разность электродвижущих сил на электрически соединенных группах многофазных вторичных обмоток 3 и 4 поступает на многофазный выпрямитель 5 и затем сравнивается нуль-индикатором 6.
Figure 00000010
- threshold value of the relay actuation voltage. According to the device diagram, the generated difference of electromotive forces on the electrically connected groups of multiphase secondary windings 3 and 4 is fed to a multiphase rectifier 5 and then compared by a null indicator 6.

Таким образом, использование для дифференциальной защиты преобразователей с вращающимся магнитным полем позволяет значительно уменьшить пульсацию выходного информационного сигнала, а также повысить чувствительность, точность и надежность работы предлагаемого дифференциального реле.Thus, the use of differential converters with a rotating magnetic field can significantly reduce the ripple of the output information signal, as well as increase the sensitivity, accuracy and reliability of the proposed differential relay.

Claims (1)

Дифференциальное реле на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем, включающее два преобразователя тока, входы которых образуют входы реле, выпрямитель, нуль-индикатор, отличающееся тем, что преобразователи тока выполнены в виде трансформаторов с вращающимся магнитным полем, формирующих поступающие на выпрямитель и сравниваемые нуль-индикатором электрические величины в виде шестифазной системы напряжений, многофазные вторичные обмотки трансформаторов соединены встречно, а выпрямитель также выполнен многофазным. A differential relay based on transformers with a rotating magnetic field, including two current converters, the inputs of which form the relay inputs, a rectifier, a zero indicator, characterized in that the current converters are made in the form of transformers with a rotating magnetic field, forming incoming to the rectifier and compared zero the indicator is electric quantities in the form of a six-phase voltage system, multiphase secondary windings of transformers are connected in the opposite direction, and the rectifier is also made multiphase.
RU2013149763/07A 2013-11-06 2013-11-06 Differential relay based on transformers with rotary magnetic field RU2555858C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013149763/07A RU2555858C2 (en) 2013-11-06 2013-11-06 Differential relay based on transformers with rotary magnetic field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013149763/07A RU2555858C2 (en) 2013-11-06 2013-11-06 Differential relay based on transformers with rotary magnetic field

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013149763A RU2013149763A (en) 2015-05-20
RU2555858C2 true RU2555858C2 (en) 2015-07-10

Family

ID=53283675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013149763/07A RU2555858C2 (en) 2013-11-06 2013-11-06 Differential relay based on transformers with rotary magnetic field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2555858C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1603474A1 (en) * 1988-05-16 1990-10-30 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Device for differential current protection of buses
RU2333562C1 (en) * 2007-06-04 2008-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") Single-phase transformer with rotating magnetic field
CN202917958U (en) * 2012-10-31 2013-05-01 深圳供电局有限公司 Bus differential protection system for high-voltage direct-current flexible closed-loop intelligent power distribution network

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1603474A1 (en) * 1988-05-16 1990-10-30 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Device for differential current protection of buses
RU2333562C1 (en) * 2007-06-04 2008-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") Single-phase transformer with rotating magnetic field
CN202917958U (en) * 2012-10-31 2013-05-01 深圳供电局有限公司 Bus differential protection system for high-voltage direct-current flexible closed-loop intelligent power distribution network

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013149763A (en) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120049839A1 (en) Circuit-breaker with rogowski current transformers for measuring the current in the conductors of the circuit-breaker
Ballal et al. Interturn faults detection of transformers by diagnosis of neutral current
KR20160014020A (en) Current sensor arrangement
HRP20150645T1 (en) Method and system for controlling the turn-on time of a device that includes a magnetic circuit
WO2005005995A3 (en) System and method for acquiring voltages and measuring voltage into an electrical service using a non-active current transformer
RU2549354C2 (en) Single-phase transformer winding failure protector
Bessolitsyn et al. Experimental study of current error of up to 50 hz current-measuring transformer
Wannous et al. The impact of current transformer saturation on the distance protection
WO2013016002A1 (en) Current sensor
CN105510673A (en) Direct current measuring device
RU2555858C2 (en) Differential relay based on transformers with rotary magnetic field
JP7251242B2 (en) Ferroresonance suppression device and voltage transformer with the same
RU2704127C1 (en) Device for protection of windings of single-phase transformer against electrical damages
WO2014014544A1 (en) Method and apparatus of locating current sensors
CN105957696A (en) Anti-DC measuring current transformer and preparation method
CN102645602A (en) Online detection method of magnetic biasing of transformer based on attached coil
Reis et al. Measuring the excitation current in transformers using hall effect sensors
RU2551632C2 (en) Measuring device of differential current protection of buses
US10804020B2 (en) Demagnetization device and method for demagnetizing a transformer core
Di Noia et al. Design of sensors for a Smart Power Substation
RU133346U1 (en) CASCADE ANTI-RESONANCE VOLTAGE TRANSFORMER
JP2017207311A (en) Electric power measurement system
JP7208830B2 (en) Current sensor element
RU134706U1 (en) MEASURING DEVICE FOR DIFFERENTIAL CURRENT PROTECTION OF TIRES
RU2678330C1 (en) Currents in the high-voltage oil-filled transformers, auto-transformers or electrical reactors windings measuring device

Legal Events

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

Effective date: 20151107