RU2614053C1 - Method for reducing inrush current of single-phase transformer when re-enabling in idle mode - Google Patents
Method for reducing inrush current of single-phase transformer when re-enabling in idle mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614053C1 RU2614053C1 RU2016120501A RU2016120501A RU2614053C1 RU 2614053 C1 RU2614053 C1 RU 2614053C1 RU 2016120501 A RU2016120501 A RU 2016120501A RU 2016120501 A RU2016120501 A RU 2016120501A RU 2614053 C1 RU2614053 C1 RU 2614053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- switch
- network
- current
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/04—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
Landscapes
- Protection Of Transformers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам, и может быть использовано при их повторном включении на холостом ходу.The invention relates to electrical engineering, in particular to transformers, and can be used when they are turned on again at idle.
Известно техническое решение для включения в заданную фазу напряжения (см. а.с. на изобретение SU 339982, 1972 г.), содержащее выключатель с источником питания, фазовращатель и цепь управления на тиристорах. Входной зажим цепи управления выключателя подключен к отрицательному полюсу источника питания через пусковой ключ и два тиристора, катод первого из которых соединен с анодом второго, управляющий переход и катод первого тиристора подключены через сопротивления к положительному полюсу источника питания, а управляющий переход и анод второго тиристора соединены диодом, причем управляющие переходы тиристоров соединены между собой коммутирующим элементом, управляемым формирователем, синхронизированным с напряжением сети.A technical solution is known for incorporating voltage into a given phase (see AS for invention SU 339982, 1972), comprising a switch with a power source, a phase shifter and a thyristor control circuit. The input terminal of the control circuit of the circuit breaker is connected to the negative pole of the power source through the start key and two thyristors, the cathode of the first of which is connected to the anode of the second, the control junction and the cathode of the first thyristor are connected through resistance to the positive pole of the power source, and the control junction and the anode of the second thyristor are connected a diode, and the control transitions of the thyristors are interconnected by a switching element controlled by the driver, synchronized with the mains voltage.
Известен способ снятия остаточной намагниченности магнитопровода трансформатора (см. журнал «Электро» №1/2015, 36-40 стр.), при котором на трансформатор подается постоянный ток, достаточный для доведения его магнитопровода до насыщения, после чего с помощью устройства «DAC», состоящего из устройства регистрации и обработки данных NICompactRIO (процессорный блок NI-сRIO-9012, FPGA блок NI-cRIO-9011, 16-разрядный АЦП NI-9223, цифровой ключ NI-9476), прекращается подача постоянного тока. Далее затухающий колебательный разряд тока трансформатора через разрядный конденсатор производит перемагничивание магнитной системы с постепенным снижением амплитуды магнитной индукции до нуля, в результате которого магнитопровод полностью размагничивается и остаточный магнитный поток в нем отсутствует.There is a method of removing the residual magnetization of the magnetic core of a transformer (see journal "Electro" No. 1/2015, 36-40 pages), in which a constant current is supplied to the transformer, sufficient to bring its magnetic core to saturation, and then using the device "DAC" , consisting of a NICompactRIO data recording and processing device (NI-cRIO-9012 processor unit, NI-cRIO-9011 FPGA unit, NI-9223 16-bit ADC, NI-9476 digital key), the DC power supply stops. Next, the damped oscillatory discharge of the transformer current through the discharge capacitor reverses the magnetic system with a gradual decrease in the amplitude of the magnetic induction to zero, as a result of which the magnetic circuit is completely demagnetized and there is no residual magnetic flux in it.
Наиболее близким аналогом является способ уменьшения пускового тока силового трансформатора (см. журнал «Силовая электроника» №4/2005, 37 стр.), при котором замыкание контактов выключателя при подключении трансформатора к сети осуществляют в момент достижения максимального мгновенного значения напряжения, то есть фазе 90°.The closest analogue is a method of reducing the starting current of a power transformer (see the journal "Power Electronics" No. 4/2005, 37 pages), in which the circuit breaker is closed when the transformer is connected to the network at the time of reaching the maximum instantaneous voltage value, i.e. phase 90 °.
Недостаток прототипа: значительное уменьшение эффективности способа уменьшения пускового тока силового трансформатора в случае наличия остаточной магнитной индукции в магнитопроводе трансформатора.The disadvantage of the prototype: a significant decrease in the effectiveness of the method of reducing the starting current of the power transformer in the case of residual magnetic induction in the magnetic circuit of the transformer.
Техническим результатом является повышение эффективности реализации снижения пусковых токов.The technical result is to increase the efficiency of the implementation of reducing inrush currents.
Технический результат достигается тем, что в способе уменьшения пускового тока силового трансформатора, включающем замыкание контактов выключателя при подключении трансформатора к сети в момент достижения максимального мгновенного значения напряжения в фазе 90°, согласно изобретению предварительно перед замыканием контактов выключателя при подключении трансформатора к сети осуществляют полное размагничивание магнитопровода трансформатора по способу снятия остаточной намагниченности магнитопровода трансформатора путем подачи постоянного тока на первичную обмотку трансформатора величиной достаточной для доведения его магнитопровода до насыщения, затем ток выключают, и затухающий колебательный разряд тока трансформатора через разрядный конденсатор производит перемагничивание магнитной системы с постепенным снижением амплитуды магнитной индукции до нуля, а замыкание контактов выключателя при подключении трансформатора к сети осуществляют с помощью устройства включения в заданную фазу напряжения, содержащего выключатель с цепью управления, при этом контакты выключателя замыкают в заданную фазу после подачи постоянного напряжения на цепь управления выключателя для синхронизации с напряжением сети.The technical result is achieved by the fact that in the method of reducing the starting current of the power transformer, including closing the contacts of the switch when the transformer is connected to the network at the time of reaching the maximum instantaneous voltage value in the phase of 90 °, according to the invention, prior to closing the contacts of the switch when the transformer is connected to the network, they completely demagnetize the transformer magnetic circuit according to the method of removing the residual magnetization of the transformer magnetic circuit by supplying The direct current to the primary winding of the transformer is sufficient to bring its magnetic circuit to saturation, then the current is turned off, and the damped oscillatory discharge of the transformer current through the discharge capacitor reverses the magnetic system with a gradual decrease in the magnetic induction amplitude to zero, and the circuit breaker contacts when the transformer is connected to the network carried out using a device for switching into a given phase of the voltage containing a switch with a control circuit, while The circuit-breaker circuitry closes in a predetermined phase after applying a constant voltage to the circuit-breaker control circuit to synchronize with the mains voltage.
Обоснование критериев охраноспособности изобретенияJustification of the eligibility criteria of the invention
Исследованиями авторов было доказано, что полное размагничивание сердечника трансформатора в совокупности с последующим включением в заданную фазу обеспечивает снижение пусковых токов, не допускает насыщения сердечника. Способ позволяет отказаться от использования в схеме включения ограничивающих и шунтирующих резисторов, тем самым избавиться от потерь энергии в них. Поиск технических решений в смежных и других областях техники выявил уникальность отличительных признаков заявленного технического решения, что соответствует критерию "изобретательский уровень".The studies of the authors proved that the complete demagnetization of the core of the transformer together with the subsequent inclusion in a given phase provides a decrease in inrush currents and prevents saturation of the core. The method allows to abandon the use of limiting and shunt resistors in the switching circuit, thereby eliminating the energy loss in them. The search for technical solutions in related and other fields of technology has revealed the uniqueness of the distinguishing features of the claimed technical solution, which meets the criterion of "inventive step".
Новизна обусловлена тем, что предлагаемая совокупность существенных признаков не известна из сведений об уровне техники, а именно: осуществление полного размагничивания сердечника трансформатора по способу снятия остаточной намагниченности магнитопровода трансформатора путем подачи постоянного тока на первичную обмотку трансформатора величиной, достаточной для доведения его магнитопровода до насыщения, затем ток выключают и затухающий колебательный разряд тока трансформатора через разрядный конденсатор производит перемагничивание магнитной системы с постепенным снижением амплитуды магнитной индукции до нуля, в результате которого магнитопровод полностью размагничивается и остаточный магнитный поток в нем отсутствует, с последующей подачей сетевого напряжения на обмотку трансформатора с помощью устройства включения в заданную фазу напряжения, в котором контакты выключателя замыкаются в заданную фазу напряжения после подачи постоянного напряжения на цепь управления выключателя для синхронизации с напряжением сети в способе уменьшения пускового тока силового трансформатора, включающем замыкание контактов выключателя при подключении к сети в момент достижения максимального мгновенного значения напряжения в фазе 90°.The novelty is due to the fact that the proposed set of essential features is not known from the information on the prior art, namely: the implementation of the complete demagnetization of the transformer core by the method of removing the residual magnetization of the transformer magnetic circuit by supplying direct current to the transformer primary winding with a value sufficient to bring its magnetic circuit to saturation, then the current is turned off and the damped oscillatory discharge of the transformer current through the discharge capacitor produces a magnetization reversal a magnetic system with a gradual decrease in the amplitude of magnetic induction to zero, as a result of which the magnetic circuit is completely demagnetized and there is no residual magnetic flux in it, with the subsequent supply of mains voltage to the transformer winding using a voltage switching device in which the switch contacts are closed in a predetermined the phase of the voltage after applying a constant voltage to the control circuit of the switch to synchronize with the mains voltage in a method of reducing the starting current of the forces Vågå transformer circuit breaker comprising contacts to connect to the network at the time of reaching the maximum instantaneous value of the voltage in phase 90 °.
Промышленная применимость подтверждается возможностью применения в силовых трансформаторах, питающих мощные электроприемники объектов промышленного и сельского хозяйства.Industrial applicability is confirmed by the possibility of using power transformers supplying industrial and agricultural facilities with powerful electrical receivers.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная электрическая схема для осуществления способа уменьшения пускового тока.The invention is illustrated in the drawing, which shows a circuit diagram for implementing a method of reducing inrush current.
Принципиальная электрическая схема для осуществления способа уменьшения пускового тока состоит из источника постоянного напряжения 1, к которому подключена цепь управления выключателем 2 через тиристоры 3 и 4 и пусковой ключ 5, присоединенные к отрицательному полюсу источника 1, где функциональное назначение выключателя 2 - подключение первичной обмотки трансформатора 6 к сетевому напряжению. Катод тиристора 3 соединен с анодом тиристора 4. Управляющий переход и катод тиристора 3 подключены через резисторы 7 и 8 к положительному полюсу источника 1, а управляющий переход и анод тиристора 4 соединены диодом 9, причем управляющие переходы тиристоров 3 и 4 соединены между собой коммутирующим элементом 10. Таким образом, элементы 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 в совокупности образуют устройство включения в заданную фазу напряжения. Также к положительному полюсу источника 1 через выключатель 11 подключена цепь размагничивания, состоящая из первичной обмотки трансформатора 6, подключенного к выходным выводам выключателя 2, выключателя 12 и шунтирующего резистора 13, причем выходной вывод выключателя 11 соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора 6 и с входным выводом выключателя 14, а последовательно соединенные выключатель 12 и резистор 13 подключены ко второму выводу первичной обмотки трансформатора 6 входным выводом выключателя 12. Также в цепь размагничивания входят последовательно соединенные резисторы 15 и 16 измерительного делителя напряжения и параллельно подсоединенный к ним разрядный конденсатор 17, причем вывод резистора 15 соединен с выводом резистора 13, а вывод резистора 16 соединен с выходным выводом выключателя 14. Общий узел резисторов 13 и 15 соединен с отрицательным полюсом источника 1. Устройство «DAC» 18 состоит из устройства регистрации и обработки данных NICompactRIO (процессорный блок NI-сRIO-9012, FPGA блок NI-cRIO-9011, 16-разрядный АЦП NI-9223, цифровой ключ NI-9476, на принципиальной схеме не показаны, журнал «Электро» №1/2015, 36-40 стр.), входные выводы которого подключены параллельно резистору 13, а выходные выводы - параллельно резистору 15. Таким образом, элементы 1, 6, 11, 13, 15, 16, 17, 18 в совокупности образуют цепь размагничивания в способе снятия остаточной намагниченности магнитопровода трансформатора. Дополнительно к входным выводам выключателя 2 подключено защитное устройство 19, в качестве которого может быть применен автоматический выключатель с электромагнитным и/или тепловым расцепителем.The circuit diagram for implementing the method of reducing the starting current consists of a
Способ уменьшения пускового тока однофазного трансформатора при повторном включении осуществляется следующим образом.A method of reducing the inrush current of a single-phase transformer when turned on again is as follows.
В исходном состоянии, когда трансформатор работает в номинальном режиме и на первичную обмотку 6 подается питание, выключатели 11, 12, 14, устройство «DAC» 18 находятся в состоянии «отключено», пусковой ключ 5, выключатель 2 и защитное устройство 19 - в состоянии «включено», а цепь управления выключателем 2 настроена так, что включение первичной обмотки трансформатора 6 в сеть происходит в момент времени, когда мгновенное значение сетевого напряжения достигает максимума в фазе 90°.In the initial state, when the transformer is operating in nominal mode and power is supplied to the
При недопустимых параметрах входного электропитания срабатывает на отключение защитное устройство 19, одновременно подавая сигнал на отключение пускового ключа 5, при этом выключатель 2 переходит в состояние «отключено» и первичная обмотка трансформатора не потребляет электроэнергию.If the input power is not acceptable, the
При необходимости повторного включения первичной обмотки трансформатора 6 на напряжение нужно: перевести выключатели 12 и 14 в состояние «включено», перевести устройство «DAC» 18 в состояние «включено». Затем перевести выключатель 11 в состояние «включено» и дождаться завершения процесса размагничивания, при котором подается постоянный ток на первичную обмотку трансформатора величиной, достаточной для доведения его магнитопровода до насыщения, затем устройство «DAC» подает сигнал на отключение выключателя 11, ток выключается и затухающий колебательный разряд тока трансформатора через разрядный конденсатор производит перемагничивание магнитной системы с постепенным снижением амплитуды магнитной индукции до нуля, в результате которого магнитопровод полностью размагничивается, проверяя показания устройства «DAC» 18, при этом к концу размагничивания выключатель 11 автоматически переходит в состояние «отключено». После завершения процесса размагничивания необходимо перевести выключатели 12 и 14 в состояние «отключено». Затем защитное устройство 19 следует перевести в положение «включено», далее перевести пусковой ключ 5 в состояние «включено». По окончании последнего действия выключатель 2 самостоятельно подает сетевое напряжение на первичную обмотку трансформатора 6 в фазе 90°.If you need to re-enable the primary winding of the
Заявленный способ для уменьшения пускового тока однофазного трансформатора при повторном включении обладает следующими преимуществами:The claimed method for reducing the inrush current of a single-phase transformer when it is turned on again has the following advantages:
- повышается надежность реализации способа снижения пускового тока трансформатора;- increases the reliability of the implementation of the method of reducing the starting current of the transformer;
- повышается эффективность уменьшения пускового тока трансформатора при повторном включении за счет исключения явления остаточной магнитной индукции;- increases the efficiency of reducing the starting current of the transformer when it is turned on again by eliminating the phenomenon of residual magnetic induction;
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120501A RU2614053C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Method for reducing inrush current of single-phase transformer when re-enabling in idle mode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120501A RU2614053C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Method for reducing inrush current of single-phase transformer when re-enabling in idle mode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2614053C1 true RU2614053C1 (en) | 2017-03-22 |
Family
ID=58452978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016120501A RU2614053C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Method for reducing inrush current of single-phase transformer when re-enabling in idle mode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2614053C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112803368A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | Method and system for inhibiting no-load closing magnetizing inrush current after three-phase transformer demagnetization |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU339982A1 (en) * | В. М. Шевцов , Ю. Я. мец | DEVICE FOR INCLUSION IN DETECTED PHASE VOLTAGE | ||
RU2093343C1 (en) * | 1992-07-28 | 1997-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью - Предприятие "Технология" | Power-driven socket wrench |
JP2007060787A (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Yamaha Corp | Power supply transformer protection system |
RU2350002C1 (en) * | 2007-11-19 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Карачаево-Черкесская государственная технологическая академия" | Protection relay with power transformer latching current offset |
-
2016
- 2016-05-25 RU RU2016120501A patent/RU2614053C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU339982A1 (en) * | В. М. Шевцов , Ю. Я. мец | DEVICE FOR INCLUSION IN DETECTED PHASE VOLTAGE | ||
RU2093343C1 (en) * | 1992-07-28 | 1997-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью - Предприятие "Технология" | Power-driven socket wrench |
JP2007060787A (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Yamaha Corp | Power supply transformer protection system |
RU2350002C1 (en) * | 2007-11-19 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Карачаево-Черкесская государственная технологическая академия" | Protection relay with power transformer latching current offset |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112803368A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | Method and system for inhibiting no-load closing magnetizing inrush current after three-phase transformer demagnetization |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10135372B2 (en) | Methods and apparatus for soft operation of transformers using auxiliary winding excitation | |
CA2636175A1 (en) | Incoming current suppression device | |
US20140132080A1 (en) | Operating a static transfer switch to eliminate transformer inrush current in the presence of residual flux | |
JPS6048932B2 (en) | solid shiya breaker | |
RU2614053C1 (en) | Method for reducing inrush current of single-phase transformer when re-enabling in idle mode | |
JPS5871517A (en) | Power relay with commutation aid | |
JP2022117469A (en) | Hybrid DC circuit breaker | |
RU2615786C1 (en) | Method for reducing inrush current of single-phase transformer when re-enabling in idle mode | |
CN203632226U (en) | Switch-on current tripper | |
CN204947951U (en) | A kind of generator linear resistance and nonlinear resistance mixing demagnetization circuit | |
CA2930066C (en) | Device and method for reducing a magnetic unidirectional flux component in the core of a three-phase transformer | |
RU2715047C1 (en) | Power transformer switching device | |
RU127270U1 (en) | THREE-PHASE TRANSFORMER | |
RU2281604C1 (en) | Transformer-load thyristor switch | |
Petrović et al. | Remanent flux measurement and optimal energization instant dertermination of power transformer | |
JP2006223083A (en) | Device to control magnetic flux of transformer in each iron core using direct current | |
CN203166620U (en) | Single-phase electric leakage switch capable of automatically changing phase sequence | |
RU2654544C1 (en) | Smooth start device | |
CN216904287U (en) | Transformer inrush current suppression device based on quick switch | |
CN215072180U (en) | Multiphase flow energy transmission rectifier | |
CN206922417U (en) | Reclosing phase by phase control device | |
CN110380435B (en) | High-voltage fast phase-change switch | |
RU109936U1 (en) | THREE-PHASE TRANSFORMER | |
RU22273U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTIVE DISABLING OF ELECTRICAL INSTALLATIONS IN A NETWORK WITH EARTHED NEUTRAL | |
RU2565497C1 (en) | Ac voltage stabiliser |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180526 |