RU2618216C1 - Furnace transformer protection device - Google Patents
Furnace transformer protection device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618216C1 RU2618216C1 RU2016106390A RU2016106390A RU2618216C1 RU 2618216 C1 RU2618216 C1 RU 2618216C1 RU 2016106390 A RU2016106390 A RU 2016106390A RU 2016106390 A RU2016106390 A RU 2016106390A RU 2618216 C1 RU2618216 C1 RU 2618216C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- inputs
- rectifiers
- furnace transformer
- current
- 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
Landscapes
- Protection Of Transformers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано в качестве устройства защиты печного трансформатора от коротких замыканий.The invention relates to electrical engineering, in particular to a relay protection technique, and can be used as a device for protecting a furnace transformer from short circuits.
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.A known device for protecting a furnace transformer from phase-to-phase faults [Andreev V.A. Relay protection and automation of power supply systems. - M .: Higher. шк., 1991. - P. 496], containing a current relay connected to current transformers, a time relay connected to the contacts of the current relay, an intermediate relay connected to the contacts of the time relay, and an actuator connected to the contacts of the intermediate relay.
Недостатком этого устройства является невозможность выявления междуфазных замыканий за трансформатором и замыканий между отдельными проводниками одной фазы.The disadvantage of this device is the inability to detect interphase faults behind the transformer and faults between the individual conductors of the same phase.
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.A known device for protecting a furnace transformer [Metelitsa Y.V., Pavlikov S.A., Chechushkov G.A. Relay protection of the supply transformer and low voltage network of the electric furnace // Industrial Energy, 1984, No. 7, P. 12-13], selected as a prototype, containing a current and voltage measuring unit, a logic unit connected to the output of the current measuring unit by inputs voltage, and outputs to the output relay, the contacts of which are connected to the trip coil of the furnace transformer switch.
Недостатком этого устройства является невозможность выявления обрыва отдельных проводников одной фазы и замыканий между ними.The disadvantage of this device is the inability to detect open circuit of individual conductors of one phase and short circuits between them.
Задачей изобретения является выявление обрыва отдельных проводников одной фазы и замыканий между ними.The objective of the invention is to identify the breakage of individual conductors of one phase and the short circuits between them.
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.The problem is solved due to the fact that the protection device of the furnace transformer, as in the prototype, contains a current and voltage measuring unit, a first logic unit connected by inputs to the output of the current and voltage measuring unit, and by outputs to an output relay, the contacts of which are connected to trip coil of the furnace transformer switch.
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.According to the invention, the first, second and third Rogowski coils, the first, second and third isolation transformers connected respectively to the windings of the first, second and third Rogowski coils, the first, second and third rectifiers connected to the secondary winding of the first, second and third isolation transformers, respectively , the first, second and third subtractors, the first, second and third comparison schemes, the first, second and third reference units, the second logic block, made in the form of the first, second and third of the AND and OR gate. The outputs of the first and second rectifiers are connected to the inputs of the first subtractor. The outputs of the second and third rectifier are connected to the inputs of the second subtractor. The outputs of the first and third rectifiers are connected to the inputs of the third subtractor. The inputs of the first, second, and third comparison circuits are connected to the outputs of the first, second, and third subtracters and the outputs of the first, second, and third reference units, respectively. The inputs of the first AND element are connected to the outputs of the first and second comparison circuits. The inputs of the second AND element are connected to the outputs of the second and third comparison circuits. The inputs of the third AND element are connected to the outputs of the first and third comparison circuits. The outputs of the first, second and third AND elements are connected to the OR element, the output of which is connected to the output relay.
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.The introduction of Rogowski coils, isolation transformers, rectifiers, subtractors, the introduction of comparison circuits, master switches, a logic unit allows, in comparison with the prototype, to reveal the breakage of individual conductors of one phase and the short circuit between them.
На фиг. 1 показана часть устройства, служащая для выявления коротких замыканий в трансформаторе.In FIG. 1 shows a part of a device for detecting short circuits in a transformer.
На фиг. 2 показана часть устройства, служащая для защиты отдельных проводников фазы.In FIG. 2 shows a part of the device used to protect individual phase conductors.
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).The furnace transformer protection device contains: a current and voltage measuring unit 1 (BI) (Fig. 1), first 2 (BL1) and second 3 (BL2) logic blocks, outputs connected through an output relay 4 (P) to the trip coil of switch 5 ( C)
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.As an output relay 4 (P), a relay of the RP-215 type can be used, as isolation transformers 13-15, transformers of the KFD0-CS-EX151P type. The unit for measuring current and voltage 1 (BI) can be performed on a PICI6F873 microcontroller. As the first 16 (VPR1), second 17 (VPR2), third 18 (VPR3) rectifiers, rectifiers of the VUK-170/13 type can be used, and Rogovsky 7–9 coils of the TTR-40 type can be used. The first 2 (BL1) and second 3 (BL2) logic blocks, the first 19 (VCh1), the second 20 (VCh2) and the third 21 (VCh3) subtracters, the first 22 (CC1), the second 23 (CC2) and the third 24 (CC3) comparison schemes, the first 25 (ZE1), second 26 (ZE2) and third 27 (ZE3) reference switches can be performed on the microcontroller of the 51 series atmel AT89S53.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
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.In the operating mode, the magnitude of the currents in phases, the derivatives of current and voltage, as well as the relationships between them do not exceed the specified limits and there are no signals at the outputs of the first 2 (BL1) and second 3 (BL2) logic blocks.
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.In the case of a two-phase or three-phase short circuit between the phases on the higher voltage side of the
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.In case of short circuits between the phases on the low voltage side of the
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.When a circuit is closed between two conductors in a phase, for example, in the first group of conductors 10, the current in the conductors of the damaged phase changes, as a result of which the emfs of different magnitude are fed to the inputs of the first 19 (VCH1) and third 21 (VCH3) subtractors. From the first 19 (VCH1) and the third 21 (VCH3) subtractors, voltages are supplied to the first 22 (CC1) and third 24 (CC3) comparison circuits, where voltage values are compared with the first 25 (ZE1) and third 27 (ZE3) reference units, respectively. The magnitude of the reference voltage U E U ots = k nb is selected from the accounting detuning unbalance voltage in the normal mode, which may occur due to inequality in the coils of the Rogowski coils, and most importantly - due to asymmetric arrangement of conductors in each group. Then, with the first 22 (CC1) and third 24 (CC3) comparison circuits, the signals are fed to the third element And 30 (I3). Two incoming signals from the first 22 (CC1) and third 24 (CC3) comparison schemes provide the condition for fulfilling the majority principle of increasing reliability ("2 of 3"). The signal is supplied to the output relay 4 (P), and the protection is tripped.
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.Thus, in the proposed device, automatic detection of the breakage of individual conductors of the same phase and the short circuits between them is carried out. The economic effect is to prevent the destruction of equipment by disabling damage in the initial stage.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016106390A RU2618216C1 (en) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Furnace transformer protection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016106390A RU2618216C1 (en) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Furnace transformer protection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2618216C1 true RU2618216C1 (en) | 2017-05-03 |
Family
ID=58697921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016106390A RU2618216C1 (en) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Furnace transformer protection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2618216C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU126540A1 (en) * | 1959-05-14 | 1959-11-30 | В.Д. Вабель | Differential current protection of three-phase transformers |
US5671112A (en) * | 1996-05-13 | 1997-09-23 | Abb Power T&D Company, Inc. | Digital integrator V/Hz relay for generator and transformer over-excitation protection |
RU2422965C1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-06-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Method to protect furnace transformer with phases arranged at lower voltage side such as group of separate conductors |
-
2016
- 2016-02-24 RU RU2016106390A patent/RU2618216C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU126540A1 (en) * | 1959-05-14 | 1959-11-30 | В.Д. Вабель | Differential current protection of three-phase transformers |
US5671112A (en) * | 1996-05-13 | 1997-09-23 | Abb Power T&D Company, Inc. | Digital integrator V/Hz relay for generator and transformer over-excitation protection |
RU2422965C1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-06-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Method to protect furnace transformer with phases arranged at lower voltage side such as group of separate conductors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011116488A1 (en) | Method and apparatus for suppressing an inrush current of a trans former | |
US7102866B2 (en) | Power line protection | |
CA2910749C (en) | Method of tripping a circuit interrupter in a back fed configuration | |
EP2206208A1 (en) | Differential protection method, system and device | |
US3158785A (en) | Devices for detecting earth faults in electric distribution networks | |
RU168114U1 (en) | CENTRALIZED RELAY PROTECTION AND CONTROL UNIT FOR SUBSTATION WITH HIGH-VOLTAGE DISTRIBUTION DEVICE PERFORMED BY BRIDGE CIRCUIT BREAKERS WITH LINE AND REPAIR CHAINS | |
EP3186649A2 (en) | Non-destructive short circuit testing for electrically operated circuit breakers | |
RU2311699C2 (en) | Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuits | |
RU2618216C1 (en) | Furnace transformer protection device | |
CN107438930B (en) | Current distribution system for being connected on AC network | |
CN102204050B (en) | Differential protection method and differential protection device | |
EP2509092B1 (en) | Electric switching device | |
US3315129A (en) | Circuit protective system | |
RU2422965C1 (en) | Method to protect furnace transformer with phases arranged at lower voltage side such as group of separate conductors | |
US2329043A (en) | Protective relaying with discriminative reclosure | |
US2363895A (en) | Protective system | |
US2539416A (en) | Phase-comparison carrier-current relay | |
RU2631679C1 (en) | Method of parallel lines protection | |
US2361208A (en) | Current balance relay system | |
Apostolov | Adaptive protection of distribution feeders | |
GB2521143A (en) | An improved ring main unit | |
Sudhakar et al. | Simulation of generator protection using Matlab | |
EP1734632A2 (en) | Safety device for a circuit breaker | |
RU2446534C1 (en) | Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband | |
EP4009460A1 (en) | Method and system for detecting faults in a low voltage three-phase network |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180225 |