RU2680817C1 - Power transformer protection package - Google Patents

Power transformer protection package Download PDF

Info

Publication number
RU2680817C1
RU2680817C1 RU2018106406A RU2018106406A RU2680817C1 RU 2680817 C1 RU2680817 C1 RU 2680817C1 RU 2018106406 A RU2018106406 A RU 2018106406A RU 2018106406 A RU2018106406 A RU 2018106406A RU 2680817 C1 RU2680817 C1 RU 2680817C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
protection
current
microcontroller
input
Prior art date
Application number
RU2018106406A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Егор Алексеевич Юдин
Роберт Султанович Ахметшин
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
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 автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
Priority to RU2018106406A priority Critical patent/RU2680817C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2680817C1 publication Critical patent/RU2680817C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency 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
    • H02H7/04Emergency 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Protection Of Transformers (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: protection package of the power transformer using the de-shunting of the tripping coils contains matching intermediate transformers with a variable number of turns of the secondary winding, it has two arms of signal processing, respectively, from current transformers on the sides of high and low voltages. Current from the current transformers goes to the intermediate transformers, from where to the rectifier diode blocks, where the negative half-wave is separated therefrom. Then the positive half-waves arrive at the blocks of the operational amplifiers and comparators, at the outputs of which rectangular pulses are obtained, which arrive at the input of the node of the AND-NOT logic element. In the event of a short circuit within the differential protection zone, the impulses from the comparators go non-synchronously, thus, a positive signal is generated at the output of the AND-NOT logic gate, which is registered by the trigger node, which gives the microcontroller the command to immediately de-shunt the tripping electromagnets of the high-voltage switches that are tripped by the symistors. With through short-circuit currents, the overcurrent protection operates, which receives signals from intermediate transformers, and the negative half-wave is also separated. Positive half-waves fall on the blocks of operational amplifiers, where they are compared with the reference voltage, which is the setting of the current protection. If the current exceeds the current setting, then a positive signal is sent to the comparators, and from them to the microcontroller, which will give a signal to turn off the power transformer. To determine the time to shutdown (exposure), the real current is determined through filter-rectifier blocks connected to intermediate transformers, in which the alternating current is rectified, smoothed, and all frequencies apart from the power frequency are separated. Rectified voltage is fed to the input of the analog-digital converter of the microcontroller. Reference voltage is used as an independent time setting.EFFECT: technical result is increased reliability, enhanced functionality of the protection package of a power transformer.1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к комплектным устройствам релейной защиты силовых трансформаторов.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to complete relay protection devices for power transformers.

Известны комплекты релейной защиты силовых трансформаторов на базе реле, например, ДЗТ-11 или РСТ-15 и использованием схемы дешунтирования отключающих катушек с использованием промежуточного реле серии РП 340 [1].Known relay protection kits for power transformers based on relays, for example, DZT-11 or PCT-15 and using a circuit for unloading disconnecting coils using an intermediate relay of the RP 340 series [1].

Однако, такой комплект релейной защиты [1] имеет ряд недостатков, например, при использовании реле электромагнитного типа, которые срабатывают поэтапной передачей импульса от одного реле другому до отключающей катушки коммутационного оборудования, что приводит к увеличению погрешности работы на каждом этапе. Стандарт тока дешунтирования серийных реле ограничен максимально возможными 150 А. При токах выше - идет пересмотр токов срабатывания, увеличение времени действия, загрубление защиты. Следующий из основных недостатков - сложность механических частей, что приводит к снижению надежности.However, such a set of relay protection [1] has a number of disadvantages, for example, when using electromagnetic type relays, which are triggered by phased transfer of a pulse from one relay to another to the disconnecting coil of switching equipment, which leads to an increase in the error of operation at each stage. The standard for unloading serial relays is limited to a maximum of 150 A. At currents higher, the tripping currents are being reviewed, the operating time is increased, and the protection is roughened. The next of the main disadvantages is the complexity of the mechanical parts, which leads to a decrease in reliability.

Известны комплекты защиты силового трансформатора с использованием электронных бесконтактных микросхем блока микропроцессорного релейной защиты БМРЗ [2], которые выполнены на основе полупроводниковых элементов и не имеют подвижных частей.Known power transformer protection kits using electronic proximity chips of the microprocessor relay protection BMRZ [2], which are made on the basis of semiconductor elements and do not have moving parts.

Недостаток [2] заключается в том, что комплекты защиты силового трансформатора с использованием электронных бесконтактных микросхем БМРЗ не содержат элементы для дешунтирования отключающих катушек коммутационного оборудования, то есть не позволяют использовать электрическую энергию короткого замыкания для возможности отключения коммутационного оборудования.The disadvantage of [2] is that the power transformer protection kits using electronic BMRZ contactless microcircuits do not contain elements for dismounting the disconnecting coils of the switching equipment, that is, they do not allow the use of short-circuit electrical energy to enable switching equipment to be switched off.

Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, является устройство для контроля состояния изоляции обмотки электрооборудования [3], содержащее первый и второй параметрические преобразователи, входом соединенные с соответствующими объектами контроля, выход первого параметрического преобразователя соединен через последовательно соединенные первый делитель напряжения, первый резонансный усилитель, первый формирователь импульсов, первый формирователь длительности импульсов с первым входом элемента И, выход второго параметрического преобразователя соединен через последовательно соединенные второй делитель напряжения, второй резонансный усилитель, второй формирователь длительности импульсов с вторым входом элемента И, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, вход которого соединен с выходом дифференциально-усиленного блока, первый вход которого соединен с первым выпрямителем с фильтром, второй выпрямитель с фильтром, счетчик тактовых импульсов, исполнительный блок, где с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены индуктивность, третий параметрический преобразователь, третий делитель напряжения, первый и второй перестраиваемые фильтры, генератор тактовых импульсов, генератор пилообразного напряжения, управляемый делитель напряжения, цифроаналоговый преобразователь, преобразователь последовательности тактовых импульсов в код аналого-цифровой преобразователь, коммутатор, блок индикации, компаратор, блок опорного напряжения, при этом вход третьего параметрического преобразователя соединен с клеммой для подключения нейтрали объекта контроля и через индуктивность-с общей шиной устройства, а выход через последовательно соединенные третий делитель напряжения, второй перестраиваемый фильтр соединен с выходом первого выпрямителя с фильтром, выход первого делителя напряжения соединен через последовательно соединенные первый перестраиваемый фильтр, второй выпрямитель с фильтром, управляемый делитель напряжения с вторым входом дифференциально-усилительного блока, выход генератора тактовых импульсов соединен через преобразователь последовательности тактовых импульсов с управляющим входом коммутатора и с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения, управляющие входы первого и второго перестраиваемых фильтров соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом счетчика тактовых импульсов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход ключевого элемента соединен с первым входом компаратора и входом аналого-цифровой преобразователя, выход которого соединен с входом коммутатора, выход которого соединен с входом блока индикации, выход блока опорного напряжения соединен со вторым входом компаратора, выход которого соединен с входом исполнительного блока.The closest to the essence of the claimed invention is a device for monitoring the state of insulation of the winding of electrical equipment [3], containing the first and second parametric converters, connected to the corresponding control objects by the input, the output of the first parametric converter is connected through a series-connected first voltage divider, the first resonant amplifier, the first pulse shaper, the first pulse shaper with the first input of the AND element, the output of the second parameter of the converter is connected through a second voltage divider, a second resonant amplifier, a second pulse shaper with a second input of the And element, the output of which is connected to the control input of the key element, the input of which is connected to the output of the differential-amplified block, the first input of which is connected to the first rectifier with a filter, a second rectifier with a filter, a clock counter, an executive unit, where, in order to increase the reliability of control, s inductance, third parametric converter, third voltage divider, first and second tunable filters, clock generator, sawtooth voltage generator, controlled voltage divider, digital-to-analog converter, converter of a sequence of clock pulses into an analog-to-digital converter code, switch, display unit, comparator, the reference voltage unit, while the input of the third parametric converter is connected to the terminal for connecting the neutral of the control object I and through inductance with the common bus of the device, and the output through the third voltage divider connected in series, the second tunable filter connected to the output of the first rectifier with the filter, the output of the first voltage divider connected through the first tuned filter, the second rectifier with the filter, controlled voltage divider with the second input of the differential amplifier block, the output of the clock generator is connected through a converter of the sequence of clock pulses with the control input of the switch and the input of the digital-to-analog converter, the output of which is connected to the control input of the controlled voltage divider, the control inputs of the first and second tunable filters are connected to the output of the sawtooth generator, the input of which is connected to the output of the clock counter, the input of which is connected to the output of the clock , the output of the key element is connected to the first input of the comparator and the input of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input switch, whose output is connected to the input of the indication unit, the reference voltage output unit is connected to the second input of the comparator, whose output is connected to an input of the execution unit.

Недостатком [3] является невозможность обнаружения аварийных ситуаций на силовом трансформаторе и принятия мер по их устранению или уменьшению вреда.The disadvantage of [3] is the impossibility of detecting emergencies on a power transformer and taking measures to eliminate them or reduce harm.

Целью заявляемого изобретения является повышение надежности, расширение функциональных возможностей комплекта защиты силового трансформатора.The aim of the invention is to increase reliability, expand the functionality of the power transformer protection kit.

Цель достигается тем что, комплект защиты силового трансформатора с использованием дешунтирования отключающих катушек, содержащее согласующие промежуточные трансформаторы с измененяемым числом витков вторичной обмотки, имеет два плеча обработки сигналов, соответственно от трансформаторов тока по сторонам высокого и низкого напряжений. Ток от трансформаторов тока поступает на промежуточные трансформаторы, откуда на блоки выпрямительных диодов, где от них отделяется отрицательная полуволна. Затем положительные полуволны поступают на блоки операционных усилителей и компараторов, на выходах которых получаются прямоугольные импульсы, которые поступают на вход узла логического элемента «И-НЕ». При коротком замыкании внутри зоны действия дифференциальной защиты, импульсы от блоков компараторов идут не синхронно, тем самым на выходе блока логического элемента «И-НЕ» возникает положительный сигнал, который регистрируется узлом триггера, дающему микроконтроллеру команду на немедленное дешунтирование отключающих электромагнитов высоковольтных выключателей, которые зашунтированы симисторами. При сквозных токах короткого замыкания срабатывает максимальная токовая защита, которая получает сигналы от промежуточных трансформаторов, так же отделяется отрицательная полуволна. Положительные полуволны попадают на блоки операционных усилителей, где сравниваются с опорным напряжением - являющимся уставкой токовой защиты. Если ток превышает ток уставки, то положительный сигнал подается на компараторы, а с них на микроконтроллер, который подаст сигнал на отключение силового трансформатора. Для определения времени до отключения (выдержки) определяется реальный ток через блоки фильтров-выпрямителей, подсоединенные к промежуточным трансформаторам, в которых переменный ток выпрямляется, сглаживается, отделяются все частоты кроме промышленной частоты. Выпрямленное напряжение поступает на вход аналогово-цифрового преобразователя микроконтроллера. А также опорное напряжение, которое используется в качестве независимой уставки времени.The goal is achieved in that the protection kit for the power transformer using disconnecting trip coils, containing matching intermediate transformers with a variable number of turns of the secondary winding, has two signal processing arms, respectively, from current transformers on the high and low voltage sides. The current from the current transformers goes to the intermediate transformers, from where to the rectifier diode blocks, where the negative half-wave is separated from them. Then the positive half-waves arrive at the blocks of operational amplifiers and comparators, at the outputs of which rectangular pulses are obtained, which are fed to the input of the AND-NOT logical element node. In the event of a short circuit within the differential protection zone, the pulses from the comparator blocks do not synchronously, thereby generating a positive signal at the output of the AND-NOT logic block, which is detected by the trigger unit, which instructs the microcontroller to immediately unscrew the disconnecting electromagnets of the high voltage switches, which shunted by triacs. With through short-circuit currents, the maximum current protection is activated, which receives signals from intermediate transformers, the negative half-wave is also separated. Positive half-waves fall on the blocks of operational amplifiers, where they are compared with the reference voltage - which is the current protection setting. If the current exceeds the set current, then a positive signal is sent to the comparators, and from them to the microcontroller, which will signal to turn off the power transformer. To determine the time to shutdown (exposure), the real current is determined through rectifier filter units connected to intermediate transformers in which the alternating current is rectified, smoothed, all frequencies except the industrial frequency are separated. The rectified voltage is fed to the input of the analog-to-digital converter of the microcontroller. As well as a reference voltage, which is used as an independent time setting.

Сущность заявляемого изобретения поясняется: Фиг. 1 - Функциональная схема комплекта защиты трансформатора; Фиг. 2 - Поясняющая схема и направление токов в нормальном режиме работы; Фиг. 3 - Поясняющая схема и направление токов в режиме действия дифференциальной защиты; Фиг. 4 - Поясняющая схема и направление токов в режиме максимальной токовой защиты; Фиг. 5 - Временная диаграмма работы схемы в нормальном режиме; Фиг. 6 - Временная диаграмма работы схемы в режиме действия дифференциальной защиты.The essence of the claimed invention is illustrated: FIG. 1 - Functional diagram of the transformer protection kit; FIG. 2 - Explanatory diagram and direction of currents in normal operation; FIG. 3 - An explanatory diagram and the direction of the currents in the action mode of differential protection; FIG. 4 - An explanatory diagram and the direction of the currents in the maximum current protection mode; FIG. 5 - Timing diagram of the circuit in normal mode; FIG. 6 - Timing diagram of the operation of the circuit in the action mode of differential protection.

Где: Т - защищаемый трансформатор; 1Q, 2Q - первый и второй высоковольтные выключатели; 1ТА, 2ТА - первый и второй трансформаторы тока; 1ЭО, 2ЭО - первый и второй отключающие электромагниты приводов высоковольтных выключателей 1Q, 2Q; 1, 2, 3, 4 - симисторы управления шунтированием и дешунтированием отключающих электромагнитов 1ЭО, 2ЭО; 5, 6 - промежуточные трансформаторы с изменяемым числом витков вторичной обмотки; 7, 24, 25, 28 - блок с диодами Шотки и ограничителем выходного сигнала; 8, 26 - блоки операционных усилителей для работы дифференциальной защиты; 9, 27 - блоки компараторов для работы дифференциальной защиты; 10, 20 - блоки фильтров-выпрямителей максимальной токовой защиты; 11, 21 - источник опорного напряжения (уставка для работы максимальной токовой защиты); 12 - узел элемента логики «И-НЕ» для сравнения во времени токов с трансформаторов тока 1ТА и 2ТА; 13 - узел триггера для определения срабатывания дифференциальной защиты; 14 - микроконтроллер для управления комплектом защиты; 15 - система управления симисторами (драйвер); 16 - сигнализация срабатывания защиты; 17 - источник опорного напряжения для временной уставки максимальной токовой защиты; 18, 22 - блоки операционных усилителей для работы максимальной токовой защиты; 19, 23 - блоки компараторов для работы максимальной токовой защиты.Where: T - protected transformer; 1Q, 2Q - the first and second high-voltage switches; 1TA, 2TA - the first and second current transformers; 1EO, 2EO - the first and second disconnecting electromagnets of drives of high-voltage circuit breakers 1Q, 2Q; 1, 2, 3, 4 - triacs controlling shunting and bypass disconnecting electromagnets 1EO, 2EO; 5, 6 - intermediate transformers with a variable number of turns of the secondary winding; 7, 24, 25, 28 — a block with Schottky diodes and an output signal limiter; 8, 26 - blocks of operational amplifiers for differential protection; 9, 27 — comparator blocks for differential protection operation; 10, 20 - filter rectifier blocks of maximum current protection; 11, 21 - reference voltage source (setting for maximum current protection); 12 - node of the logic element "AND-NOT" for comparison in time of currents from current transformers 1TA and 2TA; 13 - trigger unit for determining the operation of differential protection; 14 - microcontroller to control the protection kit; 15 - triac control system (driver); 16 - protection operation alarm; 17 is a reference voltage source for a temporary setting of the maximum current protection; 18, 22 - blocks of operational amplifiers for maximum current protection; 19, 23 - comparator blocks for maximum current protection.

I1, I2 - токи от первого и второго трансформаторов тока 1ТА, 2ТА соответственно.I1, I2 - currents from the first and second current transformers 1TA, 2TA, respectively.

«а» - сигнал на выходе блока компаратора 9;"A" is the signal at the output of the comparator unit 9;

«б» - сигнал на выходе блока компаратора 27;"B" is the signal at the output of the comparator unit 27;

«в» - сигнал на выходе узла логического элемента «И-НЕ» 12."In" - the signal at the output of the node of the logical element "AND NOT" 12.

Принцип работы заявляемого изобретения.The principle of operation of the claimed invention.

Нормальный режим. При отсутствии коротких замыканий и протекании нормальных токов (Фиг. 2), токи от трансформаторов тока 1ТА и 2ТА поступают на правое и левое плечи схемы защиты трансформатора.Normal mode In the absence of short circuits and normal currents flowing (Fig. 2), currents from current transformers 1TA and 2TA are supplied to the right and left shoulders of the transformer protection circuit.

Рассмотрим по отдельности тракты дифференциальной и максимальной токовой защит:Let us consider separately the paths of differential and maximum current protection:

Дифференциальная защита:Differential protection:

Токи от обмотки промежуточного трансформатора 5 и 6 попадают на выпрямительные блоки 7 и 25, положительные полуволна попадают на блоки операционных усилителей 8 и 26, где они усиливаются и далее попадают на входы компараторов 9 и 27. Получившиеся на выходах 9 и 27 сигналы прямоугольной формы, во времени соответствующие положительным полуволнам, подаются на вход блока логического элемента «И-НЕ» 12. Так как токи от трансформаторов тока 1ТА и 2ТА в нормальном режиме направлены в одном направлении, то прямоугольные импульсы будут идти синхронно (фиг. 5 «а» и «б»). Соответственно на выходе блока логического элемента «И-НЕ» 12 будет логический «0». То есть, наличие логического «0» не запустит триггер 13, а значит на его выходе, будет также логический «0». Так как на выходе узла триггера 13 будет отсутствовать сигнал на включение (фиг. 5 «в») дифференциальной защиты, то микроконтроллер 14 не отдаст команду на дешунтирование отключающих катушек, отключающие катушки 1ЭО 2ЭО останутся в этом режиме обесточенными и как следствие, высоковольтные выключатели останутся включенными.The currents from the winding of the intermediate transformer 5 and 6 fall on the rectifier blocks 7 and 25, the positive half-wave falls on the blocks of operational amplifiers 8 and 26, where they are amplified and then go to the inputs of the comparators 9 and 27. The square-shaped signals received at the outputs 9 and 27, in time corresponding to the positive half-waves, are fed to the input of the AND-NOT logical element block 12. Since the currents from the current transformers 1TA and 2TA are normally directed in the same direction, the rectangular pulses will go synchronously (Fig. 5 “A” and “b”). Accordingly, the output of the block of the logical element "AND" NOT 12 will be a logical "0". That is, the presence of a logical “0” will not trigger trigger 13, which means that there will also be a logical “0” at its output. Since at the output of the trigger unit 13 there will be no signal to turn on the differential protection (Fig. 5 “c”), the microcontroller 14 will not give a command to unmount the trip coils, trip coils 1EO 2EO will remain de-energized in this mode and, as a result, high-voltage switches will remain included.

Максимальная токовая защита:Overcurrent Protection:

В этом режиме (фиг. 4) токи от вторых обмоток промежуточных трансформаторов 5 и 6 поступают на выпрямительные блоки с диодами 24 и 28, откуда положительные полуволны поступают на входы блоков операционных усилителей 18 и 22. В операционных усилителях происходит сравнение поступающих сигналов с опорным напряжением заданной уставки максимальной токовой защиты от источников опорного напряжения 11 и 21. Так как в нормальном режиме токи, проходящие через защищаемый трансформатор Т, а соответственно токи от трансформаторов тока 1ТА и 2ТА меньше, чем уставка максимальной токовой защиты, то на выходе блоков операционных усилителей 18 и 22, а также за ними следующих блоков компараторов 19 и 23 будет отсутствовать сигнал, то есть логический «0». Соответственно, отсутствие сигналов о превышении максимального тока от блоков компараторов 19 и 23 не допустит команды на дешунтирование отключающих катушек микроконтроллером 14. Коммутационное оборудование высоковольтных выключателей 1Q, 2Q не будет отключено.In this mode (Fig. 4), the currents from the second windings of the intermediate transformers 5 and 6 are fed to rectifier blocks with diodes 24 and 28, from where the positive half-waves are fed to the inputs of the blocks of operational amplifiers 18 and 22. In operational amplifiers, the incoming signals are compared with the reference voltage the preset maximum current protection from the voltage reference 11 and 21. Since in normal mode the currents passing through the protected transformer T, and, accordingly, the currents from current transformers 1TA and 2TA are less than avka overcurrent, the output of the operational amplifiers 18 and blocks 22 and for the following two blocks of comparators 19 and 23 will be out signal, i.e. a logical "0". Accordingly, the absence of signals about the excess of the maximum current from the comparator units 19 and 23 will not allow the command to unscrew the disconnecting coils by the microcontroller 14. The switching equipment of the high-voltage switches 1Q, 2Q will not be disconnected.

Режим действия дифференциальной защиты. При возникновении короткого замыкания в точке действия дифференциальной защиты между трансформаторами тока 1ТА и 2ТА (фигура 3) токи меняют направление на встречное, то есть место короткого замыкания получает питание и со стороны высокого напряжения, и со стороны низкого напряжения. Поступающие, при этом вторичные токи от трансформаторов тока 1ТА и 2ТА поступают в левое и правое плечи устройства защиты трансформатора.The mode of operation of differential protection. If a short circuit occurs at the point of differential protection between the current transformers 1TA and 2TA (figure 3), the currents change direction to the opposite direction, that is, the place of the short circuit receives power from both the high voltage side and the low voltage side. The incoming, while the secondary currents from the current transformers 1TA and 2TA are supplied to the left and right shoulders of the transformer protection device.

Дифференциальная защита:Differential protection:

Как и в нормальном режиме, токи от обмотки промежуточного трансформатора попадают на выпрямительные блоки 7 и 25, положительная полуволна попадает на блоки операционных усилителей 8 и 26, где она усиливается и попадает на входы блоков компараторов 9 и 27. Получившиеся сигналы прямоугольной формы, во времени соответствующие положительным полуволнам, подаются на вход логического элемента «И-НЕ» 12. Так как в таком режиме токи от трансформаторов тока 1ТА и 2ТА будут иметь разное направление, то получившиеся прямоугольные импульсы будут идти не синхронно (фиг. 6 «а», «б»). Соответственно, несинхронные сигналы, поступающие на вход узла логического элемента «И-НЕ» 12, в этом режиме, вызовут появление логической «1» на его выходе (фиг. 6 «в»). Наличие логической «1» на входе узла триггера 13 вызовет переключение его выхода с низкого уровня на высокий, тем самым на выходе микроконтроллера 14 будет сигнал на систему управления симисторами 15 для немедленного отключения коммутационных устройств 1Q и 2Q: сначала откроются симисторы 2, 4, а затем, с некоторой задержкой закроются симисторы 1, 3.As in normal mode, the currents from the winding of the intermediate transformer fall on the rectifier blocks 7 and 25, the positive half-wave falls on the blocks of operational amplifiers 8 and 26, where it is amplified and gets on the inputs of the comparator blocks 9 and 27. The resulting square-shaped signals in time corresponding to the positive half-waves, are fed to the input of the AND-NOT logic element 12. Since in this mode the currents from current transformers 1TA and 2TA will have different directions, the resulting rectangular pulses will go not syn chronically (Fig. 6 "a", "b"). Accordingly, nonsynchronous signals supplied to the input of the node of the logical element "AND NOT" 12, in this mode, will cause the appearance of a logical "1" at its output (Fig. 6 "c"). The presence of a logical “1” at the input of the trigger unit 13 will cause its output to switch from low to high, thereby outputting the microcontroller 14 will signal to the control system of the triacs 15 to immediately turn off the switching devices 1Q and 2Q: first, the triacs 2, 4, and then, with some delay, the triacs 1, 3 will close.

Максимальная токовая защита в данном режиме не будет иметь значение на включение дифференциальной защиты.Overcurrent protection in this mode will not matter if differential protection is activated.

Режим действия максимальной токовой защиты. При появлении короткого замыкания в точке за пределами действия дифференциальной защиты, то есть вне зоны между трансформаторами тока 1ТА и 2ТАThe operating mode of the maximum current protection. When a short circuit occurs at a point outside the differential protection, that is, outside the zone between current transformers 1TA and 2TA

Токи от вторых обмоток промежуточных трансформаторов 5 и 6 поступают на выпрямительные блоки 24 и 28, откуда положительные полуволны поступают на входы блоков операционных усилителей 18 и 22. В операционных усилителях происходит сравнение поступающих сигналов с опорным напряжением заданной уставки максимальной токовой защиты 11 и 21 от источников опорного напряжения 11 и 21. Так как в данном режиме токи, проходящие через защищаемый трансформатор Т, а соответственно токи от трансформаторов тока 1ТА и 2ТА больше, чем уставка максимальной токовой защиты, то на выходе блоков операционных усилителей 18 и 22, а также за ними следующих блоков компараторов 19 и 23 будет присутствовать логическая «1». Попадая на входы ВХ1 и ВХ2 микроконтроллера 14, запускают команду с помощью драйвера 15 на дешунтирование отключающих катушек 1ЭО и 2ЭО (сначала откроются симисторы 2, 4, а затем, с некоторой задержкой закроются симисторы 1, 3) с учетом времени выдержки от элемента 17 (его выход подключен к аналогово-цифровому преобразователю 3 микроконтроллера 14).The currents from the second windings of the intermediate transformers 5 and 6 are fed to rectifier blocks 24 and 28, from where the positive half-waves are fed to the inputs of the blocks of operational amplifiers 18 and 22. In operational amplifiers, the incoming signals are compared with the reference voltage of the specified maximum current protection setting 11 and 21 from sources reference voltage 11 and 21. Since in this mode the currents passing through the protected transformer T, and accordingly the currents from current transformers 1TA and 2TA, are greater than the maximum current setting shields, then at the output of the blocks of operational amplifiers 18 and 22, as well as beyond them of the next blocks of the comparators 19 and 23, there will be a logical “1”. Once at the inputs BX1 and BX2 of the microcontroller 14, they start a command with driver 15 to unscrew the disconnecting coils 1EO and 2EO (first triacs 2, 4 will open, and then, with some delay, triacs 1, 3 will be closed) taking into account the exposure time from element 17 ( its output is connected to an analog-to-digital converter 3 of the microcontroller 14).

Для коррекции времени срабатывания необходимо значение реального тока, протекающего через трансформатор. Для этого сигналы от промежуточных трансформаторов тока 5 и 6 поступают на фильтры-выпрямители 10 и 20, где отфильтровываются все гармоники, кроме промышленной частоты, выпрямляются и подаются на входы аналогового-цифровых преобразователей АЦП1 и АЦП2 микроконтроллера 14. Срабатывание защит сигнализируется звуковым сигналом от блока сигнализации 16.To correct the response time, the value of the real current flowing through the transformer is necessary. To this end, signals from intermediate current transformers 5 and 6 are fed to filter rectifiers 10 and 20, where all harmonics are filtered, except for the industrial frequency, rectified and fed to the inputs of analog-to-digital converters ADC1 and ADC2 of the microcontroller 14. The protection is signaled by an audio signal from the unit alarm 16.

Использованные источники:Used sources:

1. Реле серии РП 3401. Relay series RP 340

2. Комплекты защиты силового трансформатора с использованием электронных бесконтактных микросхем блока микропроцессорного релейной защиты БМРЗ в составе шкафа РЗА станционной защиты ШЭ1113, Каталог НПП ЭКРА, 2017.2. Power transformer protection kits using electronic contactless microchips of the BMRZ microprocessor relay protection unit as part of the relay protection cabinet of station protection SHE1113, NPP EKRA catalog, 2017.

3. SU 1793396 А1 - Патент на изобретение «Устройство для контроля состояния изоляции обмотки электрооборудования», М.Б. Иноятов, И.М. Беремжатов, Ахметшин Р.С. 10.09.1990;3. SU 1793396 A1 - Patent for the invention "Device for monitoring the state of insulation of the winding of electrical equipment", M.B. Inoyatov, I.M. Beremzhatov, Akhmetshin R.S. 09/10/1990;

Claims (1)

Комплект защиты силового трансформатора с дешунтированием отключающих катушек, включающий в себя отключающую катушку, последовательно соединенную через дешунтирующий симистор с первичной обмоткой дополнительного промежуточного трансформатора, и эта цепь замкнута на выводы трансформатора тока защиты, при этом шунтирующий симистор подключен параллельно цепи катушки отключения с дешунтирующим симистором, отличающийся тем, что упомянутая цепь от вторичной обмотки трансформатора тока образует плечи комплекта защиты, для двухобмоточного силового трансформатора образует соответственно два плеча защиты, подключенные ко вторичным обмоткам упомянутого дополнительного промежуточного трансформатора, каждое из плеч состоит из первого и второго блоков выпрямителей, включающих в себя фильтры и стабилитроны, соответственно подключены к выводам первой и второй вторичных обмоток дополнительного промежуточного трансформатора, выводы первого и второго блоков выпрямителей подключены к вводам первого и второго операционных усилителей, причем ко второму входу второго операционного усилителя подключен выход блока опорного напряжения, выходы первого и второго операционных усилителей подключены на входы первого и второго компараторов, при этом выход первого компаратора подключен к одному из входов блока «И-НЕ», а выход второго компаратора подключен к соответственно входу микроконтроллера, выход блока «И-НЕ» подключен к входу триггера, при этом блок формирователя напряжения входом подключен к выходу второй вторичной обмотки упомянутого дополнительного промежуточного трансформатора, а выход - на аналогово-цифровой преобразователь микроконтроллера, и соответственно к другому аналогово-цифровому преобразователю микроконтроллера подключен также блок опорного напряжения выдержки максимальной токовой защиты, выход микроконтроллера подключен на вход сброса триггера, а выход триггера подключен на вход микроконтроллера, также к выходам микроконтроллера подключены блок сигнализации и блок управления упомянутых симисторов.A protection kit for a power transformer with unloading of trip coils, including a trip coil connected in series through a shunt triac to the primary winding of an additional intermediate transformer, and this circuit is closed to the terminals of the protection current transformer, while the shunt triac is connected in parallel with the trip coil circuit with a shunt triac, characterized in that the said circuit from the secondary winding of the current transformer forms the shoulders of the protection kit, for double winding of the power transformer, respectively, forms two protection arms connected to the secondary windings of the mentioned additional intermediate transformer, each of the arms consists of the first and second rectifier units, including filters and zener diodes, respectively connected to the terminals of the first and second secondary windings of the additional intermediate transformer, the conclusions the first and second rectifier blocks are connected to the inputs of the first and second operational amplifiers, and to the second input of the second operation the output amplifier unit is connected to the output of the reference voltage unit, the outputs of the first and second operational amplifiers are connected to the inputs of the first and second comparators, while the output of the first comparator is connected to one of the inputs of the AND-NOT block, and the output of the second comparator is connected to the input of the microcontroller, respectively, the output the “AND-NOT” block is connected to the trigger input, while the voltage driver block is connected by the input to the output of the second secondary winding of the mentioned additional intermediate transformer, and the output is to analog the front-end converter of the microcontroller, and accordingly to the other analog-to-digital converter of the microcontroller, also the reference voltage block of the maximum current protection is connected, the output of the microcontroller is connected to the trigger reset input, and the trigger output is connected to the input of the microcontroller, the signaling unit and the control unit of the aforementioned are connected to the microcontroller outputs triacs.
RU2018106406A 2018-02-20 2018-02-20 Power transformer protection package RU2680817C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018106406A RU2680817C1 (en) 2018-02-20 2018-02-20 Power transformer protection package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018106406A RU2680817C1 (en) 2018-02-20 2018-02-20 Power transformer protection package

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2680817C1 true RU2680817C1 (en) 2019-02-27

Family

ID=65479278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018106406A RU2680817C1 (en) 2018-02-20 2018-02-20 Power transformer protection package

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680817C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561576A (en) * 1995-03-24 1996-10-01 Hubbell Incorporated Step down transformer power supply with short circuit protection
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
RU2502168C1 (en) * 2012-04-27 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Longitudinal differential protection device of double-winding power transformers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561576A (en) * 1995-03-24 1996-10-01 Hubbell Incorporated Step down transformer power supply with short circuit protection
RU2502168C1 (en) * 2012-04-27 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Longitudinal differential protection device of double-winding power transformers
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
RU2461912C1 (en) Bypass module
US10135372B2 (en) Methods and apparatus for soft operation of transformers using auxiliary winding excitation
US10680428B2 (en) Energy supply
JPS6048932B2 (en) solid shiya breaker
US20110286134A1 (en) Earth leakage detection module with robust transient suppression
US11307265B2 (en) Earth leakage circuit breaker
AU2004200271A1 (en) Earth leakage protection device and electrical switchgear unit comprising such a device
EP0453196A2 (en) Transformer differential relay
JP2676704B2 (en) Differential protection relay
JP6105643B2 (en) Earth leakage breaker
RU2680817C1 (en) Power transformer protection package
WO2019086058A1 (en) The method of connection to limit the value of voltage between the neutral point and ground in an alternating current electric network
US9942964B2 (en) Constant current regulator for airfield ground lighting
US20050141163A1 (en) Analogue electronic trip device for an electrical power breaker responding to a short-circuit
CN112129991A (en) Device for detecting residual current in DC-powered electrical system
US3723818A (en) Direct acting overcurrent system for high voltage circuit breakers
IE56011B1 (en) Improved residual current device
RU2297703C1 (en) DEVICE FOR PROTECTION AGAINST EARTH FAULTS IN 3 TO 10 - kV NETWORKS
US3602773A (en) Ac overcurrent protection circuit
RU2677857C1 (en) Protection device of the converter plant with transformer with 2n secondary windings and 2n rectifiers
GB2251741A (en) Rapid response ground fault circuit interrupter
RU2588581C1 (en) Power supply with current input
RU2179358C1 (en) Method and device for remote phase-failure protection of three-phase electrical installation
RU2785005C1 (en) Device for protecting a three-phase electrical installation from open-phase operation
US3424949A (en) High-speed overload circuit

Legal Events

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

Effective date: 20200221