RU2684607C1 - Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках - Google Patents
Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684607C1 RU2684607C1 RU2018121008A RU2018121008A RU2684607C1 RU 2684607 C1 RU2684607 C1 RU 2684607C1 RU 2018121008 A RU2018121008 A RU 2018121008A RU 2018121008 A RU2018121008 A RU 2018121008A RU 2684607 C1 RU2684607 C1 RU 2684607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- coil
- transformer
- measuring transducer
- turn
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности функционирования устройства защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений за счет устранения зависимости его чувствительности от места расположения замкнувшихся витков в обмотках защищаемого трансформатора. Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках содержит измерительный преобразователь и реагирующий орган, в котором длина обмотки измерительного преобразователя с одинаковым диаметром витков вдоль ее продольной оси равна длине катушки трансформатора, а шаг каждого ее витка определяется по зависимости Е=f(y) и соотношению T=TE/E, где Tи T- шаг i-го витка и витка у торца обмотки измерительного преобразователя, a Eи E- электродвижущая сила, индуктируемая в обмотке измерительного преобразователя с постоянным шагом Tкороткозамкнутым витком защищаемого трансформатора с координатой i-го витка и витка у торца обмотки измерительного преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты трансформаторов от замыканий в его обмотках.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках, содержащее измерительный преобразователь и реагирующий орган [Патент РФ №2549354 опубл. 27.04.2015].
Однако чувствительность этого устройства защиты трансформатора зависит от места расположения замкнувшихся витков в обмотках защищаемого трансформатора из-за того, что распределение магнитного поля рассеяния таких обмоток трансформатора неравномерно вдоль ее продольной оси, а обмотка измерительного преобразователя имеет постоянные шаг и площадь витка.
Задачей изобретения является повышение надежности функционирования устройства защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений за счет устранения зависимости его чувствительности от места расположения замкнувшихся витков в обмотках защищаемого трансформатора.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках содержащем измерительный преобразователь и реагирующий орган, длина обмотки измерительного преобразователя с одинаковым диаметром витков вдоль ее продольной оси равна длине катушке трансформатора, а шаг каждого ее витка определяется по зависимости Е=f(yk) и соотношению Ti=TminEi/Emin, где Е и yk - электродвижущая сила обмотки измерительного преобразователя и координата замкнувшегося витка, Ti и Tmin - шаг 1-го витка и витка у торца обмотки измерительного преобразователя, а Ei и Emin - электродвижущая сила, индуктируемая в обмотке измерительного преобразователя с постоянным шагом Tmin короткозамкнутым витком защищаемого трансформатора с координатой i - го витка и витка у торца обмотки измерительного преобразователя.
Поставленная задача также решается за счет того, в устройстве защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках содержащем измерительный преобразователь и реагирующий орган, длина обмотки измерительного преобразователя с одинаковым шагом вдоль ее продольной оси равна длине катушке трансформатора, а площадь каждого витка этой обмотки определяется по зависимости Е=f(yk) и соотношению Si=SmaxEmin/Ei, где Si и Smax - площадь i - го витка и витка у торца обмотки измерительного преобразователя.
В силу конструкционных особенностей величина индукции магнитного поля вдоль геометрического места точек равноудаленных от стержней сердечника однофазного трансформатора при замыкании витков в любой из обмоток защищаемого трансформатора не одинакова и зависит от места расположения замкнувшихся витков. Поэтому электродвижущая сила обмотки измерительного преобразователя соизмеримой по длине с длиной катушек защищаемого трансформатора и имеющей постоянный шаг обмотки и постоянную площадь витка будет также зависеть от места расположения замкнувшихся витков в обмотках защищаемого трансформатора. Что приводит к тому, что для срабатывания защиты требуется замкнуть разное число витков в центральной части обмотки трансформатора и у ее торца. Этого можно избежать, если использовать в измерительном преобразователе обмотку, изготовленную с переменным шагом или переменной площадью витка.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного конструкцией обмотки измерительного преобразователя.
Сравнение заявляемого технического решения с известным техническим решением показывает, что измерительные преобразователи с обмотками известны. Однако, характеристики обмотки в виде переменного шага обмотки или площади витка проявляют в заявляемом техническом решении новые свойства, что приводит к повышению надежности функционирования устройства защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках за счет устранения зависимости его чувствительности от места расположения замкнувшихся витков.
Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках показанно на фиг. 1 - фиг. 3. Оно состоит из реагирующего органа в виде реле 1 и измерительного преобразователя 2 устройства защиты, установленного между обмотками 3 и 4 этого трансформатора. При этом длина обмотки 5 измерительного преобразователя 2 вдоль продольной оси 6 принята равной длине обмоток 3 и 4 трансформатора, которые образуют катушку трансформатора.
При таком взаимном расположении обмоток 3 и 4 однофазного трансформатора, а также измерительного преобразователя 2 и замкнувшегося витка 7 ток в нем индуктирует в обмотке 5 измерительного преобразователя электродвижущую силу Е. Ее величина, например, при одном замкнувшемся витке определена зависимостью Е=f(yk), где yk - координата, определяющая положение замкнувшегося витка на катушке трансформатора. Вид зависимости E=f(yk) приведен на фиг. 1. На практике для определения параметров обмотки 5 измерительного преобразователя 2 в виде переменного шага или площади витка зависимость Е=f(yk) получают расчетным путем или экспериментально для конкретного трансформатора.
Из зависимости E=f(yk) на фиг. 1 видно, что электродвижущая сила обмотки 5 измерительного преобразователя 2 с постоянным шагом Т и площадью S витка имеет минимальное Emin значение при расположении замкнувшегося витка 7 у торцов катушки однофазного трансформатора, а также максимальное Emax значение при расположении этого витка в середине катушки. Что является причиной зависимости чувствительности защиты от места расположения замкнувшихся витков в обмотках защищаемого трансформатора.
Для того чтобы этого избежать следует с учетом зависимости E=f(yk) изменять либо шаг Т, либо площадь S витка обмотки 5 измерительного преобразователя так, как это показано на фиг. 2 и фиг. 3 соответственно.
Если длина обмотки 5 измерительного преобразователя 2 с одинаковым диаметром витков вдоль ее продольной оси равна длине катушке, то шаг i - го ее витка определяется по зависимости Е=f(yk) на фиг. 2 и соотношению Ti=TminEi/Emin, где Ti и Tmin - шаг i - го витка и витка у торца обмотки 5 измерительного преобразователя 2, a Ei и Emin - электродвижущая сила, индуктируемая в обмотке 5 измерительного преобразователя 2 с постоянным шагом Tmin короткозамкнутым витком с координатой yi - го витка и витка у торца обмотки 5 измерительного преобразователя. Получившаяся при этом зависимость Т=f(y) также приведена на фиг. 2.
Если длина обмотки измерительного преобразователя с одинаковым шагом вдоль ее продольной оси равна длине катушке трансформатора, то тогда площадь i - го витка этой обмотки 5 измерительного преобразователя 2 определяется по зависимости Е=f(yi) на фиг. 3 и соотношению Si=SmaxEmin/Ei, где Si и Smax - площадь i - го витка и витка у торца обмотки измерительного преобразователя. Получившаяся при этом зависимость S=f(y) приведена также на фиг. 3.
В результате в произвольном эксплуатационном режиме работы однофазного трансформатора по одинаковому числу витков в его обмотках 3 и 4, которые расположены на разных стержнях сердечника, протекают одинаковые токи. Если эти обмотки изготовлены и установлены точно, то в обмотке 5 измерительного преобразователя 2 имеющей переменный шаг Т или переменную площадь витка S расположенного между ними измерительного преобразователя 2 электродвижущая сила Е в его обмотке будет равна нулю. При неточном изготовлении и установке этих обмоток, а также измерительного преобразователя 2 в обмотке 5 будет индуктироваться электродвижущая сила Енб небаланса. Наибольшую величину электродвижущая сила небаланса будет имеет при включении этого трансформатора в сеть или при коротком замыкании за ним. С учетом этих режимов порог срабатывания реагирующего элемента защиты рассчитывается как Еср=котсЕнб, где Енб - наибольшая величина небаланса; котс - коэффициент отстройки. Поэтому в эксплуатационных режимах работы однофазного трансформатора защита от замыканий в обмотках не срабатывает.
При замыкании витка 7, например, в обмотке 4 трансформатора ток в нем будет значительно превышать величину тока в остальной части обмотки. Что приведет к изменению распределения магнитного поля рассеяния поврежденной обмотки. В результате в обмотке 5 измерительного преобразователя 2 имеющей переменный шаг Т или переменную площадь витка S электродвижущая сила резко возрастает. При этом ее величина не будет зависеть от места расположения замкнувшихся витков в обмотке однофазного трансформатора. И если эта электродвижущая сила превысит порог срабатывания реагирующего органа защиты, то защита сработает и отключит однофазный трансформатор от сети. То есть чувствительность такой защиты будет определена только числом замкнувшихся витков.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в своевременном определении электрического повреждения в обмотках однофазного трансформатора независимо от места расположения замкнувшихся витков и отключении его от сети, а следовательно в сокращении времени и стоимости послеаварийного ремонта.
Claims (2)
1. Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках, содержащее измерительный преобразователь и реагирующий орган, отличающееся тем, что длина обмотки измерительного преобразователя с одинаковым диаметром витков вдоль ее продольной оси равна длине катушке трансформатора, а шаг каждого ее витка определяется по зависимости Е=f(yk) и соотношению Ti=TminEi/Emin>, где Е и yk - электродвижущая сила в обмотке измерительного преобразователя и координата замкнувшегося витка, Ti и Tmin - шаг i-го витка и витка у торца обмотки измерительного преобразователя, a Ei и Emin - электродвижущая сила обмотки измерительного преобразователя с постоянным шагом Тmin короткозамкнутым витком защищаемого трансформатора с координатой i-го витка и витка у торца обмотки измерительного преобразователя.
2. Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках по п. 1, отличающееся тем, что длина обмотки измерительного преобразователя с одинаковым шагом вдоль ее продольной оси равна длине катушке трансформатора, а площадь каждого витка этой обмотки определяется по зависимости E=f(yk) и соотношению Si=Smax Emin/Еi, где Si и Smax - площадь i-го витка и витка у торца обмотки измерительного преобразователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121008A RU2684607C1 (ru) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121008A RU2684607C1 (ru) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2684607C1 true RU2684607C1 (ru) | 2019-04-10 |
Family
ID=66090218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018121008A RU2684607C1 (ru) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2684607C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704127C1 (ru) * | 2019-06-07 | 2019-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) | Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от электрических повреждений |
RU2805669C1 (ru) * | 2023-02-28 | 2023-10-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Устройство защиты обмоток трёхфазного трансформатора от витковых замыканий |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5847910A (en) * | 1997-09-10 | 1998-12-08 | Allanson International Inc. | Fault protection device in a transformer |
RU2549354C2 (ru) * | 2013-05-24 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Устройство защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках |
RU2638299C2 (ru) * | 2016-03-09 | 2017-12-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от повреждений |
-
2018
- 2018-06-06 RU RU2018121008A patent/RU2684607C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5847910A (en) * | 1997-09-10 | 1998-12-08 | Allanson International Inc. | Fault protection device in a transformer |
RU2549354C2 (ru) * | 2013-05-24 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Устройство защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках |
RU2638299C2 (ru) * | 2016-03-09 | 2017-12-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от повреждений |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704127C1 (ru) * | 2019-06-07 | 2019-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) | Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от электрических повреждений |
RU2805669C1 (ru) * | 2023-02-28 | 2023-10-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Устройство защиты обмоток трёхфазного трансформатора от витковых замыканий |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3531145B1 (en) | Electricity leakage detection device | |
EP1890369B1 (en) | Ground fault detection | |
CN101384910B (zh) | 测量大测量摆幅的直流电流的设备、包括该测量设备的电子脱扣器和具有该电子脱扣器的切断设备 | |
US7898778B2 (en) | Superconducting coil quench detection method and device, and superconducting power storage unit | |
US8582257B2 (en) | Ultra-low sensitivity ground fault circuit interrupter | |
MXPA04010598A (es) | Acoplador inductivo de alta corriente y transformador de corriente para lineas de energia. | |
RU2684607C1 (ru) | Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках | |
RU2549354C2 (ru) | Устройство защиты однофазного трансформатора от замыканий в обмотках | |
TW201547164A (zh) | 功率變流器及其短路檢測裝置與短路檢測方法 | |
RU2704127C1 (ru) | Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от электрических повреждений | |
CA3003978C (en) | Method and device for obtaining power intended to supply a consuming appliance from a conductor traversed by an alternating electrical current | |
RU2638299C2 (ru) | Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от повреждений | |
JP6581672B2 (ja) | 磁気コアを監視するための装置、および監視対象の磁気コアの飽和挙動を検出するための方法 | |
Novozhilov et al. | Protection of a single-phase transformer from interwinding failure in windings of integral magnetic transformers | |
Kletsel et al. | Reed Switches Differential Protection of Conversion Facilities with the Second-harmonic Lockout | |
EP3903332B1 (en) | Method and device for monitoring operation of a switching device for controlled switching applications | |
RU2720946C1 (ru) | Устройство защиты от замыканий в обмотках однофазного трансформатора | |
CN201918253U (zh) | 一种电流互感器 | |
CN208805810U (zh) | 高阻尼防谐振电磁式电压互感器 | |
US20200153238A1 (en) | Integrated fault current rise limiter and fault detection device for dc microgrids | |
CN203503994U (zh) | 一种具有稳压稳频功能的避雷开关柜 | |
KR101759269B1 (ko) | 고온초전도마그넷을 위한 지역절연권선 및 그 제조방법 | |
RU2813787C1 (ru) | Устройство защиты однофазного трансформатора | |
CN210073599U (zh) | 一种电流互感器 | |
JP7319624B2 (ja) | クランプ式電流計測器 |