SU649278A1 - Способ защиты от пробо на корпус выводов, соединенных в треугольник вентильных обмоток трансформатора, питающего преобразовательный мост, и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ заишты от пробо  на корпус выводов соединенных в треугольник вентильных обмоток трансформатора, питающего преобразовательный мост, по крайней мере с одним дополнительным источником ЭДС в цепи выпр мленного тока, путем измерени  фазных токов начал обмоток с последующим сравнением величины, им пропорциональной, с уставкой, и при превышении последней, формировани  сигнала на запирание рабочих вентилей моста и отпирание других вентилей, о т- личающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем защиты трансформатора, питающего преобразовательный мост без шунтирующего вентил , дополнительно измер ют фазные токи концовобмоток, формируют пропорциональные им полпчнны, берут разности полученных величин, пропорциональных токам нлчлл и концов клждот"! из фаз, срав- иинпют их с ycrauKoii и п случае пре- рзыгцрпи  последней в какой-либо из фаз фиксируют повреждение этой фазы, однопремеино берут алгебраические суммы токов начал и токоп концов обмоток, сравнивают разность их абсолютных значений с уставкой, при превышении последней фиксируют направление разностного тока и условно определ ют место повреждени  в начале обмоткп при одном нап).1аслении указанного тока или в конце - при противоположном, в результате упом нутых операций фиксируют место повреждени  и непосредственно с ним св занную фазу моста, отпирают вентили этой фазы, а остальные вентили запирают.. 2. Устройство дл  осуществлени  способа по П.1, содержащее датчики тока в цеп х начальных выводов обмоток, подключенные к ним блоки сравнени  и вьсходной орган, о т л и ч а ю-щ е е с   тем, что оно дополнительно снабжено двум  выпр мител ми, блоками сравнени  выходных токов фил.ьтров, шестью элементами совпадени , элементами ИЛИ и пам ти и датчиками тока в цеп х конечных выводов обмоток и подключенными к указанным датчикам блоками сравнени  токов начал и концов каждой из фаз, при этом датчики токов начал и концов обмоток соединены по схеме фильтров нулевой последовательности, к выходам которым через выпр мители подключены на про- •тивоположные входы блока сравнени  выходных токов указанных фильтров.(Ла^^ сого•*sl00

Description

а выходы каждого из блоков сравнени  токов фильтров соединены с входами трех из шести элементов совпадени ., другие входы которых соединены с выходами блоков сравнени  токов фаз, .выходы указанных элементов совпадени  через элементы ИЛИ и элементы пам ти св заны с выходным органом систе мы управлени  вентил ми каждой фазы моста.

3. Устройство По п.2, о т л и ч аю щ е е с   тем, что блоки сравнени , подключенные к выходам выпр мителей , содержат выходные органы, имеющие на выходах логические сигналы О или 1, в зависимости от направлени  разностного тока выпр мителей при превышении им заданной уставки .

Изобретение относитс  к устройствам и способам защиты трансформаторов , питающих преобразовательные мосты , при соединении вентильных обмоток в треугольник и использовании рабочих вентилей моста в качестве шунтирующих i

Известны способы защиты обмотоктран .сформаторов от перекрытий на корпус,основанные на дифференциальном принципе сравнени  токов в каждой из Фаз по концам каждой или нескольких обмоток или - алгебраической суммы токов одной стороны обмотки, соединенной в звезду, с током наглухо заземленной нейтрали этой обмотки.

Известен также способ защиты от пробо  на корпус выводов соединенных в треугольник вентильных обмоток трансформатора, питающего преобразова тельный мост по крайней мере с .одним дополнительным источником ЭДС в цепи выпр мленного тока, путем измерени  фазных токов начал обмоток с последующим сравнением пропорциональной им величины с уставкой и, при превышении последней, формировани  сигнала на запирание рабочих вентилей моста и отпирание других вентилей, и устройство дл  его осуществлени , содержащее датчики тока в цеп х начальных выводов обмоток и подключенный к ним через блоки сравнени , выходной орган.

Такой способ и устройство дл  его осуществлени   вл ютс  наиболее близкими по технической сущности к описываемым .

Однако с их помощью невозможно быстро перевести ток с места повреждени  на вентили моста. При перекрытии на корпус выводов фазы трансформатора , соединенного в треугольник.

возникает короткое замыкание вентильной обмотки трансформатора через место повреждени , обмотки, включенный вецтиль и рабочее заземление преобразовател . После прекращени  подачи i рабочих импульсов короткое замыкание прекращаетс , после чего через место повреждени  протекает посто нный ток, поддерживаемый либо другими мостами, либо за счет накопленной в йндуктивност х мощных реакторов энергии. Дл  перевода этого тока на вентили моста необходимо определить, на котором из выводов обмотки (началь0 ном или конечном) имеет место перекрытие . В подавл ющем большинстве случаев перекрыти  имеют место на выводах обмоток, при этом наиболее часто при использовании встроенных во вводы

5 датчиков тока в защищаемую зону вход т лшпь внутренние повреждени  выводов обмотки,при использовании выносных датчиков - также и внешние повреждени .

0

Таким образом, при отсутствии специального щунтирующего вентил  и ислользовании вместо него рабочих вентилей моста ток в месте пов.ре дени  продолжает существовать до отключе5 ни  вс,ех других мостов или до заверщени  спадани  тока, поддерживаемого энергией индуктивных элементов схемы преобразовател  Достаточно длительное врем  (например, в одномостовых преобразовател х) снижени  тока при0 водит к существенным повреждени м изол ции в месте перекрыти  и к длительному ремонту и простою моста.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей

5 путем защиты трансформатора, питающего преобразовательный мост без щунтирующего вентил . 5 Это достигаетс  тем, что по прелложенному способу защиты от пробо  на корпус выводов соединеш1ых в треугольник вентилыых обмоток трансфор матора, питающего преобразоиателып.гй мос-т, по крайней мере с одним дополнительным источником ЭДС в цепи выпр мленного тока, путем измерени  фазных токов начал обмоток с последующим сравнением величины, им пропорциональной , с уста кой и, при превышении последней, формировани  сигнала на запирание рабочих вентилей моста и отпирание других вентилей , дополнительно измер ют фазные токи концов обмоток, формируют пропорциональные им величины, берут разность указанных величин, пропорциональных токам начал и концов каждой из фаз, сравнивают их с уставкой и в случае превышени  последней в какой-либо из фаз фиксируют повреж дени  этой фазы. Одновременно берут алгебраические суммы токов начал и концов обмоток, сравнивают -разность их абсолютных значений с уставкой, при превышении последней фиксируют направление разностного тока и определ ют место повреладени  в начале обмотки при одном направлении указан ного тока или в конце - при противоположном , в результате упом нутых операций фиксируют место повреждени  и св занную с ним непосредственно фазу моста, отпирают .вентили этой фазы, а остальные вентили запирают. Предлаженное устройство дл  осуществлени  способа, содержащее датчики тока в цеп х начальник выводов обмоток, подключенные к ним блоки сравнени  и выходной орган, дополнительно снабжено двум  выпр мител ми блоками сравнени  выходных токов фильтров, шестью элементами совпадени , элементами ИЛИ и пам ти и датчиками тока в цеп х конечных выводо обмоток и подключенными к указанным датчикам блоками сравнени  токов на чал и концов каждой из фаз. Датчики токов начал и концов обмоток соедин ны по схеме фильтров нулевой послед вательности, к выходам которьйс через выпр мители подключены на проти воположные входы блоки сравнени  выходных токов указанных фильтров, а выходы каждого из блоков сравнени токов фильтров соединены с входами трех из шести элементов совпадени . другие входы которые; соодинепы с пы- , ходамк блоков сгавпен {  токоп фаз, рыкоды ук:изанимх эле ентов сонпадони  через элементы RTH и элеме(ты пам ти св зань с элементами cиcтe п l управпели  вентил ми каждой моста . Блоки срапнеии , подключе}П ые к выходам ныпр мителей, содержат выход- ные органы, пмс-югп. на выходах логические сигналы О или 1, в зависимости от напраг.пони  разностного тока выпр №1телей при превьппекии им заданной устапки. На фмг.1 приведена схема устройства за1Щ1ТЫ дл  трансформатора со схемой соединени  обмоток Л /Д- 11, диаграмма р.аспределени  тока к.з. через обмотки, размещение различных точек повреждени  выводов одной фазы (Л) вентильных обмоток; на фиг. 2кривые токов и диаграмма работы элементов устройства при повреждении в точке К1 фазы Л. . На чертеже прин ты след тощие обозначени : 1 - вентильна  обмотка питающего трансформатора; 2 - преобразовательный мост, 3 - питающий трансФорматор , 4 - другие преобразователь- ные мосты, 5, 6 - датчики тока, 7 другие преойразопательные мосты, 8 реактор , 9, 10 - вьтр мители, 11, 12 - блоки сравнени  выходных токов фильтров, 13-18 - элементы совпадени , 19-21 - блоки сравнени.  токов начал и концов каждой из фаз вентильной обмотки, 22-24 - блоки ИЛИ, 2527 - .элементы пам ти. При возникновении повреждени  ( перекрыти  на корпус) в точке К1 начального вывода фазы А, соединенной в Д - к вентильной обмотке 1, питающего преобразовательный мост 2 трансформатора 3 возникает контур короткого замыкани  через рабочее за . земление моста, другие мосты ч между заземлением и местом пробо  (могут и отсутствовать), гор щий вентиль (-В), фазы вентильной обмотки и место перекрыти . Токораспределение в i процессе к.з. определ етс  индуктивными сопротивлени ми соответствующих обмоток. Величины токов со стороны начального и конечного выводов поврежденной фазы значительно отличаютс  одна от другой (фиг.1), а их разность превосходит заданную уставку, что позвол ет вы вить поврежденную фазу. Отличаютс  тпкже и алгебраические суммы токов начал и токов концов- обмоток: алгебраическа  сумма токов начальных выводов фаз (на выходах да чиков 5) равна полному току к.з., а алгебраическа  сумма токов конечных выводов фаз (на выходах датчиков 6) току небаланса (без учета тока нагрузки ).. Разность абсолютных указанных сум токов превосходит заданную уставку, а направление разностного тока харак теризует место повреждени  (начала или концы обмоток). С учетом вы вленной поврежденной фазы фиксируетс  точное местоположение поврежденно го вывода и св занной с ней фазы мос та. В результате сн ти  рабочнх импульсов с вентилей моста прекращаетс  протекание тока к.з. со стороны питающей сети, что,однако,не прекращает повреждени , так как через место повреждени  продолжает протекать пос то нный ток по контуру: место поврежцени , гор щий вентиль + А, другие мосты 7 в верхнем (удаленном от земли) полюсе преобразовательной Установки , реактор 8, лини  и преобразователь противоположной подстанции. Ток в указанном контуре достаточно долго поддерживаетс  ЭДС мостов 7, либо ЭДС самоиндукц-ии реактора 8 и в случае неприн ти  мер приводит к т желым повреждени м. Дл  исключени  этого включают вентили фазы А моста, после чего посто нный ток с места повреждени  переходит на вентили (.) этой фазы. При повреждении в точке К2 (конец фазы А обмотки) из-за изменени  расп ределени  тока к.з. во всех датчиках токи измен ютс  вдвое, по сравнению с повреадением в точке К1, при сохранении прежних направлений, при этом в неповрежденных фазах В и С токи соответственно снижаютс  и возрастают , а в фазе А ток уменьшаетс  в цепи датчика 5 и возрастает в цепи датчика 6. Суммарный ток датчиков 6 становитс  равным полному току -повреждени , а ток датчиков 5 снижаетс  цо значений тока небаланса (без учета нагрузки). После фиксации поврежденной фазы и места повреждени  ,БКЛЮ чают вентили фазы С моста, непосредственно св занной с рассматриваемым местом повреждени , дл  перевода на ее вентили тока с ме(-та повре,жп,ени . Поскольку направлени  сравниваемьгх токов завис т от направлений токов повреждени , а последние определ -, ютс  также и местом расположени  рабочего заземлени  (со стороны анодной или катодной групп вентилеймоста), дл  общности способа дл  преобразова- телей с разными точками зазем.пени  по предложенному способу сравнивают абсолютные значени  алгебраических сумм токов в вентильной обмотки . , Устройство дл  реализации предложенного способа защиты содержит датчики тока 5 и 6, включенные в цепи выводов фаз вентильной обмо-тки и соединенные по схеме фильтров тока нулевой последовательности, вьтр мители 9 и 10 выходных токов фильтров, блоки 11, 12 сравнени  этих токов, реагирующие на превышение разностным током заданной уставки и на направление этого тока.. Блок 11, например, срабатывает при повреждени х в точках К1 начальных выводов фаз, а блок сравнени  12 - в точках К2 конечных выводов. Сигналы блоков сравнени  11 и 12 подаютс  на входы соответствен- но элементов совпадени  13,15,17 и 14,16,18, на другие входы которых поступают сигналы блоков сравнени  1921 токов начал и токов концов каждой из фаз вентильной обмотки. Выходные сигналы элементов совпадени  13-18 поступают на элементы ИЛИ логического сложени  22-24, с выходов которых сигналы подаютс  на элементы пам ти 25-27, осуществл ющие через систему управлени  вентил ми включение вентилей соответствующей фазы могт-а. Устройство работает следующим об-разом . При по влении поврезвдени  вьгеойа обмотки, например, в точке К1 возникает ток на выходе фильтра токов датчиков 5, выпр мл етс  выпр мителем 9 и поступает на разные входы блоков сравнени  11 и 12, на другие входы которых поступает сигнал выпр мите л  10, равный вьшр мленному току небаланса фильтра токов датчиков 6. В результате на выходе блока 12 сохран етс  сигнал логического О, а на выходе блока 11 по вл етс  сигнал логической 1, который подаетс  на входы элементов совпадени  13, 15 и 17, Из указанных элементов совпадени  срабатывает лишь элемент 13, так как на егю другой вход поступает сигнал блока 19, реагирующего на разность токов датчиков 5 и 6 фазы Л (см.фиг.1). Сигнал с выхода элемента совпадени  поступает .на элемент ИГОГ (22) и запускает элемент пам ти 25, который воздействует на выходной орган системы управлени  вентил ми моста дл  -включени  вентилей фазы А.

На фиг.2 показаны кривые токоп   цеп х начальных и конечных выводов фаз вентильной обмотки (датчики 5 и 6), вьтр мпенного тока (Ij), тока в месте пробо  (If) и выходные сигналы элементов устройства при пробое в точке К1 фазы Л вентильной обмотки (момент tj). В момент t, после нарастани  сигналов на выходе элемента 9 до уставки блока сравнени  11 и о новременного срабатывани  блока 19 срабатывает элемент совпадени  13 и вьдает сигнал через элемент 51Ш (22) и элемент пам ти 25 на включени вентилей фазы А, непосредственно св занной с местом повреждени  при

этом со рсех других вент1шей управл Ю ще импульсы снимаютс . В результате , по окончании полуволны аварийного сверхтока (момент t,) через место повреддени  продолжает протекать выпр мленньпЧ ток, который после включени  вентилей фазы А переходит на них (момент t4). В результате дуга в месте повреждени  гаснет значительно раньше, чем будет снижен .до нул  вьтр мленный ток (Iji)преобразовательной установки.

Применение предложенного способа позвсхп ет обеспечить иринп.иииально;; новую возможность определени  месит повреждени  выводов вентильной обмотки и недопущение длительного сушествовани  перекрыти  в месте повреждени  выводов обмотки за счет быстрого перевода выпр мленного тока с места повреждени  на вентили одной, наиболее благопри тной дл  данного

повре едени  фазы моста.

I--. /-чЯ

3()x.5

/f

с Л

Claims (1)

1. <claim-text> <claim-text>Редактор Л. Письман Техред Сердюкоав ... Корректоре. Шекма.р</claim-text> <claim-text>Заказ 3443 Тираж 376 Подписное</claim-text> <claim-text>Р^ЦИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5</claim-text> <claim-text>Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101</claim-text>