Измерительный преобразователь для подключения реле защиты трансформатора и реактора Советский патент 1983 года по МПК H02H7/04 

о ю

со со о

ИЗМЕРИТЕЛБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛБ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ РЕЛЕ ЗАЩИТБ1 ТРАНСФОРМАТОРА И РЕАКТОРА, состоящий из электропроводных элементов в виде плоских измерительных катушек и промежуточного устройства - сумматора модулей сигналов, причем катушки помещены между стержнем магнитопровода и рабочими обмотками защищаемого объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности функционирования за счет устранения мертвой зоны и повышения чувствительности, измерительные катущки соединены в дву группы, смещенные друг относительно друга в аксиальном направлении, причем измерительные кйтушки каждой группы расположены несимметрично относительно средней части рабочих обмоток защищаемого объекта, а обе группы катушек подключены к входам промежуточного устройства - сумматора модулей с сигналов. (Л с

cpuz.i

Изобретение относится к релейной защите и может быть использовано для защиты силового трансформатора или реактора от внутренних коротких замыканий.

Известно устройство для защиты силового трансформатора от внутренних коротких замыканий (КЗ), в состав которого входят измерительные обмотки установленные на стенке бака внутри трансформатора 1.

К недостаткам устройства следует отнести наличие мертвой зоны в средней части обмоток трансформатора при внутренних КЗ вблизи средней точки обмоток.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, состоящее из электропроводных элементов в виде плоских измерительных катушек и промежуточного устройства - сумматора модулей сигналов, причем катущки помещены между стержнем магнитопровода и рабочими обмотками защищаемого объекта 2.

Поскольку в указанном устройстве величину потока рассеяния измеряют в двух и более точках, расположенных симметрично по отношению к аксиально средней точке обмотки трансформатора, то принципиаль ным недостатком данного сдособа и устрой. ства является наличие мертвой зоны в средней части обмоток трансформатора, т.е. устройство, реализующее данный способ, не может быть чувствительным к внутренним КЗ Б обмотках трансформатора, если короткозамкнутые витки появятся вблизи аксиально средней точки обмотки.

Цель изобретения - повышение эффективности функционирования за счет устранения мертвой зоны и повышения чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что измерительные катушки соединены в две группы, смещенные относительно друг друга в аксиальном направлении, причем измерительные катушки каждой группы расположены несимметрично относительно средней части рабочих обмоток защищаемого объекта, а обе группы катушек подключены к вхйдам промежуточного -устройства - сумматора модулей сигналов.

Такое расположение измерительных катушек обеспечивает их приближение к защищаемым обмоткам и отсутствие наведенного напряжения от основного потока во всех режимах неповрежденного трансформатора или реактора. Компенсация напряжения измерительной обмотки, обусловленного радиальной составляющей поля рассеяния рабочих обмоток, обеспечивается согласным или встречным включением измерительных катушек в зависимости от расположения каждой группы относительно середины высоты рабочих обмоток. Благодаря выбранному расположению и включению катушек, образующих измерительную обмотку, напряжение на ней близко к нулю во всех режимах

неповрежденного трансформатора или реактора, и релейная защита, подключенная к измерительной обмотке, не действует. Комбинация обмоток с катушками, расположенными по одну или по разные стороны от средней ли.нии рабочих обмоток обеспечивает чувствительность к витковым и любым другим коротким замыканиям в любой точке рабочей обмотки. Такая комбинированная измерительная обмотка является универсальной и может быть применена для подключения цепей релейной защиты трансформатора или реактора.

На фиг. 1-4 показаны примеры схемы измерительного преобразователя.

Измерительный преобразователь, состоящий из двух групп I и 2 измерительных катушек, смещенных друг относительно друга в аксиальном направлении и помещенных между стержнем магнитопровода и рабочими обмотками защищаемого объекта - трансформатора или реактора, а также двух выпрямителей 3 с сумматором 4, образующих сумматор модулей сигналов. Группа 1 состоит из измерительных катушек 5 и 6, а группа 2 - их измерительных катушек 7 и 8. В каждой группе может быть и больше,

чем две, измерительных катушек. Все катущки 5-8 крепятся на конструктивном элементе 9, в качестве которого может быть использован, например, изоляционный цилиндр (барьер) объекта. Элемент 9 и катушки 5-8 показаны в развертке.

Приведенные на фиг. 1-4 схемы отличаются друг от друга способом соединения измерительных катушек в группы 1 и 2 - на фиг. 1 и 3 измерительные катушки 5 и 6, 7 и 8 соединены последовательно встречно, на фиг. 2 и 4 - последовательно согласно, а

также расположением каждой группы измерительных катушек относительно средней линии N - N рабочих обмоток защищаемого объекта - на фиг. 1 и 4 измерительные катушки одной группы расположены по одну сторону-от линии N - N, на фиг. 2 и 3 -

по разные стороны.

Выбор конкретных параметров измерительных катушек - способа соединения, расположения относительно линии N - N и геометрических размеров - зависит от распределения радиальной составляющей магнитной индукции по поверхности катущек 5-8. Эти параметры выбираются такими, чтобы напряжение каждой группы катущек в рабочем режиме объекта было близко к нулю. Измерительные катущки 5 и 6, 7 и 8

соединяются встречно, как на фиг. 1 и 3, если знаки их потокосцеплений одинаковы, и согласно, как на фиг. 2 и 4, если знаки их потокосцеплений разные. В свою очередь, потокосцепление измерительной катущки зависит от конструкции рабочих обмоток

объекта защиты. Напряжение каждой группы измерительных катушек близко к нулю и в других режимах неповрежденного объекта, например, пр,и внешних коротких замыканиях и бросках намагничивающего тока. Поэтому во всех режимах неповрежденного объекта близок к нулю выходной сигнал измерительного преобразователя, так как он пропорционален сумме модулей двух напряжений, близких к нулю. При коротком замыкании в любой точке любой обмотки защищаемого объекта и появлении короткозамкнутых витков картина магнитного поля в пространстве между стержнем магнитопровода и рабочими обмотками существенно изменяется, и напряжение на выходе измерительного преобразователя резко возрастает. При этом существует возможность того, что при КЗ в какой-либо точке обмотки объекта напряжение одной группы измерительных катушек останется близким к нулю. Однако, благодаря смещению в аксиальном направлении двух групп катушек, напряжение второй группы резко возрастает, и, следовательно, возрастает напряжение на выходе измерительного преобразователя. К выходу измерительного преобразователя подключено реле защиты, которое срабатывает и подает сигнал на отключение поврежденного объекта.

1 В предлагаемом устройстве получение близкого к нулю выходного сигнала в рабо-. чих и анормальных режимах трансформатора и реактора обеспечивается благодаря рас чету параметров измерительной обмртки с учетом реальной картины магнитного поля, сцепленного с измерительной обмоткой в защищаемом трансформаторе. При этом совершенно не требуется симметрия катущек по отношению к аксиально средней точке обмотки трансформатора, что является отличительным признаком известного способа и устройства. Предлагаемая измерительная обмотка конструктивно легко реализуема, так как может быть выполнена, в частности,, из металлической фольги, наклеееной на. поверхность изоляционного цилиндра или путем напыления; она универсальна, так как,может быть применена в однофазных и трехфазных трансформаторах и реакторах существующих типов; обеспечивает высокую чувствительность и быстродействие релейной защиты при внутренних КЗ, что, как известно, снижает объем разрушений, время аварийного простоя, затраты на ремонт.

-f

N

-I-

/V

Tl

N

фи03

Л

(риг. 4