Устройство для защиты силового трансформатора электропечи от режима однополупериодного питания Советский патент 1985 года по МПК H02H3/24 H02H3/20 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты силовых трансформаторов электропечей использующихся в производстве стекловолокна, от режимов однополупериодного питания. Известно устройство для защиты нагрузки в цепи переменного тока, содержащее датчик постоянной составляющей и исполнительный орган, который размыкает цепь переменного тока при появлении в ней постоянной составляющей. В этом устройстве датчик постоянной составляняцей выполнен в виде дифференциального усилигеля, первый вход которого соединен с линией питания непосредственно, а второй вход - через конденсатор lj Недостатками данного устройства являются его относительная сложность высокие требования, предъявляемые к выполнению плеч балансного каскада которые должны быть абсолютно одинаковыми, необходимость в точной подборке резисторов усилителя и их регу лировке во время эксплуатации, что затрудняет обслуживание, а также невысокая надежность в связи с возможностью изменения сопротивления одног из каналов дифференциального усилите ля при отсутствии постоянной составляющей. В случаях, когда в качестве нагрузки используется трансформатор, работающий с тиристорным регулятором напряжения.Так как в одном из каналов устройства имеется емкость, сопротивление этого канала может менят ся в зависимости от формы кривой напряжения на нагрузке, т.е. от угла проводимости тиристоров регулятора. В результате на входе дифференциального усилителя устройства может появиться ложный сигнал, приводящий к срабатыванию защиты. Наиболее близкимк изобретению является устройство для защиты нагрузки, например силового трансформатора электропечи, от режима однополупериодного питания, содержащее датчик постоянной составляющей напряжения, входной цепью подключенный параллель но нагрузке, подсоединенной к источнику питания, а выходной цепью - к у равляющему входу исполнительного органа. В этом устройстве исполнительный орган бключа ет в себя автомат за щиты сети от токов короткого замыкания, установленный в силовой цепи питания, и тиристор, шунтируюЕций нагрузку, а датчик постоянной составляющей выполнен на пороговом элементе, входная цепь которого шунтирована конденсатором. При режиме однополупериодного питания конденсатор датчика постоянной составляющей заряжается до напряжения срабатывания порогового элемента. При этом открываетсятиристор, закорачивающий шины питания нагрузки, что приводит к отключению нагрузки за счет срабатывания автомата защиты сети от токов короткого замыкания , Недостатком данного устройства при использовании его для зашиты силовых трансформаторов электропечей, снабженных тиристорными регуляторами напряжения, от режимов однополупериодного питания являются низкая надежность и небольаюй срок службы силового электрооборудования печей, использующихся в производстве стекловолокна, так как защитное отключение путем искусственного короткого замыкания цепи силового трансформатора печи сопровождается разрывом значительных токов, что часто выводит из строя автоматы защиты сети, вызывает сильные токовые перегрузки и коммутационные перенапряжения электрооборудоватткя- печи. Цель изобретения - повьшение надежности и долговечности силового электрооборудования печей использующихся в производстве стекловолокна. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты силового трансформатора электропечи от режима однополупериодного питания входная цепь датчика постоянной составляющей напряжения выполнена в виде последовательно соединенных дросселя и щунтированной конденсатором первичной обмотки изолирующего трансформатора, выход вторичной обмотки которого подключен к управляющему входу вышеуказанного исполнительного органа, включенного в цепь питания силового трансформатора электропечи между тиристорным регулятором напряжения и источником питания. На фиг, 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - диаграммь напряжения на первичной обмотке силового трансформатора электропечи { а при режиме однополупериодного питания в случае потери управления одним из тиристоров регулятора напряжения; & в случае несимметричного открытия тиристоров при больших углах проводимости; Ь в случае несимметричног открытия тиристоров .при малых углах проводимости), Устройство содержит датчик 1 постоянной составляющей, исполнительный орган 2. Входная цепь датчика 1 включена параллельно первичной обмот ке силового трансформатора 3 электро печи, а выходная цепь подключена к управляющему входу исполнительного органа. Трансформатор 3 получает силовое питание от исттчника переменно го напряжения 4 через тиристорный регулятор напряжения 5, между которыми в цепь питания трансформатора включен исполнительный орган 2. Вход ная цепь датчика 1 постоянной состав ляющей напряжения включает в себя дроссель 6 переменного тока и последовательно соединенную с дросселем первичную обмотку изолирующего трансформатора 7, шунтированную конденсатором 8, Вторичная обмотка изолирующего трансформатора 7 подключена к управляющему входу исполнительного органа 2, который включает в себя двухполупериодный вьтрямитель 9, пороговый элемент 10, обмотку 11, Устройство работает следующим образом. При отсутствии постоянной составляющей ток в первичной обмотке изоли рующего трансформатора 7 определяется активно-реактивными сопротивлениями дросселя 6, первичной обмотки трансформатора 7, конденсатора 8. Индуктивное сопротивление дросселя в этом случае велико, по первичной обмотке трансформатора 7 протекает незначительный ток, в связи с чем напряжение на вторичной обмотке этог трансформатора не достаточно для срабатьшания исполнительного органа 2. При возникновении режима однополупериодного питания, например вследствие потери управления оДним из двух встречно-параллельно включенных тиристбров регулятора напряжения 5, во входной цепи датчика 1 протекает постоянный ток, что приводит к намагничиванию сердечника дросселя 6, уменьшению индуктивного сопротивления дросселя и к возрастанию тока в первичной обмотке изолирующего трансформатора 7. В результате возрастает напряжение на вторичной обмотке трансформатора 7 и срабатывает исполнительный орган 2, отключающий силовой трансформатор 3 электропечи от источника питания. Технико-экономический эффект от использования изобретения вьфа жается в повышенной надежности ра боты и долговечности оборудования электропечей для выработки стекловолокна. По статистическим данньм 2% установленных печных трансформаторов выходит из строя из-за появления постоянной составляющей в питающем напряжении. Опасность такого режима заключается в подмагничивании сердечников силового трансформатора и нагреве его обмоток, что приводит к увеличению износа трансформатора и его преждевременному выходу из строя, В настоящее время в производстве стекловолокна отсутствуют устройства для защиты печных трансформаторов. Изобретение обеспечивает обнаружение постоянной составляющей в переменном токе и своевременно отклю- , чает трансформатор от сети. Использование изобретения позволит увеличить средний срок службы трансформатора на 9%, Кроме того, сократиться количество ремонтов трансформаторов, уменьшится количество простоев электропечей, связанных с заменой вышедшего из строя электрооборудования.

а

и

УСТРОЙСТВО /ШЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ЭЛЕКТРОПЕЧИ ОТ РЕЖИМА ОДНОПОЛУПЕРИОДНОГО ПИТАНИЯ, содержащее датчик постоянной составлякщей напряжения, входной цепью подключенный параллельно первичной обмотке силового трансформатора, подсоединенной к источнику питания через тиристорный регулятор напряжения, а выходной цепью - к управлякмцему входу исполнительного органа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности силового электрооборудования печей, использующихся в производстве стекловолокна, вышеуказанная входная цепь датчика постоянной составляющей напряжения выполнена в виде последовательно соединеншлс дросселя и нгунтированной конденсатором первичной обмотки изолирующего трансформатора, выход вторичной обмотки которого подключен к управляюще14у входу вьшюуказанного исполнительного органа, включенного в цепь питания силового тран(Л сформатора электропечи между тиристорным регулятором напряжения и источником питания.

illLJil

I...Ш -,

ЛЛ.

1

Фив. 2