Способ выявления режима насыщения магнитопровода трансформатора Советский патент 1991 года по МПК H02H7/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите силовых трансформаторов, которая нуждается в блокировании при возникновении бросков тока намагничивания.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг.1 приведена структурная схема, устройства в однолинейном исполнении, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 - осциллограммы, поясняющие работу устройства в режиме броска намагничивающего тока (б.н.т.) и короткого замыкания

(К.З.).

Индекс напряжения указывает номер элемента.

В способе выявления режима насыщения магнитопровода трансформатора, основанного на измерении напряжения обмотки трансформатора, измеряют напряжения обмотки трансформатора на стороне, где отсутствуют источники питания, дифференцируют по времени его мгновенное значение. фиксируют момент превышения производной напряжения заданного значения и выявляют режим насыщения трансформатора, если значение производной напряжения вторично превысит указанное заданное значение за время,равное наибольшей расчетной длительности первого импульса бро- ска тока намагничивания.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Трансформатор 1 имеет источники 2 питания на сторонах с соединением обмоток высокого напряжения р / р и не имеет источников питания на стороне обмоток, соединенных в Д - к (6, 10, 35 кВ). К этим обмоткам подсоединяются последовательно трансформатор 3 напряжения, диффеО

ю

XI

я

х| СО

ренцирующий блок 4, выпрямительный мост 5 и ограничитель 6 напряжения.

К Ьлоку 6 подсоединяются Т-триггер и последовательно соединенные расширитель 8 импульсов до времени A t и инвертор 9. Выходы блоков 7 и 9 соединены с входами сумматора 10, к выходу которого подсоединены диод 11 и релейный усилитель 12.

Напряжения источников 2 питания U2 имеют синусоидальную форму (фиг.2). При возникновении б.н.т. трансформатора 1 форма напряжения на обмотке, не связанной с источником питания, и на выходе трансформатора 3 напряжения искажается за счет уменьшения потока взаимоиндукции при насыщении магнитопровода трансформатора 1, причем скачкообразное изменение напряжения Уз происходит в моменты начала и окончания импульса б.н.т. в каждом периоде. Вследствие этого напряжение на выходе дифференцирующего блока LM имеет в каждом периоде два всплеска одного знака.

Напряжение на выходе выпрямительного моста.Us имеет один знак и сохраняет указанные особенности.

Ограничитель 6 уменьшает напряжение Us на величину постоянной составляющей Ди так, что на его выходе остаются только импульсы, соответствующие моментам начала и окончания импульса, б.н.т. На выходе Т-триггера 7 сигнал 1Логическая-1 появляется при первом импульсе и сохраняется до момента появления второго импульса, который переводит Т-триггер в состояние логического 0.

Одновременно с Т-триггером 7 первым импульсом Ue запускается расширитель 8 импульсов, который имеет выдержку времени Д t КзЧимакс, где к 1,2 -- 1,3 - коэффициент запаса; tn макс наибольшая возможная длительность импульса б.н.т. в первом периоде.

Знак напряжения Us инвертируется блоком 9 и поступает на первый вход сумматора 10, на второй вход которого поступает сигнал с выхода Т-триггера.

Поскольку при б.н.т. всегда выполняется соотношение A t t4, импульс на выходе сумматора 10 всегда имеет при его различной длительности (в зависимости отЧз) один и тот же знак.

Полярность диода 11 выбирается так, что импульс с выхода 10 поступает на релейный усилитель 12, который вырабатывает сигнал, блокирующий релейные защиты.

При к.з. (фиг.2б) в любой из обмоток трансформатора 1 или в примыкающих электрических сетях скачкообразное изменение напряжения Уз происходит только в

момент начала тока к.з., или не происходит вообще, если к.з, возникает в момент перехода напряжения через нулевое значение.

При этом в производной U4 напряжения Уз появляется один всплеск напряжения

или он не появляется вообще.

В этом случае на выходе Т-триггера, в момент возникновения импульса напряжения нз его входе, появляется сигнал Логическая 1, который существует в течение

всего времени к.з. (до перевода Т-триггера в исходное состояние логического нуля).

На выходе блока 8 также, как и в режиме б.н.т., появляется импульс с длительностью At + Kg -Тимакс. Разност ь напряжений блоков

7 и 8 на выходе сумматора 10 при этом имеет знак, противоположный знаку этого напряжения в режиме б.н.т.Это напряжение запирается диодом 11 и не поступает на вход релейного усилителя 12.

При отсутствии скачкообразного изменения напряжения элементы 7 и 8 не запускаются и сигнал на выходе релейного усилителя 12 также не появляется.

Таким образом, устройство, реализующее предлагаемый способ, фиксирует только режимы насыщения магнитопровода трансформатора, характеризующиеся импульсным характером б.н.т., в которых всегда есть бестоковые паузы, а производная

напряжения обмотки, не связанной с источником питания, претерпевает скачкообразные изменения дважды за период в моменты начала и окончания импульса б.н.т.

Формула изобретения

Способ выявления режима насыщения магнитопровода трансформатора, основанный на измерении напряжения обмотки трансформатора, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности, измеряют напряжение обмотки трансформатора на стороне, где отсутствуют источники питания, дифференцируют по времени его мгно- венное значение, фиксируют момент

превышения производной напряжения заданного значения и .выявляют режим насыщения трансформатора, если значение производной напряжения вторично превысит указанное заданное значение за время,

равное наибольшей рассчетной длительности первого импульса броска тока намагничивания.

2

Изобретение относится к релейной защиты трансформаторов. Целью изобретения является повышение точности способа выявления режима насыщения магнитопро- вода трансформатора. Для этого дифференцируют по времени напряжение обмотки трансформатора на стороне, где отсутствуют источники питания, и фиксируют моменты превышения значения производной напряжения заданного уровня. Режим насыщения магнитопровода трансформатора выявляют в том случае, если производная напряжения превысит дважды указанный уровень за время, равное наибольшей расчетной длительности первого импульса броска намагничивающего тока. 2 ил. Ё