Способ защиты обмотки трансформатора от внутренних повреждений и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК H02H3/24 H02H7/04 

чений тока и напряжения обмотки, сравнении мгновенных значений измеренного напряжения на зажимах защищаемой обмотки с расчетным напряжением этой обмотки и формировании сигнала на срабатывание защиты в случае отклонения измеренного напряжения от расчетного, измеряют мгновенное значение витковой ЭДС и получают расчетное значение как сумму активной и индуктивной составляющих, причем активную составляющую получают умножением измеренного тока в обмотке на активное сопротивление этой обмотки, а индуктивную составляющую - умножением витковой ЭДС на число витков обмотки.

Устройство для осуществления способа, содержащее элемент измерения тока, подключенный через элемент умножения на постоянный коэффициент к первому входу суммирующего элемента, и орган сравнения, первый вход которого соединен с элементом измерения напряжения, второй вход - с выходом суммирующего элемента, а выход подключен к исполнительному органу, снабжено дополнительным высокоомным эл -ментом умножения на постоянный коэффициент и элементом измерения витковой ЭДС, выполненным в виде дополнительной обмотки трансформатора из одного или нескольких витков и подключенным через дополнительный высокоомный элемент умножения на постоянный коэффициент ко второму входу суммирующего элемента.

Данный способ защиты осуществляют следующим образом.

Активное сопротивление и число витков защищаемой обмотки (1) считают известным и постоянным. Измеряют мгновенное значение тока через защищаемую обмотку, ti определяют активную составляющую падения напряжения. Измеряют мгновенное значение витковой ЭДС, т. е. ЭДС, наводимой на одном витке обмотки и учитывающей как режим работы трансформатора, так и нелинейность характеристики сердечни-ка. Индуктивную составляющую напряжения получают как произведение витковой ЭДС на число витков защищаемой обмотки. Определяют расчетное мгновенное значение напряжения на обмотке. Измеряют мгновенное значение на пряжения на зажимах защищаемой обмотки. Затем сравнивают расчетное и измеренное значения напряжений.

Появление рассогласования между расчетным и измеренным напряжениями свидетельствует о внутреннем повреждении защищаемой обмотки. Равенство суммы актииной и индуктивной составляющих напряжения на обмотке и напряжения на ее зажимс1Х выполняется в любой момент времени при всех-возможных режимах работы трансформатора, включая режимы рнутренних повреждений обмотки. Однако в последних режимах равенство выполняется для изменишихся параметров обмотки, т. е. активного сопротивления и числа витков которые отличаются от значений этих параметров неповрежденной обмотки. Использование дпя расчетного напряжения этих значений неповрежденной обмотки приводит к возникновению рассоласования в случае внутреннего повреждения, что и является критерием срабатывания защиты.

Известны обмотки силовых трансформаторов, представляющие некоторое количество витков, охватывающих сердечник трансформатора. Но они предназначены для передачи энергии. По ним протекают большие токи, зависящие от режима работы трансформатора. Изменение токов ведет к изменению падения напряжения на обмотке. Падение напряжения приводит к отличию напряжения на зажимах обмотки от индуцируемой в силовой обмотке ЭДС и, следовательно, вызывает снижение точности измерения витков ЭДС. Изменение падения напряжения делает затруднительной корректировку витковой ЭДС. По этим причинам они не могут быть использованы для получения витковой ЭДС с необходимой точностью.

Целью предлагаемого устройства является упрощение учета нелинейности характеристики намагничивания сердечника трансформатора и повышение точности измерений при любых режимах работы трансформатора при помощи измерения витковой ЭДС.

Это достигается тем, что в устройстве, представляющем собой трансформатор с силовыми обмотками, применена дополнительная обмотка из одного или нескольких витков, подключенная на высокоомную активную нагрузку.

Устройство для выполнения защиты приведено на чертеже.

Устройство содержит трансформатор с силовой обмоткой 1, трансформатор 2 тока, трансформатор 3 напряжения, элемент 4 умножения на постоянный коэффициент, суммирующий элемент 5, орган 6 сравнения, исполнительный орган 7, дополнительную обмотку 8 трансформатора из одного или нескольких витков 8, высокоомный элемент 9 умножения на постоянный коэффициент.

Ток защищаемого элемента - обмотки 1 трансформатора с измерительного элемента тока 2 через элемент 4 умножения на постоянный коэффициент, равный сопротивлению обмотки, поступает на первый вход суммирующего элемента 5. На его второй вход подается напряжение с измерительного элемента 8 напряжения, измеряющего витковую ЭДС, через элемент 9, а его выход подключен к первому входу органа б сравнения. На второй вход органов сравнения подается напряжение со второго элемента измерения наппяле