способ защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников

Формула изобретения

Способ защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в каждой фазе со стороны высшего напряжения трансформатора и напряжения между фазами, вычисляют скорости нарастания тока и понижения напряжения и, если их величины или соотношения между ними превосходят заданные пределы, отключают выключатель трансформатора, отличающийся тем, что дополнительно измеряют суммы магнитных потоков, созданных токами заданного числа проводников фазы, определяют разности между этими суммами и, если хотя бы одна из разностей превосходит первую эталонную величину, подают сигнал о повреждении, а если она превосходит вторую эталонную величину, то отключают выключатель трансформатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты печных трансформаторов от коротких замыканий и повреждений проводников фаз.

Известен способ защиты печного трансформатора с фазами со стороны низшего напряжения, выполненного в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в фазах со стороны высшего напряжения трансформатора, и если этот ток больше определенной величины, отключают выключатель трансформатора (Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высш. шк., 1991. - 496 с.).

Однако этот способ не позволяет выявлять междуфазные замыкания за трансформатором через переходные сопротивления и замыкания между отдельными проводниками одной фазы.

Известен способ защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в каждой фазе со стороны высшего напряжения трансформатора и напряжения между фазами, вычисляют скорость нарастания тока и понижения напряжения, и если их величины или соотношения между ними превосходят заданные пределы, отключают выключатель трансформатора (Метелица Я.В., Павликов С.А., Чечушков Г.А. Релейная защита питающего трансформатора и сети низкого напряжения электропечной установки. // Промышленная энергетика, 1984, № 7, с.12-13).

Этот способ обеспечивает выявление междуфазных замыканий через переходное сопротивление, но, как и предыдущий, не позволяет выявлять замыкания между отдельными проводниками одной фазы, а также ослабление их крепления.

Технический результат изобретения - выявление ослабления крепления отдельных проводников и замыканий между ними.

Технический результат достигается тем, что в способе защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в каждой фазе со стороны высшего напряжения трансформатора и напряжения между фазами, вычисляют скорости нарастания тока и понижения напряжения, и если их величины или соотношения между ними превосходят заданные пределы, отключают выключатель трансформатора, дополнительно измеряют суммы магнитных потоков, созданных токами заданного числа проводников фазы, определяют разности между этими суммами, и если хотя бы одна из разностей превосходит первую эталонную величину, подают сигнал о повреждении, а если она превосходит вторую эталонную величину, то отключают выключатель трансформатора.

Способ может быть реализован с помощью устройства, показанного на фиг.1 и фиг.2, где 1 - печной трансформатор, 2 - выключатель трансформатора, 3 - ванна для плавки, 4, 5, 6 - фазы со стороны низшего напряжения трансформатора, 7 - блок токовых органов защиты, 8 - блок органов напряжения защиты, 9 - логическая часть защиты, 10 - первое выходное промежуточное реле, контакты которого включены в цепь отключения выключателя трансформатора, 11, 12, 13, 14 - датчики (в качестве которых служат изолированные провода, намотанные на замкнутый немагнитный сердечник, охватывающий группу проводников), 15 - проводники первой группы, 16 - второй, 17 - третьей, 18 - четвертой; 19-26 - разделительные трансформаторы, 27-34 - токовые реле, 35, 36, 37, 38 (39, 40, 41, 42) - контакты соответственно реле 27, 28, 29, 30 (31, 32, 33, 34), а 43 - второе выходное промежуточное реле (реле сигнализации), 44 - третье выходное промежуточное реле, действующее на отключение выключателя 2 трансформатора, 45 - резисторы.

Устройство работает следующим образом. При двухфазном или трехфазном коротком замыкании между фазами со стороны высшего напряжения трансформатора срабатывают токовые реле (на фиг.1 не показаны) блока 7 и через логическую часть 9 подают сигнал на выходное реле 10, которое подключает катушку отключения выключателя 2 к источнику оперативного тока, и выключатель отключается.

При коротких замыканиях между фазами со стороны низшего напряжения трансформатора, если ток достаточен для срабатывания реле тока в блоке 7, то устройство работает как и в предыдущем случае. Если ток мал, то в блоках 2 и 7 определяются производные тока и напряжения, соотношения между которыми сравниваются в блоке 9, и если они превосходят заданные пределы, блок 9 запускает реле 10. Выключатель отключается.

В рабочем режиме величины токов в фазах, производные тока и напряжения и соотношения между ними не превосходят заданные пределы, и на выходе блока 9 сигналов нет. Реле 27-34 также не приходят в действие, так как в них протекает лишь ток i_нб небаланса, а токи i_ср1 и i_ср2 срабатывания реле 27-30 и реле 31-34 выбираются так: i_ср1=1,3i _нб, а i_ср2=2i_нб, причем ток i _нб сводится при помощи резисторов 45 почти к нулю (поэтому защита обладает весьма высокой чувствительностью). Ток i _нб возникает в связи с тем, что ЭДС напряжения, полученные с датчиков 11 (13) и 12 (14), отличаются друг от друга, даже если они измеряют сумму магнитных потоков, созданных одним и тем же количеством элементарных проводников (напряжения пропорциональны этим суммам), ток I_П в каждом из которых I_П =I_Ф/n, где I_Ф и n - ток и число проводников в фазе. Это отличие вызвано тем, что в каждой группе проводников, охваченных сердечником с намотанными на них витками, проводники могут быть расположены по-разному.

При замыкании между двумя проводниками в фазе или при ослаблении крепления какого-то проводника (когда меняется сопротивление в месте контакта) ток в них меняется. Изменяется и ЭДС на выходе датчика, измеряющего сумму магнитных потоков группы проводников, в которую входят повредившиеся проводники. В результате, если, например, произошло замыкание между двумя проводниками 15, в реле 27, 31 и в реле 30, 34 будет протекать ток, значительно превосходящий ток i _ср1 и i_ср2. Реле сработают и замкнут контакты 35, 39 и 38, 42. Сработают реле 43 и 44. Отключится выключатель 2 и будет сигнал о повреждении. Если замыкание проводников отсутствует, но ослабло крепление одного из них (15), ЭДС на выходе разделительных трансформаторов 25 и 26 изменяются, а на выходах других разделительных трансформаторов остаются прежними. Если это изменение незначительно, то сработают только реле 27 и 30, у которых i_ср1=1,3i _нб. Замкнутся контакты 35 и 38 и реле 43 подаст сигнал о неисправности. Если изменение ЭДС значительно, то выключатель отключится, так как сработают еще и реле 31, 34.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа заключается в уменьшении времени простоя печного трансформатора и затрат на ремонт за счет отключения трансформатора на ранней стадии его повреждения.