RU2683266C1 - PROTECTION METHOD OF CONVERTING PLANT WITH TRANSFORMER WITH 2n SECONDARY WINDING AND 2n COIL RECTIFIER - Google Patents
PROTECTION METHOD OF CONVERTING PLANT WITH TRANSFORMER WITH 2n SECONDARY WINDING AND 2n COIL RECTIFIER Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683266C1 RU2683266C1 RU2018100444A RU2018100444A RU2683266C1 RU 2683266 C1 RU2683266 C1 RU 2683266C1 RU 2018100444 A RU2018100444 A RU 2018100444A RU 2018100444 A RU2018100444 A RU 2018100444A RU 2683266 C1 RU2683266 C1 RU 2683266C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- voltage
- rectifiers
- secondary windings
- measured near
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты преобразовательной установки с трансформатором с 2n вторичными обмотками и 2n выпрямителями от коротких замыканий.The invention relates to electrical engineering, in particular to a relay protection technique, and can be used to protect a converter installation with a transformer with 2n secondary windings and 2n rectifiers from short circuits.
Ближайшим из аналогов является способ защиты преобразовательной установки с трансформатором с 2n вторичными обмотками и 2n выпрямителями, при котором измеряют ток со стороны высшего напряжения трансформатора и сравнивают его с эталонной величиной тока, и, если он превосходит эталонную величину тока, через выдержку времени отключают преобразовательную установку от питающей сети [Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения - М.: Высш. Шк., 2008. - 639 с.: ил.].The closest analogue is a method of protecting a converter installation with a transformer with 2n secondary windings and 2n rectifiers, in which the current from the higher voltage side of the transformer is measured and compared with the reference current value, and if it exceeds the reference current value, the converter installation is turned off after a time delay from the supply network [Andreev V.A. Relay protection and automation of power supply systems - M .: Higher. Shk., 2008. - 639 p.: Ill.].
Этот способ не позволяет обеспечить высокую чувствительность защиты, так как необходима отстройка от максимальных токов нагрузки и бросков тока намагничивания трансформатора.This method does not allow to provide high sensitivity protection, since it is necessary to tune from the maximum load currents and inrush currents of the magnetization of the transformer.
Задачей изобретения является повышение чувствительности и быстродействия защиты преобразовательной установки с трансформатором с 2n вторичными обмотками и 2n выпрямителями.The objective of the invention is to increase the sensitivity and speed of protection of the Converter installation with a transformer with 2n secondary windings and 2n rectifiers.
Согласно изобретению, измеряют индукции магнитных потоков вблизи шин, соединяющих с 2n выпрямителями выводы 2n вторичных обмоток трансформатора со стороны его низшего напряжения, преобразуя их в напряжения. Сдвигают по фазе напряжения, полученные при преобразовании индукций магнитных потоков, измеренных вблизи шин, соединяющих с n выпрямителями выводы n вторичных обмоток трансформатора, соединенных в звезду. Вычитают из напряжения, полученного при преобразовании индукции магнитного потока, измеренного вблизи шины, подключенной к вторичной обмотке трансформатора, соединенной в звезду, напряжение, полученное при преобразовании индукции магнитного потока, измеренного вблизи шины той же фазы, подключенной к вторичной обмотке трансформатора, соединенной в треугольник. Сравнивают эту разность напряжений с эталонной величиной напряжения, и, если эта разность напряжений превышает эталонную величину напряжения, подают сигнал на отключение преобразовательной установки от сети.According to the invention, the magnetic flux induction is measured near the busbars connecting the terminals 2n of the secondary windings of the transformer from its lower voltage side to 2n rectifiers, converting them to voltages. The phase voltage is shifted by converting the magnetic flux inductions measured near the buses connecting the terminals of the n secondary windings of the transformer connected to the star with n rectifiers. Subtract from the voltage obtained by converting the magnetic flux induction measured near the bus connected to the secondary of the transformer connected to the star, the voltage obtained by converting the magnetic flux induction measured near the bus of the same phase connected to the secondary of the transformer connected to the triangle . Compare this voltage difference with the reference voltage value, and if this voltage difference exceeds the reference voltage value, a signal is sent to disconnect the converter unit from the network.
Повышение чувствительности достигается за счет измерения индукций магнитных потоков вблизи шин, соединяющих выводы вторичных обмоток трансформатора со стороны его низшего напряжения с выпрямителями, преобразования этих индукций в напряжение и вычитания соответствующих напряжений.Increasing the sensitivity is achieved by measuring the induction of magnetic fluxes near the buses connecting the terminals of the secondary windings of the transformer from the side of its lower voltage with rectifiers, converting these inductions into voltage and subtracting the corresponding voltages.
На чертеже представлено устройство, реализующее способ защиты преобразовательной установки с трансформатором с 2n вторичными обмотками и 2n выпрямителями.The drawing shows a device that implements a method of protecting a conversion installation with a transformer with 2n secondary windings and 2n rectifiers.
Способ защиты преобразовательной установки с трансформатором с 2n вторичными обмотками и 2n выпрямителями может быть реализован в преобразовательной установке с трансформатором 1 типа TWEPc 2500/6d мощностью 2500 кВА с двумя вторичными обмотками, двумя выпрямителями и выпрямленным напряжением 220 В, с соединением обмоток: со стороны высшего напряжения треугольник; со стороны низшего напряжения трансформатора одна обмотка - звезда, другая - треугольник. Вторичные обмотки трансформатора подключены к выпрямителям 2, соединенным по мостовой схеме, выходы которых подключены к нагрузке 3 мощностью 1650 кВт. При этой нагрузке токи нагрузки в шинах, соединяющих выводы обмоток трансформатора со стороны его низшего напряжения с выпрямителями, со стороны низшего напряжения составляют: со стороны вторичной обмотки, соединенной в звезду I1A=11100e-j53 А, I1B=11100ej187 A, I1C=11100ej67 А, со стороны вторичной обмотки, соединенной в треугольник, I2A=11070e-j23 А, I2B=11070ej217 А, I1C=11070ej97 А. Для измерения и преобразования в напряжение индукции магнитного поля, созданного токами в шинах, соединяющих вторичные обмотки трансформатора с выпрямителями, могут быть использованы катушки индуктивности 4, 5, 6, 7, 8, 9 с количеством витков W=8000, площадью поперечного сечения S=0,000669 м2 и длиной Катушки индуктивности устанавливают под шинами, соединяющими выводы обмоток трансформатора 1 со стороны его низшего напряжения с выпрямителями 2, например на безопасном по технике безопасности расстоянии h=0,12 м. В режиме нагрузки при протекании указанных токов в шинах, соединяющих выводы обмоток трансформатора 1 со стороны его низшего напряжения с выпрямителями 2, на выводах катушек индуктивности 4, 5, 6, 7, 8, 9 наводятся ЭДС:The protection method of a converter installation with a transformer with 2n secondary windings and 2n rectifiers can be implemented in a converter installation with a
где μ0 - магнитная постоянная, μ0=4π⋅10-7 Гн/м.where μ 0 is the magnetic constant, μ 0 = 4π⋅10 -7 GN / m.
ЭДС E 1, Е 2, Е 3 подают на входы блоков уравнивания напряжений 10, которые сдвигают их на 30°. В результате на выходах блоков уравнивания напряжений 10 появляются ЭДС E 11=31,1e-j113, E 21=31,1ej127, E 31=31,1ej7. ЭДС Е 11, Е 21, Е 31, Е 4, Е 5, Е 6 подают на входы схем сравнения 11, где вычисляют абсолютное значение разностей ЭДС |E 11-E 4|, |E 21-E 5|, |Е 31-Е 6|, и сравнивают их с эталонным значением ЭДС Еэт, равным, например, 3 В, учитывая погрешности установки катушек индуктивности 4, 5, 6, 7, 8, 9 и погрешности устройства, реализующего способ. Так как в режиме нагрузки указанные разности не превышают эталонное значение ЭДС Еэт=3 В, то защита не срабатывает.EMF E 1 , E 2 , E 3 is fed to the inputs of
При двухфазном коротком замыкании, например, со стороны низшего напряжения трансформатора между фазами В и С на выводах обмотки трансформатора, соединенной в звезду, токи I1A=11000ej134 А, I1B=11900ej238 A, I1C=6500ej149 А, а I2A=11000ej149 А, I2B=10000ej14 A, I2C=11900e-j77 А. При этом на выводах катушек индуктивности 4, 5, 6,7, 8, 9 получим:With a two-phase short circuit, for example, from the low voltage side of the transformer between phases B and C at the terminals of the transformer winding connected to a star, the currents I 1A = 11000e j134 A, I 1B = 11900e j238 A, I 1C = 6500e j149 A, and I 2A = 11000e j149 A, I 2B = 10000e j14 A, I 2C = 11900e- j77 A. At the same time, on the conclusions of
Тогда на выходах блоков уравнивания напряжений 10 получим E 11=30,8ej74, E 21=33,33e-j86, E 31=18,2ej178. В результате абсолютное значение разностей ЭДСThen at the outputs of voltage equalization blocks 10 we get E 11 = 30.8e j74 , E 21 = 33.33e- j86 , E 31 = 18.2e j178 . As a result, the absolute value of the differences of the EMF
Так как полученные разности превышают эталонное значение ЭДС Еэт=3 В, то на выходах схем сравнения 11 появляются сигналы, которые поступают на входы исполнительного органа 12. Исполнительный орган 12 срабатывает и подает сигнал на отключение выключателя 13.Since the differences obtained exceed the reference value of the EMF E et = 3 V, then the outputs of the comparison circuits 11 receive signals that are fed to the inputs of the
Аналогично анализируется работа защиты в других режимах.Similarly, the protection operation in other modes is analyzed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100444A RU2683266C1 (en) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | PROTECTION METHOD OF CONVERTING PLANT WITH TRANSFORMER WITH 2n SECONDARY WINDING AND 2n COIL RECTIFIER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100444A RU2683266C1 (en) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | PROTECTION METHOD OF CONVERTING PLANT WITH TRANSFORMER WITH 2n SECONDARY WINDING AND 2n COIL RECTIFIER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2683266C1 true RU2683266C1 (en) | 2019-03-27 |
Family
ID=65858663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018100444A RU2683266C1 (en) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | PROTECTION METHOD OF CONVERTING PLANT WITH TRANSFORMER WITH 2n SECONDARY WINDING AND 2n COIL RECTIFIER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2683266C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009908C1 (en) * | 1991-11-22 | 1994-03-30 | Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта | Device for protection of three-phase rectifier against overvoltages, with supply of rectifier bridges from star- and delta-connected secondary windings of converter transformers |
US20150357813A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-10 | Actron Technology Corporation | Short circuit detection circuit and short circuit detection method for multi-phase rectifier at frequency domain |
RU2598903C1 (en) * | 2012-09-11 | 2016-10-10 | ЭнАр ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД | Method of differential protection when converting frequency for output transformer system with static frequency converter |
RU2614243C1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Residual current device in reed switches and magnetoresistor for converter installation with transformer and rectifier |
-
2018
- 2018-01-09 RU RU2018100444A patent/RU2683266C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009908C1 (en) * | 1991-11-22 | 1994-03-30 | Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта | Device for protection of three-phase rectifier against overvoltages, with supply of rectifier bridges from star- and delta-connected secondary windings of converter transformers |
RU2598903C1 (en) * | 2012-09-11 | 2016-10-10 | ЭнАр ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД | Method of differential protection when converting frequency for output transformer system with static frequency converter |
US20150357813A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-10 | Actron Technology Corporation | Short circuit detection circuit and short circuit detection method for multi-phase rectifier at frequency domain |
RU2614243C1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Residual current device in reed switches and magnetoresistor for converter installation with transformer and rectifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2934854C (en) | Electromagnetic induction type power supply device | |
US10734944B2 (en) | Inverter having grid disconnection point and insulation resistance measurement and method for measuring an insulation resistance | |
US20100141235A1 (en) | Magnetizing inrush current suppression device and method for transformer | |
JP5646237B2 (en) | Residual magnetic flux estimation method and residual magnetic flux estimation device for transformer | |
US20170149366A1 (en) | Methods and apparatus for soft operation of transformers using auxiliary winding excitation | |
JP5148435B2 (en) | Inrush current suppressing device for transformer and control method thereof | |
EP2320551B1 (en) | Thirty-six pulse power transformer and power converter incorporating same | |
RU2422963C2 (en) | Device to melt silver thaw on wires and cables of overhead line (versions) | |
JP2013162658A5 (en) | ||
EP3084800A1 (en) | Electrical switching apparatus including alternating current electronic trip circuit with arc fault detection circuit and power supply | |
WO2016163201A1 (en) | Power conversion device | |
WO2013038919A1 (en) | Magnetizing inrush current suppressing device | |
JP5414254B2 (en) | Apparatus and method for suppressing magnetizing inrush current of transformer | |
CN102611079B (en) | Short-circuit protection system and short-circuit protection method for isolated power converter | |
RU2683266C1 (en) | PROTECTION METHOD OF CONVERTING PLANT WITH TRANSFORMER WITH 2n SECONDARY WINDING AND 2n COIL RECTIFIER | |
JP5908336B2 (en) | Excitation inrush current suppression device and excitation inrush current suppression method | |
RU2552377C2 (en) | Voltage balancer in three-phase network | |
WO2018168948A1 (en) | Voltage compensation device | |
CN202931210U (en) | Power supply unit for testing of electric locomotive | |
US20200295669A1 (en) | Rectifier arrangement | |
RU2012147667A (en) | METHOD FOR MATCHING A HETEROGENEOUS FOUR WIRE NONSymmetric ELECTRIC TRANSMISSION LINE WITH ELECTRIC LOAD | |
US20210296886A1 (en) | Protecting against transients in a power control system | |
RU2677857C1 (en) | Protection device of the converter plant with transformer with 2n secondary windings and 2n rectifiers | |
Thakur et al. | Design and development of microcontroller based controlled switching device for transformer | |
RU2551632C2 (en) | Measuring device of differential current protection of buses |