RU2805669C1 - Device for protecting three-phase transformer windings from turn failures - Google Patents
Device for protecting three-phase transformer windings from turn failures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805669C1 RU2805669C1 RU2023104399A RU2023104399A RU2805669C1 RU 2805669 C1 RU2805669 C1 RU 2805669C1 RU 2023104399 A RU2023104399 A RU 2023104399A RU 2023104399 A RU2023104399 A RU 2023104399A RU 2805669 C1 RU2805669 C1 RU 2805669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase transformer
- voltage
- contacts
- protecting
- series
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты обмоток трехфазного трансформатора от витковых замыканий.The invention relates to the electric power industry and is intended to protect the windings of a three-phase transformer from turn faults.
Наиболее близким к предлагаемому прототипу техническим решением является устройство защиты обмоток трехфазного трансформатора от витковых замыканий, содержащее измерительный преобразователь защиты в виде двух катушек индуктивности и реагирующий орган [Патент KZ №26738; опубл. 15.03.2013, Бюл. № 3].The technical solution closest to the proposed prototype is a device for protecting the windings of a three-phase transformer from turn faults, containing a protection measuring transducer in the form of two inductors and a reacting element [KZ Patent No. 26738; publ. 03/15/2013, Bulletin. No. 3].
Однако использование такого реагирующего органа приводит к ложной работе этой защиты при осуществлении регулировки напряжения трехфазного трансформатора под нагрузкой. Это является следствием того, что при работе регулятора напряжения под нагрузкой в обмотках этого трансформатора образуются замкнувшиеся витки.However, the use of such a reacting element leads to false operation of this protection when adjusting the voltage of a three-phase transformer under load. This is a consequence of the fact that when the voltage regulator operates under load, closed turns are formed in the windings of this transformer.
Технический результат достигается за счет того, что реагирующий орган дополнительно содержит три реле напряжения, обмотку каждого из них подключают к переключающим контактам одной из фаз регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой, а их последовательно соединенные нормально замкнутые контакты подключают к цепи из последовательно соединенных измерительного преобразователя и токового реле.The technical result is achieved due to the fact that the reacting element additionally contains three voltage relays, the winding of each of them is connected to the switching contacts of one of the phases of the voltage regulator of the transformer under load, and their series-connected normally closed contacts are connected to a circuit of a series-connected measuring transducer and a current relay.
Техническая задача - предотвращение ложной работы устройства защиты трехфазного трансформатора от витковых замыканий.The technical task is to prevent false operation of a three-phase transformer protection device against turn faults.
Работа устройства защиты обмоток трехфазного трансформатора от витковых замыканий основана на том, что для предотвращения ее ложного срабатывания во время регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой ее работа будет блокирована. Эту блокировку осуществляют с помощью трех реле напряжений. Обмотки каждого из этих реле подключают к переключающим контактам одной из фаз этого регулятора напряжения под нагрузкой. При этом их последовательно соединенные нормально замкнутые контакты присоединяются к цепи из последовательно соединенных измерительного преобразователя и токового реле.The operation of the device for protecting the windings of a three-phase transformer from turn faults is based on the fact that in order to prevent its false operation while regulating the voltage of the transformer under load, its operation will be blocked. This blocking is carried out using three voltage relays. The windings of each of these relays are connected to the switching contacts of one of the phases of this voltage regulator under load. In this case, their series-connected normally closed contacts are connected to a circuit of a series-connected measuring transducer and a current relay.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного технического решения количеством и исполнением функциональных элементов.A comparative analysis with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the known technical solution in the number and design of functional elements.
Сравнение заявляемого технического решения с имеющимся техническим решением показывает, что эти функциональные элементы науке известны. Однако такое исполнение функциональных элементов проявляет в заявляемом техническом решении новое свойство в виде предотвращения ложной работы устройства защиты при регулировании напряжения на обмотках трехфазного трансформатора.A comparison of the proposed technical solution with the existing technical solution shows that these functional elements are known to science. However, this design of functional elements exhibits a new property in the claimed technical solution in the form of preventing false operation of the protection device when regulating the voltage on the windings of a three-phase transformer.
Схема устройства для блокировки работы устройства защиты обмоток трехфазного трансформатора от витковых замыканий ее подключение приведена на фигуре. Как видно из фигуры защита обмоток трехфазного трансформатора 1 от витковых замыканий состоит из измерительного преобразователя в виде двух катушек 2 и 3 и реагирующего органа в виде токового реле 4. Устройство блокировки работы устройства этой защиты представляет собой три реле напряжения. Схема подключения этих реле показана на примере фазы А, где 5 - реле напряжения; 6 и 7 - переключающие контакты регулятора напряжения под нагрузкой. Нормально замкнутые контакты 8 этого реле напряжения, а также контакты 9 и 10 реле напряжения фаз В и С (на рисунке не показаны) соединяют последовательно и подключают к разрыву цепи из катушек 2 и 3 измерительного преобразователя и токового реле 4 реагирующего органа.A diagram of a device for blocking the operation of a device for protecting the windings of a three-phase transformer from turn faults; its connection is shown in the figure. As can be seen from the figure, protecting the windings of a three-phase transformer 1 from turn faults consists of a measuring transducer in the form of two coils 2 and 3 and a reacting element in the form of a current relay 4. The device for blocking the operation of this protection device consists of three voltage relays. The connection diagram for these relays is shown using the example of phase A, where 5 is a voltage relay; 6 and 7 - switching contacts of the voltage regulator under load. Normally closed contacts 8 of this voltage relay, as well as contacts 9 and 10 of the voltage relay of phases B and C (not shown in the figure) are connected in series and connected to an open circuit of coils 2 and 3 of the measuring transducer and current relay 4 of the reacting element.
Устройство используют следующим образом, в эксплуатационных режимах работы трехфазного трансформатора переключающие контакты 6 и 7 регулятора напряжения под нагрузкой фазы А подключены к одному отводу его обмотки. В результате напряжение на обмотке реле 5 будет равно нулю. Оно остается в исходном положении, а его контакты 8 в замкнутом положении. В аналогичном состоянии находятся переключающие контакты регулятора напряжения фаз В и С, реле напряжения фаз В и С и их контакты 9 и 10. Таким образом, цепь из катушек 2 и 3 измерительного преобразователя и токового реле 4 реагирующего органа находится в замкнутом состоянии. Однако с учетом того, что в этих режимах суммарная электродвижущая сила катушек 2 и 3 равна нулю ток в цепи реле 4 будет также равен нулю. Оно остается в исходном положении, а его контакты разомкнутыми. В результате трехфазный трансформатор остается подключенным к питающей сети.The device is used as follows: in the operating modes of a three-phase transformer, switching contacts 6 and 7 of the voltage regulator under phase A load are connected to one tap of its winding. As a result, the voltage on the winding of relay 5 will be zero. It remains in its original position, and its contacts 8 are in the closed position. In a similar state are the switching contacts of the voltage regulator of phases B and C, the voltage relay of phases B and C and their contacts 9 and 10. Thus, the circuit of coils 2 and 3 of the measuring transducer and current relay 4 of the reacting element is in a closed state. However, taking into account the fact that in these modes the total electromotive force of coils 2 and 3 is equal to zero, the current in the relay circuit 4 will also be equal to zero. It remains in its original position, and its contacts are open. As a result, the three-phase transformer remains connected to the mains supply.
Если в эксплуатационных режимах работы трехфазного трансформатора осуществляют регулирование напряжения под нагрузкой, то тогда при переходе регулятора из одной позиции в другую переключающие контакты 6 и 7 оказываются подключены к разным отводам обмотки трансформатора. В результате на обмотке реле 5 появится напряжение. Оно сработает и его контакты 8 разомкнутся. Аналогичные процессы произойдут с переключающими контактами регулятора напряжения фаз В и С, а также с реле напряжения фаз В и С. При этом их контакты 9 и 10 также разомкнутся. Таким образом, цепь из катушек 2 и 3 измерительного преобразователя и токового реле 4 реагирующего органа будет разомкнута, а ток в ней будет равен нулю. Реле 4 остается в исходном положении, а его контакты также будут разомкнуты. При этом защищаемый трехфазный трансформатор остается подключенным к питающей сети.If in the operating modes of a three-phase transformer the voltage is regulated under load, then when the regulator moves from one position to another, switching contacts 6 and 7 are connected to different taps of the transformer winding. As a result, voltage will appear on the relay winding 5. It will work and its contacts 8 will open. Similar processes will occur with the switching contacts of the voltage regulator of phases B and C, as well as with the voltage relay of phases B and C. In this case, their contacts 9 and 10 will also open. Thus, the circuit of coils 2 and 3 of the measuring transducer and the current relay 4 of the reacting element will be open, and the current in it will be zero. Relay 4 remains in its original position, and its contacts will also be open. In this case, the protected three-phase transformer remains connected to the supply network.
При возникновении в обмотках трехфазного трансформатора виткового замыкания суммарная электродвижущая сила катушек 2 и 3 измерительного преобразователя будет не равна нулю. С учетом того, что моменты возникновения виткового замыкания и регулировки напряжения в трехфазном трансформаторе практически не совпадают, а переключающие контакты 6 и 7 регулятора напряжения под нагрузкой фазы А подключены к одному отводу его обмотки. В результате, напряжение на обмотке реле 5 будет равно нулю. Оно остается в исходном положении, а его контакты 8 в замкнутом положении. В аналогичном состоянии находятся переключающие контакты регулятора напряжения фаз В и С, реле напряжения фаз В и С и их контакты 9 и 10. Таким образом, цепь из катушек 2 и 3 измерительного преобразователя и токового реле 4 реагирующего органа находится в замкнутом состоянии. С учетом того, что при витковом замыкании суммарная электродвижущая сила катушек 2 и 3 не равна нулю ток в цепи реле 4 также будет не равен нулю. Оно сработает, его контакты замкнутся и сформируют сигнал на отключение трехфазного трансформатора от питающей сети.If a turn fault occurs in the windings of a three-phase transformer, the total electromotive force of coils 2 and 3 of the measuring transducer will not be equal to zero. Taking into account the fact that the moments of occurrence of a turn circuit and voltage regulation in a three-phase transformer practically do not coincide, and switching contacts 6 and 7 of the voltage regulator under load of phase A are connected to one tap of its winding. As a result, the voltage on the relay winding 5 will be zero. It remains in its original position, and its contacts 8 are in the closed position. In a similar state are the switching contacts of the voltage regulator of phases B and C, the voltage relay of phases B and C and their contacts 9 and 10. Thus, the circuit of coils 2 and 3 of the measuring transducer and current relay 4 of the reacting element is in a closed state. Taking into account the fact that during a turn circuit, the total electromotive force of coils 2 and 3 is not equal to zero, the current in the relay circuit 4 will also not be equal to zero. It will work, its contacts will close and generate a signal to disconnect the three-phase transformer from the supply network.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства защиты трехфазного трансформатора заключается в сокращении времени простоев, а ,следовательно, ущерба вызванных ложной ее работой.The technical and economic efficiency of the proposed three-phase transformer protection device lies in the reduction of downtime, and, consequently, damage caused by its false operation.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2805669C1 true RU2805669C1 (en) | 2023-10-23 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5847910A (en) * | 1997-09-10 | 1998-12-08 | Allanson International Inc. | Fault protection device in a transformer |
| RU2684607C1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Device for protection of single-phase transformer from electric damages in windings |
| RU2704127C1 (en) * | 2019-06-07 | 2019-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) | Device for protection of windings of single-phase transformer against electrical damages |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5847910A (en) * | 1997-09-10 | 1998-12-08 | Allanson International Inc. | Fault protection device in a transformer |
| RU2684607C1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Device for protection of single-phase transformer from electric damages in windings |
| RU2704127C1 (en) * | 2019-06-07 | 2019-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) | Device for protection of windings of single-phase transformer against electrical damages |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Das et al. | Grounding of AC and DC low-voltage and medium-voltage drive systems | |
| Moran et al. | A fault protection scheme for series active power filters | |
| US20180301980A1 (en) | Power management utilizing a blocker stage | |
| WO2014162950A1 (en) | Current-limiting device | |
| RU2805669C1 (en) | Device for protecting three-phase transformer windings from turn failures | |
| JP5118397B2 (en) | Current limiting device | |
| WO2008027874A2 (en) | Current limiting dc motor starter circuit | |
| Pillai et al. | Grounding and ground fault protection of multiple generator installations on medium-voltage industrial and commercial power systems. Part 1-the problem defined | |
| KR101884388B1 (en) | System for detecting voltage unbalance of three phase motor control center | |
| US3414772A (en) | Differential relay with restraining means responsive to transformer bank voltage | |
| EA018813B1 (en) | Alternating voltage stabiliser (embodiments) | |
| KR102096992B1 (en) | System for protective circuit of 3 phase trasnformer using single pole transformer bank for electric power transmission and transformation | |
| Khan et al. | Analysis of faults and protection schemes for magnetically controlled shunt reactor | |
| US2290101A (en) | Protective arrangement | |
| Pontt et al. | Mitigation of sympathetic interaction between power transformers fed by long over head lines caused by inrush transient currents | |
| Jogaib et al. | Autotransformer Protection Case Studies, Going Above and Beyond the Traditional Cookbook | |
| Phadke et al. | Power System Protection | |
| Findley et al. | Lessons learned in static var compensator protection | |
| Bentarzi et al. | Differentia| Protection En han Cerment for POvver Transformer | |
| US2303445A (en) | Means for minimizing transient voltages | |
| Pandya et al. | Considerations for the Protection of Adjustable Speed Drive Installations | |
| Jha et al. | Zero Sequence Filtering and its Impact on Low Impedance Differential Protection of Shunt Reactors | |
| Rebizant et al. | Turn-to-Turn Faults in Phase-Shifting Transformers | |
| Himata et al. | Residual Magnetic Flux of Transformer at Power System Accident | |
| RU1836774C (en) | Internal surge and ferroresonance process limiting arrangement for systems with compensated capacitive fault-to earth current |