УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК С ТРАНСФОРМАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ФЕРРОРЕЗОНАНСА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК С ТРАНСФОРМАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ФЕРРОРЕЗОНАНСА


RU (11) 2035817 (13) C1

(51) 6 H02H9/04, H02H7/05 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93003601/07 
(22) Дата подачи заявки: 1993.01.22 
(45) Опубликовано: 1995.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1367094, кл. H 02H 9/04, 1986. 2. Методические указания по предотвращению феррорезонанса в распределительных устройствах 110-550 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями, содержащими емкостные делители напряжения. М.: Союзтехэнерго, 1987, с.19. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электроэнергетики" 
(72) Автор(ы): Алексеев В.Г.; Гельфанд Я.С.; Евдокимов С.А.; Поляхов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электроэнергетики" 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК С ТРАНСФОРМАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ФЕРРОРЕЗОНАНСА 

Использование: для защиты электромагнитных трансформаторов напряжения от феррорезонанса. Сущность: устройство содержит блок основной гармоники, блок субгармоники, входы которых подсоединены к вторичной обмотке трансформатора, а выходы через элемент ИЛИ и элемент выдержки времени - к блоку управления, выход которого подключен к блоку резисторов, подключенному между нейтралью трансформатора напряжения и его вторичной обмоткой. При возникновении феррорезонанса основной гармонике или субгармонике срабатывает блок основной гармоники или блок субгармоники и через логический элемент ИЛИ сигнал подается на вход элемента выдержки времени. После срабатывания последнего появляется сигнал "Фиксация феррорезонанса", который также через блок управления подается на блок резисторов. В результате последний подключается к вторичной обмотке трансформатора напряжения. Добротность контура резко снижается и происходит срыв феррорезонанса. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитам электромагнитных трансформаторов напряжения (ТН) от феррорезонанса.

Как известно, феррорезонансный режим возникает при отключении всех выключателей, присоединенных к системе шин с ТН, если их схема остается неразобранной разъединителями. Такой режим чаще всего имеет место при действии дифзащиты шин, а также при переводе присоединений с одной системы шин на другую. Повреждение ТН при феррорезонансе связано с протеканием по первичной обмотке трансформатора повышенных токов по сравнению с нормальным режимом. В режиме феррорезонанса, если он существует достаточно длительно, повышенный ток приводит к обугливанию изоляции первичной обмотки и возникновению многочисленных витковых замыканий. После этого индуктивность ТН резко снижается и феррорезонансный процесс может прекратиться. Повреждение ТН никак себя не проявляет до момента включения системы шин под номинальное напряжение. После включения внутри ТН возникает короткое замыкание с током в несколько килоампер и более, что приводит к взрыву трансформатора напряжения и пожару. Известно устройство для защиты электроустановки от феррорезонанса [1] содержащее герконы, одни обмотки которых включаются последовательно с удельными выводами первичной обмотки ТН, а другие подключаются к вторичной обмотке, включенной в разомкнутый треугольник. Это устройство не действует при отключении системы шин, если феррорезонанс возник на субгармониках.

Наиболее совершенным и близким по технической сущности к изобретению является устройство для фиксации и подавления феррорезонанса [2] выполняемое на электромеханических реле или современной электронной базе. Это устройство содержит защитный автомат, вход которого подключен к зажиму для подключения к вторичной обмотке ТН, а выход к входу первого компаратора, к основному входу блока резисторов и через полосовой фильтр третьей гармоники к входу второго компаратора, при этом выходы компараторов соответственно подсоединены к первому и второму входам логического элемента И, выход которого через блок управления соединен с входом управления блока резисторов.

Это устройство фиксирует только феррорезонанс на основной гармонике и не фиксирует его на субгармониках, так как величина напряжения субгармоник меньше, чем номинальное напряжение первой гармоники, а величина третьей гармоники в этом режиме незначительна.

Цель изобретения повышение надежности выявления феррорезонанса на субгармониках.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее защитный автомат, вход которого подсоединен к зажиму подключения к вторичной обмотке ТН, а выход к основному входу блока резисторов, вход управления которого соединен с выходом блока управления, причем входы первого компаратора и первого фильтра объединены, выход фильтра подключен к входу второго компаратора, а выходы первого и второго компараторов подсоединены к первому и второму входам первого логического элемента И соответственно, введены второй фильтр и элемент с частотно-зависимой характеристикой, третий и четвертый компараторы, второй логический элемент И, логические элементы ИЛИ и НЕ и элемент выдержки времени, при этом входы первого, второй фильтров и элемента с частотно-зависимой характеристикой объединены и подсоединены к зажиму для подключения к вторичной обмотке ТН, выход элемента с частотно-зависимой характеристикой через третий компаратор соединен с первым входом второго логического элемента И, второй вход которого через логический элемент НЕ и четвертый компаратор подключен к выходу второго фильтра, выходы первого и второго логических элементов И подключены к первому и второму соответственно входам логического элемента ИЛИ, выход которого через элемент выдержки времени соединен с входом блока управления, выход логического элемента ИЛИ также соединен с цепью сигнализации "Фиксация феppорезонанса", в качестве первого фильтра применен фильтр верхних частот, второго полосовой фильтр, а в качестве элемента с частотно-зависимой характеристикой интегратор с заданной постоянной времени или фильтр низкой частоты.

Совокупность отличительных признаков, обеспечивающих выявление феррорезонанса на субгармониках, не обнаружена в патентной и научно-технической литературе, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "новизна".

На чертеже приведена структурная схема заявляемого устройства.

Устройство имеет защитный автомат 1, вход которого подсоединен к зажиму 2 для подключения к вторичной обмотке ТН, а выход основному входу блока 3 резисторов с тиристорными ключами, вход управления которыми осуществляется сигналом от блока 4 управления. Входы первого компаратора 5 и первого фильтра 6 объединены, при этом выход фильтра 6 подключен к входу второго компаратора 7, а выходы компараторов 5 и 7 подсоединены к первому и второму входам первого логического элемента И 8 соответственно. В устройство также входят второй фильтр 9, элемент 10 с частотно-зависимой характеристикой, третий 11 и четвертый 12 компараторы, второй логический элемент И 13, логические элементы ИЛИ 14 и НЕ 15, элемент 16 выдержки времени. Входы первого 6, второго 9 фильтров и элемента 10 с частотно-зависимой характеристикой объединены и подсоединены к зажиму для подключения к вторичной обмотке ТН. Выход элемента с частотно-зависимой характеристикой через третий компаратор 11 соединен с первым входом второго логического элемента И 13, второй вход которого через логический элемент НЕ 15 и четвертый компенсатор 12 подключен к выходу второго фильтра 9. Выходы первого 8 и второго 13 логических элементов И подключены к первому и второму соответственно входам логического элемента ИЛИ 14, выход которого через злемент 16 выдержки времени соединен с входом блока 4 управления. Выдержка времени элемента 16 выбрана из условия отстройки от переходного процесса и составляет 0,1-0,5 с. Выход логического элемента ИЛИ 14 соединен с целью сигнализации "Фиксация феррорезонанса", а в качестве первого фильтра применен фильтр верхних частот с частотой среза 1,5 Fосн, второго полосовой фильтр, настроенный на основную гармонику, а элемент с частотно-зависимой характеристикой реализуется при помощи интегратора с заданной постоянной времени или фильтра низкой частоты с частотой среза 0,75 Fосн. В качестве блока резисторов применен набор резисторов, а блок управления выполнен на логических микросхемах и усилителях, на выходе которых включены мощные тиристоры. Остальные элементы являются стандартными и не имеют каких-либо особенностей.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме, когда к шинам подключены источники напряжения, к зажиму 2 подводится номинальное напряжение основной гармоники от ТН, а гармонические составляющие незначительным и на работу устройства не влияют. Это напряжение поступает на вход первого, 6 и второго 9 фильтров, на вход элемента 10 с частотно-зависимой характеристикой и на первый компаратор 5. Напряжение на выходе фильтра 6 и элемента 10 с частотно-зависимой характеристикой незначительно, и компараторы 7 и 11 находятся в несработанном состоянии. Напряжение на выходе фильтра 9 соответствует номинальной величине, компаратор 12 находится в сработанном состоянии, так как напряжение на его входе превышает 0,5 Uн, но сигнал на выходе элемента НЕ 15 отсутствует. Первый компаратор 5 находится в несработанном состоянии, так как напряжение его срабатывания равно 1,3 Uн. Следовательно, напряжение на входах логических элементов И 8 и 13 соответствует логическому "0" и устройство в целом находится в несработанном состоянии, сигнал "Фиксация феррорезонанса" отсутствует и блок 3 резисторов не подключен к вторичной обмотке ТН.

Если по какой-либо причине система шин оказалась отключенной от источников (осталась подключенной к источникам через проходные емкости выключателей), то ТН, емкость системы шин относительно земли и проходная емкость выключателей образует цепь, в которой может возникнуть феррорезонанс на основной гармонике или нa субгармониках в зависимости от параметров этой цепи. При возникновении феррорезонанса на основной гармонике величина напряжения первой и третьей гармоник достаточная для срабатывания компараторов 5 и 7 и на выходе логического элемента И 8 появляется сигнал, который через логический элемент ИЛИ 14 попадает на элемент 16 выдержки времени. После срабатывания последнего с заданной выдержкой времени, приходит в действие блок 4 управления, который подключает через защитный автомат 1 блок 3 резисторов к вторичной обмотке ТН. В результате этого добротность цепи, в которую входит ТН, резко падает и происходит срыв феррорезонанса. При возникновении феррорезонанса на субгармониках напряжение на вторичной обмотке ТН характеризуется большой величиной субгармонической составляющей и малой величиной основной гармоники. Происходит срабатывание третьего 11 и возврат четвертого 12 компараторов и выходной сигнал с выхода логического элемента И 13 через логический элемент ИЛИ 14 подается на вход элемента 16 выдержки времени. Далее устройство работает как и в предыдущем случае.

Применение данного устройства позволяет исключить повреждение ТН, приводящее к взрыву и пожару на энергооборудовании, что в целом позволяет повысить надежность энергоснабжения потребителей и исключает затраты на замену и ремонт энергооборудования. При подключении системы шин к источнику питания напряжение на шинах восстанавливается и блок резисторов отключается от ТН. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК С ТРАНСФОРМАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ФЕРРОРЕЗОНАНСА, содержащее защитный автомат, один вывод которого подключен к входу устройства, предназначенному для подключения к вторичной обмотке трансформатора напряжения, другой вывод к одному из силовых выводов блока резистора, другой силовой вывод которого подключен к нейтрали трансформатора напряжения, вход управления блока резисторов соединен с выходом блока управления, первый компаратор и первый фильтр, входы которых объединены и подключены к входу устройства, выход фильтра подключен к входу второго компаратора, выходы компараторов подключены к входам первого логического элемента И, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит второй фильтр, элемент с частотно-зависимой характеристикой, третий и четвертый компараторы, второй логический элемент И, логические элементы ИЛИ и НЕ и элемент выдержки времени, при этом входы второго фильтра и элемента с частотно-зависимой характеристикой объединены и подсоединены к входу устройства, выход элемента с частотно-зависимой характеристикой через третий компаратор соединен с первым входом второго логического элемента И, второй вход которого через логический элемент НЕ и четвертый компаратор подключен к выходу второго фильтра, выходы первого и второго логических элементов И подключены к первому и второму соответственно входам логического элемента ИЛИ, выход которого через элемент выдержки времени соединен с входом блока управления, выход логического элемента ИЛИ также соединен с цепью сигнализации "Фиксация феррорезонанса", причем в качестве первого фильтра применен фильтр верхних частот, второго фильтра полосовой фильтр.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru