УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ


RU (11) 2045801 (13) C1

(51) 6 H02H9/02, H02H7/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.03.2008 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 93011703/07 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.02 
(45) Опубликовано: 1995.10.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Неклепаев Б.Н. Координация и стабилизация уровней токов короткого замыкания в электрических системах. - М.: Энергия, 1978 с.60. Авторское свидетельство СССР N 1236572, кл. H 02H 7/04, 1984. 
(71) Заявитель(и): Управление Восточно-Сибирской железной дороги 
(72) Автор(ы): Зиновьев Н.Д. 
(73) Патентообладатель(и): Управление Восточно-Сибирской железной дороги 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ 

Использование: в электротехнике, в устройствах для защиты трансформаторов напряжения от перегрузки в сетях с изолированной нейтралью. Сущность: устройство содержит в каждой фазе резистор, который подключен между первичной обмоткой трансформатора напряжения и питающей сетью, цепь, подключенную параллельно резистору, состоящую из трансформатора, первичная обмотка которого соединена с его вторичной обмоткой, предохранителя, подключенного параллельно вторичной обмотке. Предохранитель состоит из металлического контактного стержня, один конец которого проложен сверху на проволоке плавкой вставки, другой шарнирно закреплен и подключен к питающей сети. Технический результат снижение мощности и весогабаритных размеров трансформатора, повышение эффективности и снижение погрешности. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты трансформаторов напряжения от перегрузки в сетях с изолированной нейтралью при замыкании сети на землю с перемежающейся дугой и феррорезонансных явлениях.

Известно устройство для ограничения тока короткого замыкания в сети, содержащее подключенной последовательно сети контур из параллельно соединенных реактора и предохранителя. В этом устройстве вместо резистора использован реактор, и использован он по другому назначению: для ограничения тока короткого замыкания в сети, а не для ограничения тока замыкания фазы на землю в сети с изолированной нейтралью [1]

Недостатки данного известного устройства следующие:

предохранитель не обеспечивает защиту трансформатора напряжения от перегрузки из-за отсутствия их на номинальный ток плавкой вставки менее 1,5-2 А (например, на номинальный ток первичной обмотки трансформатора напряжения 0,05 А) и напряжение до 1000 В;

после сгорания плавкой вставки предохранителя реактор не обеспечивает достаточного снижения увеличенного тока, возникающего при замыкании фазы на землю с перемежающейся дугой и феррорезонансе нелинейной индуктивности трансформатора напряжения с последовательно соединенной емкости сети с изолированной нейтралью. Реактор не обеспечивает полностью отстройку от резонанса спектра гармоник на частотах 0-150 Гу в сетях с различными параметрами, т.к. реактор может только изменить (уменьшить) частоту резонанса гармоник.

Известно устройство для защиты трансформатора напряжения от перегрузки, содержащее резистор, подключенный между первой обмоткой трансформатора напряжения и сетью, трансформатор, первичная обмотка которого подключена параллельно резистору, фильтр, подключенный параллельно вторичной обмотке трансформатора и состоящий из последовательно соединенных катушки индуктивности и конденсатора, настроенных в резонанс на частоту основной гармоники сети, и пороговый элемент, выполненный в виду двух последовательно встречно включенных стабилитронов и подключенный параллельно конденсатору фильтра [2]

Недостатки устройства следующие:

увеличение мощности трансформатора;

при сопротивлении резистора, значительно превышающем сопротивление короткого замыкания трансформатора напряжения, и при коротком замыкании на вторичной обмотке его напряжение на резисторе может достигать номинального фазного напряжения;

снижение эффективности устройства вследствие недостаточного сопротивления, включаемого последовательно первичной обмотке трансформатора напряжения, из-за шунтирования резистора индуктивностью фильтра;

увеличение погрешности трансформатора напряжения вследствие увеличенного сопротивления короткому замыканию трансформатора;

снижение надежности и увеличение стоимости устройства вследствие его усложнения.

Задача изобретения обеспечение защиты трансформатора напряжения от перегрузки и снижение погрешности его с минимальными затратами.

Технический результат предлагаемого изобретения:

снижение мощности трансформатора с S UнIн 35000 х 0,05 1750 ВА до S UIн 480 х 0,05 24 ВА, т.е. в 73 раза путем снижения напряжения первичной обмотки с Uн 35000 (10000, 6000) В до U 480 В;

снижение погрешности трансформатора напряжения вследствие снижения сопротивления цепи, шунтирующей резистор путем снижения мощности трансформатора;

упрощение устройства, снижение весогабаритных размеров вследствие снижения мощности трансформатора;

увеличение эффективности защиты от перегрузки путем увеличения сопротивления резистора и снижения номинального тока плавкой вставки.

Достигается это тем, что устройство для защиты трансформатора напряжением от перегрузки, включающее в каждой фазе резистор, подключенный между первичной обмоткой трансформатора напряжения и питающей сетью, и цепь, подключенную параллельно резистору и включающую трансформатор, снабжено предохранителем с проволочной плавкой вставкой и металлическим контактным стержнем, причем вышеупомянутая цепь выполнена из последовательно соединенных первичной обмоткой трансформатора, соединенной со вторичной обмоткой его, предохранителя, подключенного параллельно вторичной обмотке, и металлического контактного стеpжня, один конец которого проложен сверху на проволоке плавкой вставки предохранителя, а другой шарнирно закреплен.

Совокупность признаков является необходимой и достаточной для достижения технического результата.

Предлагаемое техническое решение в сравнении с прототипом соответствует критерию "новизна" (новые признаки) предохранитель с проволочной плавкой вставкой, металлический контактный стержень и схема соединения известных и новых признаков).

Заявляемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень", т. к. оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники (аналогов и прототипа).

Доказательством соответствия требованию изобретательского уровня является:

с помощью новой совокупности признаков достигается новый технический результат;

новая схема соединения элементов (новые связи), например соединение проволочной плавкой вставки с металлическим контактным стержнем.

Снижение мощности трансформатора (новый технический результат) достигается посредством снижения мощности нагрузки (мощности, необходимой для плавления плавкой вставки) и снижения напряжения путем работы трансформатора в режим короткого замыкания (вторичная обмотка закорочена плавкой вставкой предохранителя) и исключения работы его в режиме холостого хода.

Увеличение эффективности защиты трансформатора напряжения от перегрузки новый технический результат достигается увеличением сопротивления резистора и снижением номинального тока плавкой вставки, приведенного к первичной обмотке трансформатора (к первичной обмотке трансформатора напряжения) путем увеличения номинального тока плавкой вставки с 0,05 до 2 А подключением предохранителя через повышающий по току трансформатор.

Совместное снижение мощности трансформатора и увеличение эффективности защиты трансформатора (новый технический результат) достигается новой схемой соединения элементов: последовательное соединение первичной и вторичной обмоток трансформатора, подключение параллельно вторичной обмотке трансформатора проволочной плавкой вставки, прокладка одного из концов металлического контактного стержня сверху на проволоке плавкой вставки и шарнирное соединение другого из концов металлического контактного стержня.

Снижение погрешности трансформатора напряжения (до срабатывания защиты от перегрузки) достигается путем снижения величины сопротивления цепи, шунтирующей резистор (снижения мощности трансформатора и напряжения первичной обмотки его).

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

В каждой фазе между первичной обмоткой трансформатора напряжения 1 и питающей сетью подключен резистор 2. Параллельно резистору 2 подключена цепь из последовательно соединенных первичной обмотки 3 трансформатора 4, конец которой присоединен к вторичной обмотке 5, плавкой вставки 6, подключенной параллельно вторичной обмотке 5 трансформатора 4, и металлического контактного стержня 7, один конец которого закреплен шарнирно, а другой проложен сверху на плавкой вставке 6.

Металлический стержень 7 и плавкая вставка 6 предохранителя установлены горизонтально и перпендикулярно между собой. В качестве плавкой вставки на номинальный ток 2 А используется стальной провод диаметром 0,25 лин, отличающийся достаточной механической прочностью для удержания одного конца металлического контактного стержня 7. Параметры резистора: 13000-50000 Ом; Р 50-200 ВА.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы трансформатора напряжения (без перегрузки) резистор 2 зашунтирован цепью с малым сопротивлением, что позволяет увеличить мощность ТН в классе 0,5.

В режиме перегрузки ТН (при токе выше номинального) сгорает плавкая вставка 6, падает под действием собственного веса один конец металлического контактного стержня 7, разрывается цепь, подключенная параллельно резистору, и подключается последовательно первичной обмотке 1 ТН резистор 2 для снижения перегрузок ТН.

Положение металлического контактного стержня 7 (горизонтальное при целой плавкой вставке и вертикальное при сгоревшей плавкой вставке) является сигнализацией режима работы ТН.

Устройство, включающее металлический контактный стержень 7, плавкую вставку 6 предохранителя и трансформатор 4, целесообразно монтировать на специальной приставке, укрепленной на проходном вводе ТН или опорном изоляторе.

Режим короткого замыкания трансформатора 4 обеспечивается шунтированием вторичной обмотки 5 его плавкой вставкой 6 предохранителя.

Исключение режима холостого хода трансформатора 4 (при сгорании плавкой вставкой 6) достигается разрывом цепи первичной обмотки 3 трансформатора 4 с помощью одновременного сгорания плавкой вставки (раскорачивания вторичной обмотки) и разрыва цепи (первичной обмотки) металлическим контактным стержнем 7.

Исключение режима работы холостого хода и нормальная работа в режиме короткого замыкания трансформатора 4 позволяет выполнить магнитопровод и первичную обмотку его на пониженное напряжение и снизить мощность его.

Для обеспечения надежного контакта во вторичной цепи (плавкой вставки) при случайном его исчезновении вторичная обмотка 5 в режиме холостого хода выполняется на напряжение не менее 12 В.

Предельная минимальная мощность трансформатора 4 ограничивается напряжением 12 В вторичной обмотки для обеспечения надежности цепи. Мощность трансформатора требуется только для плавления плавкой вставки и может быть принципиально уменьшена при напряжении вторичной обмотки менее 12 В.

Предлагаемое устройство рекомендуется использовать в сетях 6-35 В с изолированной нейтралью или заземленной через большое сопротивление трансформатора напряжение. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ, состоящее из резистора в каждой фазе, включенного между первичной обмоткой трансформатора напряжения и питающей сетью, цепи, подключенной параллельно резистору и состоящей из вспомогательного трансформатора, один конец первичной обмотки которого подключен к первичной обмотке трансформатора напряжения, отличающееся тем, что в цепь, подключенную параллельно резистору, включен предохранитель, состоящий из проволочной плавкой вставки и металлического контактного стержня, при этом проволочная плавкая вставка предохранителя включена параллельно вторичной обмотке вспомогательного транформатора, соединенной с другим концом его первичной обмотки, один конец металлического контактного стержня проложен сверху на проволоке плавкой вставки, другой закреплен шарнирно и подключен к сети.




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