RU2713880C1 - Device for protection against breaks of secondary circuits of current transformers - Google Patents
Device for protection against breaks of secondary circuits of current transformers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713880C1 RU2713880C1 RU2019127267A RU2019127267A RU2713880C1 RU 2713880 C1 RU2713880 C1 RU 2713880C1 RU 2019127267 A RU2019127267 A RU 2019127267A RU 2019127267 A RU2019127267 A RU 2019127267A RU 2713880 C1 RU2713880 C1 RU 2713880C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- winding
- current
- primary
- windings
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 129
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect 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
- H02H7/04—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 transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Protection Of Transformers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной защите элементов электроснабжения и может быть использовано в тех случаях, когда в силовых цепях переменного тока используют трансформаторы тока с четырьмя вторичными обмотками. К первой вторичной обмотке подключаются токовые цепи счетчика технического учета электроэнергии и амперметр, ко второй вторичной обмотке подключатся токовые цепи первой релейной защиты, к третьей вторичной обмотке подключаются токовые цепи второй релейной защиты, а к четвертой вторичной обмотке подключаются токовые цепи счетчика коммерческого учета электроэнергии. Нарушение целости вторичных цепей трансформаторов тока приводит к перегреву магнитопроводов трансформаторов тока, от этого нарушается изоляция вторичной обмотки, и трансформатор тока выходит из строя.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to relay protection of power supply elements and can be used in cases where current transformers with four secondary windings are used in AC power circuits. The current circuits of the meter for the technical metering of electricity and an ammeter are connected to the first secondary winding, the current circuits of the first relay protection are connected to the second secondary winding, the current circuits of the second relay protection are connected to the third secondary winding, and the current circuits of the meter for commercial electricity metering are connected to the fourth secondary winding. Violation of the integrity of the secondary circuits of current transformers leads to overheating of the magnetic cores of current transformers, the insulation of the secondary winding is violated from this, and the current transformer fails.
Известно устройство для контроля обрыва токовых цепей защиты установок трехфазного переменного тока с глухозаземленной нейтралью [1], содержащее включенный между общей заземленной точкой вторичных обмоток трансформаторов тока и через блок ИЛИ с нулевыми точками нагрузки нуль-индикатор, входы которого подключены к потенциальным выводам плоских трехфазных шунтов, к каждому из которых подключены фазные провода вторичных цепей трансформаторов тока, а нулевой провод - к центру шунта.A device is known for monitoring the breakdown of current protection circuits of three-phase alternating current installations with a grounded neutral [1], comprising a null indicator connected between the common ground point of the secondary windings of the current transformers and through the OR block with zero load points, the inputs of which are connected to the potential terminals of the flat three-phase shunts , each of which is connected to the phase wires of the secondary circuits of current transformers, and the neutral wire to the center of the shunt.
Недостатком этого устройства является его сложность настройки в связи с использованием подвижно фиксированных потенциальных выводов плоских трехфазных шунтов.The disadvantage of this device is its configuration complexity due to the use of movably fixed potential leads of flat three-phase shunts.
Известно также устройство для защиты от обрыва вторичных цепей трансформаторов тока [2], содержащее трансформатор тока с одной первичной и двумя вторичными обмотками, причем к первой вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно соединенные первая нагрузка и первая первичная обмотка промежуточного трансформатора, ко второй вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно соединенные вторая нагрузка и вторая первичная обмотка промежуточного трансформатора, включенная встречно с первой первичной обмоткой промежуточного трансформатора, а вторичная обмотка промежуточного трансформатора соединена с реагирующим органом, органом выдержки времени и с исполнительным органом.It is also known a device for protecting against breakage of the secondary circuits of current transformers [2], comprising a current transformer with one primary and two secondary windings, the first load and the first primary winding of the intermediate transformer connected in series to the first secondary winding of the current transformer, to the second secondary winding of the transformer a second load and a second primary winding of an intermediate transformer connected in series with the first primary are connected in series current bmotkoy intermediate transformer, a secondary winding of the transformer is connected with the intermediate reactive body or body and time exposure to the actuating body.
Недостатком этого устройства является невозможность одновременного контроля целости вторичных цепей у трансформаторов тока с четырьмя вторичными обмотками.The disadvantage of this device is the impossibility of simultaneously monitoring the integrity of the secondary circuits of current transformers with four secondary windings.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению является устройство для защиты от обрывов вторичных цепей трансформаторов тока [3], содержащее трансформатор тока с одной первичной и тремя вторичными обмотками, первую, вторую и третью нагрузки вторичных цепей трансформаторов тока, промежуточный трансформатор с первой, второй и третьей первичными обмотками, а вторичная обмотка промежуточного трансформатора соединена с реагирующим органом, органом выдержки времени и с исполнительным органом, причем к первой вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно соединенные первая нагрузка и первая первичная обмотка промежуточного трансформатора, ко второй вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно соединенные вторая нагрузка и вторая первичная обмотка промежуточного трансформатора, к третьей вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно соединенные третья нагрузка и третья первичная обмотка промежуточного трансформатора, первая и вторая первичные обмотки промежуточного трансформатора включены согласно, а третья первичная обмотка включена встречно с первой и второй, согласно с третьей обмоткой включена четвертая первичная обмотка, к которой подключены последовательно соединенные четвертая нагрузка и четвертая первичная обмотка промежуточного трансформатора, причем третья и четвертая первичные обмотки промежуточного трансформатора имеют одинаковое число витков с первой и второй первичными обмотками, а первичная обмотка трансформатора тока включена между выключателем и линией электропередачи, питающей потребителей.Closest to the alleged invention is a device for protection against breaks in the secondary circuits of current transformers [3], comprising a current transformer with one primary and three secondary windings, a first, second and third load of the secondary circuits of current transformers, an intermediate transformer with the first, second and third primary windings, and the secondary winding of the intermediate transformer is connected to the reacting body, the time delay body and the executive body, and to the first secondary winding of the transformer the current load is connected in series to the first load and the first primary winding of the intermediate transformer, to the second secondary winding of the current transformer are connected in series to the second load and the second primary winding of the intermediate transformer, to the third secondary winding of the current transformer are connected in series the third load and the third primary winding of the intermediate transformer, the first and second primary windings of the intermediate transformer are included according to, and t the primary winding is turned on in opposite to the first and second, according to the third winding, the fourth primary winding is connected to which the fourth load and the fourth primary winding of the intermediate transformer are connected in series, the third and fourth primary windings of the intermediate transformer having the same number of turns with the first and second primary windings, and the primary winding of the current transformer is connected between the switch and the power line supplying consumers.
Каждая из четырех вторичных обмоток трансформатора тока заземлена для снижения напряжения прикосновения в случае повреждения изоляции между первичной и вторичными обмотками.Each of the four secondary windings of the current transformer is grounded to reduce contact voltage in case of damage to the insulation between the primary and secondary windings.
Элементы схемы предлагаемого устройства представлены на фиг. 1.The circuit elements of the proposed device are presented in FIG. 1.
От сборных шин 1 подстанции через выключатель 2, через трансформатор тока 3 с первичной обмоткой 4 и четырьмя вторичными обмотками 5, 6, 7, 8 по линии электропередачи 9 получают электроэнергию потребители 10. Для суммирования и вычитания вторичных токов трансформатора тока установлен промежуточный трансформатор 11 с четырьмя первичными обмотками 12, 13, 14, 15, проходящими через окно магнитопровода 16, на котором намотана вторичная обмотка 17, соединенная с реагирующим органом 18, который через орган выдержки времени 19 связан с исполнительным органом 20.From the busbars 1 of the substation through a
Между началом 21 и концом 22 первой вторичной обмотки 5 трансформатора тока 3 через первую первичную обмотку 12 промежуточного трансформатора 11 подключены токовые цепи первого измерительного прибора 23. Между началом 24 и концом 25 второй вторичной обмотки 6 трансформатора тока 3, включенной согласно с первой первичной обмоткой, через вторую первичную обмотку 13 промежуточного трансформатора 11 подключены токовые цепи первой релейной зашиты 26.Between the
Между началом 27 и концом 28 третьей вторичной обмотки 7 трансформатора тока 3 через третью первичную обмотку 14, включенную встречно с первой и второй первичными обмотками промежуточного трансформатора 11, подключены токовые цепи второй релейной зашиты 29. Между началом 30 и концом 31 четвертой вторичной обмотки 8 через четвертую первичную обмотку 15 промежуточного трансформатора 11 подключены токовые цепи второго измерительного прибора 32.Between the
Устройство работает следующим образом. При протекании тока нагрузки по первичной обмотке 4 трансформатора тока 3 в четырех вторичных обмотках 5, 6, 7, 8 индуктируются одинаковые ЭДС, под действием которых в замкнутых вторичных обмотках протекает одинаковый ток, так как коэффициент трансформации у трансформатора тока 3 одинаковый для всех вторичных обмоток. Звездочкой обозначены начала обмоток.The device operates as follows. When the load current flows through the
От начала 21 первой вторичной обмотки трансформатора тока 3 вторичный ток протекает от начала к концу первой первичной обмотки 12 промежуточного трансформатора 11, через токовые цепи 23 первого измерительного прибора к концу 22 первой вторичной обмотки 5 трансформатора тока 3.From the
От начала 24 второй вторичной обмотки трансформатора тока 3 вторичный ток протекает от начала к концу второй первичной обмотки 13 промежуточного трансформатора 11, через токовые цепи 26 первой релейной защиты к концу 25 второй вторичной обмотки 6 трансформатора тока 3.From the
От начала 27 третьей вторичной обмотки трансформатора тока 3 вторичный ток протекает от конца к началу третьей первичной обмотки 14 промежуточного трансформатора 11, через токовые цепи 29 второй релейной защиты к концу 28 третьей вторичной обмотки 7 трансформатора тока 3.From the
От начала 30 четвертой вторичной обмотки трансформатора тока 3 вторичный ток протекает от начала к концу четвертой первичной обмотки 15 промежуточного трансформатора 11, через токовые цепи 32 второго измерительного прибора к концу 31 четвертой вторичной обмотки 8 трансформатора тока 3.From the beginning 30 of the fourth secondary winding of the current transformer 3, the secondary current flows from the beginning to the end of the fourth primary winding 15 of the
В нормальном режиме работы электрической сети геометрическая сумма токов первой 12 и второй 13 первичных обмоток промежуточного трансформатора 11 и включенных встречно с ними токов третьей 14 и четвертой 15 первичных обмоток промежуточного трансформатора 11 равна нулю. Тогда в магнитопроводе 16 промежуточного трансформатора 11 протекает только магнитный поток небаланса и во вторичной обмотке 17 наводится незначительная ЭДС, от которой реагирующий орган 18 не срабатывает.In the normal mode of operation of the electric network, the geometric sum of the currents of the first 12 and second 13 primary windings of the
Например, трансформатор тока 3 имеет коэффициент трансформации 100/5, тогда при протекании по первичной обмотке 4 тока нагрузки потребителей 50 Ампер, во всех вторичных обмотках 5, 6, 7, 8 будут протекать токи 2,5 А.For example, a current transformer 3 has a transformation ratio of 100/5, then when the consumer load current of 50 Amp flows through the
Если первичные обмотки 12, 13 промежуточного трансформатора 11 имеют по одному витку, то первая обмотка 12 создаст магнитодвижущую силу (МДС) 2,5 Ампер-витка, вторая обмотка 13 создаст МДС также 2,5 Ампер-витка. Витки обмоток 12 и 13 включены согласно, поэтому их общая МДС составит 5 Ампер-витков. В третьей первичной обмотке 14 протекает ток также 2,5 Ампера, и в четвертой первичной обмотке 15 промежуточного трансформатора 11 также протекает ток 2,5 А, поэтому общая МДС третьей 14 и четвертой 15 первичных обмоток составит 5 Ампер-витков, но МДС третьей 14 и четвертой обмоток направлена встречно с МДС первой 12 и второй 13 обмоток. В сумме МДС четырех первичных обмоток 12, 13, 14 и 15 равна нулю, тогда в магнитопроводе 16 формируется только небольшой магнитный поток небаланса, который наводит во вторичной обмотке 17 ЭДС небаланса, от которой реагирующий орган 18 не срабатывает.If the
При обрыве любой вторичной цепи трансформатора тока нарушается равенство МДС в окне магнитопровода 16 промежуточного трансформатора 11, по магнитопроводу протекает магнитный поток и во вторичной обмотке 17 наводится ЭДС, под действием которой срабатывает реагирующий орган 18 и через выдержку времени 19 срабатывает исполнительный орган 20, сигнализирующий о неисправности.If any secondary circuit of the current transformer is cut off, the MDS equality is violated in the window of the
Так при обрыве в любой точке цепи вторичной обмотки 5 трансформатора тока 3, по первичной обмотке 12 промежуточного трансформатора 11 ток не протекает и, соответственно, не создается МДС этой обмоткой. Тогда МДС первичной обмотки 13 составит 2,5 Ампер-витка, а навстречу им будет направлена сумма МДС третьей и четвертой обмоток 5 Ампер-витков. Разность МДС составит 2,5 Ампер-витка. Эта МДС создает магнитный поток в магнитопроводе 16 промежуточного трансформатора, во вторичной обмотке 17 наведется ЭДС, под действием которой протекает ток через реагирующий орган 18, который сработает и запустит выдержку времени 19, а через выдержку времени сработает исполнительный орган 20, оповещающий персонал об обрыве вторичной цепи трансформатора тока.So when a break at any point in the circuit of the
При коротком замыкании в силовой цепи, например, у потребителя 10 ток в первичной обмотке 4 трансформатора тока 3 резко увеличится. Из-за разных магнитных свойств магнитопроводов вторичных обмоток 5, 6, 7 и 8 на их выводах может быть разная ЭДС, поэтому токи в обмотках 5, 6, 7 и 8 могут отличаться друг от друга, соответственно разные токи будут и в первичных обмотках 12, 13, 14, 15 промежуточного трансформатора 11. Эти токи создадут разные по величине МДС и в магнитопроводе 16 будет протекать магнитный поток. От этого потока в обмотке 17 наведется ЭДС, от которой может сработать реагирующий орган 18, но исполнительный орган 20 не сработает, так как выдержка времени 19 выбирается по времени больше времени срабатывания релейной защиты, которая отключает выключатель 2 линии электропередачи 9.With a short circuit in the power circuit, for example, at the
Таким образом включение в схему трансформатора тока с четырьмя вторичными обмотками, промежуточного трансформатора с четырьмя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой обеспечивает контроль целости вторичных цепей одновременно четырех вторичных обмоток трансформатора тока, имеющих одинаковый коэффициент трансформации.Thus, the inclusion in the circuit of a current transformer with four secondary windings, an intermediate transformer with four primary windings and one secondary winding ensures the integrity of the secondary circuits of simultaneously four secondary windings of the current transformer having the same transformation ratio.
Источники информацииSources of information
1. Авторское свидетельство №530385, Устройство для контроля обрыва токовых цепей защиты, МК2 Н02Н 3/14. Автор Ю.С. Кузник. Заявлено 28.04.1971 г. №1650476/07. Опубликовано 30.09.76, бюллетень №36.1. Copyright certificate No. 530385, Device for monitoring the breakage of current protection circuits, MK 2 Н02Н 3/14. Author Yu.S. Forge. Declared April 28, 1971 No. 1650476/07. Published September 30, 197, Bulletin No. 36.
2. Патент на изобретение №2621706, МПК Н02Н 7/04, Устройство для защиты от обрывов вторичных цепей трансформаторов тока. Авторы Попов Н.М., Кичигин В.В.. Заявлено 07.05.2014 №2014118664. Опубликовано 07.06.2017. Бюл. №16.2. Patent for invention No. 2621706, IPC
3. Патент на изобретение №2670271, МПК Н02Н 7/04, Устройство для защиты от обрывов вторичных цепей трансформаторов тока. Авторы Попов Н.М., Кирилин А.А., Балабан Л.П., Рожнов А.В. Заявка №2017126874 от 25.07.2017. Опубликовано 22.10.2018. Бюл. №30.3. Patent for invention No. 2670271, IPC
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127267A RU2713880C1 (en) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | Device for protection against breaks of secondary circuits of current transformers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127267A RU2713880C1 (en) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | Device for protection against breaks of secondary circuits of current transformers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2713880C1 true RU2713880C1 (en) | 2020-02-10 |
Family
ID=69625523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019127267A RU2713880C1 (en) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | Device for protection against breaks of secondary circuits of current transformers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2713880C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2805993C1 (en) * | 2022-10-12 | 2023-10-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device for protection against breakage and overload of the secondary circuits of the current transformer |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013066914A2 (en) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | Abb Research Ltd | Methods for detecting an open current transformer |
| RU2621706C2 (en) * | 2014-05-07 | 2017-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия" | Device for protection against breaking of secondary circuits of current transformers |
| RU2670271C1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-10-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия" | Device for protection against breaking of secondary circuits of current transformers |
-
2019
- 2019-08-28 RU RU2019127267A patent/RU2713880C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013066914A2 (en) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | Abb Research Ltd | Methods for detecting an open current transformer |
| RU2621706C2 (en) * | 2014-05-07 | 2017-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия" | Device for protection against breaking of secondary circuits of current transformers |
| RU2670271C1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-10-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия" | Device for protection against breaking of secondary circuits of current transformers |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2805993C1 (en) * | 2022-10-12 | 2023-10-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device for protection against breakage and overload of the secondary circuits of the current transformer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hosny et al. | Transformer differential protection with phase angle difference based inrush restraint | |
| KR101320373B1 (en) | Open-phase recovery device equipped with a transformer and its installation method | |
| US9331473B2 (en) | Fault detecting device for an electricity supply | |
| CN104701003A (en) | Electric connection loop of current transformer | |
| KR20130044247A (en) | Recovery device and method of recovery for open-phase in the power system line | |
| Czapp et al. | Low-frequency tripping characteristics of residual current devices | |
| RU2713880C1 (en) | Device for protection against breaks of secondary circuits of current transformers | |
| Czaja | Examination of the impact of design of a residual current protective device on the release frequency range | |
| Solovev et al. | Analysis of modeling of current differential protection | |
| RU2638299C2 (en) | Device for protection of windings of one-phase transformer from damages | |
| US10804020B2 (en) | Demagnetization device and method for demagnetizing a transformer core | |
| RU2670271C1 (en) | Device for protection against breaking of secondary circuits of current transformers | |
| RU2621706C2 (en) | Device for protection against breaking of secondary circuits of current transformers | |
| Das et al. | 13.8-kV selective high-resistance grounding system for a geothermal generating plant—A case study | |
| Cimadevilla | Inrush currents and their effect on protective relays | |
| Czapp | Residual Current Devices: Selection, Operation, and Testing | |
| Pontt et al. | Mitigation of sympathetic interaction between power transformers fed by long over head lines caused by inrush transient currents | |
| CN204424071U (en) | A kind of electrical wiring loop of current transformer | |
| CN207396650U (en) | The D.C. magnetic biasing detection device that alternating current magnetic field can be overcome to disturb | |
| RU2684274C1 (en) | Device for monitoring integrity of secondary circuits of current transformers in three-phase networks with isolated neutral | |
| Prasad et al. | Modelling of power transformer for differential protection using ATP-EMTP | |
| RU2642445C2 (en) | Device for determining turn-to-turn short circuits in power transformer windings with switching without excitation | |
| RU2551632C2 (en) | Measuring device of differential current protection of buses | |
| Muzi | The transformer inrush currents in large MV-cable installations | |
| Patel et al. | Reliability Evaluation of Differential Relay as Primary Safeguard of Transformer against Short Circuit. |