СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПЕЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА С ФАЗАМИ, ВЫПОЛНЕННЫМИ СО СТОРОНЫ НИЗШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ В ВИДЕ ГРУППЫ ОТДЕЛЬНЫХ ПРОВОДНИКОВ
METHOD TO PROTECT FURNACE TRANSFORMER WITH PHASES ARRANGED AT LOWER VOLTAGE SIDE SUCH AS GROUP OF SEPARATE CONDUCTORS

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты печных трансформаторов от коротких замыканий и повреждений проводников фаз.
Известен способ защиты печного трансформатора с фазами со стороны низшего напряжения, выполненного в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в фазах со стороны высшего напряжения трансформатора, и если этот ток больше определенной величины, отключают выключатель трансформатора (Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высш. шк., 1991. - 496 с.).
Однако этот способ не позволяет выявлять междуфазные замыкания за трансформатором через переходные сопротивления и замыкания между отдельными проводниками одной фазы.
Известен способ защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в каждой фазе со стороны высшего напряжения трансформатора и напряжения между фазами, вычисляют скорость нарастания тока и понижения напряжения, и если их величины или соотношения между ними превосходят заданные пределы, отключают выключатель трансформатора (Метелица Я.В., Павликов С.А., Чечушков Г.А. Релейная защита питающего трансформатора и сети низкого напряжения электропечной установки. // Промышленная энергетика, 1984, №7, с.12-13).
Этот способ обеспечивает выявление междуфазных замыканий через переходное сопротивление, но, как и предыдущий, не позволяет выявлять замыкания между отдельными проводниками одной фазы, а также ослабление их крепления.
Технический результат изобретения - выявление ослабления крепления отдельных проводников и замыканий между ними.
Технический результат достигается тем, что в способе защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников, при котором измеряют ток в каждой фазе со стороны высшего напряжения трансформатора и напряжения между фазами, вычисляют скорости нарастания тока и понижения напряжения, и если их величины или соотношения между ними превосходят заданные пределы, отключают выключатель трансформатора, дополнительно измеряют суммы магнитных потоков, созданных токами заданного числа проводников фазы, определяют разности между этими суммами, и если хотя бы одна из разностей превосходит первую эталонную величину, подают сигнал о повреждении, а если она превосходит вторую эталонную величину, то отключают выключатель трансформатора.
Способ может быть реализован с помощью устройства, показанного на фиг.1 и фиг.2, где 1 - печной трансформатор, 2 - выключатель трансформатора, 3 - ванна для плавки, 4, 5, 6 - фазы со стороны низшего напряжения трансформатора, 7 - блок токовых органов защиты, 8 - блок органов напряжения защиты, 9 - логическая часть защиты, 10 - первое выходное промежуточное реле, контакты которого включены в цепь отключения выключателя трансформатора, 11, 12, 13, 14 - датчики (в качестве которых служат изолированные провода, намотанные на замкнутый немагнитный сердечник, охватывающий группу проводников), 15 - проводники первой группы, 16 - второй, 17 - третьей, 18 - четвертой; 19-26 - разделительные трансформаторы, 27-34 - токовые реле, 35, 36, 37, 38 (39, 40, 41, 42) - контакты соответственно реле 27, 28, 29, 30 (31, 32, 33, 34), а 43 - второе выходное промежуточное реле (реле сигнализации), 44 - третье выходное промежуточное реле, действующее на отключение выключателя 2 трансформатора, 45 - резисторы.
Устройство работает следующим образом. При двухфазном или трехфазном коротком замыкании между фазами со стороны высшего напряжения трансформатора срабатывают токовые реле (на фиг.1 не показаны) блока 7 и через логическую часть 9 подают сигнал на выходное реле 10, которое подключает катушку отключения выключателя 2 к источнику оперативного тока, и выключатель отключается.
При коротких замыканиях между фазами со стороны низшего напряжения трансформатора, если ток достаточен для срабатывания реле тока в блоке 7, то устройство работает как и в предыдущем случае. Если ток мал, то в блоках 2 и 7 определяются производные тока и напряжения, соотношения между которыми сравниваются в блоке 9, и если они превосходят заданные пределы, блок 9 запускает реле 10. Выключатель отключается.
нб
ср1
ср2
ср1
нб
ср2
нб
нб
нб
П
П
Ф
Ф
В рабочем режиме величины токов в фазах, производные тока и напряжения и соотношения между ними не превосходят заданные пределы, и на выходе блока 9 сигналов нет. Реле 27-34 также не приходят в действие, так как в них протекает лишь ток i небаланса, а токи i и i срабатывания реле 27-30 и реле 31-34 выбираются так: i=1,3i, а i=2i, причем ток i сводится при помощи резисторов 45 почти к нулю (поэтому защита обладает весьма высокой чувствительностью). Ток i возникает в связи с тем, что ЭДС напряжения, полученные с датчиков 11 (13) и 12 (14), отличаются друг от друга, даже если они измеряют сумму магнитных потоков, созданных одним и тем же количеством элементарных проводников (напряжения пропорциональны этим суммам), ток I в каждом из которых I=I/n, где I и n - ток и число проводников в фазе. Это отличие вызвано тем, что в каждой группе проводников, охваченных сердечником с намотанными на них витками, проводники могут быть расположены по-разному.
ср1
ср2
ср1
нб
При замыкании между двумя проводниками в фазе или при ослаблении крепления какого-то проводника (когда меняется сопротивление в месте контакта) ток в них меняется. Изменяется и ЭДС на выходе датчика, измеряющего сумму магнитных потоков группы проводников, в которую входят повредившиеся проводники. В результате, если, например, произошло замыкание между двумя проводниками 15, в реле 27, 31 и в реле 30, 34 будет протекать ток, значительно превосходящий ток i и i. Реле сработают и замкнут контакты 35, 39 и 38, 42. Сработают реле 43 и 44. Отключится выключатель 2 и будет сигнал о повреждении. Если замыкание проводников отсутствует, но ослабло крепление одного из них (15), ЭДС на выходе разделительных трансформаторов 25 и 26 изменяются, а на выходах других разделительных трансформаторов остаются прежними. Если это изменение незначительно, то сработают только реле 27 и 30, у которых i=1,3i. Замкнутся контакты 35 и 38 и реле 43 подаст сигнал о неисправности. Если изменение ЭДС значительно, то выключатель отключится, так как сработают еще и реле 31, 34.
Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа заключается в уменьшении времени простоя печного трансформатора и затрат на ремонт за счет отключения трансформатора на ранней стадии его повреждения.