Способ защиты от пробоя на корпус выводов, соединенных в треугольник вентильных обмоток трансформатора, питающего преобразовательный мост, и устройство для его осуществления

.80649278 А 1 51) Н 02 Н 3/28, Н ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬС КОМУ СВИ КАВ бмоток, Фо и целцчццы х величин М 32 Л,Ф, Ллчл л ццвлют цх с ьи я ос Фиксируютдовательскиц ицстиока (088.8) одцовре суммы т ецц лейцай9-7дффсренров. Мв Основы р ЭИ", 1961, Раздельная трлцсфорндт рго, Р 10,Т 1 8, ГЭИ,ток рдв л ютьх выщоцци с р;з ост редел облотк злццо ри одно направлении укакоце - прпроти"ьтдте упомянутых Еместо повреждения ока или цоложцом еэу с дциц воср Фиксируют дствецно ним свя нуюой Фаают.лениятчики ост У ы,тп цтили э рдют е ве аль ройс о и..тили здпи я осуест держащее д у о особд тока в цепях начальных выводов обмоток, подключенные к ним блоки сравнения и выходной орган, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно дополнитель-но снабжено двумя выпрямителями,блоками сравнения выходных токовФильтров, вестью элементами совпадения, элементами ИЛИ и памяти и датчиками тока в цепях конечных выводовобмоток и подключенными к указаннымдатчикам блоками сравнения токов начал и концов каждой иэ Фаэ, при этомдатчики токов начал и концов обмотоксоединены по схеме Фильтров нулевойпоследовательности, к выходам которымчерез выпрямители подключены на противоположные входы блока сравнениявыходных токов указанных Фильтров,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ЗИ 1 ИТЫ ОТ ПРОБОЯ НЛ КОРПУС ВЫВОЛОВ СОЕЛИНЕННИХ В ТРЕУГОЛЬНИК ВЕНТИЛЬНЫХ ОБМОТОК ТРЛНСФОРМЛТОРА, ПИТЮ 01 ЧЕГО ПРГОБРЛЗОВЛТЕЛЬНЫЙ МОСТ, И УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ защиты от пробоя на корпус выводов соединенных в треугольник вентильных обмоток трансформатора, питающего преобразовательный мост, по крайней мере с одним дополнительным источником ЭЛС в цепи выпрямленного тока, путем измерения фазных токов начал обмоток с последующим сравнением величины, им пропорциональной, с уставкой, и при превышении последней, формирования сигнала на запирание рабочих вентилей моста и отпирание других вентилей, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем защиты трансформатора, питающего преобразовательный мост без шунтирующего вентиля, дополнительно измеряют фазные токи концов мируют пропорциональные берут разности полученпропорциоцлл цых токам ов клжой из Фдз, срдвустлвкой и в случае пресдей в кдкой-либо из Фа вредее этой Фазы, берут лгсбрлческе цдчдл и токов концов обивлют рдэцость их лбсоций с устдвкой, при преедцей Фиксируют цдправле ого токд и условно опто повреждеция в начале649278 ки.1 а выходы каждого из блоков сравнения токов Фильтров соединены с входами трех из шести элементов совпадения, другие входы которых соединены с выходами блоков сравнения токов фаз, ,выходы указанных элементов совпадения через элементы ИЛИ и элементы памяти связаны с выходным органом систе мы управления вентилями каждой Фазы 10 моста. Изобретение относится к устройствам и способам защиты трансформаторов питающих преобразовательные мосУты при соединении вентильных обмоЭ20 ток в треугольник и использовании рабочих вентилей моста в качестве шунтирующихИзвестны способызащиты обмотоктрансформаторов отперекрытий нак рпу нованные на дифференциальном принн ципе сравнения токов в каждои из фаз по концам каждой или нескольких обмоток или - алгебраической суммы токовч одной стороны обмотки, соединеннои30 в звезду, с током наглухо заземленной нейтрали этой обмотки.Известен также способ защиты от пробоя на корпус выводов соединен" ных в треугольник вентильных обмоток трансформатора, питающего преобразова 35 тельный мост по крайней мере с .одним дополнительным источником ЭДС в цепи выпрямленного тока, путем измерения фазнйх токов начал обмоток с после40 дующим сравнением пропорциональнои им величины с уставкой и, при превышении последней, Формирования сигнала иа запирание рабочих вентилей мосч та и отпирание других вентилеи, ио устройство для его осуществления, содержащее датчики тока в цепях начальч ных выводов обмоток и подключенныи к ним через блоки сравнения выходной орган.50Такой способ и устройство для его осуществления являются наиболее близкими по технической сущности к описываемым.Однако с их помощью невозможно быстро перевести ток с места повреж 55 дения на вентипи моста. При перекрытии на корпус выводов фазы трансформатора, соединенного в треугольник,3. Устройство по п.2, о т л и ч ею ш е е с я тем, что блоки сравнения, подключенные к выходам выпрямителей, содержат выходные органы, имеющие на выхопах логические сигналы "О" или "1", в зависимости от направления разностного тока выпрямителей при превышении им заданной уставвозникает короткое замыкание вентильной обмотки трансформатора через место повреждения, обмотки, включенный вентиль и рабочее заземление преобразователя. После прекращения подачи, рабочих импульсов короткое замыкание прекращается, после чего через место повреждения протекает постоянный ток, подцерживаемый либо другими мостами, либо за счет накопленной в индуктивностях мощных реакторов энергии. Для перевода этого тока на вентили моста необходимо определить, на котором из выводов обмотки (начальном или конечном) имеет место перекрытие. В подавляющем большинстве слу" чаев перекрытия имеют место на выводах обмоток, при этом наиболее часто при использовании встроенньм во вводы датчиков тока в защищаемую зону входят лишь внутренние повреждения выводов обмотки,при использовании выносных датчиков - также и внешниеповреждения.Таким образом, при отсутствии специального шунтирующего вентиля и использовании вместо него рабочих вентилей моста ток в месте повреждения продолжает существовать до отключения всех других мостов иди до завершения спадания тока, поддерживаемого энергией индуктивных элементов схемы преобразователя. Достаточно длительное время (например, в одномостовых преобразователях) снижения тока приводит к существенным повреждениямизоляции в месте перекрытия и к длительному ремонту и простою моста.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем защиты трансформатора, питающего преобразовательный мост без шунтирующего вентиля5 10 15 го 25 ЗС 35 40 45 50 55 Это достигается тем, что по препложе.иному способу защиты от пробояна корпус выводов соединенных в треугольник вентильцых обмоток трансф рматора, питающего преобразовательцый мост, по крайней мере с одним дополнительным источником ЭДС в цепи выпрямленного тока, путем измерения фаэных токов начал обмоток с после.цующим сравнением величины, им пропорциональной, с уставкой и, при превышении последней, формирования сигнала на эапирание рабочих венти.лей моста и отпирание других вентилей, дополнительно измеряют Фазные токи концов обмоток, формируют пропорциональные им величины, берут разность указанных величин, пропор-. циональных токам начал и концов каждой из Фаз, сравнивают их с уставкой и в случае превышения после;.лей в какой-либо иэ фаз фиксируют повреждения этой фазы. Одновременно берут алгебраические суммы токов начал и концов обмоток, сравнивают разность их абсолютных значений с уставкой, при превышении последней фиксируют направление разностного тока и определяют место повреждения в начале обмотки при одном направлеии указанного тока или в конце - при противоположном, в результате упомянутых операций фиксируют место повреждения и связанную с ним непосредственно фазу моста, отпирают,вентили этой фазы, а остальные вентили запирают.Предложенное устройство для осуществления способа, содержащее датчики тока в цепях начальных выводов обмоток, подключенные к ним блоки сравнения и выходной орган, дополнительно снабжено двумя выпрямителями, блоками сравнения выходных токов фильтров, шестью элементами совпадения, элементами ИЛИ и памяти и датчиками тока в цепях конечных выводовобмоток и подключенными к указанным датчикам блоками сравнения токов начал и концов каждой из фаэ. Датчики. токов начал и концов обмоток соединены по схеме фильтров нулевой последовательности, к выходам которых через выпрямители подключены на противоположные входы блоки сравнения выходных токов указанных фильтров, а выходы каждого из блоков сравнения токов фильтров соединены с входами трех из шести элементов совпадения,другие входы котсрьгк соединены с яы-,хоиаьнг блоков сравнения токов фаз,щьгходц указанных элементов совпадения через элементы ПИ и элементыпамяти связань с элементами системыуцранлеция яец гилями каждой фазы моста. Влоки срагнения, подключенные квыходам выпрямителей, со лержа т выход-фные органы, имеющие н выходах логические сигналы "О" или "1", в зависимости от направления разностноготока выпрямителей при превьппенииим загацной устагки,На Фиг. приведена схема устройства защиты для трансформатора со схемой соединения обмоток/ - 11,диаграмма распределения тока к.з, через обмотки, размещение различныхточек повреждения выводов одной фазы (Л) вецтильцых обмоток; на Фиг 2 -кривые токов и диаграмма работы элементов устройства при повреждении вточке К 1 Фазы А.На чертеже приняты спедующие обозначения: 1 - вентильная обмотка питающего трансформатора; 2 - преобразовательный мост, 3 - питающий трансФорматор, 4 - другие преобразовательные мосты, 5, 6 - датчики тока, 7другие преобразовательные мосты, 8реактор, 9, 10 - выпрямители, 11,12 - блоки сравнения выходных токов Фильтров, 13-18 - элементы совпадения, 19-21 - блоки сравнения токов начал и концов каждой иэ Фаз вентильцой обмотки, 22-24 в . блоки ИЛИ, 25- 27 - .элементы памяти.При возникновении повреждения (перекрытия на корпус) в точке К 1 начального вывода Фазы А, соединенной в Ь - к вентильной обмотке 1, питающего преобразовательный мост 2 трансформатора 3 возникает контур короткого замыкания через рабочее заземление моста, другие мосты 4 между заземлением и местом пробоя (могут и отсутствовать), горящий вентиль (-В), Фазы вентильной обмотки и место перекрытия. Токараспределение в процессе к.з. определяется индуктив" ными сопротивлениями соответствующих обмоток.Величины токов со стороны начального и конечного выводов поврежденной фазы значительно отличаются одна от другой (фиг.1), а их разность превосходит заданную уставку, что позволяет выявить поврежденную фазу.Отличаются также и алгебраические суммы токов начал и токов концов обмоток: алгебраическая сумма токов начальных выводов Фаз (на выходах дат чиков 5) равна полному току к,з., а алгебраическая сумма токов конечных вь 1 водов фаз (на выходах датчиков 6) - току небаланса (без учета тока нагрузки).10Разность абсолютных указанных сумм токов превосходит заданную уставку, а направление разностного тока характеризует место повреждения (начала или концы обмоток). С учетом выявленной поврежденной Фазы фиксируется точное местоположение поврежденного вывода и связанной с ней Фазы моста. В результате снятия рабочих импульсов с вентилей моста прекращается протекание тока к.з. со стороны питающей сети, что,однако,не прекращает повреждения, так как через место повреждения продолжает протекать постоянный ток по контуру: место повреждения, горящий вентиль + А, другие мосты 7. в верхнем (удаленном от/земли)фполюсе преобразовательной установки, реактор 8, линия и преобразователь противоположной подстанции. 30 Ток в укаэанном контуре достаточно долго поддерживается ЭДС мостов 7, либо ЭДС самоиндукции реактора 8 и в случае непринятия мер приводит к тя. желым повреждениям, Для исключения этого включают вентили фазы А моста, после чего постоянный ток с места3повреждения переходит на вентили (4 А)этой фазы.При повреждении в точке К 2 (конец 40 фазы А обмотки) из-за изменения распределения тока к.з. во всех датчикахтоки изменяются вдвое, по сравнению с повреждением н точке К 1, при сохранении прежних направлений, при 45 этом в неповрежденных Фазах В и С токи соответственно снижаются и возрастают, а в фазе А ток уменьщается в цепи датчика 5 и возрастает в цепи датчика 6. Суммарный ток датчиков 6 становится равным полному току .повреждения, а ток датчиков 5 снижается до значений тока небаланса (без учета нагрузки), После Фиксации поврежденной Фазы и места повреждения,включают вентили фазы С моста, непосредственно связанной с рассматриваемым местом повреждения, для перевода на ее вентили тока с ме та повреждения. Поскольку направления сравниваемьи токов зависят от направлений токов ловрежпелия, а последние определяются также и местом расположения рабочего заземления (со стороны анодной или катодной групп вентилеймоста), для общности способа для преобразовав , телей с разными точками заземления по предложенному способу сравнивают абсолютные значения алгебраических сумм токов в Фазах вентильной обмоткиУстройство для реализации предложенного способа защиты содержит датчики тока 5 и 6, включенные в цепи выводов Фаз вентильной обмотки и соединенные по схеме Фильтров тока нулевой последовательности, выпрямители 9 и 10 выходных токов Фильтров, блоки 11, 12 сравнения этих токов, реагирующие на превьпдение разностным током заданной уставки и на направление этого тока,. Блок 11, например, срабатывает при повреждениях в точкахК 1 начальных выводов Фаз, а блок сравнения 12 - в точках К 2 конечных выводов, Сигналы блоков сравнения 11 и 12 подаются на входы соотнетственно .элементов совпадения 13,15,17 и 14,16,18, на другие входы которых пос" тупают сигналы блоков сравнения 19- 21 токов начал и токов концов каждой иэ фаз вентильнои обмотки, Выходные сигналы элементов совпадения 13-18 поступают на элементы ИЛИ логического сложения 22-24, с выходов которых сигналы подаются на элементы памяти 25-27, осуществляющие через систему управления вентилями включение вентилей соответствующей фазы моста,Устройство работает следующим об разом, При появлении повреждения вывода обмотки, например, в точке К 1 возникает ток на выходе; фильтра токов датчиков 5, выпрямляется выпрямителем 9 и поступает на разные входы блоков сравнения 11 и 12, на другие входы которых поступает сигнал выпрямителя 10, равный выпрямленному току небаланса фильтра токов датчиков 6. В результате на выходе блока 12 сохраняется сигнал логического 0 , аН И на выходе блока 11 появляется сигнал логической "1", который подается на входы элементов совпадения 13, 15 и 17. Иэ указанных .элементов совпадения срабатывает линь элемент 13 так как на ецио другой вход поступабац 7 я чет сигнал блока 19, реагирующего н разность токов датчиков 5 и 6 фазы Л (см.фиг.1), Сигнал с выхода элемента совпадения поступает .на элемент ИЛИ (22) и запускает элемент памяти 25, который воздействует на выходной орган системы управления вентилями моста для включения вентилей фазы Л.На Фиг.2 показаны кривые токо в цепях начальных и конечных выводов фаз вентильной обмотки (датчики 5 и 6), выпрямленного тока (1), тока и месте пробоя (1 П) и выходные сигналы элементов устройства при пробое в точке К 1 фазы А вентильной обмотки (момент). В момент й, после нарастания сйгналов. на выходе элемента 9 до уставки блока сравнения 11 и одновременного срабатывания блока 19 срабатывает элемент совпадения 13 и выдает сигнал через элемент КЛИ (22) и элемент памяти 25 на включение вентилей фазы А, непосредственно связанной с местом повреждения, при этом со всех других вентилей управляющие импульсы снимаются. В результате, по окончании полуволны аварийного сверхтока (момент 1) через место 5повреждения продолжает протекатьвыпрямленный ток, который после включения вентилей фазы А переходит наних (момент Т). В результате дуга Ов месте поврежления гаснет значительно раньше, чем будет снижен до нулявыпрямленный ток (1) преобразовательной установки. 15 Применение предложенного способапозволяет обеспечить принципиально,новую воэможность определения местЬповреждения выводов вентильной обмотки и недопущение длительного существования перекрытия в месте повреждения выводов обмотки за счет фбыстрого перевода выпрямленного токас места повреждения на вентили одной,наиболее благоприятной для данного 25 повреждения Фазы моста.649278 Ваагна ых. 11 ыл. иг. Г ектор С. Иекма.р Техред Л. Сердюкоав ма Редактор Заказ 3443 Тираж 376 ПодписноецИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 но-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Производст