Устройство для дифференциальной защиты трансформатора

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение чувствительности дифференциальной защиты трансформатора, имеющего устройство автоматического регулирования напряжения. Это достигается за счет того, что в дифференциальную защиту трансформатора дополнительно введен блок подавления небаланса, обеспечивающий исключение в защите небаланса, вызванного регулированием напряжения трансформатора, что позволяет уменьшить ток срабатывания защиты и увеличить ее чувствительность к коротким замыканиям. 3 ил. (О (Л 00 ел 4

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (g1) 4 Н 02 Н 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCH0IVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3952574/24-07 (22) 30.07.85 (46) 30,11.87. Бюл, 1(- 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения и Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (72) М.Г.Линт и А.M.Äìèòðåíêo (53) 621.316.925(088.8) (56) Ванин В.К, и др. Релейная защи- та на элементах аналоговой вычислительной техники. — Л.: Энергоатомиэдат, 1983, с. 208 °

Дифференциальная защита трансформаторов и автотрансформаторов.

Электричество, 1975, 6 2, с, 25. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ

ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРИАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение чувствительности дифференциальной защиты трансформатора, имеющего устройство автоматического регулирования напряжения. Это достигается за счет того, что в дифференциальную защиту трансформатора дополнительно введен блок подавления небаланса, обеспечивающий исключение в защите небаланса, вызванного регулированием напряжения трансформатора, что позволяет уменьшить ток срабатывания защиты и увеличить ее чувствительность к коротким замыканиям. 3 ил.

1356104

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и предназначено для защиты силовых трансформаторов от внутренних коротких замыканий.

Цель изобретения — повышение чувствительности дифференциальной защиты трансформатора, имеющего устройство автоматического регулирования на- 10 пряжения.

На фиг, 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — вариант выполнения устройства с сумматором; на фиг. 3 — диаграмма, по- 15 ясняющая работу предлагаемого устройства.

Входы преобразователей 1 и 2 токов соединены с вторичными обмотками трансформаторов тока, установленных 20 на сторонах силового трансформатора, где регулирование напряжения отсутствует. Вход преобразователя 3 тока соединен с вторичной обмоткой трансформатора тока на стороне, где име- 25 ется регулирование напряжения, а выход — с первым входом органа 4 подавления небаланса. Выходы преобразователей 1 и 2 тока соединены с первым и вторым входами рабочего органа gp

5, первым и вторым входами органа 6 процентного торможения, вторым и третьим входами органа 4 подавления небаланса соответственно, а третьи входы органов 5 и 6 соединены с выходом органа 4 подавления небаланса. Выходы рабочего органа 5 и органа 6 процентного торможения соединены с первым и вторым входами реагирующего органа 7. Между выходом пре- 4р образователя 3 тока и третьим входом реагирующего органа 7 включена цепочка из последовательно соединенных измерительного органа 8, органа 9 ограничителя длительности и управляе- 4> мого источника 10 опорного сигнала.

На фиг. 2 представлено устройство, в котором дополнительно введен сумматор 11, первый и второй входы которого соединены с выходами преобразователей 1 и 2, а выход — с входом органа 4 подавления небаланса.

Устройство, представленное на фиг. 1, работает следующим образом.

Работа органа подавления небаланса основана на принциге достаточно медленной компенсации величины

Iêîìï = (I K<+I K ) I3Kp „э где I» I,I — токи сторон 1 и 2 с постоянным числом витков и стороны 3 с регулируемым числом витков соответственно, К, и К вЂ” масштабные коэффициенты сторон 1 и 2, определяемые коэффициентами трансформации трансформаторов тока и коэффициентами преобразования преобразователей тока.

При достаточно больших токах нагрузки, когда влияние тока холостого хода трансформатора незначительно, снижение I мн вызывает снижение тока небаланса на входе реагирующего органа. Компенсация осуществляется путем автоматического изменения мно жителя К под влиянием I „. При этом формирование К> происходит с помощью звена, производящего интегрирование величины I«

Постоянная времени интегрирующей цепи значительно больше времени, необходимого для отключения короткого замыкания и равна 1-2 с. Поэтому за время короткого замыкания (обычно менее 0,1 с) значение К „ практически не изменяется. Регулирование напряжения трансформатора происходит медленно,при этом число витков регулируемой обмотки меняется на 0,5-2Ж в секунду и значение Квн„ успевает компенсировать возникающий ток небаланса.

Диаграмма работы устройства в режиме, когда ток протекает по двум сторонам защищаемого трансформатора, одна из которых имеет регулируемое число витков, показана на фиг. 3, 4 где приняты следующие обозначения:

ЬК е„ вЂ” отклонение К от значения, соответствующего нулевому току хоПвы тсн, Пвн х.одн. ходные сигналы измерительного оргаЪ на и ограничителя длительности импульсов соответственно; I,T To„- ток срабатывания измерительного органа

I — выходной сигнал управляемого см источника опорного сигнала, I>

I>, — значения дифференциального тока срабатывания устройства, соответствующие двум состояниям управляемого источника опорного сигнала.

В режиме работы трансформатора под нугразкой орган подавления не1356104 баланса работает достаточно точно, ьК е„ близко к нулю, измерительный орган, уставка которого мала (в нес- . колько раз больше установившегося тока холостого хода, но значительно меньше номинального тока) находится в сработанном состоянии, При достаточно длительном времени нахождения под нагрузкой на выходе органа )p ограничителя длительности выходной сигнал равен нулю, при этом ток I, на выходе управляемого источника .опорного сигнала мал. что определяет высокую чувствительность защиты. 1В

Соответствующий ток срабатывания

I e выбирается без учета влияния

А,ср. < регулирования напряжения на максимальный ток небаланса. При снижении тока I ниже порога I „срабаты- 20 вания измерительного органа орган подавления небаланса работает с повышенной погрешностью Крс,„ . EcJIH на.интервале (C<, t ) работает РПП, то величина de „ может дополнительно 25 возрасти. Ток небаланса при этом остается достаточно малым, так как незначителен сквозной ток силового трансформатора. На выходах измери— тельного органа и органа ограничите- 30 ля длительности сигнала нулевой сигнал, ток I, не возрастает, уставка см защиты остается равной I, . В момент

А сР4 резко возрастает I вследствие увеличения нагрузки или при внешнем коротком замыкании. Вследствие того, что dK e велико, также скачком возрастает ток небаланса, значение которого может превысить I> „.. Одновременно появляется сигнал сраба- 4р тывания на входах измерительного органа и органа ограничителя длительности сигнала. Единичный сигнал на выходе органа ограничителя длительности вызывает увеличение выходного 4 сигнала управляемого источника опорного сигнала на величину, достаточную для предотвращения ложной работы защиты, ток срабатывания становится равным Т,<с . Через время, опреде- 50 ляемое уставкой органа ограничения длительности сигнала, значение dK1,, станет небольшим, одновременно снизится TDK небаланса. После срабатывания органа ограничения длитльности сигнала опорный сигнал, формируемьш управляемым источником опорного сигнала, снижается, чувствительность защиты восстанавливается, Устройство на фиг. 2 работает аналогично устройству на фиг, 1, если на выходе сумматора 11 формируется сигнал, пропорциональный току общей части автотрансформаторной обмотки.

При этом трансформатор автотрансформаторной обмотки может быть представлен как трехобмогочный трансфор— матор, показанный на фиг. 1, с обмотками последовательной, общей и низшего напряжения.

При возникновении короткого замыкания-,в зоне защиты возможны следующие режимы работы.

1. I. ъ Т „ перед коротким замыканием. При этом сохраняется высокая чувствительность устройства после короткого замыкания, Этот режим наиболее вероятен, так как большую часть времени силовые трансформаторы, как правило, нагружены (нагрузка превышает 20-30К. от номинальной).

2. I з Х„„, перед коротким замыканием. После возникновения короткого замыкания увеличиваются скачком как ток I,, так и дифференциальный ток 1 . Если неравенство I> ?„с, „сохраняется то устройство срабатывает при условии I

Если указанное неравенство нарушается, то через время t > t чувствительность восстанавливается и срабатывание происходит при условии

Т,4 1 А,ср.<

Поскольку второй режим значительно менее вероятен, средняя чувствительность защиты существенно возрастает.

Использование устройства в дифференциальной защите силового трансформатора, имеющего устройство автоматического регулирования напряжения, позволяет повысить чувствительность защиты к внутренним коротким замыканиям за счет уменьшения тока срабатывания.

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

1. Устройство для дифференциальной защиты трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой, содержащее измерительные трансформаторы тока по числу обмоток в каждой фазе, входы первого и второго преобразователей токов соединены с вторичными обмотками измерительных трансформаторов тока на сторонах нерегулируемо—

1356104 го напряжения трансформатора, а вход третьего преобразователя токов соединен с вторичной обмоткой измерительного трансформатора тока на сто5 роне регулируемого .напряжения трансформатора, выходы первого и второго преобразователей токов соединены с первым и вторым входами рабочего органа и с первым и вторым входами органа процентного торможения, выходы рабочего и тормозного органов соединены с первым и вторым входами реагирующего органа соответственно, а

4 выход реагирующего органа служит вы- 15 ходом устройства, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппения чувствительности устройства, в него дополнительно введен орган подавления небаланса и последовательно соединенная цепь из измерительного органа, органа ограничителя длительности импульса и управляемого источника опорного сигнала, выход управляемого источника опорного сигна- 25 ла соединен с третьим входом реагирующего органа, при этом вход измерительного блока и первый вход органа подавления небаланса соединен с выходом третьего преобразователя тока, второй и третий входы органа подавления небаланса соединены с выходами первого и второго преобразователей тока соответственно, а его выход соединен с третьими входами рабочего органа и органа процентного торможения.

2. Устройство по п. 1, о т л и — . ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения чувствительности устройства защиты трансформаторов, имеющих автотрансформаторную обмотку, в него дополнительно введен сумматор, входы которого присоединены к выходам преобразователей тока, подключенных на сторонах регулируемого и нерегулируемого напряжений основной обмотки автотрансформатора, выход которого присоединен к первому входу органа подавления небаланса и входу измерительного органа.

13561 04

Составитель В.Балашов

Редактор М.Андрушенко Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

Заках 5804/49 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †полиграфическ предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4