Способ защиты регулировочного трансформатора

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите электроустановок. Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности защиты. Поставленная цель достигается тем, что контролируют сумму текущих мгновенных значений потоков мощности в обмотках и сравнивают с начальным значением этой суммы, в нормальном режиме близким к нулю, во всем диапазоне регулирования. 3 ил.

С0103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) Н 02 Й /04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСНОМУ СВОДЕП=ПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВ Е Н НО Е ПАТЕ НТН ОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 467344 5/О 7 (22) 04,04.89 (46) 23 ° 11.92. Бюл. Н 43 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.А.Никонец, П.Р,Хрущ и С.П,Новиков (56) федосеев А,M. Релейная защита электрических систем, М.: Энергия, 1976, с. 427-429.

Руководящие указания по релейной защите, Вып, 13, с. 51-53. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ РЕГУЛИРОВОИНОГО

ТРАНСФОРМАТОРА

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к способам защиты регулировочных трансформаторов, и может быть использовано в устройствах, содержащих трансформаторы, регулируемые под нагрузкой.

Известен способ защиты трансформаторов, по которому контролируют пофазно разность токов обмоток разного напряжения и при отклонении этой разности от нулевого значения формируют выходной сигнал защиты (1$ . Недостаток данного способа в том, что он пригоден только для трансформаторов, в которых практически не изменяется или мало изменяется коэффициент трансформации, для защиты регулировочнсй-о трансформатора эта разность может быть настроена близкой к нулю в одном фиксированном положе" нии регулировочной обмотки.

".Ж 1777197 А1 (57) Изобретение относится к электро- технике, в частности к релейной защи,те электроустановок, Цель изобретения — повышение чувствительности и надежности защиты. Поставленная цель достигается тем, что контролируют сумму текущих мгновенных значений потоков мощности в обмотках и сравнивают с начальным значением этой суммы, в нормальном режиме близким к нулю, во всем диапазоне регулирования.

3 ил.

Известен также способ защиты регулировочных трансформаторов, по которому контролируют пофазно разность токов отдельно регулировочной обмотки и при отклонении этой разности от нулевого значения формируют выходной сигнал защиты. Способ защиты возбуж" дающей обмотки такого трансформатора состоит в TQHs что контролИруют разность токов возбуждающей обмотки и ошиновки, к которой подключена эта обмотка, а при отклонении этой разности от нулевого значения формируют выходной сигнал защиты. Недостаток описанного способа в том, что регулировочный трансформатор защищен не одной защитой, а двумя защитами раздельно по обмоткам (2, при этом ухудшается надежность и сегективность.

В качестве прототипа выбран способ защиты трансформаторов, по которому

3 17771 контролируют потоки мощности в обмотках, и при изменении направления потоков либо при появлении потока о6ратной или нулевой последовательности формируют выходной сигнал защиты )3j .

Недостаток этого способа в низкой

i чувствительности защиты, обусловленHov. необходимостью отстройки от текущего значения потока мощности, при- ® чем поток мощности аварийного режима при минимальном напряжении регулировочной обмотки, может быть соизмерим (в зависимости от параметров внешней сети) с потоком мощности нормального режима при максимальном напряжении регулировочной обмотки, а также в сложности, поскольку необходима аппаратура на каждый из параметров реагирования, что снижает надежность защиты, Цель предложенного способа защиты регулировочного трансформатора в повышении чувствительности и надежности защиты„ 25

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в способе защиты регулировочного трансформатора, по которому непрерывно контролируют текущие значения потоков мощности в об-,Зр мотках трансформатора и их направления, и в случае отклонения указанных значений от начальных значений формируют выходной сигнал, предусмотрено отличие, заключающееся в том, что контролируют сумму текущих мгновенных значениЙ потоков мощности в обмотках и сравнивают с начальным значением этой суммы, в нормальном режиме близким к нулю во всем диапа- 40 зоне регулирования.

На фиг.1 показаны потоки мощности через трансформатор в рабочем режиме, на фиг ° 2 — потоки мощности при повреждении трансформатора, на фиг.3 реализация способа при пофазном исполнении защиты.

Регулировочный трансформатор 1 (фиг. 1) снабжен датчиками тока и напряжения соответственно 2 и 4 на входе 3 и 5 на выходе. С помощью этих датчиков контролируется поток мощности S, на входе и поток S на выходе трансформатора, Поток мощности

S на входе разделяется на поток мощности S на выходе и поток р,Б потерь 55 а трансформатора при нормальном режиме работы трансформатора.

На фиг. 2 показаны потоки мощности

97 4

S >, на входе и Б на выходе трансформатора при повреждении внутри трансформатора. Способ может быть осуществлен в схеме, изображенной на фиг.3. К датчикам тока 2, 3 и напряжения 4, 5 подключена измерительная часть защиты, содержащей, например, датчики мгновенной мощности 6 и 7 соответственно на входе и выходе трансформатора i. Выходы датчиков

6 и 7 соединены с суммирующим устройством 8, которое имеет связь 9 с логической частью защиты (на схеме не показана); Способ основан на том факте, что независимо от коэффициента трансформации регулировочного трансформатора, сумма потоков мощности через исправный трансформатор в любой момент равна нулю:

Б„+Б +hS = О.

Таким образом, равенство нулю суммы мгновенных значений потоков мощности является признаком исправности трансформатора, Поскольку величина потерь Ю трансформатора постоянна и независима от текущего значения его коэффициента трансформации, при реализации способа легко отстроится от Ь S, то есть легко реализовать контроль величины

1 2.

Любое отклонение этой величины от нулевого значения является, признаком повреждения трансформатора или короткого замыкания на его выходах, Действительно такое отклонение может произойти при коротком замыкании (к,з.) внутри зоны, ограниченной датчиком тока и напряжения. Точка к.з. становится точкой раздела потоков мощностей (фиг. 2). При этом вместо однонаправленных потоков нормального режима Si и Б появляется в Общем случае противоположно направленные потоки мощности Б1„ и 5 к аварийного режима. В случае одностороннего пи-. тания один из потоков, в частности, может уменьшиться до нуля. Очевидно, что сумма потоков мощностей к.з, становится резко отличной от нуля:

Б!к +Б2к ФО °

Изобретение иллюстрируется следующим примером, показанным на фиг,3, K датчикам тока 2 и напряжения 4, на

Л

8к

3(Х,М,„, +Х,) где U> — линейное напряжение питания регулировочной обмотки, Хт макс максимальное сопротивление рассеяния трансформатора, 55

5 17771 входе регулировочного трансформатора подключен датчик мгновенной мощности

6, с помощью которого контролируется

Ф поток мощности на входе. К датчикам тока 3 и напряжения 5 на входе регулировочного трансформатора подключен датчик мгновенной мощности 7, с помощью которого контролируется поток мощности на выходе. 10

Контролируемые на входе и выходе потоки мощности обрабатываются датчиками мгновенной мощности 6 и 7.

Сигналы, отображающие величину и направление контролируемых потоков мощ- 15 ности, подаются на суммирующее устройство 8. Это устройство обрабатывает поступающие сигналы и выдает выходные сигналы в зависимости от того, выдерживается или не выдержива- 20 ется равной нулю сумма поступивших сигналов. Например, если сумма поступивших сигналов равна нулю, на выходе устройства 8 появляется нулевой сигнал. Если сумма поступивших сиг- 25 налов не равна нулю, на выходе устройства 8 появляется единичный сигнал, поступающий в логическую часть защиты по связи 9, Согласно предложенному способу, защита должна быть отстроена 3Q от значения суммы контролируемых потоков мощности норчального режима, которая в принципе близка к нулю, 8 связи с этим суммирующее устройство может быть построено по принципу нуль-индикатора. Это обусловливает высокую чувствительность защиты, которую удобно оценивать по коэффициенту чувствительности, Применительно к предлагаемому способу защиты коэффициент чувствительности Ка может быть рассчитан как отношение минимальной мощности к,з. в зоне защиты

Бк„„„д к мощности срабатывания нульиндикатора S((> . Для конкретности ниже приведен расчет чувствительности защиты, установленной на трансформаторе ВРТДНУ-240000/35 j4j, Минимальная фазная мощность к.з. в зоне, контролируемой защитой, будет при трехфазном к.з. на выводах регулировочной обмотки:

97 приведенное к напряжению U

Х вЂ” сопротивление системы, которое может быть принято равным (О, 25 0 5) Х т макс °

Если учесть, что

О макс (1 н

Х вЂ” — и принять тмакс 100 S <

Iх,, (1н Ií

Su

В нн(,1-KH<

Ix X

К"

100 где. Кк - коэффициент надежности, который может быть принят равным 2,0-3,0;

I Š— ток холостого хода трансфор1 матора, IН - номинальный ток трансформатора.

Для отстройки нуль-индикатора от небаланса мощности, обусловленного бросками тока намагничивания, следует применить во вторичных цепях, тока промежуточные насыщающиеся трансформаторы. Тогда

Ua 1

ИН(2) Н Н 3 Н2 Н1

100 Su

Вк

% где UÄ / - напряжение k.ç, регу"макс лировочного трансформатора, S — номинальная трехфазная

Н трансформаторная мощность.

При этом потоком мощности к.з, со стороны питания регулировочной обмотки можно пренебречь, т.к, между датчиками и местом к,з. сопротивление мало.

Мощность срабатывания нуль-индикатора должна быть выбрана наибольшей из рассчитанных по условиям.

1. Отстройки от мощности потерь в трансформаторе при рабочем режиме;

2, Отстройки от небаланса мощности, связанного с бросками тока намагничивания трансформатора при восстановлении .напряжения;

3. Отстройки от небаланса мощности, связанного с погрешностями датчиков тока при внешних коротких замыканиях, Мощность срабатывания нуль-индикатора по первому условию

1777!97 где К н - коэффициент отстройки принимаем Равным 1,3-1,5.

Для оценки небаланса мощности, обусловленного погрешностями датчиков тока при внешних к.з. можно воспользоваться выражением ни(з) Кнз < кмакс ° где К н - коэффициент надежности, !0 который может быть принят равным 1,4-1,6;

gf — погрешность трансформатора тока, Максимальная допустимая погрешность составля- 15 ет 0,1, S1, - максимальная Фазная мощмакс ность сквозного к,з. на выводах регулировочной обмотки, 20

S

1 кмакс 3(Х „„н+Хс)

Бкмид %, Я т мин 1рр 25 где U 7. — минимальное напряжекмин ние к.з. Регулировочного трансформатора °

С учетом того, что для рассматриваемого типа трансформатора U«„„ % =

= 0,50кмакс %, и приняв Хс = 0 5 Хтрак, получим

100 Su

Söí 1 — — К tbf

Для трансформатора типа ВРТРНУ240000/35/35 принимаем следующие значения параметров (4J: кмакс% = 11 1х7 7= 4 40

Кроме того, зададимся значениями:

Кн(= 3, Кнг = 1,5, Кн = 1,6, = 0,1.

Тогда:

Вин«1 S нн(г! В ни(у=

КоэфФициент чувствительности:

100 Ян

Кч Вкмин SHM(z1 =

4 к 1!к макс

Э 100 3 — -- — — — --- — 4.

11г Вн 4,5 11 1,5

Таким образом, коэффициент чувствительности значительно превышает нормируемый для основных защит трансформаторов.

Предложенный способ защиты регулировочных трансформаторов имеет то преимущество перед прототипом, что контролируемая сумма текущих мгновенных значений потоков мощности в обмотках трансформатора в нормальном режиме близка к нулю во всем диапазо не регулирования, тогда как для базового способа защиты это возможно лишь в одном Фиксированном положе" нии регулировочной обмотки.

Формула изобретения

Способ защиты регулировочного трансформатора, основанный на непрерывном контроле текущих значений потоков мощности в обмотках регулировочного трансфОрматора и их направлений и в случае отклонения указанных значений от начальных значений

Формируют выходной сигнал, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности защиты, контролируют сумму текущих мгновенных значений потоков мощности в обмотках и сравнивают с начальным значением этой суммы, в нормальном режиме близким к нулю во всем диапазоне регулирования.

1 777197