Устройство для блокировки релейной защиты при повреждениях во вторичных цепях трансформатора напряжения

 

Использование: изобретение относится к области электротехники, в частности, к релейной защите и предназначено для применения в составе устройств релейной защиты, в которых в качестве входных воздействующих величин используется напряжение, в том числе напряжение нулевой последовательности, либо в качестве самостоятельного устройства, контролирующего исправность вторичных цепей трансформатора напряжения, соединенных в звезду и по схеме разомкнутого треугольника. Сущность изобретения. Достигается тем, что в устройстве для блокировки релейной защиты, содержащем многообмоточный трансформатор 1 с одной вторичной обмоткой, к которой через выпрямитель 2 подключен реагирующий орган 3 тремя первичными обмотками, первая из которых подключена к нулю и всем фазам вторичных обмоток трансформатора напряжения, соединенных в звезду, через добавочные резисторы 4, 5, 6, одинаковые в двух фазах и неравный им в третьей фазе, а вторая - через добавочный резистор 8 подключена к одноименной с третьей фазой звезды фазе вторичной обмотки трансформатора напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник, третья первичная обмотка подключена через добавочный резистор 7 к началу одной и концу другой вторичных обмоток двух других фаз разомкнутого треугольника. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к релейной защите и предназначено для применения в составе устройств релейной защиты, в которых в качестве входных воздействующих величин используются напряжения, в том числе напряжение нулевой последовательности, либо в качестве самостоятельного устройства, контролирующего исправность вторичных цепей трансформатора напряжения, соединенных в звезду и по схеме разомкнутого треугольника.

Известны устройства для блокировки релейной защиты при повреждениях во вторичных цепях трансформатора напряжения, принцип действия которых основан на уравновешивании двух систем вторичных обмоток трансформаторов напряжения [1] (См. А.М.Федосеев. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей. М. Энергоатомиздат, 1984, Э.М.Шнеерсон. Дистанционные защиты. М. Энергоатомиздат, 1986 г.). Более совершенным является устройство на основе пофазного компенсирования напряжений обмоток звезды и треугольника. Существенным недостатком этого устройства является необходимость наличия трех трансформаторов.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является устройство, разработанное ТЭП [2] (Авт. свид. N 440737, бюллетень N 31). Устройство содержит многообмоточный трансформатор, ко вторичной обмотке которого через выпрямитель подключен реагирующий орган, а две первичные обмотки подключены через добавочные резисторы: одна к фазам звезды вторичной обмотки трансформатора напряжения и нулю, другая к фазе разомкнутого треугольника, а третья первичная обмотка, компенсационная, подключена через дополнительный резистор к выходному напряжению разомкнутого треугольника. Сопротивление резистора одной из фаз, связанного с первичной обмоткой, питаемой напряжениями звезды, должно быть меньше (или больше) одинаковых сопротивлений резисторов двух других фаз. Устройство реагирует на все виды повреждений во вторичных цепях трансформатора напряжения, кроме обрыва в цепи, соединяющей вход устройства с выводом конца разомкнутого треугольника. Последнее является недостатком устройства-прототипа, существенным в тех случаях, когда устройство релейной защиты реагирует на напряжение нулевой последовательности, например, для токовых направленных защит от замыканий на землю.

Отмеченный недостаток определяется тем, что компенсационная обмотка не обтекается током в режиме, когда нет замыканий на землю в защищаемом объекте, тогда как две другие первичные обмотки в нормальном режиме обтекаются токами, равными между собой, но встречно направленными и, следовательно, создающими в сердечнике уравновешивающиеся МДС. При практической реализации устройства на этом принципе в последних разработках (см. Устройства дистанционной и токовой защит типов ШДЭ 2801 (Бриг А.Н. М. Энергоатомиздат, 1988) отдельная компенсационная обмотка не предусматривается, а ко второй первичной обмотке трансформатора через отдельный резистор подводится ток, пропорциональный напряжению нулевой последовательности, снимаемому с выхода разомкнутого треугольника измерительного трансформатора напряжения. При этом отмеченный недостаток нечувствительность схемы к обрыву одной цепи, сохраняется и в промышленном аналоге предлагаемого устройства.

Техническим результатом является обеспечение чувствительности устройства ко всем видам неисправности цепей напряжения, подводимых к релейной защите.

Это достигается тем, что в устройстве для блокировки релейной защиты, содержащем многообмоточный трансформатор с одной вторичной обмоткой, к которой через выпрямитель подключен реагирующий орган тремя первичными обмотками, первая из которых подключена к нулю и всем фазам вторичных обмоток измерительного трансформатора напряжения, соединенных в звезду, через добавочные резисторы, одинаковые в двух фазах и неравный им в третьей фазе, а вторая через добавочный резистор подключена к одноименной с третьей фазой звезды фазе вторичной обмотки трансформатора напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник, изменена схема подключения третьей первичной обмотки. Вместо принятого в прототипе включения ее через резистор к выводам разомкнутого треугольника эта обмотка через добавочный резистор подключается к началу одной и концу другой вторичных обмоток двух других фаз по отношению к той фазе разомкнутого треугольника, к которой включена вторая первичная обмотка многообмоточного трансформатора.

Сущность настоящего предложения заключается в том, что все три первичные обмотки многообмоточного трансформатора, входящего в состав устройства для блокировки релейной защиты при неисправностях во вторичных цепях измерительного трансформатора напряжения, в нормальном режиме обтекаются токами, создающими в сердечнике уравновешивающиеся МДС. Последнее достигается тем, что ток, протекающий через вторую первичную обмотку многообмоточного трансформатора, равен по величине сумме двух других токов, но имеет встречное им направление. Поэтому при всех возможных обрывах во вторичных цепях измерительного трансформатора напряжения появляется небаланс, обеспечивающий срабатывание устройства. При появлении напряжения нулевой последовательности на стороне высшего напряжения (например, при замыканиях на землю) равновесие намагничивающих сил в сердечнике обеспечивается тем, что ток, пропорциональный напряжению нулевой последовательности, поступающий со стороны звезды, компенсируется током, пропорциональным напряжению нулевой последовательности, поступающим со стороны разомкнутого треугольника.

На фиг. 1 показана схема электрическая принципиальная предлагаемого устройства и его включение в цепи напряжения, получающие питание от измерительного трансформатора напряжения; на фиг. 2 показана схема включения измерительного трансформатора напряжения; на фиг. 3 векторная диаграмма токов в нормальном режиме работы.

Четырехобмотчный трансформатор 1 имеет вторичную обмотку, к которой через выпрямитель 2 подключен реагирующий орган 3, и три первичные обмотки, подключаемые к цепям напряжения через добавочные резисторы, обозначенные на схеме 4-8.

Сопротивление одного резистора, например 4, должно быть меньше (или больше) сопротивлений одинаковых резисторов 5 и 6. Поэтому при симметрии напряжений U_a U_в U_c через первую первичную обмотку протекает ток I₁. Выбором обмоточных данных двух других первичных обмоток, их полярности и параметров резисторов 7 и 8 обеспечивается условие, в соответствии с которым ток I₂ через вторую первичную обмотку, связанную с фазой разомкнутого треугольника, в два раза превышает ток U₁ и имеет встречное ему направление, а ток I₃, протекающий через третью первичную обмотку, равен току I₁ и совпадает с ним по направлению. Поэтому магнитный поток в сердечнике трансформатора отсутствует, а, следовательно, сигнал срабатывания на реагирующий орган не поступает. При любых нарушениях симметрии напряжений, не связанных с появлением напряжения нулевой последовательности, результирующий магнитный поток в сердечнике остается равным нулю. При отключении автоматов, обрывах любой цепи, питающей релейную защиту, баланс токов, протекающих через первичные обмотки трансформатора, нарушается, в результате чего подается сигнал срабатывания на реагирующий орган и обеспечивается блокировка релейной защиты.

Формула изобретения

Устройство для блокировки релейной защиты при обрывах во вторичных цепях трансформатора напряжения, содержащее многообмоточный трансформатор с одной вторичной обмоткой, к которой через выпрямитель подключен реагирующий орган, и тремя первичными обмотками, первая из которых подключена к нулю и всем трем фазам вторичных обмоток измерительного трансформатора напряжения, соединенных в звезду, через добавочные резисторы, одинаковые в двух фазах и неравные им в третьей фазе, а вторая через добавочный резистор подключена к одноименной с третьей фазой звезды фазе вторичной обмотки трансформатора напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник, отличающееся тем, что третья первичная обмотка подключена через добавочный резистор к началу одной и концу другой вторичных обмоток двух других фаз разомкнутого треугольника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3