Устройство для защиты от витковых замыканий в автотрансформаторе

 

(п) 477498

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.02.72 (21) 1750983/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.07.75. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 08.10.75 (51) М. Кл. Н 02h 7/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

К. М. Добродеев, В. А. Водопетов и В. П. Курицын

Горьковское отделение ордена Октябрьской Революции

Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем,и электрических сетей (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ

В АВТОТРАНСФОРМАТОРЕ

Известны устройства для защиты от витковых замыканий в автотрансформаторах со схемой соединения обмоток низшего напряжения в «треугольник», содержащие трансформаторы тока, токовые органы, имеющие торможение от бросков намагничивающего тока, дифференциальный токовый орган с торможением от циркулирующих токов всех плеч, орган контроля исправности токовых цепей, логические схемы «И» и «Запрет», элемент времени и исполнительный орган. Недостаток таких устройств заключается в том, что торможение не является оптимальным по условию отстройки от бросков намагничивающего тока, поскольку тормозной сигнал существенно зависит от режима работы трансформатора тока. Это, в свою очередь, снижает чувствительность устройств защиты.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что для повышения надежности первый токовый орган включен в нулевой и фазный провода трансформаторов тока со стороны фазных проводов обмоток низшего напряжения, второй токовый орган подключен к трансформатору тока, установленному в нейтрали автотрансформатора, а дифференциальный токовый орган соединен с фильтрами токов нулевой последовательности фазных проводов обмоток высшего, среднего и низптеro напряжений и выходы указанных органов через схему «И» подключены к элементу «Запрет». Управляющий вход элемента «Запрет» через элемент времени связан с органом контроля исправности токовых цепей, подключенным к нулевым проводам, соединяющим трансформаторы тока с дифференциальным токовым органом и первым токовым органом, и к проводу, соединяющему трансформатор тока, установленный в нейтрали автотрансформатора, со вторым токовым органом, а выход элемента «Запрет» соединен с исполнительным органом.

На чертеже дана принципиальная схема

1б описываемого устройства.

Устройство содержит трансформаторы 1 — 5 тока, орган сравнения токов в виде дифференциального токового органа 6, токовые органы 7 и 8, орган 9 контроля исправности токо20 вых цепей, схему «И» 10, элемент «Запрет» 11, элемент 12 времени, исполнительный орган 13 и автотрансформатор 14.

Дифференциальный токовый орган 6 имеет торможение от циркулирующих токов плеч

25 для отстройки от периодического тока небаланса при внешних коротких замыканиях на землю и подключен к фильтрам токов нулевой последовательности, которые собраны на трансформаторах 1, установленных со сторо477498

3 ны высшего напряжения автотрансформатора

14, к трансформаторам 2 со стороны среднего напряжения и трансформаторам 4, первичными обмотками которых служат однополярные фазные выводы обмоток «треугольника>..

Токовый орган 7 включен в фазный и нулевой провода трансформатора 6 тока, а токовый орган 8 подключен к трансформатору 3 тока, установленному в нейтрали автотрансформатора 14.

Орган 9 контроля исправности токовых цепей подключен к нулевым проводам, соединяющим трансформаторы 1,2,4 и 5 с дифференциальным токовым органом 6 и токовым органом 7, и к проводу, соединяющему трансформатор 3 с токовым органом 8.

Дифференциальный токовый орган 6 и токовые органы 7 и 8 подключены через схему

«И» 10 и элемент «Запрет» 11 к исполнительному органу 13, включенному на выходные промежуточные реле защит автотрансформатотора. К управляющему входу элемента 11 через элемент 12 времени подсоединен орган 9 контроля исправности токовых цепей.

Токовые органы 7 и 8 имеют торможение, пропорциональное разности абсолютных значений амплитуд полуволн тока за период илп второй гармонике. Принятые методы торможения токовых органов не зависят от насыщения трансформаторов тока апериодической составляющей, вызывающей искажение формы кривой вторичного тока по сравнению с кривой броска намагничивающего тока в первичной цепи. Это обеспечивает наибольшую чувствительность токовых органов.

Токовый орган 7 отличается от токового органа 8 тем, что для отстройки от внешних мсждуфазных коротких замыканий без земли он имеет дополнительное торможение фазным током «треугольника» автотрансформатора 14.

Дифференциальный токовый орган 6 предназначен для определения места повре>кдения при коротких замыканиях на землю и витковых замыканиях в автотрансформаторе.

Орган 9 контроля исправности токовых цепей предотвращает ложную работу защиты при неисправности токовых цепей, соединяющих трансформаторы тока с токовыми органами и дифференциальным токовым органом.

В нормальном рабочем режиме фазные токи автотрансформатора не содержат составляющей нулевой последовательности.

При внешних трехфазных и двухфазных коротких замыканиях без земли токовый орган

7 тормозится и защита не срабатывает.

При внешних коротких замыканиях на землю отстройка защиты от периодического тока небаланса обеспечивается при помои,и торможения дифференциального токового органа 6 циркулирующими токами плеч защиты.

Устройство защиты отстроено от всех видов бросков намагничивающего тока автотрансформатора.

При неполнофазных (однофазных и двухфазных) включениях токи в «треугольнике;

I0

4 автотрансформатора до момента включения остальных фаз имеют незначительную величину, не являющуюся расчетной для выбора уставки токового органа 7.

При одновременном включении трех фаз автотрансформатора ток в нейтрали также имеет незначительную величину, которая не является расчетной для выбора уставки токового органа 8.

При неполнофазном включении и довключении остальных фаз токи, протекающие в

«треугольнике» и нейтрали автотрансформатора, имеют несинусоидальную форму и содержат апериодическую составляющую и вторую гармонику. При этом в «треугольнике» протекает трансформированный бросок намагничивающего тока, имеющий меньшую величину по сравнению с броском намагничивающего тока со стороны «звезды» и по сравнению с режимом одновременного включения трех фаз автотрансформатора. В нейтрали протекает смещенный ток с незначительной пульсацией, имеющий первую гармонику меньшей величины по сравнению с режимами неполнофазных (однофазных и двухфазных) включений. Этот режим является расчетным для выбора уставок токовых органов.

Таким образом, применение двух токовых органов позволяет не учитывать броски намагничивающего тока в некоторых режимах включения автотрансформатора, что приводит к повышению чувствительности защиты к витковым замыканиям.

При витковых замыканиях в любой обмотке автотрансформатора токи нулевой последовательности, протекающие в обмотках высшего, среднего и низшего напряжений, имеют такую ориентацию, что срабатывает дифференциальный токовый орган. При этом срабатывают также токовые органы, Одновременное наличие всех сигналов на входе схемы «И» вызывает появление сигнала на ее выходе. Схема «И» подключена через элемент «Запрет» к исполнительному органу.

На управляющий вход элемента «Запрет» через элемент времени подключен орган контроля исправности токовых цепей. При неисправности токовых цепей орган контроля с выдержкой времени выводит защиту из действия и сигнализирует о появлении повреждения.

Предмет изобретения

Устройство для защиты от витковых замыканий в автотрансформаторе со схемой соединения обмоток низшего напряжения в «треугольник», содержащее трансформаторы тока, собранные в фильтры токов нулевой последовательности, токовые органы, имеющие торможение от бросков намагничивающего тока, дифференциальный токовый орган с торможением от циркулирующих токов всех плеч, орган контроля исправности токовых цепей, логические схемы «И» и «Запрет», эле477498 указанных органов через схему «И» подключены к элементу «Запрет», причем его управляющий вход через элемент времени связан с органом контроля исправности токовых цепей, подключенным к нулевым проводам, соединяющим трансформаторы тока с дифференциальным токовым органом и первым токовым органом, и к проводу, соединяющему трансформатор тока, установленный в нейтрали автотрансформатора, со вторым токовым органом, а выход элемента «Запрет» соединен с исполнительным органом.

На сигнап

Составитель Л. Корнеева

Редактор А. Пейсоченко Текред 3. Тараненко

Корректоры: Л. Котова и Н. Аук

Заказ 2480/4 Изд. М 1623

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

Москва, Ж-35, Раушская

Типография, пр. Сапунова, 2 мент времени и исполнительный орган, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности, первый токовый орган включен в нулевой и фазный провода трансформаторов тока со стороны фазных проводов обмоток низшего напряжения, второй токовый орган подключен к трансформатору тока, установленному в нейтрали автотрансформатора, а дифференциальный токовый орган соединен с фильтрами токов нулевой последовательности фазных проводов обмоток высшего, среднего и низшего напряжений и выходы

Тираж 782 Подписное

Совета Министров СССР открытий наб., д. 4/5