Устройство для выявления режима включения трансформатора или короткого замыкания в первичной цепи по второй гармонике тока

 

ОПИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 5 34823 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.04,75 (21) 2129956/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.11.76.Бюллетень ¹ 41 (46) Дата опубликования описания 31.03.77 (51) М. Кл.

Н 02 Н 1/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (5З) ДК6»»692 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. В. Бердэв и M. М. Середин

Южнэе отделение Ордена Октябрьскэй Ревэлюции всесэюзнэгэ гэсударственнэгэ прэектнэ-изыскательскэгэ и научнэ-исследэвательскэгэ института энергетических систем и электрических сетей "Энергэсетьпрэект" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ РЕЖИМА ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

ИЛИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ПЕРВИЧНОЙ ЦЕПИ ПО ВТОРОЙ

ГАРМОНИКЕ ТОКА

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, а именно к элементам устройств релейной зашиты, у которых распознавание режимов основано на измерении содержания второй гармоники в токах, протекающих в целях защищаемых элементов энергосистем.

В известных устройствах для выделения второй гармоники из кривой анализируемого тока, с целью отстойки от токов вклю- щ чения трансформатора, используются частотные индуктивно-емкостные фильтры, настроенные на частоту второй гармоники.

Йпя увеличения достоверности анализа содержания в кривой тока второй гармоники у фильтр второй гармоники дополняется элементами, выделяющими информацию о содержании первой и высших гармоник,. например значение выпрямленно о анализируемого тока

Недостаток такого устройства заключается 20 в том, что сравнение значения выпрямленного тока и его второй гармоники не обеспечивает необходимой удовлетворительной компенсации второй гармоники намагничивающего тока трачсформатора, Это приводит к 25 искажению информации о содержании второй гармоники в его первичном токе, Время,е течение которого вторая гармоника в намагничивающем —.оке трансформатора тока больше заданного уровня, определяет время загягивания при срабатывании реле зашиты.

Затягивание (задержка) в срабатывании при коротком замыкании B зоне действия защиты может составлять время, приблизительно равное (1,4-2,6) Т,, где Т, постоянная времени затухания апериэдической слагающей первичного тока коротко=о замыкания.

Пель изобретения — обеспечение наиболее гочного определения содержания второй .-армоники в первичном токе трансформатора тока при часыщенном сердечнике по форме его вторичного тока при токах короткого замыкания и токах включения трансформатора.

Это достигается тем, что две последовательные 4 С цепочки, настроеннът на резонанс второй гармоники, подсоединяются через регулируемые активные сопротивления и разнополярно включенные диоды

З ЗМ2З ко вторичной обмотке промежуточного трансформатора тока, первичная обмотка которого обтекается анализируемым током. На емкостях последовательных С-цепочек выделяется напряжение, завися|нее от содержания второй гармоники в положительной и отрицательной полуволнах анализируемого тока. Указанные емкости подсоединяются ко входам выпрямительных мостов, к выходам которых подключены паралпепьные 10 сглаживающие КС -цепэчки, причем этрицательные полюсы мостов объединены, а между положительными включено выходное омическое сопротивление. На этом сопротивлении фор аируется разница сигналов, соответству- )5 ющих содержанию второй гармоники в положительной и отрицательной полуволнах вторичного тока трансформатора.

Таким образом, отличительной особенностью предлагаемого устройства чвляется то, что для достижения доставленной цели используется не один, а два фильтра второй гармоники, к которым подводятся попуволнь анализируемого тока.

Ж

На фиг, 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — графики зависимости относительной разности напряжений на выходе предгагаемого устройства. s режимах при протекании по первичной обмотке транс-, форматора апериодического тока включения

30 и синусоидапьного тока с апериодической слагающей U в б — V от относивых.бит- вых.к.3.

ЭЫХ.К.3 тельной разности содержания второй гармошлки во вторичном токе трансформатора тока в указанных режимах

0 -0 (2) d í ò (2 ) К 3

U (Z) К3 при различной погрешности защитного трансформатора тока

Предлагаемое устройства содержит пра- 4

5 межуточный трансформатор тока ITT, первичная обмотка котэрэгэ эбтекается анализируемым тэкэм (g — втэричным тэкэм защитнэгэ трансф рматэра тэка.

К одному из концов вторичной обмотки подсоединены разными полюсами диоды Q и Д,между противоположными полюсами которых и другим концом вторичной обмотки включены регулируемые сопротивления и R .K сопротивлениям R< и Rzrptscoeчинены пэследэвательные li С вЂ” цепочки

L С и L С, настроенные на резонанс второй гармоники, Емкости С и С пэц2 ключены к входам выпрях ительных мостов

B и В,между объединенными отрицатель- р ными полюсами которь.х и положительными полюсами каждого моста включены параллельные к С-цепочки R (. и )

Между положительными полюсами мостов включено сопротивление )(При протекании по первичной обмотке

ПТТ синусоидапьного тока на емкостях С и С появляются напряжения второй гармоники, имеющие одинаковую амплитуду. Поэтому напряжение 0 на сопротивлении вых

R будет равно нулю, что соответствует отсутствию в токе второй гармоники.

При апериодических бросках намагничивающегэ тока напряжения на емкэстях С и С будут неодинаковыми из-за асимметрии тока отпоситепьно сси времени, В результате на сопротивлении R < появляется напряжение, свидетельствующее о наличии второй гармоники в токе, При трансформации апериодическлх бросков намагничивающего тока защитными трансформаторами тэка апериодическая слагающая может поглотить ся, однако попуволны вторичного тока будут иметь неодинаковую форму, и на сопротивлении R < появляется напряжение. При насыщении защитных трннсформаторов тока при наличии в токе короткого замыкания апериодической слагающей, форма попуволн тока также будет неодинаковой и на сопрэтивлении R5 может появиться напряжение.

Для оценки эффективности предлагаемого устройства на фиг. 2 приведены характеристики

-V и -U

ВЫХ.бит ВЫХ.К3 (2) бНТ (2)к3 — У(и )

Ьых ° к3 (z)К3 где V z) phdè О()„-напряжения второй гармоники в трансформированном броске намагничивающего тока и вторичном токе к. з. насыщенного трансформатора тока измеренные за период содержания в первичном токе апериодической слагающей, — погрешность трачсформатора тока.

Дпя сравнения на ф)п, 2 через начало косрдинат и точку с координатами (1,1) проведена прямая, соответствующая равенству относительного превышения второй гармоники во вторичном токе включения трансформатора над ее содержанием в режиме короткого замыкания с апериодической спагающей и аналогичного соотношения дпя выходных напряжений предлагаемого устройства в тех же режимах. Все характеристики идут существенно выше указаннэй прямэй.

При этом относительная разница величин выходного сигнала и рассматриваемых режимах увеличивается с ростом погрешности трансформаторов тока, что является подтверждением достижения поставленной це534823 ли. Даже в некотором диапазоне отрицательных значений величины Ц (z) Днт (z) кЗ (z) к З

-0 вых.унт вых-кь величина

0 ВЫ х. к у имеет положительный знак, При использовании предлагаемого устройства в качестве элемента, например репе дифференциальной зашиты, при торможении его током второй гармоники появляется возможность бопее правипьного определения содержания второй гармоники в первич» ном токе трансформаторов тока при насьпце- р нии его сердечника и искажении формы вторичного тока. В результате будет достигнуто уменьшение затягивания при срабатывании реле в случае короткого замыкания в зоне действия зашиты и насыщении тран- оО сформатора тока апериэдическэй слагающей.

При этом будет обеспечено уменьшение размеров возможного ущерба при авариях.

Формула изобретения

Устройство для выявления режима включения трансформатора или короткого замыкания в первичной цепи по второй гармонике тока, содержащее прэмежутэчный трансформатор тока, во вторичную цепь которого включены две, настроенные на резонанс второй гармоники Ь С-цепи, одна из которых выполнена последовательной, выпрямительные мосты и выходной резистор, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что,с целью повышения точности, вторая 4С- цепь выпэлнена также последовательной, и обе цепи подключены ко вторичной цепи промежуточного трансформатора тока через регулируемые резисторы и разнополярно вкпюченные диоды, а выпрямительные мосты подключены к емкостям указанных 1С-цепей, и на выхэд каждого моста вкпючена параллепьная и С-цепь, отрицательные полюсы мостов объединены, а между положительными полюсами включен выходной резистор.

534823 (г) из

-0,é

1 аГ. 2

Составитель Л. Васькова

Техред М. Левицкая Корректор Н. Ковалева

Редактор В. Фельдман

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5564/248 Тираж 882 Подписное

JÍÈÈÏÈ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1l3O35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S