СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ И НАСТРОЙКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ Российский патент 2008 года по МПК H02H7/04 

Изобретение относится к релейной защите и автоматике электрооборудования и может быть использовано для построения качественной - селективной, чувствительной и быстродействующей - релейной защиты трансформаторов и автотрансформаторов.

Известен способ построения и настройки дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов обмоток каждой фазы. [1. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.3. Производство, передача и распределение электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г.Герасимова и др. (гл. ред. А.И.Попов). - 8-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 964 с.], состоящий в том, что датчики токов фаз одноименными входными выводами относительно начал силовых обмоток или соединений этих начал с концами обмоток других фаз последовательно включают во внешние цепи, отходящие от указанных начал или их соединений, также одноименные выходы датчиков или их соединений через выравнивающие вторичные токи элементы и тормозные устройства пофазно соединяют и к месту соединений подключают релейные измерительные органы, уставки которых отстраивают от броска тока намагничивания и небаланса токов внешних коротких замыканий.

В части релейных измерительных органов способ реализуется в виде двух каналов обычного грубого с уставкой, существенно превышающей номинальный ток, и чувствительного с уставкой, меньшей номинального тока в три-четыре раза. Чувствительность достигнута благодаря торможению при больших токах в плечах защиты и блокированию действия чувствительного канала в течение времени протекания бросков тока намагничивания, а также небалансов при сквозных коротких замыканиях (КЗ), т.е. за счет соответственно загрубления при больших токах и снижения быстродействия чувствительного канала.

Последнее обусловлено операцией различения длительности бестоковых (точнее малотоковых) пауз в бросках тока намагничивания и токов небаланса при внешнем КЗ по сравнению с синусоидальными токами при внутреннем КЗ. В ряде случаев для блокирования используются четные гармоники, содержащиеся в составе однополярных бросков тока намагничивания и токов небаланса в первые моменты переходных процессов при внешних (сквозных) КЗ. Избирательная отстройка от небалансов сквозных токов КЗ в установившийся период, также вынужденных синусоидальных составляющих электромагнитного переходного процесса КЗ и тока намагничивания осуществляется с помощью торможения от больших величин суммарного (дифференциального) тока всех плеч дифференциальной защиты (рассчитывается коэффициент торможения). Торможение обусловливает автоматическое загрубление чувствительного канала при токах плеч, превышающих заданную величину тока начала торможения. При малых токах как внешних, так и внутренних КЗ торможение отсутствует. Поэтому при малых токах внутреннего повреждения чувствительность чувствительного канала не уменьшается за счет предусмотренного торможения.

Таким образом, благодаря предусмотренным мерам торможения, блокирования действия защиты за счет различия формы бросков тока намагничивания, токов небаланса при внешних КЗ и токов внутренних КЗ посредством контроля бестоковых или малотоковых пауз, четных гармоник требуемая чувствительность токового канала оказывается достигнутой. Это оказывается достаточным для восприятия чувствительным каналом витковых замыканий в обмотках.

Однако высокая чувствительность путем различения малотоковых импульсов и пауз, контроля четных гармоник оказалась достигнутой за счет снижения быстродействия дифференциального принципа. Такое достижение противоречит требованиям, предъявляемым к дифференциальной токовой защите. Поэтому наряду с чувствительным каналом предусмотрен также и грубый канал (дифференциальная отсечка) без каких-либо мер по повышению чувствительности. Ток срабатывания при этом, отстроенный как от максимального тока небаланса при внешнем КЗ, так и броска тока намагничивания, получается весьма большой. Канал дифференциальной отсечки срабатывает только при больших токах внутреннего КЗ, но без каких-либо замедлений.

Считается, что сочетание чувствительного медленнодействующего и грубого быстродействующего каналов в основном разрешает все проблемы функционирования дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Однако отчетная статистика по работе разных видов применяемой в отечественных энергосистемах средств релейной защиты и автоматики свидетельствует о наибольшем числе неправильных действий дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов, в том числе самых разрушительных отказов срабатывания. Анализ показывает, что результаты статистики вполне закономерны, т.к. выбранные критерии отстройки чувствительного канала путем различения малотоковых импульсов и пауз, четных гармоник в полезных сигналах при внутреннем КЗ и помехах при внешних КЗ и бросках тока намагничивания не являются стабильными, а параметры их зависят от многих факторов и фактически являются случайными. Это обстоятельство является неустранимым недостатком обсуждаемого способа построения чувствительного канала дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов и несмотря на наличие грубого канала, у которого данного недостатка нет, названный недостаток чувствительного канала практически никак не компенсируется, т.к. подавляющая часть повреждений трансформаторов и автотрансформаторов фиксируется и устраняется чувствительным каналом. Грубый же канал (дифференциальная отсечка) устраняет только самые тяжелые повреждения, вероятность которых ничтожна.

Таким образом, повсеместно применяемый способ построения дифференциальной защиты трансформаторов и автотрансформаторов по [1] имеет принципиально неустранимый порок, т.к. при его реализации в области действия оставляют грубую помеху - броски тока намагничивания - и пытаются эту помеху устранить путем использования в качестве критерия случайные факторы-признаки: бестоковые или малотоковые паузы, четные (вторую) гармоники допущенной помехи (тока намагничивания) и полезного сигнала (дифференциального тока) при КЗ внутри области действия. Помимо нерегулярности отстройки от помех этот способ увеличивает время действия защиты, что для дифференциальной защиты эквивалентно радикальному снижению ее качеств и потребительских требований к ней.

Известен также способ построения и настройки дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов для каждой электрически связанной обмотки каждой фазы, например [2. Басе Э.И., Дорогунцов В.Г. Релейная защита электроэнергетических систем / Под ред. А.Ф.Дьякова. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 296 с.], выбранный в качестве прототипа. Способ состоит в том, что датчики токов каждой фазы одноименными выводами относительно начала, промежуточных выводов и конца каждой силовой обмотки последовательно включают в цепи указанных начала, промежуточных выводов и конца силовой обмотки, одноименные выходы этих датчиков соединяют и к месту соединений подключают релейный измерительный орган, уставку которого отстраивают от небалансов токов как внешних коротких замыканий, так и бросков токов намагничивания.

Применение данного способа позволяет осуществить качественное (с высоким быстродействием и существенно более высокой чувствительностью по сравнению с аналогичной быстродействующей дифференциальной отсечкой по способу [1]) построение индивидуальной дифференциальной защиты каждой из обмоток трансформаторов и автотрансформаторов от всех видов повреждений, кроме витковых замыканий. Последние можно фиксировать и отключать известным путем построения общей дифференциальной защиты трансформаторов и автотрансформаторов по способу [1] с помощью применения операции торможения, также операций использования нечетких критериев (различие бестоковых или малотоковых пауз и четных гармоник тока намагничивания и полезного сигнала при повреждении в виде витковых замыканий в обмотках). Сниженное быстродействие такого канала при относительно редкостных и небольших токах витковых замыканий практически не изменяет требуемого свойства быстродействия индивидуальных дифференциальных защит обмоток трансформаторов и автотрансформаторов, осуществляющих отключение всевозможных коротких замыканий, составляющих основной удельный вес повреждений. Такое многоканальное решение позволит защите трансформаторов и автотрансформаторов выполнять данную функцию достаточно качественно.

Чувствительность индивидуальных дифференциальных защит обмоток трансформаторов и автотрансформаторов существенно больше чувствительности канала дифференциальной отсечки по способу [1], т.к. величины уставок не обременены необходимостью отстройки от бросков тока намагничивания, а только от его небаланса. Применение однотипных, а не разнотипных датчиков токов, как это необходимо делать в дифференциальной защите трансформаторов и автотрансформаторов по способу [1], позволяет дополнительно (до 2-х крат) увеличить расчетную чувствительность индивидуальных дифференциальных защит. Тем не менее, для повышения чувствительности индивидуальных дифференциальных защит, которая всегда необходима при использовании дифференциального принципа с целью сокращения неизбежных мертвых зон защищаемых объектов дифференциальными защитами, целесообразны дальнейшие мероприятия, например торможение при больших токах, обычно используемая при построении основного чувствительного канала дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов по способу [1].

Задачей предлагаемого способа является совместное обеспечение высокой чувствительности и быстродействия дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов от внутренних повреждений, приводящих к разрушению оборудования и режима работы энергосистемы.

Задача решена за счет того, что в прелагаемом способе построения и настройки дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов, также как в прототипе, однотипные датчики токов каждой фазы одноименными входными выводами последовательно включают в цепи начала, промежуточных выводов и конца каждой силовой обмотки, одноименные выходы этих датчиков соединяют и к месту соединений подключают релейные измерительные органы, уставки отстраивают от небалансов токов при внешних коротких замыканиях, асинхронных режимах и бросках тока намагничивания.

Согласно изобретению выходной сигнал датчика тока конца каждой силовой обмотки используют для торможения токов небаланса при внешних коротких замыканиях, асинхронных режимах, бросках тока намагничивания, полезного синусоидального сигнала при внутреннем повреждении, одноименные выходы датчиков тока в цепях начала и промежуточных выводов каждой силовой обмотки непосредственно, а в цепи конца этой обмотки через устройства торможения соединяют и к месту соединения подключают чувствительные релейные измерительные органы с уставкой, отстроенной от небаланса токов в рабочих режимах, и коэффициентом торможения, отстроенным от небаланса сквозных токов при внешних коротких замыканиях, асинхронных режимах и бросках тока намагничивания, также в одноименные выходы датчиков тока начал всех силовых обмоток каждой фазы включают одноименными входными выводами дополнительные однотипные датчики тока, выходные сигналы которых выравнивают и используют для торможения токов небаланса при внешних коротких замыканиях и асинхронных режимах, полезного синусоидального сигнала при внутреннем повреждении, а одноименные выходы дополнительных датчиков через устройства выравнивания вторичных токов плеч и торможения соединяют и к месту соединений подключают чувствительный релейный измерительный орган, посредством которого различают броски токов намагничивания, токи небаланса при внешних коротких замыканиях, синусоидальные токи при внутренних коротких замыканиях, уставку указанного измерительного органа до начала торможения отстраивают от небаланса токов в рабочих режимах, а коэффициент торможения - от небаланса сквозных токов при внешних коротких замыканиях и асинхронных режимах.

Эффект изобретения - повышение чувствительности и быстродействия дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов - достигнуты благодаря использованию токов конца каждой силовой обмотки для торможения токов небаланса индивидуальных токовых дифференциальных защит названных обмоток при протекании больших сквозных токов. Такая мера в целом повышает чувствительность индивидуальных токовых дифференциальных защит и оставляет естественное высокое быстродействие дифференциального принципа при малых токах, а при больших токах, по крайней мере, быстродействие не уменьшается. Более точно, торможение стабилизирует чувствительность и быстродействие на том высоком уровне, который имеет место при малых токах в индивидуальных токовых дифференциальных защитах обмоток трансформаторов и автотрансформаторов.

Что касается построения и настройки канала общей токовой дифференциальной защиты трансформаторов и автотрансформаторов, предназначенного для реагирования на витковые замыкания, то чувствительность и быстродействие данной защиты увеличатся по сравнению с чувствительным каналом дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов по способу [1]. Действительно, в отличие от способа [1] в предлагаемом способе для построения канала общей токовой дифференциальной защиты трансформаторов и автотрансформаторов от витковых замыканий могут использоваться однотипные датчики тока, что позволяет увеличить чувствительность в 2 раза.

На чертеже представлена электрическая схема реализации дифференциальной токовой защиты автотрансформатора по предлагаемому способу. На схеме показаны электрически соединенные в звезду обмотки 1 высшего и среднего напряжений и третичные обмотки 2, соединенные в треугольник. Также выделены тонкими сплошными линиями комплексы силовых обмоток автотрансформатора и их дифференциальных токовых защит соответственно: 3 для фазы А, 4 для фазы В, 5 для фазы С. Начала обмоток высшего напряжения, соединенных своими концами в звезду, обозначены теми же литерами, что и фазы, т.е. А, В и С, а концы, соединенные вместе, соответственно X, Y и Z, промежуточные ответвления от этих обмоток, образующие выводы среднего напряжения, обозначены соответственно: А_п, В_п и С_п. Начала обмоток низшего напряжения, соединенных в треугольник, обозначены теми же буквами, что и фазы, но строчными, т.е. a, b и с, а концы - соответственно строчными буквами х, y и z. Подробно развернуты схемы защит автотрансформатора для фазы А: индивидуальные дифференциальные защиты: для обмотки, входящей в состав звезды и характеризующейся началом А, промежуточным выводом Ап и концом X, для обмотки, входящей в состав треугольника и определяемой началом а и концом х. Для фаз В и С указаны только датчики тока, включенные в цепи начал, промежуточных выводов и концов обмоток, соединенных соответственно в звезду и треугольник В текстовых обозначениях элементов (блоков) дифференциальных защит использованы указанные буквенные символы начал, промежуточных выводов и концов обмоток фаз, причем для компонентов защит, связанных с обмотками низшего напряжения, используются обозначения фаз в виде строчных букв. Цифровые обозначения блоков дифференциальных защит для каждой из фаз одинаковы, т.к. выполняют одинаковые функции, а различаются только в буквенных обозначениях фаз. Поэтому последовательно и одноименно включенные своими входными выводами в цепи начал, промежуточных выводов и концов защищаемых обмоток 1 и 2 автотрансформатора датчики тока индивидуальных дифференциальных защит имеют обозначения: для обмоток высшего и среднего напряжений: фаза А: 6 (ДТА), 7 (ДТАп), 8 (ДТХ), фаза В: 6 (ДТВ), 7 (ДТВп), 8 (ДТY), фаза С: 6 (ДТС), 7 (ДТСп), 8 (ДТZ); для обмоток низшего напряжения: фаза а: 9 (ДТа), 10 (ДТх), фаза b: 9 (ДТb), 10 (ДТу), фаза с: 9 (ДТс), 10 (ДТz). Индивидуальные дифференциальные защиты 11 обмотки высшего и среднего напряжений 12 и обмотки низшего напряжения фазы А помимо названных датчиков тока содержат также соответственно измерительные органы 13 (ИОА) и 14 (ИОа), включенные в дифференциальные цепи индивидуальных дифференциальных защит обмоток автотрансформатора. Дифференциальные цепи последних с измерительными органами 13 (ИОА) и 14 (ИОа) включены между соединениями одноименных выходов указанных датчиков соответственно через дополнительные датчики тока 15 (ДТАд), 16 (ДТАпд) и тормозное устройство 17 (УТХ) обмотки высшего и среднего напряжений и через дополнительный датчик тока 18 (ДТад) и тормозное устройство 19 (УТх) обмотки низшего напряжения. Общая дифференциальная защита 20 обмоток фазы А автотрансформатора помимо последовательно включенных дополнительных датчиков тока 15 (ДТАд), 16 (ДТАпд) и 18 (ДТад) в плечи индивидуальных дифференциальных защит обмотки высшего и среднего напряжений и обмотки низшего напряжения, отходящих от датчиков тока соответственно начала, промежуточного вывода обмотки высшего и среднего напряжения автотрансформатора и начала обмотки низшего напряжения, содержит релейный измерительный орган 21 (ИОА), включенный в дифференциальную цепь между соединениями одноименных выходов дополнительных датчиков через выравнивающие по величине выходные токи этих датчиков средства 22 (УВА), 23 (УВАп), 24 (УВа) и тормозные устройства 25 (УТА), 26 (УТАп), 27 (УТа).

Одноименные выходы датчиков тока каждой из двух индивидуальных 6 и 7 и общей 20 дифференциальных защит непосредственно или через устройства, включенные в плечи защит, соединены, образуя двухпроводные линии (цепи) циркуляции вторичных токов, между проводами которых подключаются измерительные органы. Так, первые выходы датчиков 6 (ДТА), 7 (ДТАп) и 8 (ДТХ) соответственно через дополнительные датчики 15 (ДТАд), 16 (ДТАпд) и тормозное устройство 17 (УТХ) соединены. Вторые выходы этих датчиков 6 (ДТА), 7 (ДТАп) непосредственно, а датчика 8 (ДТХ) через тормозное устройство 17 (УТХ) также соединены. Аналогично первые выходы датчиков 9 (ДТа) и 10 (ДТх) соответственно через дополнительный датчик тока 18 (ДТад) и тормозное устройство 19 (УТх) соединены. Вторые выходы датчика 9 (ДТа) непосредственно, а датчика 10 (ДТх) через тормозное устройство 19 (УТх) также соединены. Первые и вторые выходы дополнительных датчиков 15 (ДТАд), 16 (ДТАпд) и 18 (ДТад), соответственно через выравнивающие и тормозные устройства 22 (УВА) и 25 (УТА), 23 (УВАп) и 26 (УТАп), 24 (УВа) и 27 (УТа) соединены. Между названными соединениями подключены соответственно измерительные органы 13 (ИОА) индивидуальной дифференциальной защиты обмотки высшего и среднего напряжений фазы А автотрансформатора, 14 (НОа) индивидуальной дифференциальной защиты обмотки низшего напряжения фазы А автотрансформатора и 21 (ИОТ) общей дифференциальной защиты фазы А автотрансформатора.

Работа представленного примера устройства, реализующего предложенный способ построения и настройки дифференциальной токовой релейной защиты автотрансформатора, происходит следующим образом. В рабочих режимах, при асинхронных режимах, при внешних КЗ (за пределами расположения датчиков тока внешних выводов) на сторонах высшего, среднего и низшего напряжений, при бросках тока намагничивания в случаях включения защищаемого автотрансформатора на холостой ход в индивидуальных дифференциальных токовых защитах обмоток высшего и среднего напряжений 6 и обмотки низшего напряжения 7, например, фазы А в плечах защиты протекает сквозной ток. Благодаря этому в измерительных органах 13 (ИОА) и 14 (ИОа), включенных в дифференциальные цепи этих защит, протекают только небольшие небалансы, обусловленные погрешностями однотипных датчиков тока. Поэтому уставки индивидуальных дифференциальных токовых защитах обмоток высшего и среднего напряжений 6 и обмотки низшего напряжения 7, отстроенные от такого тока небаланса, будут небольшие. В случае больших сквозных токов небалансы возрастут. Тогда можно использовать процентное торможение от токов плеч внутренних выводов каждой из обмоток автотрансформатора. Аналогично в рабочих режимах, при асинхронных режимах, при внешних КЗ (за пределами расположения датчиков тока внешних выводов) на сторонах высшего, среднего и низшего напряжений, в общей дифференциальной токовой защите 20 автотрансформатора, например, фазы А в плечах защиты протекает сквозной ток, который создает небаланс в измерительном органе 21 (ИОТ), включенный в дифференциальную цепь общей дифференциальной токовой защиты 20. Небаланс в измерительном органе последней при сквозных токах в предлагаемом изобретении будет существенно меньше, чем в применяемой дифференциальной защите по способу [1], т.к. дополнительные датчики тока 15 (ДТАд), 16 (ДТАпд), 18 (ДТад) общей дифференциальной токовой защиты 20, включенные в плечи индивидуальных дифференциальных защит 6 и 7, являются однотипными по сравнению с разнотипными датчиками тока, которыми оборудуется применяемая дифференциальная защиты автотрансформатора. Однако неконтролируемая мощная помеха - бросок тока намагничивания при включении на холостой ход защищаемого автотрансформатора - в составе предлагаемой общей дифференциальной токовой защиты 20 будет практически такой же, как и в применяемой дифференциальной защите автотрансформатора. Поэтому отстройка от броска тока намагничивания защищаемого автотрансформатора приведет к сильному загрублению общей дифференциальной защиты 20. В результате последняя может оказаться нечувствительной к витковым замыканиям в обмотках автотрансформатора, ради которых она применена. Поэтому в составе предлагаемой общей дифференциальной защиты 20 применены все мероприятия, свойственные чувствительному каналу применяемой дифференциальной защиты: выравнивание токов плеч защиты (устройства 22 (УВА), 23 (УВАп), 24 (УВа), торможение от токов этих плеч (устройства 25 (УТА), 26 (УТАп), 27 (УТа), также в составе измерительного органа 21 (ИОТ) использованы средства различения формы бросков тока намагничивания, токов небаланса при сквозных токах КЗ, синусоидальных дифференциальных токов при внутреннем КЗ в области действия дифференциальной защиты 20. Благодаря этим мероприятиям, а также однотипности дополнительных датчиков тока 15 (ДТАд), 16 (ДТАпд) и 18 (ДТад) чувствительность канала предлагаемой общей дифференциальной токовой защиты 20 доведена до более высокого уровня по сравнению с чувствительностью чувствительного канала применяемой дифференциальной защиты по способу [1].

При внутреннем КЗ (на выводах автотрансформатора, в его обмотках) по измерительным органам 13 (ИОА) или 14 (ИОа) одной из индивидуальных дифференциальных защит 6 или 7 и измерительному органу 21 (ИОТ) общей дифференциальной токовой защиты 20 протечет суммарный ток всех плеч соответственно каждой защиты и при достаточной чувствительности сработают релейные измерительные органы одной из индивидуальных дифференциальных защит 6 или 7 и общей дифференциальной токовой защиты 20. Срабатывание индивидуальных защит 6 или 7 будет мгновенным, а общей защиты 20 с замедлением, обусловленным временем распознавания различия форм броска тока намагничивания защищаемого автотрансформатора от тока внутреннего КЗ в измерительном органе 21 (ИОТ). Однако срабатывание общей дифференциальной токовой защиты 20 является необязательным. Отключение поврежденного автотрансформатора осуществится без замедления благодаря срабатыванию индивидуальных дифференциальных защит 6 или 7. При витковых замыканиях в обмотках фазы А защищаемого автотрансформатора индивидуальные дифференциальные защиты 6 и 7 не сработают по принципу действия. Общая дифференциальная токовая защита 20 благодаря примененному комплексу мероприятий повышения чувствительности и принципа построения и функционирования данного канала на токи витковых замыканий реагирует, т.к. последние нарушают достигнутую при сквозных токах сбалансированность токов плеч в дифференциальной цепи этой защиты, где размещен измерительный орган 21 (ИОТ), и последний срабатывает при превышении его уставки. При этом следует отметить, что чувствительность общей дифференциальной защиты по предложенному способу благодаря использованию однотипных датчиков тока будет существенно (до двух раз) выше чувствительности чувствительного канала дифференциальной защиты трансформаторов и автотрансформаторов, построенной по известному способу [1]. Данное свойство обусловливает фиксацию более малых по величине токов витковых замыканий. Следует отметить, что общая дифференциальная защита по предложенному способу реагирует кроме указанных витковых замыканий также на все виды коротких замыканий как и чувствительный канал дифференциальной защиты по способу [1], т.е. фактически выполняет функцию резервной дифференциальной защиты трансформаторов (автотрансформаторов).

Таким образом, в дифференциальной защите трансформаторов и автотрансформаторов, построенной по предлагаемому способу, достигнута высокая чувствительность к разрушительным коротким замыканиям при естественно высоком быстродействии дифференциального принципа, реализованном в индивидуальных дифференциальных токовых защитах обмоток. Принципиальное быстродействие последних не ограничено, как это имеет место в существующих дифференциальных защитах мероприятиями по повышению чувствительности и отстройке от большой и случайной помехи - бросков тока намагничивания защищаемых трансформаторов и автотрансформаторов, т.к. в предлагаемом изобретении броски тока намагничивания выведены из статуса помехи в статус сквозного тока. Мероприятия, ограничивающие быстродействие, в предлагаемом способе построения индивидуальных дифференциальных токовых защитах обмоток исключены. Благодаря этому достигается высокий технический, а через него и экономический эффект данных защит. Однако принципиальный недостаток индивидуальных дифференциальных токовых защит обмоток, состоящий в нереагировании на витковые замыкания в предлагаемом способе построения и настройки, также устранен путем добавления общей дифференциальной токовой защиты. Построение и настройка последней по предлагаемому способу благодаря возможности использования однотипных датчиков тока, а также применению комплекса известных мероприятий: выравниванию токов плеч дифференциальной защиты, торможению от токов этих плеч, выявлению признаков тока намагничивания как помехи обеспечивает существенно более чувствительное реагирование на витковые замыкания по сравнению с защитой по известному способу [1]. Поскольку обсуждаемая общая дифференциальная токовая защита реагирует на все виды повреждений, использование ее, предопределяемое предлагаемым способом, обеспечивает дополнительную функцию резервирования индивидуальных дифференциальных токовых защит обмоток. При этом является более чувствительной по сравнению с дифференциальной защитой трансформаторов и автотрансформаторов, построенной по способу [1].

Предложенный способ построения может быть беспрепятственно применен для всех однофазных трансформаторов и автотрансформаторов и построенных из них групп трехфазных и многофазных единиц оборудования путем различных электрических соединений выводов однофазных трансформаторов и автотрансформаторов, также для любых трехфазных и многофазных систем при условии наличия встроенных датчиков тока в цепях начала, промежуточных выводов и конца каждой из обмоток каждой фазы.

Изобретение относится к релейной защите и автоматике электрооборудования. Технический результат заключается в повышении быстродействия и чувствительности дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов при коротких замыканиях в обмотках. Достигается это путем построения индивидуальных дифференциальных токовых защит для каждой электрически связанной двухконцевой или многоконцевой обмотки каждой фазы и модифицированной общей дифференциальной токовой защиты трансформатора (автотрансформатора). Благодаря этому индивидуальные дифференциальные токовые защиты оказываются отстроенными от бросков тока намагничивания дифференциально-схемным путем как от сквозного тока. Это существенно повышает их чувствительность без каких бы то ни было мероприятий, снижающих естественное быстродействие дифференциального принципа, и обеспечивает требуемое быстрое (практически мгновенное) отключение коротких замыканий в обмотках защищаемого трансформатора (автотрансформатора). Повышение чувствительности обусловлено также за счет использования при построении индивидуальных дифференциальных токовых защит однотипных датчиков тока и торможения от токов датчиков тока, включенных в цепи концов обмоток силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Нереагирование индивидуальных дифференциальных токовых защит обмоток на витковые замыкания обусловливает необходимость сохранения используемой повсеместно общей дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов со всеми атрибутами повышения ее чувствительности: выравнивания токов плеч цепей циркуляции, торможения от токов этих плеч, контроля отличительных признаков бросков токов намагничивания и, как следствие, замедления действия защиты. Однако этот недостаток общей дифференциальной токовой защиты в предлагаемом способе неопасен, т.к. данный канал защиты предназначен для редкостных витковых замыканий с заметно меньшей величиной этих токов по сравнению с токами коротких замыканий в обмотках. С целью снижения бросков тока намагничивания и повышения чувствительности построение общей дифференциальной токовой защиты реализовано на однотипных датчиках тока, включенных в рассечку плеч схем циркуляции токов индивидуальных дифференциальных токовых защит. 1 ил.

Способ построения и настройки дифференциальной токовой защиты трансформаторов и автотрансформаторов, состоящий в том, что однотипные датчики токов каждой фазы одноименными входными выводами последовательно включают в цепи начала, промежуточных выводов и конца каждой силовой обмотки, одноименные выходы этих датчиков соединяют и к месту соединений подключают релейные измерительные органы, уставки отстраивают от небалансов токов при внешних коротких замыканиях, асинхронных режимах и бросках тока намагничивания, отличающийся тем, что выходной сигнал датчика тока конца каждой силовой обмотки используют для торможения токов небаланса при внешних коротких замыканиях, асинхронных режимах, бросках тока намагничивания, полезного синусоидального сигнала при внутреннем повреждении, одноименные выходы датчиков тока в цепях начала и промежуточных выводов каждой силовой обмотки непосредственно, а в цепи конца через устройства торможения соединяют и к месту соединения подключают чувствительные релейные измерительные органы с уставкой, отстроенной от небаланса токов в рабочих режимах, и коэффициентом торможения, отстроенным от небаланса сквозных токов при внешних коротких замыканиях, асинхронных режимах и бросках тока намагничивания, в одноименные выходы датчиков тока начал всех силовых обмоток каждой фазы включают одноименными входными выводами дополнительные однотипные датчики тока, выходные сигналы которых выравнивают и используют для торможения токов небаланса при внешних коротких замыканиях, асинхронных режимах, полезного синусоидального сигнала при внутреннем повреждении, а одноименные выходы дополнительных датчиков через устройства выравнивания вторичных токов плеч и торможения соединяют и к месту соединений подключают чувствительный релейный измерительный орган, посредством которого различают броски токов намагничивания, токи небаланса при внешних коротких замыканиях, синусоидальные токи при внутренних коротких замыканиях, при этом уставку указанного измерительного органа до начала торможения отстраивают от небаланса токов в рабочих режимах, а коэффициент торможения - от небаланса сквозных токов при внешних коротких замыканиях и асинхронных режимах.