Устройство для защиты понижающего трансформатора с односторонним питанием Советский патент 1983 года по МПК H02H7/04 

Изобретение отиосится к электротехнике, в частности к релейной защите трансформаторов. Известно устройство для зашиты тран сформатороё от виутреииих повреждевий, содержащее дифференциальные токовые отсечки, измерительные цепи которых выполнены по разностной схеме, а в качестве реагирующих (пороговых) органов применены максимальные токовые реле С1 3. Главный их недостаток, наряду со сло ностью наладки и эксплуатацнн, низкая чувствительность к коротким замыкав ям внутри обмотки трансформатора. Известно также устройство для дрффе реициалыюй токово;б зашиты трансформатора, содержащее промежуточные иасышаюшиеся трансформаторы, nepBtncBHe обмотки которых подключены к травсфор маторам тока высокого и визкого аапрвжеиия, установленным в первичной пвпв защищаем ощ} трансформатора, а вторвчная обмотка каждого промежуточного трансформатора подключена к реле tt KaC2jОднако в Данном устройстве ведоста точная чувствительность к ко роткЕМ замыканиям в трансформаторе в мвнЪмалк шлх режимах, сложность валащси и эко плуатации из-за необходимости соблюдения точности фазировки токовых цепей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для зашиты трансформатора, содержашее прсме жуточные трансформаторы гока, выпрямители, фильтр второй гармонии, порого1вый элемент, логические апемевты НЕ и алименты выдержки времевв СЗ}. Устройство 1меет более высокую ч$ ствительность, оказывающуюся одвако в&достаточвой в векоторых режимах, а также сложвость в валадке и аксплуатацвв отсутствия органа контроля токовых цепей в ввобходв4ости фазировки токовых Цель изобретения - повышение чувстви тельности, надежности работы и упрощение эксплуатешии зашиты. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты понижающего трансформатора с односторонним питанием, содержащее промежуточные транс форматоры тока, первичные ойлотки которых предназначены для подключения к транс рматорам тока, установленным с обеих сторон защищаемого трансформатора вьшрямители, фильтр гармоник, пороговый элемент, логический элемент НЕ, дополнительно введены два пороговых элемента, дифференцирующий элемент, фильтр промышленной частоты, блок аналогового деления двух электрических величин и логический элемент И, причем выход первого промежуточного трансформатора тока, предназначенного для подключения к трансформатору тока, установленному на вводе высокого напряжения трансформгатора, подключен через последовательно соединенные фильтр высших гармоник, первый выпрямитель, первый порогой 1й злемент, логический элемент НЕ к первому входу элемента И, а через последовател1г но соединенные фильтры промышленной частоты, второй выпрямитель, дифференци рующий элемент и второй пороговый элемент к второму входу элемента И, к третьему входу которого подключен основной выход третьего порогового элемента, сигнальный выход которого предназначен для подключения цепи сигнализации неиоправности, регулирующий вход предназначен для подключения к блоку положения анцапф трансформатора, а сравнивающий вход подключен к выходу блока аналогового деления, к первому входу которого подключен выход второго выпрямителя, а к второму входу - выход третьего выпрямителя, подключенного к второму промежуточному трансформатору тока, предназначенному для подключения к трансформатору тока, установленному на вводе низкого напряжения трансформатора, причем выход элемента И предназначен для подключения к отключающей цепи. На чертеже представлена схема прерглагаемого устройства. Схема содержит силовой трансформатор 1, на выводах которого установлены трансформаторы 2 тока, вторичные обмотки которых соединены с входами промежуточных трансфор аторов 3 и 4. Выход промежуточного трансформатора 3 соединен с входами фильтров прсадыщленной частоты 5 и высших гармоник 6, выОД фильтра высших гармоник 6 через оследовательно соединенные первый вы-рямитель 7, первый пороговый элемент , первый элемент НЕ 9 подключен к ервому входу элемента И 10, к второму ходу которого через второй выпрямитель 1, дифференцирующий элемент 12 и втоой пороговый элемент 13 подключен выод фильтра промышленной частоты 5, ыход промежуточного трансформатора 4 через третий выпрямитель 14 подключен второму входу блока 15 аналогового деле11ия двух электрических величин к первому входу которого подключен ныход .второго выпрямителя 11, а выход блока 14 подключен к сравнивающему входу третьего порогового элемента 16, к регулирующему входу которого подключен выход блока положения анцапф траноформатора, прйчем основной вкод элемента И 10, выход которого включен в отключающую цепь, а сигнальный выход элемента 16 включен в цепь сигнализации неисправности устройства зашиты. Устройство работает следующим образом. В режиме нopv aльнoй нагрузки силового трансформатора 1 и при сквозных коротких замыканиях токи в первичной цепи 3, 32 трансфор 4ируются в высоковольтных трансформаторах 2 тока во вторичные токи i и io, а затем через согласующие промежуточные трансформаторы 3 и 4 поступают в схему устройства. Со стороны питания выходной сигнал трансформатора 3 подают на фильтр 5 промышленной частоты и на фильтр 6 , высших гармоник. Фильтры необходимы для отстройки от бросков апериодических слагающих токов. С выхода фильтра 6 высших гармоник запирающего основную частоту тока сигнал через первый выпрямитель 7 подается на первый пороговый элемент 8 и далее через логический элемент НЕ 9 на первый вход логического элемента И 10, обеспечивая блокировку прохождения выходного сигнала через элемент 10 при наличии высших гармсм ник в токе Ц. Сигнал с выхода фильтра промышленной частоты подают через второй выпрямитель 11 на дифференцирующий элемент 12, выявляющий положительный бросок тока по первичной обмотке трансформатора 1. Сигнал с выхода элемента 12 поступает на второй пороговый элет.ент 13, с (Выхода которого разрешающий сигнал поступает на второй вход, логического элег мента И 10. С выхода второго выпрямителя 11 сигнал поступает также на одан из входов блока 15 аналогового деленкя двух электрических величин. На второй вход делительного блока 15 через третий выпрямитель 14 поступает напряжение, пропорциональное току низкой стороны 12 С выхода блока 15 сигнал, пропорциональ ный отношению токов 3 подают на третий пороговый элемент 16, уставка срабатывания которого изменяется в зависимости от сигнала блока 7 анцапфиого переключателя. При выходе сигнала блока 15 за допустимые пределы на сигнальном выходе эпемеуга 16 появл ется сигнал о неисправности блока 15, который вьщают с небольшой временной задержкой. С основного выхода пороговог элемента 16 .1ходе сигнала блока 15 за допустимые пределы на третий вход элемента И 1О при этом также подается сигнал. Однако на выходе элемента 10 отключающего сигнала не будет, так как на второй разрешающий вход сигнал от элементов 12 и 13 не поступит. При сквозном коротком замыкании сигнал от элемента 13 поступит на элемент 1О, но не будет разрешающего сигнала от элемента 16. При коротком замыкании в зоне защиты трансформатора 1 на выходе блока аналогового деления 15 появится сигнал, превосходящий уставку срабатывания трет его порогового элемента 16, который выдает на третий вход элемента И 10 разрешающий сигнал. Одновременно на выходе дифференцирующего элемента 12 также появляется сигнал (из-за бьстрого увеличения токр при возтжновении короткого замыкания, элемента 9 с выхода запрета не будет. Таким образом, на выходе элемента И 10 появляется сигнал отключения. При бросках тока намагничивания содержание высших гармонических становится болыиим, срабатывает первый пороговый элемент 8 и снимает разрешающий сигнал с первого входа элемента И 1О, не позволяя ложное отключение. Выбор уставки защиты производится с учетом погрешности трансформаторов тока при внешнем коротком замыкании и погрешности блока аналогового деления и задается в виде величины параметра ва выходе блока деления, принимаемого за уставку порогового элемента 16. Уставка - величина безразмерная в соответствует коэффициенту трансфор мации. Чувствительность пороговых длв-i ментов 8 и 10 в цепях выявления броо| ка тока основной частоты и второй гар« монической выбираются в зависимости от типа и мощности трансформатора. Выбранные уставки не зависят от режима сети и не требуют расчетов при включении трансформатора и в процессе работы. Приведенная схема защиты соответс вует одной фазе. Для трехфазных траноформаторов устройство выполняется в виде двухСтре) идентичных комплектов. Схема подключения к трансформаторам тока аналогична дифзащите трансформаторов в двух(трех)-релейном исполнении. При соединении трансформаторов тока не требуется выравнивания коэффициента, а также соблюдения полярности при соединении цепей тока высшего и пониженного напряжения. Предлагаемое устройство может найти широкое применение для понижающих силовых трансформаторов потребительских подстанций, не требуя больших затрат на эксплуатацию. Формула изоб1эетения Устройство для защиты понижающего трансформатора с односторонним питанием, содержащее прсмежуточные транс- форматоры тока, первичные обмотки которых предназначены для подключения к трансформаторам тока, установленным с обеих сторон защищаемого трансформат1 ра, выпрямители, фильтр гармоник, пороговый элемент, логический элемент НЕ, отличающееся тем, что, с целые повышения его чувствительности, надежности в работе и упроще дш эксплуатации защиты, дополнительно вве/Кешл два пороговых элемента, дифференцирук щий элемент, фильтр промышленной чаототы, блок аналогового деления двух . электрических величин в логический эл&мент И, причем выход первого промежуточного трансформатора гска, предназначерного для подключения к трансформатору тока, установленвсялуна вводе ЕЫсского напряжения трансформатора, no/vключея через последовательно соедивевные фильтр высших гармоник, первый выпрямитель, первый пороговый элемент, логический элемент НЕ к первсмму входу элемента И, а через последовательно соедивеивые фвльтры промышленной частоты, второй выпрямитель, дифференцирующий элемент в второй пороговый элемент к второму входу элемента 1, к третьему входу которого подключен основ ной BUxott третьего порогового элемента, сигшшьный выход которого предназначен для подключения цепи сигнализации неислравноств, регулирующий вход предназвачен для подключения к блоку положения анпапф трансформатора, а сравнивакшнй вход подключен к выходу блока аналогового деления, к первому входу которого подключен выход второго выпряMHTenfif а к второму входу - ныкод третьего выпрямителя, подключенного к второму промежуточнс у трансформатору тока, преднаэначеннс 1у для подключения к трансформатору тока, установленному

на вводе нкзкого напряжения трансформа- № 2, с. 1-9. тора, причем выход элемента И предназначен для подключения к отключающей цепи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. М,, Энергия, 1976, с. 427-430. 2.Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. М., Сергия, 1976, с. 437-44О. 3.Дмитриенко A.M. Дифференциальная защита трансформаторов и автотраноформаторов. - Электричество, 1975,

6