Устройство для дифференциальной защиты силового трансформатора Советский патент 1984 года по МПК H02H7/04 H02H3/28 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите трансформаторов, и может быть использовано для защиты от внутренних коротких замыканий силовых транформаторов, имеющих обмотку с вводом в середину.

Известно устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее датчики тока, установленные на вводах обмоток, блок сравнения и реагируютщй орган fl }.

Данное устройство характеризуется низкой чувствительностью и недостаточньи быстродействием, обусловленными необходимостью отстройки от бросков тока намагничивания.

Наиболее близким к изобретению является устройство для дифференциальной защиты электрической мащины, содержащее датчики тока, установленные в пapaJgлeльныx ветвях обмотки электрической машины, блок сравнения и реагирующий орган. Устройство обладает более высокой чувствительностью, так как не требует отстройки от полной величины тока, возникающего при включении трансформатора под напряжение, благодаря равенсву этих токов в параллельных ветвях обмотки Czj.

Это устройство характеризуется недостаточной чувствительностью, обусловленной необходимостью отстройки от небаланса токов в параллельных ветвях обмотки, вызванного разновысокостью обмоток.

Цель изобретения - повьшение чувствительности .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальной запщты силового трансформатора, содержащее датчики тоКа, установленные в параллельных ветвях обмотки трансформатора и подключенные к разнополярным входам первого cy миpyкш eгo блока, выход которого функционально связан с реагирующим органом, дополнительно введены второй суммирующий блок, включенный на сумму токов параллельных ветвей обмотки, блок настройки, выполненный в виде пропорционального усилителя, и блок сравнения, при этом выход первого суммирующего блока подключе к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока настройки, вход которого подключен к выходу второго суммирующего блока, а выход блока сравнения подключен к реагирующему органу. На фиг. -2 показаны функциональные схемы предлагаемого устройства

5 для защиты одной фазы силового трансформатора j на фиг. 3 - то же, для защиты трехфазного силово1}о трансформатора.

Устройство содержит датчики тока

0 1 и 2, установленные в параллельных ветвях обмотки и выполненные в ввде трансформаторов с первичной и вторичной обмотками, первый суммирующий блок 3, подключенный ко вторичным

5 обмоткам датчиков 1 и 2, второй

суммирукиций блок 4, блок сравнения 5, блок настройки 6, реагирующий орган 7. Второй суммирующий блок 4 включается на сумму токов параллель0 ных ветвей обмотки трансформатора. В схемах на фиг. 2 и 3 вместо него используется датчик тока 8, подключенный к фазному выводу обмотки и являющийся эквивалентом второго

5 суммирующего блока.

Выходы датчиков тока 1 и 2 подключены к разнополярным входам первого суммируннцего блока 3, в котором сигналы указанных датчиков вычитают0 ся и преобразуются в сигнал, пропорциональный разности токов ветвей обмотки.

Блок настройки 6 подключен к выходу второго суммирующего блока 4, в котором сигналы датчиков тока

складываются (см. фиг. t), или к выходу датчика фазного тока 8 (см. фиг. 2). Блок 6 - линейное звено с регулируемым при настройке коэффициентом передачи по величине и знаку, и может быть вьшолнен в виде пропорционального масштабного усилителя подключенного своим входом к промежуточному трансформатору через реверсивный переключатель. Сигнал на выходе блока 6 пропорционален величине тока небаланса параллельных ветвей обмотки, обусловленном из раэновысокостью.

Циркулирующий ток небаланса в однофазной схеме jJ на фиг. 1 и фиг. 2, обусловленный разновысокостью обмоток трансформатора, пpoJIOpциoнaлeн току фазы:

5 (),

где К - коэффициент, пропорциональный относительной разновысокости ветвей обмотки; знак () или (-) определяется знаком раэновысокости; Лф - фазный ток обмотки; Л,1 -токи в параллельных ветвях обмотки. Циркулирующий ток небаланса нулево последовательности в трехфазной сх ме фиг. 3:, . п(ь) Y ) -У(4к-1з . V где , В, С - индекс фазы. Если во всех фазах трансформатора относительная разновысокость ветвей обмоток одинакова, т.е. .tK то . Т.е. получили то же соотношение, чт и для однофазной схемы. Блок сравнения 5 осуществляет компенсацию тока небаланса и состоит, например, из рабочего и тормозного органов, подключенных соответс венно к выходу блоков 3 и 6. Устройство работает следующим образом. При токе нагрузки, внешнем коротком замыкании и броске тока нама;гничивания сигналы на выходе датчиков тока 1 и 2 отличаются друг от друга только на величину небаланса, вызванного разновысокостью ветвей обмотки трансформатора. На выходе блока настройки 6 пропорционален величине тОка небаланса, вызванного разновысвкостью, ветвей обмотки трансформатора. Таким образом, к блоку сравнения 5 подводят два одинаковых сигнала и реагирующий орган не работает. При бросках тока намагничивания реагируюпшй орган также не работает, поскольку ток небаланса, обусловленный несимметрией магнитной системы, очень мал. При возникновении короткого замыкания в обмотке трансформатора равенство сигналов датчиков тока 1 и 2 в первом .суммирукицем блоке 3 нарушается, сигнал с выхода блока 3 становится больше сигнала с выхода блока настройки 6, что вызывает появление сигнала на выходе блока сравнения 5 и срабатывание реагирующего органа 7; Предлагаемое устройство предназначено для установки на мощных блочных трансформаторах крупных электростанций. Обеспечивая -более высокую чувствительность по сравнению с известными устройствами защиты, оно позволяет ограничить объем разрушения трансформатора при внутренних коротких замыканиях и сократить время аварийного простоя энергоблока. Устройство, помимо своего основного назначения - релейной защиты трансформатора, может использоваться для диагностирования деформации обмоток трансформатора после внешних коротких замыканий. п

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА, содержащее датчики тока, установленные в параллельных ветвях обмот- о ки трансформатора и подключенные к разнополярным входам первого суммирующего блока, выход которого связан с реагирующим органом, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, дополнительно введены второй суммирующий блок, включенный на сумму токов параллельных ветвей обмотки, блок настройки, выполненный в виде пропорционального усилителя, и блок сравнения, при этом выход первого суммирующего блока подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока i настройки, вход которого подключен к выходу второго суммирующего бло(Л ка, а выход блока сравнения подключен к реагирующему органу. 00 Oi 4 QO vl