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

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических систем, .и может применяться для защиты силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Известно устройство для дифферен циальной защиты трансфойматоров, со держащее высоковольтные трансформаторы тока (ТТ), вторичные обмотки которых Соединены по дифференциальной схеме и подключены через промеж точный насыщающийся трансформатор к реагирукщему органу DJ . Однако для данного устройства ха рактера недостаточно высокая селективность при внешних коротких замыканиях, сопровождающихся неодинаковым искажением формы первичного ток в каждой фазе высоковольтными. ТТ. Известно также устройство для диф ференциальной защиты трансформатора содержащее высоковольтные трансформаторы тока, блок процентного торможения, блок торможения от второй и пятой гармоник дифференциального тона, фильтр рабочей цепи и респирующи орган. Фильтр рабочей цепи настроен на промьшшенную частоту, и устройство не реагирует на составляюп1ие боле высоких частот в дифференциальном то ке, обладая достаточно высокой селек тивностью 2. Однако для такого устройства характерно недостаточно высокое быстродействие (порядка 30 мс при номинальной частоте ), в то время как от современной дифференциальной защиты трансформаторов и автотрансформаторов большой мощности требуется чтобы они срабатывали за время, меньшее периода промышленной частоты, и не замедлялись в переходных ре жимах коротких замыканий. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для дифферен1щальной защиты трайсформатора, содержащее высоковольтные тран сформаторы тока, вторичные обмотки которых, соединены по дйфференциаль ной схеме и подключены к реагирующему органу и через фильтр второй гармоники к блоку торможения З . Однако известное устройство обладает достаточно высокой селективностью при внешних коротких замыканиях в тех случаях, когда оно подключено к обычным трансформаторам тока с замкнутым магнитопроводом. Для защиты объектов сверхвысокого напряжения применяются карпадные трансформаторы тока с емкостной компенсацией тока намагничивания, которые правильно передают принужденную слагающую тока, но искажают свободные слагающие как по величине, так и по фазе. В то же время обычные трансформаторы тока с замкнутым магнитопроводом или с зазором в магнитопроводе трансформируют свободные сглаживающие с частотой, большей номинальной, практически без искажений, т.е. представляют собой пропорциональные звенья. Если для защиты объекта используются трансформаторы тока обоих типов, то при внешнем коротком замыкании в дифференциальной цепи появляется небаланс, обусловленный различной передачей трансформаторами тока свободных составляющих с частотой, выше номинальной.Полный ток небаланса при этом может значительно превьпиать значение, необходимое для срабатывания реле защиты. Таким образом, для известного устройства характерна недостаточная селективность при применении трансформаторов тока с замкнутым магнитопроводом и каскадных с емкостной компенсацией тока намагничивания. Цель изобретения - повышение селективности при применении трансформаторов тока с замкнутым магнитопро водом и каскадных, с емкостной компенсацией тока намагничивания. Поставленная цель достигается тем, то в устройство для дифференциальной заищты трансформатора, содержащее трансформаторы тока, установленные со всех сторон защищаемого объекта, вторичные обмотки которых соединены о дифференциальной схеме и подключены к дифференциальному реле, дополнительно введены селективные фильты, трансформаторы тока вьтолнены в виде трансформаторов тока с замкнутым агнитопроводом и трансформаторов тоа с емкостной компенсацией тока наагничивания, причем вторичные обмоти каждого из трансформаторов тока с амкнутым магнитопроводом подключены дифференциальному реле через селекивньй фильтр, частотная характеристика которого совпадает с частотной характеристикой трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания. На фиг.1 показана блочная схема предлагаемого устройстваJ фиУ.2 схема селективного фильтра. Устройство (фиг.1) содержит каскадные трансформаторы 1 тока с емкос ной компенсацией тока намагничивания трансформаторы 2 тока с замкнутьм магнитопроводом, селективные фильтры 3, подключенные к вторичным обмоткам трансформаторов тока с за1«иснутым маг нитопроводом, и дифференциальное реле 4, Селективньй фильтр 3 (фиг.2) содержит индуктивность 5, конденсатор 6 и резистор 7 и настроен на частоту 185ГУ. Частотная характеристика фильтра повторяет частотную характеристику трансформатора тока с емкост ной компенсацией тока намагничивания Дифференциальное реле выполняется в виде известного время-импульсно го реле, .обладающего высоким быстродействием (например, реде ДТ-21). Устройство работает следугацим образом. В нормальном режиме ток нагрузки номинальной частоты протекает по дву или большему числу сторон силового трансформатора. Искажения, вноси аю трансформаторами 1 тока с емкостной/ компенсацией тока намагничивания, обычными трансформаторами 2 тока и селективньми фильтрами 3, невелики, ток небаланса незначителен. При внешнем коротком замыкании появление в первичном токе значитель ных по амплитуде слагающих высших частот возможно, если к силовому трансформатору примыкает протяженная линия (300-1000 км). Величина тока в этом режиме невелика и обычные ТТ не насыщаются, поэтому схему диффереищ альной защиты можно полагать линейной. Первичный ток короткого замыкания IKJ каждой фазе можно представить в виде суммы аварийной слагающей igg и тока предшествующего нормального режима 1Г Значение равно току короткого замыкания при ц О и нулевых начальных условиях в сети и схеме защиты . Составляющие in в каждой фазе создают незначительный ток небаланса. Составляющие л g при нулевых начальных условиях порождают в трансформаторах тока с емкостной компенсацией и в селективных фильтрах переходной процесс, дающий близкие по величине и форме токи на выходах, так как частотные характеристики трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания и селективных фильтров примерно совпадают. Таким образом, составлякидая переходного тока небаланса, вызванная протеканием IQ также получается малой. В результате защита не срабатывает при внешнем коротком замыкании. При коротких замыканиях в зоне действия защиты искажение тока трансформаторами тока с емкостчой компенсацией и селективными фильтрами не приводит к отказу или замедлению в срабатьшании, так как-реле дифференциальной защиты реагируют главным образом на принужденную слагающую тока короткого замыкания, фаза и амплитуда свободных слагающих высших частот при этом не имеют существенного значения. При параметрах трансформаторов тока с емкостной компенсацией токд намагничивания с помощью селективно- , го фильтра второго порядка можно уменьшить амплитуду переходного тока небаланса в 5-10 раз в диапазоне частот от 1- до 12-кратного номинального значения.. Предлагаемое устройство может найти пирокое применение для защит мощных трансформаторов и автотрансформаторов на подстанциях, примыкающих к длинным линиям электропередач сверхвысокого напряжения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬВОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА, содержащее трансформаторы тока, установ- ленные со всех сторон защищаемого объема, вторичные обмотки которьк соединены по дифференциальной схеме и подключены к дифференциальному.реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности, в него дополнительно введены селективр 1е фильтры, трансформаторы тока вьшолнены в виде транс форматоров тока с замкнутым мйгнитопроводом и трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания, причем вторичные обмотки каждого из трансформаторов тока с замкнутым магнитопроводом подключены к дифференциальному, реле через селективный фильтр, частотная характеристика которого совпадает с частотной характеристикой трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания.