Устройство для дифференциальной защиты силового трансформатора Советский патент 1985 года по МПК H02H7/04 H02H3/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты силовых трансформаторов в сетях с изолированной нейтралью.

Известно устройство дня диЛЛеренциальной защиты трансформатора, содержащее в каждой фазе датчики тока,;установленные со всех сторон трансформатора и подключенные своими выходами к реагирующему органу 1.

Недостатком данного устройства является невысокая чувствительность вследствие необходимости отстройки установки срабатывания реагирующего органа от токов небаланса при внещнем коротком замыкании. Наиболее близким к предлагаемому

является устройство для дифференци альной защитыэлектроустановки, содержащее реагирующий орган, рабочий и тормозной резисторы, подключенные к выходам выпрямителей, соединенных с вторичными обмотками промежуточных трансформаторов, первичные обмотки которых подключены к трансформаторам тока, установленным в одноименных фазах по концам защищаемого объек: та 2 . .

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, поскольку для выполнения дифференциальной защиты силового трансформатора в сети с изолированной нейтралью по схемам устройства-прототипа необходимо иметь минимально два канала (реле), т.е. двухфазное двухсистемное исполнение. Кроме того, чувствительность устройства-прототипа для защиты силового трансформатора со схемой соединения обмоток Y/U. И недостаточна и ограничена током небаланса, обусловленным угловым сдви гом на 30 между первичными .токами соответствующих фаз на сторонах выешего и низшего напряжений.

Цель изобретения - упрощение и .повышение чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальной защиты силового трансформатора, содержащее датчики тока, установленные с обеих сторон защищае мого трансформатора и подключенные к первичным обмоткам разделительных трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены с первым и вторым двухпоЛупе-риоднымй выпрямительными

мостами, на выходе которых подключены соответственно рабочий и тормозной резисторы соединенные последовательно и подключенные к реагирующему органу, датчики тока установлены только на выводах высшего и низшего напряжения двух фаз А и С трансформатора, причем выходные обмотки датчиков тока, уетановленных на выводах фаз А и С на .стороне высшего напряжения, соединены согласно или встречно с выходными обмотками датчиков, установленных на выводах фаз С и А соответственно на стороне низшего напряжения, и подсоединены к первичным обмоткам разделительных трансформаторов, первые вторичные обмотки которых соединены согласно, вторые - встречно и подключены соответственно к первому и второму двухполупериодным выпрямительным мостам.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2а, б векторные диаграммы напряжений, пропорциональных токам на стороне высшего напряжения (звезды) и низшего напряжения (треугольника) силового трансформатора при трехфазных корот(2а ких замыканиях

внешних, 26 внутренних).

Устройство содержит датчики 1 производной тока, установленные на стороне высшего напряжения, датчики 2 производной тока, установленные на стороне низшего напряжения, входные клеммы 3-6 дифференциального реле, разделительные трансформаторы 7 и 8, двухполупериодные выпрямительные мосты 9 и 10, тормозной 11 и рабочий 12 резисторы, реагирующий орган 13, элемент 14 выдержки времени.

В качестве первичных -измерительных преобразователей тока используют магнитодиэлектрические датчики производной тока (трансреакторы), погрешность которых по переходу через заданный уровень (0,1-2f ,дм ) составляет не более 11% при любой кратности тока короткого замыкания. Кроме того, в трансреакторе апериодические составляющие вторичного напряжения, обусловленные апериодическими составляющими первичного тока, либо очень быстро затухают (при малых постоянных времени первичной цепи) , либо имеют весьма мальп удельный вес (при больших лостоятшых времени первичной цепи). Необходимость использования в данном устройстве дифференциальной отсечки отпадает. Компенсация неравенства первичных тоКОВ силового трансформатора достигается соответствующим выбором коэффициентов преобразования датчиков 1 и 2. Вторичные обмотки разделительного трансформатора 7 вьтолнены понижающими в 4 cos 15 раза. Таким образом, выделяющаяся на рабочем резисторе 12 сумма направленных встре но напряжений в режиме нагрузки рав на нулю. Устройство работает следующим об разом. . В режиме нагрузки или внешнего короткого замыкания (фиг. 2а) на ра бочем резисторе 12 вьщеляется напря жение +Uc4AV 0. где и. - (напряжение пропорциональ ное разности токов на стороне А высшего напря жения и на стороне С ни шего напряжения; напряжение, пропорцион льное разности токов на стороне с внешнего нап1 яжения, на тормозном резисторе 11 выделяетс сигнал, равный AYC 2/UA4Cu / 2/исчль т.е. реле не работает. « При внутреннем коротком замыкани (фиг. 26), при двухстороннем питани 3 . и с учетом принимаемого коэффициеита торможения ,4, сумма согласно направленных векторов больше их разности, т.е. устройство срабатывает. Устройство срабатьгоает и при внут- реннем 3-фазном замыкании с односторонним питанием: -геометрическая.сумма векторов (фиг. 2б) UCYAj и ид-,гс.г. больше их геометрической разности с учетом пр 1нятого коэффициента торможения. Аналогичным образом, анализируя двухфазные кор откие замыкания с односторонним и двухсторонним питанием, видно, что при внутреннем коротком замыкании сумма напряжений, выделяемая на рабочем резисторе, всегда больше (с учетом выбранного коэффициента торможения) разности напряжений, вьщеляемых на тормозном резисторе. При внешнем коротком замыкании защита не срабатьшает, так как напряжение на тормозном.резисторе 11 всегда больше напряжения на рабочем резисторе 12. Предлагаемое устройство может быть использовано для дифференцийльной защиты трансформаторов со схемой соединения обмоток / V- О, при этом разделительные трансформаторы 7 и 8 должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации. Таким образом, предлагаемое устройство нормально функционирует во всех режимах к.з., является более простым и обладает повьш1еяной чувствительностью по сравнению с устройст .вом-прототипом и другими известными устройствами.

Xy 5/ CY

UAYCA

Фиг.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАИЩТЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА, содержащее датчики тока, установленные с обеих сторон защищаемого силового трансформатора и подключенные к первичным обмоткам разделительных трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены с первым и вторым двухполупериодными выпрямительньЕми мостами, на выходе которых подключены соответственно рабочий и тормозной резисторы, соединенные последовательно и подключенные к реагирукицему органу, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повьшения чувствительности, датчики тока установлены только на выводах высшего и низшего напряжения двух фаз А и С трансформатора, причем выходные обмотки датчиков тока, установленных на выводах фаз А и С на стороне высшего напряжения, соединены согласно или встречно с выходными обмотками датчиков, установленных на выводах фаз С и А на стороне низшего напряжения соответственно, и подсоединены к первич(Л ным обмоткам разделительных трансформаторов, первые вторичные обмотки которых соединены согласно, а вторые - встречно и п.;дкл10чены соответственно к первому и второму двухполупериодным выпрямительным мостам. -U СП j;