Устройство для выявления режима включения трансформатора Советский патент 1985 года по МПК H02H7/04 

Изобретение относится к технике релейной защиты энергосистем, в част ности к устройствам для защиты силовых, трансформаторов и автотрансформаторов . Цель изобретения - повышение селективности -действия при насыщении трансформаторов тока. На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - схема органа сравнения импульсов по длительности; на фиг. 3-6 - диаграммы, поясняющие работу устройства при апериодическом броске тока намагничивания,, периодическом броске тока намагничивания, коротком замыкании, коротком замыкании при насыще нии трансформаторов тока соответственно. Устройство содержит трансреактор 1 с. подключенным к вторичной обмотке пороговым элементом (компарато- . ром) 2 и последовательно включенные формирователь 3 прямоугольных импул сов, соответствукщих нечетным и четнкм полуволнам, орган 4 сравнения импульсов по длительности, селектор 5 импульсов по длительности и исполнительньй орган 6 (фиг. 1). Орган 4, в частности, содержит (фиг. 2) блок 7 интегрирования с выходами для прямой и обратной.полярности сигнала к которым подключены входами амплитудные детекторы 8 и 9, выходы кото рых соединены с прямым и инверсным входами порогового элемента 10 сравнения на операционном усилителе, выход которого является выходом ор- гана 4. Первичная обмотка трансформатора 1 предназначена для подключения к собранным по дифференциальной схеме вторйчньм обмоткам трансформаторов тока, установленных на защищаемом трансформаторе. Защитная цепь из встречно-параллельньк диодов на входе компаратора О1:раничивает величину его входного сигнала. В качестве формирователя 3использован элемент ПАМЯТЬ в виде интегродифференциального звена на операционном усилителе. Дифференцирующий конденсатор на входе обеспечивает крутизну фронта выходного сиг нала. Зарядившийся конденсатор в цепи обратно i связи интегратора сохраняет (запоми1.зет) неизменным уровень выходного сигнала при паузах во входно сигнале и перезаряжается только при поступлении сигнала противоположного знака. Блок 7 включает два идентичных канала со сталдартными. интеграторами на операционных усилителях, разрядные ключи которых подключены входами к входу канала противьположной полярности. Появление выходного напряжения одной полярности приводит к заряду интегрирующего кон)з;енсатора этой полярности и одновременно к открытию ключа и разряду конденсатора в другом канале. Сигнал на выходе компаратора 10 равен нулю, если запомненные на конденсаторах амплитудных детекторов 8 и 9 напряжения разной полярности (наибольшие из поступивших с выходов блока 7) равны по величине. Если упомянутые напряжения отличаются друг от друга независимо от знака их рассогласования, то на выходе компаратора 10 появляется сигнал. В статическом состоянии устройства ток на его входе отсутствует, напряжение на вых,оде трансреактора и компаратора 2 равно нулю. Конденсаторы в формирователе 3, интеграторах блока 7, детекторах 8 и 9, селекторе 5 и исполнительном органе 6 разряжены, напряжения на выходах блоков 3, 4 (7, 8 9, 10) и.5 равны нулю, транзистор органа 6 заперт, устройство не действует. На диаграммах (фиг. 3-6), поясняющих работу устройства в различных режимах работы, показаны дифференциальный ток 11, на входе трансреактора 1, сигнал 12 на выходе ком-г паратора 2, сигнал 13 на выходе формирователя 3, напряжения 14 на выходах прямой и обратной полярности блока 7 (для наглядности совмещены по оси времени и полярности), напряжение 15 на выходе элемента 10 и выходной сигнал 16 устройства. Устройство работает Следующим образом. С появлением апериодического броска тока включения трансреактор дифференцирует сигнал, компаратор 2 переключается в состояние выхода +Е или -Е в зависимости от полярности полуволн производной тока. Формирователь 3 при подаче на его вход напряжения +Е переходитв состояние -Е и сохраняет его до тех пор, пока на его вход не поступит от компаратора напряжение -Е противопо3

ложного знака. Тогда формирователь переходит в.состояние +Е и сохраняет его, несмотря на паузы нулевого уровня в сигнале от компаратора. За время подачи на блок 7 напряжения +Е линейно заряжается конденсатор верхнего по схеме интегратора блока вследствие чего линейно .возрастает напряжение на первом выходе блока 7. Затем со сменой знака производ.ной от входного напряжения -Е открывается слюч, разряжающий конденсатор верхнего интегратора, одновременно начинает линейно заряжатьс конденсатор нижнего интегратора и аналогично изменяется напряжение другого выхода блока 7. С каждой сменой знака производной осуществляется разряд конденсатора канала противоположной полярности и линейный заряд конденсатора в интеграторе одноименной полярности, наибольшее напряжение заряда пропорционально времени существования входного напряжения соответствующего знака. На конденсаторах амплитудньк детекторов 8 и 9 запоминается наибольший уровень напряжений с выходов блока 7. Для апериодического броска эти уровни не равны, элемент 10 переключается в состояние выхода +Е, конденсатор селектора 5 заряжается, его инвертирующий повторитель на ОУ формирует на выходе напряжение -Е, транзистор исполнительного органа отпирается. Выходное реле срабатывает и блокирует действие дифференциальной защиты трансформатора.

В режиме периодического броска тока включения длительности импуль64084

сов на выходе формирователя 3 также

существенно .различаются, устройство действует указанным выше образом и блокирует работу защиты. При зтом 5 селектор 5 импульсов по длительности обеспечивает правильное непрерывное сохранение сигнала блокировки на выходе устройства и в те моменты времени, когда поочередно возрастакщие 0 уровни напряжений на вькоде амплитудных детекторов кратковременно становятся равными друг другу и на выходе элемента 10 появляется короткий импульс нулевого уровня.

При коротком замыкании равенство уровней напряжений на выходах блока 7 наступает через 25-30 мс, с этого момента напряжение на выходе элемента 10 становится равным нулю и через время задержки селектора 5 порядка 1-2 мс транзистор исполнительного органа запирается. Выходное реле возвращается в исходное состояние и разрешает действие дифференциальной защиты. Устройство правильно функционирует и в случае насыщения защитных трансформаторов тока сверх- токами короткого замыкания вследстви регулярности появления экстремумов разнополярных полуволн. Время готовности устройства к повторному деистВИЮ определяется суммарной длительностью разряда конденса оров в блока 3, 7 и 8(93, при необходимости оно может быть сокращено включением параллельно упомянутым конденсаторам высокоомных разрядных резисторов , как показано в формирователе 3 на фиг. 1.

10

фаг. 2

//

- J briJ- brT Fbr

izf zf-ikf:f3У5Х-b--

ziXlzP

Фиг,3

я /X

x :0zb3az xixixi xTZT

/4/5j-r k

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ, ВЫЯВЛЕНИЯ РЕЖИМА ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА, содержащее трансреактор, к вторичной обмотке которого последовательно подсоединень пороговый элемент и фор- мирователь прямоугольных импульсов, соответствующих нечетным и четным полуволнам, орган сравнения импульсов по длительности, соединенньш с исполнительным органом, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности работы устройства, Б него введен селектор импульсов по длительности, выход формирователя прямоугольных импульсов соединен с органом сравнения импульсов по длительности, выход которого соединен с исполнительным органом-через селектор импульсов по длительности. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что орган сравнения импульсов по длительности со-держит блок интегрирования на двух интеграторах импульсов четных и нечётных полуволн, вьЬсоды которых че(Л рез первый, и -второй амплитудные детекторы соединены с прямым и ин версным входами элемента сравнения на операционном усилителе, выход которогоявляется выходом органа сравнения импульсов по длительности. 9) 41 О 00

Фиг S

. 5