Устройство для дифференциальной защиты трансформатора Советский патент 1986 года по МПК H02H3/28 H02H7/04 

фие, 1 Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических систем, и может быть применено для защиты трансформаторов Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства для дифференциальной защиты трансформатора. На фиг. 1 показана блок-схема пред лагаеного устройства; на фиг. 2 - кри вые токов при коротком замыкании (КЗ) в защищаемой зоне; на фиг. 3 - то же при периодическом броске тока намагничивания . Устройство содержит согласующее и корректирующее звено 1, на выходе которого включен первый выпрямитель 2, на выходе последнего включен резистор 3, блок 4 формирования тормозного сигнала, последовательно соединенные фильтр 5 высших частот, второй вьшрямитель 6 и сглаживающая схема 7, последовательно соединенные компаратор 8, элемент 9 вьщержки времени на возврат, элемент 10 выдержки времени и выходной орган 11. Вход фильтра выс ших частот подключен параллельно выкоду первого выпрямителя 2 рабочей цепи, а вход компаратора 8 - параллельно выходам рабочей цепи, сглаживающей схемы 7 и блока 4 формирования тормозного сигнала. Полярности вьшрямителей 2 и 6, а также выпрямителя, входящего в состав блока 4 фор.мирования тормозного сигнала, приняты так, чтобы сигнал с выхода выпрямителя 2 был направлен на срабатывание компаратора 8, сигналы с выходов выпрямителя 6 и блока 4 формирования тормозного сигнала были направлены на возврат компаратора 8. I Согласующее и корректиругадее звено 1 служит для коррекции формы кривой вторичного тока высоковольтных трансформаторов тока (не показаны). Оно может быть выполнено как на трансреакторе, так и с использованием активных элементов, например операционных усилителей. Блок 4 формирования тормозного сиг

нала осуществляет суммирование модулей мгновенных значений токов плеч защиты, выпрямление и сглаживание тормозного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме (устройство находится в статическом состоянии) на

фиг.2) вторичный ток высоковольтного трансформатора тока имеет искаженную форму кривой. При этом кривая напряжения на выходе первого выпрямите55 ля 2 также значительно искажена. Она содержит в основном постоянную слагающую, первую и вторую гармоники, а также небольшую третью гармонику входе согласующего и корректирующего звена 1 протекает весьма малый ток небаланса, поэтому сигналы на выхот дах первого выпрямителя 2, фильтра 5 высших частот, второго выпрямителя 6 и сглаживающей схемы 7 также малы. Сигнал на выходе блока 4 формирования тормозного сигнала может достигать значительной величины, однако компаратор 8 не срабатывает, поскольку сигнал на его входе имеет отрицательную полярность. Сигнал на вькодах элемента 9 вьщержки времени на возврат, элемента 10 выдержки времени и выходного органа 11 также равен 0. . При синусоидальном токе КЗ в зоне действия защиты на входе согласующего и корректирующего звена 1 тоК также является синусоидальным, поэтому на выходе выпрямителя 2 возникает напряжение, которое содержит в основном постоянную слагающую и вторую гармонику, амплитуда которой по отношению к постоянной слагающей составляет примерно 67%. I Модуль коэффициента передачи фильтра 5 высших частот при заданной добротности фильтра составляет на частоте третьей гармоники, ,78 на частоте второй гармоники. Постоянная составляющая на выход фильтра не проходит. Коэффициент передачи сглаживающей схемы 7 принят равным примерно 0,5. С учетом сиг-, нал на выходе сглаживающей схемы 7 составляет около 25% от постоянной слагающей рабочей цепи и на выходе компаратора 8 появляются импульсы, пауза между которыми значительно меньше выдержки времени на возврат элемента 9, равной 5 мс, и на его выходе появляется постоянный сигнал, равный 1. После набора выдержки времени элементом 10, равной примерно 22 мс, на его выходе появляется сигнал, равньй 1, и выходной орган 11 срабатывает., При токе КЗ с апериодической слагающей в зоне действия защиты (см.

(.порядка 30% от постоянной слагающей) .

Первая гармоника практически не проходит на выход фильтра 5 высших, частот, поскольку коэффициент передачи фильтра на частоте первой гармоники равен ,12.

За счет третьей гармоники напряжение на выходе фильтра 5 высших частот, а соответственно и сглаживакхцей схемы 7 получается больше, чем в случае синусоидального тока на входе устройства защиты и составляет примерно 50% от постоянной слагающей. При этом дпительность пауз на выходе компаратора 8 получается меньше 5 мс и на выходе элемента 9 выдержки времени на возврат появляется ° сплошной сигнал. Через 22 мс появляется сигнал 1 на выходе элемента 10 выдержки времени и выходной орган 11 срабатывает. При периодическом броске тока намагничивания (см. фиг. 3) длительность пауз в токе меньше 5 мс.

Напряжение на выхсде первого выпрямителя 2 в течение периода имеет три импульса, благодаря чему отноше- . ние амплитуды третьей гармоники к постоянной слагающей довольно велико и зо составляет примерно 80%. Модуль коэффициента передачи фильтра 5 выспшх частот на частоте третьей гармоники, как указано выше, принимается равным 3. При этом сигнал на выходе сглаживающей схемы 7 составляет 0,,5 1,2 от постоянной слагающей напряжения на выходе первого выпрямителя 2,

что обеспечивает формирование пауз н выходе компаратора 8 длительностью прядка -7 - 10 мс. При этом на выходе элемента 9 вьдаержки времени на возврат также возникает пауза и элемент 10 вьщержки времени не срабатывает. Соответственно не срабатывает и выходной орган 11.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее рабочую цепь, состоящую из согласующего и корректирующего звена, соединенного последовательно с первьи выпрямителем и резистором, блок формирования тормозного сигнала, выход которого совместно с выходом рабочей цепи подключен к входу компаратора, выход которого подключен к последовательно соединенным элементу вьщержки на возврат, элементу выдержки на срабатьшание и выходному органу, о т 25 личающееся тем.

что.

целью повышения быстродействия и упрощения, в него дополнительно введена цепь дополнительного торможения, состоящая из последовательно соединенных фильтра высших частот второго выпрямителя и сглаживающей схемы, причем вход фильтра высших частот подключен к выходу первого выпрямителя, а выход сглаживающей схемы - к входу компаратора, фильтр высших частот имеет наибольший модуль коэффициента передачи на частоте третьей гармоники.

н.э

Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной защите электрических систем и может . применяться для защиты трансформаторов . Целью изобретения является повыт шение быстродействия и упрощение устройства. Цель достигается введением в устройство блока 4 формирования тормозного сигнала, состоящего из последовательно соединенных фильтра 5 высших частот, второго выпрямителя 6 и сглаживающей схемы 7. Цри этом сигнал на выходе сглаживакяцей схемы 7 обеспечивает формирование пауз на вы-, ходе компаратора 8 длительностью 8 10 мс. На выходе элемента 9 выдержки времени на возврат также возникает § пауза и элемент выдержки времени 10 не срабатывает. 3 ил. W 4 О СП 4