Устройство для дифференциальной защиты трансформатора Советский патент 1987 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защита, и предназначено для защиты силовых трансформаторов от внутренних коротких замыканий.

Цель изобретения - повышение чувствительности дифференциальной защиты трансформатора, имеющего устройство автоматического регулирования на- пряжения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - вариант выполнения устройства с сумматором; на фиг. 3 - диаграмма, по- ясняющая работу предлагаемого устройства.

Входы преобразователей 1 и 2 токов соединены с вторичными обмотками трансформаторов тока, установленных на сторонах силового трансформатора, где регулирование напряжения отсутствует. Вход преобразователя 3 тока соединен с вторичной обмоткой трансформатора тока на стороне, где име- ется регулирование напряжения, а выход - с первым входом органа 4 подавления небаланса. Выходы преобразователей 1 и 2 тока соединены с первым и вторым входами рабочего органа 5, первым и вторым входами органа 6 процентного торможения, вторым и третьим входами органа 4 подавления небаланса соответственно, а третьи входы органов 5 и 6 соединены с выходом органа 4 подавления небаланса. Выходы рабочего органа 5 и органа 6 процентного торможения соединены с первым и вторым входами реагирующего органа 7. Между выходом пре- образователя 3 тока и третьим входом реагирующего органа 7 включена цепочка из последовательно соединенных измерительного органа 8, органа 9 ограничителя длительности и управляе мого источника 10 опорного сигнала.

На фиг. 2 представлено устройство в котором дополнительно введен сумматор 11, первый и второй входы которого соединены с выходами преоб

разователей 1 и 2, а вьгход - с входом органа 4 подавления небаланса.

Устройство, представленное .на фиг. 1, работает следующим образом.

Работа органа подавления небалан- са основана на принципе достаточно медленной компенсации величины

-комп (1( К,+1,гК2,)-1зКрег ,

0 g

0

5

где .I,,I,Ij - токи сторон 1 и 2 с

постоянным -числом витков и стороны 3 с регулируемым числом витков соответственно, К и К 2 - масштабные коэффициенты сторон 1 и 2, определяемые коэффициентами трансформации трансформаторов тока и коэффициентами преобразования преобразователей тока.

При достаточно больших токах нагрузки, когда влияние тока холостого хода трансформатора незначительно, снижение 1цод,р| вызывает снижение тока небаланса на входе реагирующего органа. Компенсация осуществляется путем автоматического изменения мно жителя К g под влиянием 1код,„. При этом формирование Kpg происходит с помощью звена, произ.водящего интегрирование величины I|j(

Постоянная времени интегрирующей цепи значительно больше времени, необходимого для отключения короткого замыкания и равна 1-2 с. Поэтому за время короткого замыкания (обычно менее 0,1 с) значение K.g практически не изменяется. Регулирование напряжения трансформатора jiponcxo- дит медленно, при этом число витков регулируемой обмотки меняется на 0,5-2% в секунду и значение Kpgr успевает компенсировать возникающий ток небаланса.

Диаграмма работы устройства в режиме, когда ток протекает по двум сторонам защищаемого трансформатора, одна из которых имеет регулируемое число витков, показана на фиг. 3, где приняты следующие обозначения: йКрег - отклонение Kpg,- от значения, соответствующего нулевому току холостого хода, Ug, , .- выходные сигналы измерительного органа и ограничителя длительности импульсов соответственно; IIJCT.TOK срабатывания измерительного органа;

1„ - выходной сигнал управляемого

см источника опорного сигнала, ,,

значения дифференциального тока срабатывания устройства, соответствующие двум состояниям управляемого источника опорного сигнала.

В режиме работы трансформатора под нугразкой орган подавления небаланса работает достаточно точно, uKpgj. близко к пулю, измерительный орган, уставка которого мала (в несколько раз больше установившегося тока холостого хода, но значительно меньше номинального тока) находится в сработанном состоянии. При достаточно длительном времени нахождения под нагрузкой на выходе органа- ограничителя длительности выходной сигнал равен нулю, нри этом ток 1, на выходе управляемого источника .опорного сигнала мал. что определяет высокую чувствительность защиты. Соответствующий ток срабатывания 1д выбирается без учета влияния регулирования напряжения на максимальный ток небаланса. При снижении тока Ij ниже порога I ,.jj т-о срабатывания измерительного органа орган подавления небаланса работает с по- вьш1енной погрешностью Кр. , Если на.интервале (t,, t.) работает РПН, то величина йК-р. может дополнительно возрасти. Ток небаланса при этом остается достаточно малым, так как незначителен сквозной ток силового трансформатора. На выходах измерительного органа и органа ограничителя длительности сигнала нулевой сигнал, ток 1 не возрастает, уставка защиты остается равной В момен t резко возрастает Ij вследствие увеличения нагрузки или при внешнем коротком замыкании. Вследствие того, что uKpg велико, также скачком возрастает ток небаланса, значение которого может превысить 1д р-i Од новременно появляется сигнал срабатывания на входах измерительного органа и органа ограничителя длительности сигнала. Единичньш сигнал на выходе органа ограничителя длительности вызывает увеличение выходного сигнала управляемого источника опорного сигнала на вeличинyJ достаточную для предотвращения ложной работы защиты, ток срабатывания становится равным 1д.ср.1- Через время, определяемое уставкой органа ограничения длительности сигнала, значение iKpg станет небольшим, одновременно снизится ток небаланса. После срабатывания органа ограничения длитльности сигнала опорный сигнал, формируемый управляемым источником опорного сигнала, снижается, чувствительность защиты восстанавливается

Устройство на фиг. 2 работает аналогично устройству на фиг.

если

на выходе сумматора 11 формируется сигнал, пропорциональньй току общей части автотрансформаторно обмотки,

При этом трансформатор автотрансформаторной обмотки может быть представлен как трехобмогочный трансфор- матор, показанный на фиг. 1, с обмотками последовательной, общей и низшего напряжения.

При возникновении короткого замыкания -в зоне защиты возможны следую- щие режимы работы.

1. I. 1„

перед коротким замы-7 .тoк канием. При этом сохраняется высокая

чувствительность устройства пос.пе короткого замыкания. Этот режим на- 0 иболее вероятен, так как большую

часть времени силовые трансформаторы, как правило, нагружены (нагрузка пре- вьш1ает 20-30% от номинальной).

2, 1 Т

,0 перед коротким замыканием. После возникновения короткого замыкания увеличиваются скачком как ток Ij, так и дифференциальный ток 1д. Если неравенство I IIJCT.TOK сохраняется, то устройство срабатывает при условии 1д дср. Если указанное неравенство нарушается, то через время t t. чувствительность восстанавливается и срабатывание происходит при условии

А Т-А.срм

Поскольку второй режим значите.льно менее вероятен, средняя чувствительность защиты существенно возрастает.

Использование устройства в дифференциальной защите силового трансформатора, имеющего устройство автоматического регулирования напряжения, позволяет повысить чувствительность защиты к внутренним коротким замыканиям за счет уменьшения тока срабатывания.

Формула изобретения

1, Устройство для дифференциальной защиты трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой, содержащее измерительные трансформаторы тока по числу обмоток в калодой фазе входы первого и второго преобразователей токов соединены с вторичными обмотками измерительных трансформаторов тока на сторонах герегулируемого напряжения трансформатора, а вход третьего преобразователя токов сое- flkneH с вторичной обмоткой измерительного трансформатора тока на стороне регулируемого напряжения трансформатора, выходы первого и второго преобразователей токов соединены с первым и вторым входами рабочего органа и с первым и вторым входами органа процентного торможения, выходы рабочего и тормозного органов соединены с первым и вторым входами реагирующего органа соответственно, а выход реагирующего органа служит выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в него дополнительно введен орган подавления небаланса и последовательно соединенная цепь из измерительного органа, органа ограничителя длительности импульса и управляемого источника опорного сигнала, выход управляемого источника опорного сигнала соединен с третьим входом реагирующего органа, при этом вход измерительного блока и первый вход органа подавления небаланса соединен с

выходом третьего преобразователя тока, второй и третий входы органа подавления небаланса соединены с выходами первого и второго преобразователей тока соответственно, а его

выход соединен с третьими входами рабочего органа и органа процентного торможения.

2. Устройство по п. 1, о т л и -. чающееся тем, что, с целью

повьшения чувствительности устройства защиты трансформаторов, имеющих автотрансформаторную обмотку, в него дополнительно введен сумматор, входы которого присоединены к выходам

преобразователей тока, подключенных на сторонах регулируемого и нерегулируемого напряжений основной обмотки автотрансформатора, выход которого присоединен к первому входу органа подавления небала нса и входу измерительного органа.

f/cf pmff/r.

Cpus.i

(

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение чувствительности дифференциальной защиты трансформатора, имеющего устройство автоматического регулирования напряжения. Это достигается за счет того, что в дифференциальную защиту трансформатора дополнительно введен блок подавления небаланса, обеспечивающий исключение в защите небаланса, вызванного регулированием напряжения трансформатора, что позволяет уменьшить ток срабатывания защиты и увеличить ее чувствительность к коротким замыканиям. 3 ил. (О (Л 00 ел 4

Составитель В.Балашов Редактор М.Апдрушенко Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

Заках 5804/49 Тираж 618 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производстве:ино-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4