Способ защиты фазорегулирующего трансформатора Советский патент 1993 года по МПК H02H7/04 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам защиты обмоток трансформатора от всех видов повреждений.

Целью изобретения является повышение чувствительности защиты фазорегулирующего трансформатора.. Это позволяет выявлять и отключать поврежденный трансформатор на ранней стадии возникновении аварии, чем сохраняется его ремонтопригодность и сокращаются сроки и стоимость ч ремонта.

Для достижения цели в способе защиты фазорегулирующего трансформатора, основанном на измерении токов и напряжений первичной и вторичной обмоток, определении по измеренным величинам мощностей, протекающих по первичной и вторичной обмоткам, и формирования команды на отключение фазорегулирующего трансформатора в случае, если разность указанных мощностей превышает заданную уставку, дополнительно определяют активную составляющую мощности.

h(tHim -sin cot; Ui(tHJim -sin(ftrt+ p); I2(t)l2m -sin(fwt ±45; U2(t)U2m -Sin(Wt ±4 + 0z) J (2)

где Hm, Uim и l2m, Lkm - амплитудные значения токов и напряжений соответственно на первичной и вторичной обмотках ФРТ;

Ч1- угол между первичным и вторичным напряжениями (токами);

р - угол между первичным током и первичным напряжением;

(pi- угол между вторичным током и вторичным напряжением.

Из измеренных величин известными способами формируют сигналы, пропорциональные активной мощности, протекающей по первичной и вторичной обмоткам ФРТ:

,5xUlm HtnCOS р , 1 .5xU2m -l2mCOS J(3)

О) СО

с

00

00

о ел VI

Затем определяют разность активных мощностей

AP Pi-P2(4) и сравнивают ее с уставкой, в случае превышения которой формируют сигнал на отклю- ченйе ФРТ от сети.

Сущность способа поясняется следующими режимами работы фазорегулирующе- го трансформатора.

В нормальном режиме при исправном ФРТ во всем диапазоне изменения угла Ч (например, от -40 до +60°). и модуля вторичного напряжения (например, от 0,9 до 1,2 номинального) перетоки активной мощности по первичной и вторичной обмоткам практически равны, так как активные потери невелики и составляют не более 1% от полной номинальной мощности. В этом случае разность активных мощностей не превышает уставку срабатывания и сигнал на отключение ФРТ не формируется.

При возникновении повреждения в любой из обмоток Ф РТ происходит резкое увеличение

активных

потерь,

.

.

преимущественно за счет потерь в коротко замкнутых витках, которые носят активный характер. При этом баланс мощностей в обмотках ФРТ-нарушается, так как значение активной мощности первичной обмотки возрастает, а вторичной уменьшается.

Если разность активных мощностей Д Р превысит уставку срабатывания защиты, то будет сформирован сигнал на отключение ФРТ от сети.

При включении ФРТ на холостой ход возможен бросок тока намагничивания, обусловленный насыщением магнитопрово- да трансформатора. Если при этом ФРТ исправен, то его входное сопротивление носит практически чисто индуктивный ха- рактер (сопротивление ветви намагничивания), поэтому значение АР близко к нулю.

Если в процессе включения ФРТ под напряжение возникает витковое замыкание в одной из его обмоток, то вследствие существенного увеличения активных, потерь (не менее, чем на порядок) по сравнению с режимом включения исправного ФРТ значение небаланса мощности превысит уставку и будет сформирован сигнал на отключение трансформатора от сети.

При внешних повреждениях разность активных мощностей в первичной и вторичной обмотках определяется активными по- терями в этих обмотках и зависит от тока КЗ,

Для мощных трансформаторов (в том числе и для ФРТ) эти потери при максимальном токе внешнего КЗ не превышают еди5

Ю 1520

25

30

3540

45 50

55

ниц процентов от полной номинальной мощности.

Для того, чтобы в этом режиме защита не срабатывала, необходимо выбрать уставку срабатывания Рст APi, гдеЛ PI - небаланс активной мощности в максимальном режиме внешнего КЗ.

При внешнем КЗ с наложением витково- го замыкания в одной из обмоток ФРТ защита будет работать аналогично описанному выше случаю возникновения виткового КЗ в режиме нагрузки.

Блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, приведена на чертеже.

Устройство содержит фазорегулирую- щий трансформатор 1, оборудованный с двух сторон трансформаторами тока 2, 3 и трансформаторами напряжения 4, 5, выходы которых соединены с входами соответствующих первого б и второго 7 датчиков активной мощности. С выхода датчиков б и 7 напряжения, пропорциональные активной мощности, выделяющейся на первичной и вторичной обмотках ФРТ, поступают на соответствующие входы блока сравнения 8, который срабатывает, если разность входных сигналов превысит его уставку.-Это обуславливает срабатывание выходного блока 9, обеспечивающего отключение выключателями 10 и 11 ФРТ от сети 12 и 13.

В нормальном режиме значения активной мощности на первичной и вторичной обмотках равны и условие срабатывнаия блока сравнения не выполняется.

В случае повреждения любой из обмоток ФРТ возникают значительные потери активной мощности, в результате чего нарушается баланс в блоке сравнения 8, что приводит к его срабатыванию и срабатыванию выходного блока 9.

Предложенный способ позволяет выполнить защиту фазорегулирующего трансформатора с чувствительностью, превышающей чувствительность известных защит аналогичного назначения и не зависящей от броска тока намагничивания, а также от изменений угла поворота WH коэффициента трансформации ФРТ.

Экономическая эффективность изобретения заключается в том, что его использование позволит увеличить срок службы фазорегулирующих трансформаторов за счет выявления замыканий в обмотках на начальной стадии их возникновения. Это сохраняет ремонтопригодность ФРТ и существенно сокращает сроки и стоимость их ремонта.

Формула изобретения Способ защиты фазорегулирующего трансформатора, основанный на измерении токов и напряжений первичной и вторичной обмоток, определении по измеренным величинам мощностей,протекающих по первичной и вторичной обмоткам и формировании команды на отключение фазорегулирующего трансформатора в случае, если разность указанных мощностей превышает заданную уставку, отличающий- с я тем, что, с целью повышения чувствительности защиты, определяют активную составляющую мощности.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите высоковольтных фазорегулирующих трансформаторов.. Сущность изобретения: с целью повышения чувствительности в способе формируется сигнал, пропорциональный разности активных мощностей, протекающих по первичной и вторичной обмоткам фазорегулирующего трансформатора, и вырабатывается команда на отключение его от сети, если полученный сигнал превышает установку защиты. 1 ил.

GDH

2

5

I

/3