Устройство для дифференциальной защиты силового трансформатора Советский патент 1977 года по МПК H02H3/28 H02H7/04 

щищаемой зоне за счет повышеЕНГого содежания во вторичном токе второй гармоники, используемой в устройстве рля сей- ствия блокировки.

Прототипом изобретения является устройство для дифференциальной зашиты силового трансформатора, содержащее датчики фазных и дифференциального токов, к выходам которых через рабочую и тормозные цепи подключен реагирующий орган, состоящий из формирователя прямоутольньх импульсов и последовательной логической цепочки НЕ-В-НЕ-В 3. В этой защите использован принцип торможения по второй гармонике тока и время-имульсный принцип, основанный на сравнении длтельности пауз.

Недостатками протитопа являются;

1.Существенное увеличение времени срабатывания защиты при к.з. в защищаемой зоне с апериодической составляющей в первичном токе, приводящей к нась.гще- нию магнитопроводов ТТ в переходном режиме. Такой режим возможен даже при токах К.З., не превы1иающих порога срабатывания дифференлиальной отсечки. Кроме того, наличие в искаженном переходно вторичном токе второй гармоники приводит к дополнительному торм.ожению (загрублению) защиты.

2.Неправильное срабатывание защиты при наличии периодических бросков тока намагничивания, так как в цепях с реальными ТТ форма кривой тока небаланса может быть близка к синусоидальной. Аналогичная ситуация возникает и при включении блока генератор-трансформатор в сеть методом самосинхронизации. Длительность пауз в этих случаях может не превышать соответствующих значений при коротком замь кании в защищаемой зоне.

Цель изобретения - повышение надежности и селективности. Эта цель достигается тем, что в каждой фазе вход первого элемента НЕ одной логической цепочки подключен к выходу формирователя импульсов положительной полярности и к входу второго элемента НЕ второй логической цепочки, а вход первого элемента НЕ второй логической цепочки Подключен к выходу формировател импульсов из отрицательной полярности тока и к входу второго элемента НЕ первой логической цепочки, причем выходы всех логических цепочек трех фаз подключены к блокирующим входам пусковых органов через логический орган ИЛИ. Это позволяет повысить чувствительность защиты за счет обеспечения надежного

блокирования ее при внещних коротких замыканиях и всех видах бросков тока намагничивания силового трансформатора.

На чертеже изображена блок-схема устройства. С обеих сторон защищаемого объекта 1 имеются трансформаторы тока 2 и 3, вторичные обмотки которых через фазосравнивающие пусковые органы 4 соединены в дифференциальную схему. В дифференииальную цепь каждой фазы включены датчики дифференциального тока 5. К выходам датчиков дифференциального тока подключены формирователи 6 и 7 прямозтопь- ных импульсов из полуволн тока положи-

тельной и отрицательной полярностей. Выходы формирователей 6 и 7 подключены соответственно к входам двух логических цепочек НЕ-В-НЕ-В (8,9,10,11 и 12, 13,14,15) и ко вторым входам элементов

НЕ противоположных цепочек - 14 и 10. Выходы всех логических цепочек трех фаз через схему ИЛИ 16 подключены к блокирующим входам пусковых органов 4, Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме пусковые органы 4 и формирователи 6,7 импульсов отстроены по уставке от рабочих токов небаланса. Трансформаторы тока 2 и 3 выбраны таким образом, чтобы в установивщемся режиме внешнего к.з. их полная погрещность не превыщала 10%.

При включении защищаемого трансформатора под напряжение или при восстановлении напряжения всети комплект трансформаторов тока, соответствующий включаемой обмотке, замеряет ток намагничивания силового трансформатора. Ток протекает по дифферещиальной цепи через датчики 5 и

пусковые органы 4. Если значения токов превыщают уставки срабатывания 4 и 5, то в тех фазах, где ток однополярный, будет работать только один из двух формирователей 6 или 7 и соответствующая логическая цепочка 8-11 или 12-15. На

элементах 8,9,10 ( 12,13, 14) реализуется схема память. Уставка времени срабатывания 9 (13) (время памяти) выбирается равной около 15 мс с учетом

перекрытия наибольщей паузы между двумя соседними сиги:алами тока одной полярности.

Сигнал с выхода .10 (14) поступает на второй элемент времени 11 (15), где

осущ.ествляется его задержка на 20 мс. Такое время выбрано, исходя из необходимости проверки отсутствия импульса тока обратной полярности, приходящего на вход сброса памяти ЗО (14) от формиро-

вателя противоположной полярности. С вы -

хода 11 (15) ci-ггнал через схему ИЛИ (16) поступает на блокирование пусковых органов (4) всех трех фаз. Собственное время срабатывания пусковых органов (4) должно быть больше уставки элементов 11 (15).

В тех фазах, где ток двухполярный, работают попеременно оба преобразователя 6 и 7, но на выходе 11 и 15 С1тгналов нет, так. как обе логические цепочки периодически взаимно блокируются, т.е. осуществляется периодический сброс памяти от формирователей противоположных полярностей.

Так как при бросках намагничивающего тока хотя бы в одной фазе всегда существует однополярный ток небаланса, то зашита будет блокироваться. То же самое имеет место при внешних коротких замыканиях с апериодической составляющей в первичном токе и при включении блока генератор-трансформатор в сеть методом самосинхронизации. В этих случаях также хотя бы в одной из фаз дифференциальной цепи всегда будет однополярный ток и защита заблокируется.

При коротких замыканиях в защищаемой зоне ток в дифференциальной цепи во всех тр фазах всегда двухполярный даже в переходном режиме п насыщении трансформаторов тока, поэтому пусковые органы не блокируются, и защита действует на отключение.

Устройство позволяет выполнить защиту трансформатора, отстроенную от всех видов возможного небаланса с током срабатывания 0,15 - 0,2 номинал1зного тока трансфоркштора. При этом защита оказывается достаточно чувствительной при повреждениях в обмотке трансформатора (замыкание одного витка). Время действия защиты не превышает 20-25 мс,

Устройство может быть использовано для зашиты генераторов и блоков генератор-трансформатор. Экономическая целесообразность заключается в том, что исключаются неправильные отключения защищаемых объектов, приводящие к ущербу.

связанному с перерывами в энергоснаб -:ении потребителей.

Формула и 3 о б р е т

а V.

Устройство для дифференциальной 3aiL-.riты силового трансформатора, со.перх-оаше. трансф)рматоры тока всех присаецииекнк, вторичные обмотки которых через фазосравниваюший пусковой орган и датчики aini ренциального тока соединены в дифферен.циальную схему, формирователи прямоугол ных импульсов из дифференциальното тока положительной и отрицательной полярносте и логические цепочки НЕ-В-НП-В, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и селективности, р каждо11 фазе вход первого элемента Hi одной логической цепочки ПС-В-ИЬ-В подключен к выходу формирователя KMpyjiv сов положительной полярности и к вход; второго элемента НЕ второй логической цепочки, а вход первого э.пемент-а ЫЕ второй логической цепочки подключен к ;M;ходу формирователя импульсов на отрицательной пoляp tocти тока и к входу второго злемента НЕ первой логической цепочки, причем выходы всех логических цепочек трех фаз подключены к блокирующим входам пусковых органов через логический орган ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Поляков В. Е., Троценко А. А. - Устройство для защиты двухобмоточного трансформатора. Авт. сайд. jV 393793, кл. Н О2 Н 3/28, 7/04. Вюллетепь изобретений NO 33, 1973 г.

2.Роте К. и др. Реле для защиты генераторов, трансформаторов и шин в энергосистеме ГДР. Известия ВУЗов СССР. Электромеханика, 1974 № 9, стр.1О48- lO5l

3.Дмитренко А. М., Дифференциальная защита трансформаторов и автотрансформаторов. Электричество, 1975 г. № 2, стр. 1-9 (прототип).

С В А.

П I I г-

FL

}(

ПЧсразВиС

U

(3

f tj

L,.j

.J

-16