Дифференциальное реле защиты силового трансформатора Советский патент 1977 года по МПК H02H7/04 

Изобретение относится к области релейной защиты силовых трансформаторов и автотрансформаторов, в цепях которых при коммутационных процессах могут появляться броски намагничивающего тока или протекать несинусоидальные токи повреждепия при внешних коротких замыканиях.

Известны дифференциальные реле защиты силового трансформатора, в которых повышенная отстройка от броска намагпичпвающего тока достигается за счет фиксации асимметрии тока включения силового трансформатора относительно оси времени и анализа формы кривой тока в дифференциальной цепи.

Из известных дифференциальных реле с повышенной отстройкой от броска намагничивающего тока силовых трансформаторов наиболее близким по технической сущности к изобретению является дифференциальное реле, в котором к вторичной цепи промежуточного трансформатора подключены через выпрямительный мост последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов, инвертор, селектор импульсов по длительности, орган запоминания сигналов, инвертор и выходное реле. Это устройство позволяет измерять величину паузы в дифференциальном токе и сравнивать ее с заданным значением. Отстройка от броска намагничивающего тока достигается за счет наличия в нем существенных бестоковых пауз.

Однако в таком устройстве при перегруженных трансформаторах тока в его вторичном токе при коротком замыкании в зоне действия защиты появляются бестоковые паузы и

реле молсет отказать. В этом случае его необходимо дополнять дифференциальной отсечкой, которая имеет слабую отстройку от бросков намагничивающего тока. В результате в этом режиме возможно снижение 4yBCTBnTev4bности дифференциальной защиты.

Цель изобретения - повыщение чувствительности дифференциальной защиты в случае перегруженных трансформаторов тока,

когда устройство необходимо дополнять дифференциальной отсечкой, применение которой может снизить отстройку от броска намагничивающего тока. Для этого в устройстве первичные обмотки

трансреактора и трансформатора тока соединены последовательно, вторичная обмотка трапсреактора через выпрямительный мост и селектор бестоковой паузы подсоединена к первому входу схемы сравнения, состоящей из

транзистора, включеиного по схеме с общим эмиттером, между базой и эмиттером которого включен диод, а между коллектород и эмиттером стабилитрон, при этом ее входами являются цепи базы и коллектора, а вторичная обмотка промежуточного трансформатора тока с подключенной jRC-цепочкой подсоедийена к второму входу схемы сравнения, выход которой подключен к реагирующему органу.

На чертеже приведена прикциниальная схеi ia предлагаемого устройства.

Оно содержит иромежуточный трансформатор 1 тока н трансреактор 2, нервичные обмотки которых соединены нослсдовательно и обтекаются дифференциальным током (ip), выпрямительные мосты 3 н 4. Выпрямительный мост 3 подсоединен через потенциометр 5 к вторичной обмотке трансформатора i. Сигнал с его выхода, продЕаригглъяо сглаженный с помощью нараллельгюй ценочл нг сонротизления 6 п емкостн 7, иодаегел через сопротивление 8 на коллектор траизпсгор; 9 схемы 10 сравнения. Выпрямительный мост 4 подключен к вторичной обмотке трансреактора, к выходу этого моста - селектор И бестоковой паузы п стабилитрон 12. Сслекгор иестокозой паузы формирует сигнал,- зависящий от длительности беетоковой паузы на онределенном уровне в производной дифференциального тока, собран на транзисторе 13, сонротнвлепиях 14 и 15 и емкости 16. Между базой транзистора 13 и выходом моста 4 включена параллельная цепочка нз сопротивлен11Я 17 н емкости 18. Селектор бестоковой паузы через стабилитрон 19 соединен с базой транзнстора 9, служащей одним из входов схемы сравнения.

Схема 10 сравнения представляет еобой транзистор, включеииый по схеме с общим эмиттером, входами которой являются цепи базы и коллектора транзистора 9. Между базой и эмиттером траизистора 9 включен диод 20, а между коллектором и эмиттером - стабилитрон 21.

Реагирующий орган 22 выполнен в виде релейиого нолупроводникоБОго усилителя, соединенного с коллектором транзнстора 9.

При протекании по первичным обмоткам промежуточного трансформатора 1 тока и транереактора 2 синусоидального тока, меньшего по величине тока срабатывания реле, транзистор 13 селектора бестоковой паузы находится в закрытом соетояннн, емкость 16 заряжена, транзистор 9 открыт п шуитнрует реагирующий орган 22. Сигнал е выхода выпрямительного моста 3 в реагирующий орган не поступает. В случае нревышепия величины синусоидального тока Ip значения тока срабатывания реле, транзистор 13 открывается, емкость 16 разряжается, траизиетор 9 закрывается и дешунтирует реагирующий орган 22 реле. Сигнал с выхода выпрямительного моста 3 нодается в реагирующий орган и вызывает его срабатывание. При больших кратностях первичного тока защитные трансформаторы тока могут насыщаться, при этол-i фо|;ма дифференциального тока пскажается. За время бестоковых пауз емкость 16 успевает зарядиться до некоторого значення напряжения, в результате чего транзистор 9 может на короткие промежутки времени шунтировать реагирующий орган. Однако змачепне сигнала на

выходе выпрямительного моста 4 в промежутки времени, когда транзиетор 9 закрыт, оказывается достаточным для срабатывания реагирующего органа. Действие нредлагаемого устройства в рассматриваемом режиме доказывает отеутетвие необходимостн донолнять eio дифференциальной отсечкой. Срабатыва1и;с нредлагаемого реле обеспечивается при токовых ногрешностях до значений /тт о07оВ режнме нротека11ия по нервичпым обмоткам трапсфордматора 1 н трансреактора 2 апериоднческого броска намагничивающего тока транзистор 13 значительную часть периода остается закрытым благодаря наличию существенных бестоковых пауз в производной от тока броска. этом емкоеть i() значительную часть нериода заряжена, а транзистор 9 открыт. Значнгельная часть сигнала с выхода выпрямительного моета 3 шунтируется транзистором 9 н не попадает в реагирующий оргап. Промежуточный трансформатор 1 тока в этом режиме наеыщаетея апериодической слагающей броска намагничивающего тока, поэтому сигнал на выходе вынрямительного моста 3 существенно уменьшается, что также снособствует повышепию отстройки от апериодического броска намагничивающего тока.

При поглощении защитными трансформатора.ми тока апериодической слагающей тока броска в первичных обмотках трансформатора 1 и трапсреактора 2 появляется бросок намагничивающего тока без апериодической слагающей.

Загрублеиие предлагаемого устройства в рассматриваемом режнме обуеловлено следующим.

В вынрямительпой производной дифференциального тока существуют на некотором фиксированном уровне бестоковые паузы, что объясняется формой отрицательной полуволны трансформированного броска намагничивающего тока, имеющей на некотором участке медленно спадающий характер.

Действие емкости 18 различно в режиме броска памагннчпвающего тока и синусоидального тока ввиду существенного различия нх форм. Этот факт способствует повышению отстюйкн реле от рассматриваемого режима.

Транзнетор 13 открыт в про.межуткн времени (транзиетор 9 закрыт практически в эти же иромежутки), когда сигнал на выходе вынрямнтельного моста 3 не имеет максимального значения. Это объясняется тем, что на вход выпрямительного моста 4 подается производная дифференциального тока, поэтому оеновная и выешие гармонические составляющие сигналов па выходах выпрямительных мостов 3 и 4 сдвинуты по фазе друг относительно друга. Транзиетор 9 включается следуюнднм образом. На его коллектор поступает сигнал с выхода выпрямительного моста 3, а на базу - сигнал, зависящий от длительности бестоковой паузы на определенном уровне в пронзБОДной дпфференциального тока, что и o6cciHJ4HBaeT новышенную отстройку от трансформированного броска намагничивающего тока. От токов небаланса, имеющих существенные бестоковые паузы или апериодическую слагающую, предлагаемое устройство отстроено в соответствии с изложенными соображениями.

Формула изобретения

Дифференциальное реле защиты силового трансформатора, содержащее трансреактор с последовательно подключенными через выпрямительный мост формирователем прямоугольных импульсов, селектором импульсов по длительности, запоминающим и реагирующим органами, отличающееся тем, что, с целью

повышения чувствительности, в нем первичные обмотки трансреактора и трансформатора тО ка соединены последовательно, вторичная обмотка трансреактора через выпрямительный

мост н селектор бестоковой паузы подсоединена к первому входу схемы сравнения, состоя щей нз транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, между базой и эмиттером которого включен диод, а коллектором

и эмиттером - стабилитрон, ее входами являются цепи базы и коллектора, а вторичная обмотка промежуточного трансформатора тока через выпрямительный мост с подключенной параллельной С-цепочкой подсоединена

к второму входу схемы сравнения, выход которой подключен к реагирующему органу.

jiMvrs/

Jj|4,. , ,..- i .,

-0