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

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите трансформаторов.

Известны устройства для дифференциальной защиты трансформаторов, содержащие промежуточные трансформаторы тока, ко вторичным обмоткам которых через фильтры первой и второй гармоник присоединен сравнивающий орган 1. Фильтры выполнены на резонансных контурах. Резонансные контуры с разными схемами удовлетворяют заданному уровню избирательности нри вполне определенных добротиостях контуров. Чем выше добротность контуров, тем выше их избирательность, по тем больп1ее замедление вносится в срабатываггне защиты. Известные резонансные системы на пассивиых LC-фильтрах вносят замедление 40 мс и больще. Это приводит к развитию разрущения трансформатора нри его повреждении, например нри витковом замыкании, и увеличивает затраты на ремонт. Наиболее близким к изобретению ио технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для дифференциальной защиты трансформатора, при включении которого на холостой ход амплитуда несинусоидальных первичных токов достигает 8-10кратной величины, а содержание второй гармоники составляет 15-45% по отнощению к первой гармонике и зависит от ряда факторов

2. В сформированном тормозном сигнале величина второй гармоники должна в 3-4 раза превышать величину нервой гармоники. Это необходимо для предотвращения донолнительной пульсации тормозного сигнала после выпрямления и сглажнвания. В этом известном устройстве фильтр нервой гармоники 1шеет низкую избирательность, а при увеличенин добротностн контуров увелнчнвается задержка в срабатывании защиты.

Целью изобретения является иовын1ение быстродействии занипы. В ошкьгвасмом устройстве это достигается тем, что фнльтр BTopoii гармоники выполнен на параллельно соединенных 11оследоиатель ;ом и параллельном резонаисиых LC-контурах, фильтры первой и второй гармоник соедниенгл между собой последовательно, причем рабочий вход сравнивающего органа прпсосдинеп к резистору, включенному иоследозателыго с индуктивностью фильтра первой гарморличп, а тормозноГ вход иодключен к индуктивности пос.гедовательтюго LC-контура фильтра второй гармоники.

На чсртс 1 е прнпсдена злсктрнчсч-кля блоксхема описываемого устро| ства.

Оно состоит п.; контура 1 с э,:сментамн L, С, R, пастроенного в резонанс па частоте 50 Гц, т. е. фнльтр нервой гармоники контура 2 с элемептамн L, С и коитура 3 е элементами

3

L, С, причём контуры 2 и 3 настроены в резонанс на частоте 100 Гц, т. е. фильтр второй гармоники. Контуры 2 и 3 включены иараллельно, а с контуром 1 - последовательно и подключены ко вторичной обмотке проме жуточного трансформатора 4- тока. Первичная обмотка трансформатора 4 включена в дифференциальную цепь защиты. Рабочий сигнал, снимаемый с резистора контура 1, и тормозной сигнал, снимаемый с индуктивности последовательного контура 3, подают на сравнивающий орган 5.

В случае выполнения вход,пого устройства в виде промежуточного трансформатора тока на выход его, т. е. параллельно фильтрам систем первой и второй гармоник, включают резистор 6, сопротивление которого должно быть на порядок меньше сопротивления фильтров нервой и второй гармоник на частоте 50 и 100 Гц. Это обеснечивает равные коэффициенты нреобразования тока первичной обмотки в напряжение вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока на частоте 50 и100 Гц.

Съем сигнала с резистора R обеснсчнгзает столь высокий коэффициент избирательности кзб. резонансной снстемы но нхмиг рабочего трак1а, что он практнческн не ограничивает отпо1нение величин емкостей iiepijoro и второго контуров. С1)ем сигнала с индуктивности третьего контура обеснечивает требуемый козффнциеит избирательности /Саизб, резонансHoii снстемы но цеги тормозного тракта ири добротности коитуров 2 и 3, равной 2,5-3, что снижает задержку в ерабатыванин зан.и-1ты до 20-25 мс ири двукратном С1И1усоидальиом токе.

При включении трансформатора иод напряжение или ири восстановлеинн нанряжения в сетн, еоировождающемея протекапием тока намагничивания трансформатора, резонансная система выделяет из дифференциальиого сигнала первую и вторую гармоиики и

Подает их на схему еравненйя, Йалйчие второй гармоники обеспечивает торможение защиты; При коротких замыканиях в трансформаторе вторая гармоника в токе отсутствует, а первая гармоника диффереициальиого сигнала выделяется резонансной системой, подаетс5| иа схему сравнения и обесиечйвает ерабатУ-вание защиты.

Примеиеине дифференциальной защиты с оиисываемой резонансиой системой позволяет снизить добротность контуров ири требуемом уровне избирательности, повысить быстродействие защиты, уменьшить размер разрушений при повреждении трансформатора и затраты на его ремонт.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты траисформатора, содержащее нромежуточный трансформатор тока, иервичпая обмотка которого подключена к диффереициальной цеии защиты, а ко вторичной обмотке через фильтры первой и второй гармоник присоединен сравииваюи1,нй орган, иричем фильтр нервой гармоннки выполиеи на параллельном резоliaHciiOiM контуре, отличающееся тем, что, е целью повышения быстродействия защиты, фильтр второй гармоиики вынолнегт иа нараллельно соед1И1енных последовательном и нараллельиом резоиансных LC-коитурах, фильтры первой и второй гармоник соединены между собой носледовательио, причем рабочий вход сравниваюн1,его органа присоединен к резистору, включенному носледовательно с индуктивиостью фильтра первой гармоники, а тормозной вход иодключен к индуктивности последовательного LC-коитура фильтра второй гармоники.

Источники информации, ирииятые во внимание ири экспертизе

1.Bull scient AIM, V-77, 5, p. 381-391.

2.Патент США ° 3414772, кл. 317/14, 18, 1972.