Устройство для дифференциальной защиты многообмоточного трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой Советский патент 1979 года по МПК H02H3/26 H02H3/28 H02H7/04 

мозноГ-о сигнала при внешних коротких замыканиях и его появлению при внутренних коротких замыканиях, что снижает чувствительность защиты.

Целью изобретения является повышение чувствительности заш,иты трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой.

Это достигается тем, что в предложенное устройство дополнительно введен блок автоматического изменения напряжения, пропорционального току плеча защиты, входы которого соединены с выходами преобразователей ток-напряжение, а выход - со входами формирователей рабочего и тормозного сигналов и их сумматора. Блок автоматического изменения напряжения содержит два формирователя модуля, сумматор-интегратор, два сумматора, множитель и переключатель. Причем выход первого сумматора, подключен через первый формироват.ель модуля к первому входу сумматора-интегратора, ко второму входу последнего через второй формирователь модуля подключены два полюса переключателя, а выход сум.матора-интегратора через второй сумматор соединен с первым входом множителя и через третий полюс переключателя с резистором обратной связи.

На черте.же приведена схема предложенного устройства.

Объектом защиты является многообмоточный трансформатор 1, в котором регулируе.мая обмотка показана стрелкой. На выводах трансформатора в однолинейном изображении показаны трансформаторы тока 2-5, подключенные вторичными обмотками к блоку преобразователей ток-напряжение 6-9. Подключение последнего трансформатора тока показано условно для пояснения принципа наращивания схемы при увеличении числа обмоток силового трансформатора. В этом случае все последующие преобразователи, начиная с 9, должны подключаться аналогично 7 и 8. Формирователь рабочего сигнала выполнен на основе сумматораформирователя 10 модуля. Устройство содержит также сумматор 11 рабочего и тормозного сигналов, формирователь 12 тормозного сигнала на основе сумматора с разделительными диодами 13, 14, 15 на входах, блок автоматического изменения напряжен-ия пропорциональноготоку плеча защиты (в выходной цепи преобразователя 6), включающий контур из сумматора 16, формирователей 17, 18 модуля, сумматора-интегратора 19, сумматора 20, множителя 21, переключателя 22. К выходу переменного сигнала сумматора-формирователя 10 модуля подключены полосовые фильтры 23, 24 первой и второй гармоник. Выходные напряжения фильтров выпрямляются с помощью формирователей 25, 26 модуля и противополярно подаются на компаратор 27 выходного блока.

Компаратор 28 этого блока соединен с выходом сумматора 11. Выходы обоих компараторов подключены ко входам конъюктора 29. Выход последнего подключен к схеме ИЛИ

30. К ocтaвпJИмcя вхо.там этой схемы подключаются аналогичные устройства остальных фаз. Все блоки устройства показаны пунктиром, их входы и выходы отмечены точками.

С помощью с /мматора 16 суммируются мгновенные значения сигналов (в частном случае при синусоидальных сигналах - геометрическое суммирование), пропорциональных токам нерегулируемых плеч защиты. Затем с помощью формирователей 17, 18 модуля и сумматора-интегратора 19 определяют разницу модуля напряжения пропорционального tOKy плеча, в котором производится регулирование коэффициента трансформации под нагрузксж (цепь преобразователя 6), и модуля суммы мгновенных значений напряжений пропорциональных токам всех остальных плеч. Напряжение с выхода интегратора, соответствующее определенной разнице, подается на один из входов сумматора 20, на второй вход этого сумматора подается напряжение, соответствующее единичному коэффициенту передачи множителя (оно является сомножителе.м, на который умножается выходное напряжение преобразо-, вателя 6). Разпица этих напряжений опреQ деляет на сколько необходимо из.менять коэффициент передачи, чтобы соотношение между мгновенными значениями сигналов пропорциональных токам плеч не изменялось при регулировании нап.ряжения защищаемого трансформатора. С выхода множителя

5 снимается новое значение сигнала регулируемого плеча и подается на формирователи рабочего и тормозного сигналов.

Далее на выходе сумматора 11, который в совокупности с нуль-индикатором 28, образует ко.мпаратор, получают сумму выпрямленного рабочего дифференциального сигнала, сформированного путем суммирования напряжений плеч защиты с положительной полуволной с выхода сумматора-формирователя модуля 10, тормозиого сигнала., пропорционального минимальной сумме абсолютных значений входящих или выходящих токов плеч защиты, и напряжения уставки, снимаемого с делителя. Тормозной сигнал образуется путем суммирования положительных полуволн напряжений плеч, получаемых

° с помощью разделительных диодов 13, 14, 15 с отрицательной полуволной дифференциального сигнала, получаемой с выхода сумматора-формирователя Ш модуля.

При превьниении рабочего сигнала над

5 суммой тормозного и уставки срабатывает компаратор 28 и выдает сигнал на конъюнктор. В случае короткого замыкания в зоне модуль выходного сигнала с фильтра 23 первой гармоники преобладает над таковым с

фильтра 24 второй гармоники в сумме с напряжением уставки.

При этом срабатывает компаратор 27, и на втором входе коныоктора также появляется сигнал. В результате вырабатывается сигнал на отключение выключателя, подаваемый далее через схемы ИЛИ.

Возможны два режима работы устройства, задаваемые с помощью переключателя 22. В первом режиме, когда замкнуты верхние и нижние контакты, блок регулировки коэффициента передачи работает как разомкнутая систе.ма. Интегратор переводится в режим апериодического звена, которое с выдержкой времени устанавливается на выходе, разность соответствует определенному коэффициенту передачи.

Во втором режиме, когда верхние и нижние контакты разомкнуты, а средние замкнуты , схема переводится в-компенсационный режим (работает как следящая система). При этом напряжение на выходе интегратора возрастает до тех пор, пока не отработается коэффициент передачи множителя, строго соответствующий нулевой разнице токов плеч. Этот режи.м более точный. Для повышения надежности блока в работе интегратор выполнен с ограничением сигнала по входу, соответствующи.м пределам регулирования напряжения трансформатора. Постоянная времени интегратора или вносимое апериодическим звеном запаздывание определяются быстродействием защиты. Она должна быть такой, чтобы блок регулирования не влиял на работу защиты при к.з. в зоне, что легко достигается, поскольку процесс регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой происходит относите тьно медленно (измеряется в секундах).

Напряжение небаланса, обусловленное изменением коэффициента трансформации под нагрузкой, полностью компенсируется и дополнительно сохраняется соотнощение сигналов на входе формирователя тормозного сигнала, что повышает чувствительность и селективность. Все блоки могут быть построены на решающих усилителях, те.м самым унифицируется схема, улучшается технологичность изготовления и упроп ается процесс настройки. В случае необходимости учет фазовых сдвигов токов плеч защиты при различных схемах соединении силового трансформатора может бь1ть осуществлен в схемах преобразователей ток-напряжения.

Формула изобретения

1.Устройство для дифференциальной защиты многообмоточного трансфор.матора с

регулирование.м напряжения под нагрузкой, содержащее трансформаторы тока, выходы которых соединены через преобразователи ток-напряжение со входами фор.мирователей рабочего и тормозного сигналов и их сумматором, а выходы формирователя рабочего сигнала присоединены к су.мматору и через полосовые фильтры первой и второй гармоник и их формирователи модулей ко входам выходного блока, выход формирователя торMO3iioro сигнала П0х1ключен ко входу сумматора, выход последнего соединен также с одним из входов выходного блока отличающееся тем, что, с целью повышения его чувствительности, оно дополнительно снабжено блоком автоматического изменения напряжения, пропорционального току плеча защиты, входы кЪторого соединены с Выходами преобразователей ток-напряжение, а выход - со входами формирователей рабочего и тормозного сигналов I их сумматора.

2.У-етройство по п. 1, отличающееся тем, что блок автоматического изменения напряжения содержит два формирователя модуля, сумматор-интегратор, два сумматора, множитель и переключатель, при этом выход первого сумматора подк:пк1,чен через первый.формирователь модуля к первому входу сумматора-интегратора, ко второму входу последнего чере второй формирователь модуля подключены два полюса переключателя, а выход сумматора-интегратора через второй сумматор соединен с первым входом множителя и через третий полюс переключателя - с резистором обратной связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ульяницкий Е. М. и др. «К вопросу выполнения торможения дифференциальных реле, «Электромеханика, 1974, № 2.

.2. Заявка „Nb 2181168/07, кл. Н 02 Н 3/28, 1975, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

25