Устройство для дифференциальной защиты трансформатора Советский патент 1979 года по МПК H02H3/28 H02H7/04 

Изобретение относится к области релейной защиты и может использовано для защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Известны устройства защит трансформаторов и автотрансформаторов, содержащих дифференциальное реле с торможением или дифференциально-фазное реле и блок торможения при бросках тока намагничивания, вырабатывающий тормозной сигналЫ -от апериодической составляющей тока включения; -от разности абсолютных значений положительной и отрицательной полуволн дифференциального тока; -от величины паузы между двумя соседними полуволнами дифференциального тока. Устройство защиты трансформатора, использующее блок торможения при бросках тока намагничивания, вырабатывающий тормозной сигнал от апериодической составляющей, может иметь замедление на срабатывание при переходном процессе внутреннего повреждения, равное (1-3) периода при токе срабатывания более 1,3 от номинального. При выработке тор.мозного сигнала от разности абсолютных значений положительной и отрицательной полуволн дифференциального тока задержка достигает (1,4-2,6) Т( . Защита, фиксирхющая паузу при данном уровне замера (наибольщее замедление 1,4 TiY может отказать в действии при максимальных токах внутреннего повреждения, если трансфор.маторы тока перегружены. Известно также устройство защиты трано форматоров, содержащее дифференциальное реле и блок торможения, вырабатывающий тормозной сигнал, пропорциональный второй гармонической составляющей дифференциального тока. Это устройство по технической сущности и достигаемому эффекту является ближайщим прототипом 2. Однако в известно.м устройстве ввиду того, что бросок тока намагничивания воспринимается как внутреннее короткое замыкание, для предотвращения неселективного срабатывания блок торможения при таких бросках должен вырабатывать больщий сигнал. Но и при коротких замыканиях с апериодической слагающей четные гармоники вырабатываются трансформаторами тока благодаря их одностороннему насыщению, особенно при неблагоприятных остаточных потоках, обусловливая торможение, сильно растущее с увеличением кратности тока и постоянной времени его апериодической слагающей. При неблагоприятных условиях величина тормозного сигнала в этом режиме может в несколько раз превышать ее значение при броске тока намагничивания. При внутренних коротких замыканиях это может вызвать продолжительную задержку в срабатывании реле, хотя при внешних коротких замыканиях это торможение полезно. Однако дифференциально-фазная защита, а также дифференциальная защита с торможением (при условии высоких коэффициентов торможения) при внешних коротких замыканиях нуждается в весьма малом тормозном сигнале, отличающемся в 5-15 раз по интенсивности от сигнала при броске тока намагничивания. Следовательно, в известном устройстве неизбежен большой тормозной сигнал при больших кратностях замыкания, что может вызвать задержку в срабатывании защиты при внутренних повреждениях. Цель изобретения - увеличение быстродействия дифференциальной защиты трансформатора. Согласно изобретению устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее трансформаторы тока, установленные по концам защищаемого объекта, вторичные обмотки которых соединены по дифференциальной схеме и к ним подключены блок торможения при бросках тока намагничивания и переходных токах небаланса и рабочий вход дифференциальнофазного реле, тормозной вход которого присоединен к блоку торможения, дополнительно снабжено блоком фиксации признака броска тока намагничивания, пороговым элементом, блоком управления и ограничителем напряжения сигнала, подключенным между дифференциально-фазным реле и блоком торможения, при этом вход блока фиксации признака броска тока намагничивания и вход порогового элемента объединены между собой и присоединены к дифференциальнофазному реле, основной вход блока управления соединен с выходом блока торможения, первый управляющий вход блока управления соединен с выходом блока фиксации признака броска тока намагничивания, второй управляющий вход блока управления соединен с выходом порогового элемента, а выход блока управления соединен с тормозным входом дифференциально-фазного реле выходом порогового элемента, выход же блока управления соединен с тормозным входом в реле. На чертеже представлена схема устройства защиты трансформатора. Устройство содержит блок торможения 1 при бросках тока намагничивания и переходных токах небаланса, дифференциальнофазное реле 2, блок, фиксации 3 признака броска тока намагничивания, пороговый элемент 4, блок управления 5, ограничитель 6 напряжения сигнала на стабилитроне. Вход блока I, блока 3, порогового элемента 4 и рабочий вход реле 2 объединены и являются входом устройства. Основной вход блока 5 соединен с выходом ограничителя напряжения 6. Первый управляющий вход блока 5 соединен с выходом блока 3, второй управляющий вход - с выходом элемента 4. Выход блока 5 соединен с тормозным входом дифференциально-фазного реле. Работа устройства заключается в следующем. При работе в переходном режиме трансформатора блок торможения 1 вырабатывает тормозной сигнал, пропорциональный, например, второй гармонике дифференциального тока, который ограничивается стабилитроном 6 на уровне, достаточном для отстойки от максимального броска тока намагничивания, и поступает на основной вход блока управления 5. Одновременно блок фиксации 3 выявляет признак броска тока намагничивания, например длительность бестоковых пауз в дифференциальном токе, и вырабатывает сигнал управления при длительности бестоковых пауз 8 мсек, измеренных на уровне 1,6 1„ , что соответствует режиму короткого замыкания, и не вырабатывает этот сигнал, при длительности бестоковых пауз 8 мсек, что соответствует режиму броска тока намагничивания трансформатора или автотрансформатора. Сигнал управления поступает на первый управляющий вход блока управления 5. Кроме того, при величине дифференциального тока, превышающей максимальное значение броска тока намагничивания и тока небаланса, пороговый элемент 4 вырабатывает сигнал управления, поступающий на второй управляющий вход блока управления. При наличии сигнала на первом управляющем входе блока управления 5 величина тормозного сигнала уменьщается блоком управления 5 до величины, достаточной для отстойки от переходных процессов внешнего короткого замыкания, а при отсутствии его величина тормозного сигнала остается без изменения. При наличии сигнала на втором управляющем входе блока управления 5 тормозной сигнал снимается совсем. Следовательно, в режиме броска тока намагничивания на тормозной вход реле 2 поступает сигнал, достаточный для селективного действия дифференциально-фазного реле 2. При внутренних повреждениях с малым током короткого замыкания на тормозной вход реле поступает небольшой сигнал, а при внутренних повреждениях с большим током короткого замыкания тормозной сигнал отсутствует совсем. Уменьшение сигнала на тормозном входе реле приводит к повышению быстродействия зашиты при внутренних повреждениях. Как показали испытания предлагаемого устройства заш,иты,время ее действия уменьшается до 25 мсек по сравнению с известной зашитой, в которой время действия составляет (1,4-2,6) Т, , где Т, мсек. Формула изобретения Устройство для дифференциальной зашиты трансформатора, содержашее трансформаторы тока,установленные по концам зашишаемого объекта, вторичные обмотки которых соединены по дифференциальной схеме и к ним подключены блок торможения при бросках тока намагничивания- и переходных токах небаланса и рабочий вход дифференциально-фазнога реле, тормозной вход которого присоединен к блоку торможения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно дополнительно снабжено блоком фиксации признака броека тока намагничивания, пороговым элементом, блоком управления и ограничителем напряжения сигнала, подключенным между дифференциально-фазным реле и блоком торможения, при этом вход блока фиксации признака броска тока намагничивания и вход порогового элемента объединены между собой и присоединены к дифференциально-фазному реле, основной вход блока управления соединен с выходом блока торможения, первый управляюш.ий вход блока управления соединен с выходом блока фиксации признака броска тока намагничивания, второй управляющий вход блока управления - с выходом порогового элемента, а выход блока управления соединен с тормозным входом дифференциально-фазного реле. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Схарн Р. Л., Глассбург В. Е. «Дифференциальная зашита трансформатора с торможением от вторых гармоник в сб. Энергетика за рубежом, «Релейная защита вып. 3, 1960, с. 45-49. 2.Авторское свидетельство СССР № 473254, кл. Н 02 Н 3/28, 1973.