Устройство для дифференциальнойзАщиТы ТРАНСфОРМАТОРА Советский патент 1981 года по МПК H02H3/28 H02H7/04 

1

Изобретение относится к релейной защите электрических систем и может быть использовано для дифференциальной защиты силовый трансформаторов и автотрансформаторов с регулированием под нагрузкой и с выносными устройствами для продольного регулирования напряжения под нагрузкой.

Известно устройство для дифференциальной защиты с реле, использующим быстронасыщающийся трансформатор тока и магнитное торможение типа ДЗТ 1.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для дифференциальной зашиты, содержащее трансформатор тока, быстроиасыщающийся трехобмоточный с рабочими и вторичными обмотками, присоединенными к регулируемому резистору и к реагирующему органу, к которому через полупроводниковый ключ, расщиритель импульсов подключен блок сравнения, на второй вход которого через последовательно соединенные фильтр, выпрямительный мост и расщепитель импульсов подключены вторичные обмотки трансформаторов 2.

Однако это устройство не обеспечивает снижения тока срабатывания по условию отстройки от броска тока намагничивания

и отстройки от синусоидальных токов небаланса.

Целью изобретения является снижение тока срабатывания по условию отстройки от бросков намагничивающего тока и отстройки от синусоидальных токов небаланса.

Для достижения этой цели в устройстве дифференциальной защиты трансформатора, содержащем трехстержневой насыщающийся трансформатор тока с рабочими и вторичными обмотками, присоединенными к регулируемому резистору и к исполнительному органу, к которому через полупроводниковый ключ, расщиритель и.мпульсов подключен блок сравнения, на второй вход последнего через последовательно соединенные фильтр, выпрямительный мост и расщепитель импульсов подключена вторичная обмотка трансформатора. Первичная обмотка трансформатора выполнена с отводами и присоединена к рабочим обмоткам трехстержневого насыщающегося трансформатора тока, на крайних стержнях которого размещена тормозная обмотка.

Цель устранения возможности задержки на уменьщение тока срабатывания при наложении внутреннего короткого замыкания на внешнее и защиты полупроводникового органа от перенапряжения в данном устройстве достигается тем, что в расширитель импульсов введен транзистор, эмиттер которого присоединен к положительной обкладке конденсатора, а коллектор через резистор к отрицательной, причем база вновь введенного транзистора через резистор подключена ко входу положительной полярности полупроводникового ключа, а параллельно реагирующему органу подключены два встречно включенных стабилитрона.

Одним из отличительных признаков броска намагничивающего тока является наличие паузы в его производной. Если дополнить реле ДЗТ специальным полупроводниковым устройством, реагирующим на паузу в производной броска намагничивающего тока, то можно изменять ток срабатывания защиты - увеличивать его при броске намагничивающего тока до /с.з. 1,5 /ном.т. Это позволяет повысить чувствительность защиты при внутреннем коротком замыкании, например, витковом замыкании в силовом трансформаторе, когда форма дифференциального тока синусоидальна и паузы в его производной отсутствуют. При внутренних междуфазных коротких замыканиях и насыщении защитных трансформаторов тока токи, протекающие в дифференциальной цепи защиты, больше тока срабатывания загрубленного реле и оно срабатывает.

Разработанное полупроводниковое устройство универсально и может применяться со всеми типами реле ДЗТ.

На чертеже приведена структурная схема устройства (один из вариантов).

В рабочих обмотках 1-3 быстронасыщающегося трансформатора тока 4 протекают токи плеч защиты, а в тормозной 5 - тормозной ток. Вторичная обмотка реле 6 подключена к регулируемому резистору 7 и реагирующему органу 8. Рабочие обмотки 1-3 быстронасыщающегося трансформатора тока 4 через соответствующие отводы соединены с первичной обмоткой трансформатора 9, вторичная обмотка которого через схему расщепления 10 и выпрямительный мост И соединена по одному каналу непосредственно со схемой сравнения 12, а по другому- через сглаживающий фильтр 13. Схема сравнения 12 через расширитель импульсов 14 подключена к полупроводниковому ключу 15. К обмотке 8 присоединены последовательно включенные регулируемый резистор 16 и полупроводниковый ключ 15. Параллельно обмотке 8 подключены стабилитроны 17 и 18.

Для обеспечения одинаковой чувствительности полупроводникового устройства к броскам намагничивающего тока при различных вторичных номинальных токах

сторон защиты первичная обмотка трансформатора 9 через расщепитель импульсов 10 выполнена с отводами. Напряжение, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора 9, через схему расщепления 10 (конденсаторы 19 и 20 и резисторы 21 и 22) и выпрямительный мост 11 поступает по одному каналу (напряжение t/i) на схему сравнения 12 (транзистор 23, диоды

24 и 25 и резисторы 26 и 27). По другому каналу напряжение Ui подается на вход сглаживающего фильтра 13 (диод 28, конденсатор 29, резисторы 30 и 31). С выхода сглаживающего фильтра 13 напряжение U

подается на другой вход схемы сравнения 12. Напряжение /7з со схемы сравнения 12 поступает на расширитель имнульсов 14 (транзистор 32), конденсатор 33, диод 34 и резисторы 35-37. Транзистор

32 и резисторы 36 и 37 предназначены для уменьшения постоянных времени цепей заряда и разряда расширителя импульсов 14 при U UcшlJ где: t/cnny - напряжение на конденсаторе 33 в условиях срабатывания

полупроводникового устройства. Транзистор 32 управляется напряжением, выделяемым на резисторе 35; при его открытии параллельно конденсатору 33 подключается резистор 37 и тем самым уменьшаются

постоянные времени цепей заряда и разряда. При напряжении . транзистор 32 закрыт. Параметры схемы расширителя имнульсов подбираются такими, чтобы перед очередным импульсом напряжения Us напряжение Это позволяет исключить возможность излишнего загрубления реле после исчезновения пауз производной броска намагничивающего тока, например при возникновении виткового замыкания в силовом трансформаторе после включения его на холостой ход. С расширителя импульсов 14 напряжение поступает на полупроводниковый ключ 15 (составной транзистор 38, симистор 39, выпрямительный мост 40, конденсатор 41, резисторы 42 и 43). Стабилитроны 17 и 18, 44-46 и резисторы 47 и 48 предназначены для.,иты элементов полупроводникового устройства от перенапряжений.

При появлении пауз в производной дифференциального тока на схему сравнения 12 поступает два напряжения: сглаженное конденсатором 29 напряжение U и напряжение Ui в виде прямоугольных импульсов, так как схема расщепления 10 производит практически безинерционное сглаживание, не заполняя пауз во вторичном напряжении трансформатора 9. В моменты времени, когда транзистор 23 открывается. Напряжение U в виде прямоугольных импульсов сглаживается расширителем импульсов 14 и поступает на вход составного транзистора 38, который открывается и шунтирует выходные зажимы выпрямительного моста 40. Это приводит