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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА

Изобретение относится к релейной защите и может быть использовано для защиты трансформаторов (автотран сформаторов) . По основному авт. св. № 653669 известно устройство защиты трансформаторов (автотрансформаторов), содерж щее блок торможения при бросках Toka намагничивания и переходных токах небаланса, блок фиксации признака броска тока намагничивания, пороговый элемент блок управления, ограничитель напряжения и дифференциально-фазное реле с раб чим и тормозными входами.Блок фиксации признака броска тока намагничива ния имеет.время распознавания переходного процесса (бросок тока намагничивания или короткое, замыкание),20м В связи с этим устройство.: защиты трансформатора может иметь задержку в срабатывании в тяжелых переходных процессах внутреннего повреждения, когда во втором периоде вторичный ток может быть исчезающе мал из-за значительных погрешностей трансформаторов тока Q J .Цель изобретения - повышение §ыстродействия устройства защиты трансформаторов (автотрансформаторов) при коротких замыканиях, сопровождающихся переходными процессами. Цель достигается тем, что в устройстве защиты, трансформатора (автотрансформаторов) по авт. св. № 653669 блок фиксации признака броска тока намагничивания содержит элемент преобразования тока, два элемента времени, : элемент сравнения длительности бестоковых пауз в дифференциальном токе и элемент преобразования напряжения, вход.которого является входом по напряжению, а выход соединен G первым входом первого элемента времени, выход последнего соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом элемента преобразования тока и входом второго элемента времени, выход которого сое3динен со вторым входом первого элеме та времени. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - осциллограммы, поясняю- 11ще работу устройства при бросках тока намагничивания; на фиг. 3 - то же. При внутренних повреждениях. Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 торможения при броскахтока намагничивания и переходных токах небаланса (ВТ), блок 2 фиксации признака броска тока намагничивания (Вф), дтороговый элемент 3 (пэ), ограничитель 4 напряже1шя сигнала (ОН), блок 5 управления (ВУ) , дифференциальнафазного реле 6. Вход блока 1 торможерия порогового элемента 3, -рабочий вход дифференциально-фазного реле 6 и токовый вход блока фиксации призна ка броска тока намагничивания 2 абъединены и являются входом устройства. Вход по напряжению блока 2 фикса, ции .признака броска тока намагничивания элемента 7 преобразования напряжения соединен с тр.ансфооматором напряжения защищаемого трансформатор (автотрансформатора) . Основной вход блока 5 управления соединен с выходом ограничителя 4 напряжения. Первый управляющий вход блока 5 управления соединен с выходом блока 2 фиксации признака броска токаг намагничивания а второй управляющий вход - с выходом порогового элемента 3. Выход бло ка 5 управления соединен с тормозным входом дифференциально-фазного реле 6. Устройство также содержит элемент 8 тока, элемент 9 времени,элемент 10 сравнения, реле. времени, , Устройство работает следующим образом. При работе в переходном режиме трансформатора блок торможения выр батывает тормозной сигнал, пропорцио н-альный второй гар. дифференциального тока, который ограничивает огра11Ичителем 4 напряжения на уровне достаточном дпя отстройки отмаксималь ного броска тока намагничивания и пост ет на основной вход блока 5 управления. Одновременно блок фиксации признака броска тока намагничивания Выявляет признак следующим образом. На выходе элемента преобразования 7 напряжения в режиме броска тока намагничивания и внутреннего короткого замыкания фиксируются импулбсы, соответствующие моментам перехода через ноль первичного напряжения. Под действием этих импульсов на выходе первого элемента 9 времени формируются импульсы длительностью 60 эл.град. На выходе элемента преобразования тока формируется напряжение (фиг. 2д, фиг. 3 д)-. В режиме броска тока намагничивания передний фронт первого импульса на выходе этого элемента всегда отстает от момента перехода через ноль первичного напряжения на время больше 60 эл. град. Так как импульсы, которые поступают с выхода элемента 8 преобразования токов и элемента 9 времени на входы элемента 10 сравнения длительности пауз, не совпадают во времени, на выxqjle после днего Не формируется сигнал управления для снятия торможения. После появления напряжения на выходе элемента В преобразования тока репе 11 времени формирует сигнал, который поступает на второй вход элемента 9 времени, в результате чего прекращается формирование импульсов длительностью 60 эл.град. до конца переходного процесса. В режиме внутреннего короткого замыкания с начальным углом i. 60°, т.е. при наличии максимальных апериодичесслагающих, импульсы на выходе элемента преобразования тока 8 и элемента времени 9, а равно - на выходе элемента сравнения длительности пауз 10, совпадают во времени. Поэтому на выходе блока фиксации признакаброска тока намагничивания является сигнал, управления., который поступает на первый вход блока управления 5. Кроме того, при в.еличине дифференциального тока, превышающей максимальное значение броска тока намагничивания и тока небаланса, пороговый элемент 3 вырабатывает сигнал управления, поступающий на второй управляющий вход блока управления. При наличии сигнала на первом управ ляющем входе блока 5 :управления. величина тормозногр сигнала уменьшается блоком 5 управления до величины, достаточной для отстройки от ложных сигналов переходных процессов внешнего короткого, замыкания, а при отсутствии его величина тормозного сигнала остается .без изменения. При на личии сигнала на втором управляющем входе блока 5 управления тормозной. сигнал снимается совсем. , Уменьшение величины тормозного сигнала на входе дифференциально-фазного реле, 6 приводит к повышению б стродействия защиты ,в режиме внутрен него повреждения. При броске тока намагничивания на тормозной вход реле 6 пос.тупает сигнал, достаточный для селективного действия дифференциально- фазного реле. При переходном процессе внутреннего Короткого замыкания с начальным углом более 60 величина апериодической слагающей тока в два и боле раза меньше, чем при нулевом начальном угле. При этом четные гармоники меньше вырабатываются трансформатора т. тока благодаря их меньшему насьш;ению, что приведет к уменьшевдю величи ны тормозного сигнала, вырабатываемого блоком 1 торможения, С другой стороны трансформаторы тока в большин стве случаев не насыщаются в первом периоде, а ток второго периода искажен незначительно. В результате задержки в срабатывании устройства защиты не возникает, хо. блок фик- сации признака тока намагничивания не действует. .В устройстве время ее действия в режиме внутреннего повреждения не превьш1ает одного периода про№шшенной частоты. Повышение быстро71 6 действия защиты имеет .важное значение в связи с ростом мощности энергосистем и их объединением, сохранение устойчивости которых невозможно бьз наличия высокобыстродействукишх защит. Формула изобретения Устройство для дифференциальной защиты трансформатора по авт. св. № 653669, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, блок фиксации признака броска тока намагничивания содержит элемент преобразования тока, два элемента времени, элемент, сравнения длительности пауз в дифференциальном токе и элемент преобразования напряжения, вход которого является входом по напряжению, а выход соединен с первым входом первого элемента времени, выход после- . него соединен с первым входом элеента сравнения, второй вход которого оединен с выходом элемента преобраования тока и входом второго элеента времени, выход которого соединён о вторым входом первого элемента вреени. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 653669, кл. Н 02 Н 7/04, 1977.

CM

Ч

t

W

t