Устройство для дифференциальной защиты трансформатора Советский патент 1982 года по МПК H02H3/28 H02H7/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к разделу релейной защиты трансформаторов и автотрансформаторов от коротких замыканий к.з.). у Известны устройства для дифференциальной защиты трансформаторов, со-, держащие токовые реле, подключенные к дифференциальной цепи защиты через нелинейные элементы - промежуточные насыщающиеся трансформаторы тока.Наличие нелинейного элемента в цепи питания токового реле позволяет усилить отстройку дифференциальной защиты трансформатора от токов небаланса при внешних к.з. и бросков намагничивающего тока (б.н.т.) 1. Недостатком известных устройств яв ляется громоздкость и большое потребление мощности. Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устройство содержащее трансреактор, первичная обмотка которого включена в , дифференциальную цепь, а к вторичной обмотке подсоединен выпрямительный . мост с подключенными к его выходу цепью отсечки, состоящей из поспедовательно соединенных диода, резистора и токового реле шунтированного конденсатором, и элементом для измерения и сравнения с заданк«4м значением длительности бестоковой паузы, входные зажимы которого соединены с выходными зажимами выпрямительного моста через резисторы, а параллельно его входу, подключены цепи торможения от второй гармоники дифференциального тока и тока плеч. Усиление отстройки от токов небаланса при внешних к.з. и б.н.т. в прототипе достигается за счет применения нелинейных полупроводниковых элементов Г2. .Недостатком известного является уменьшение чувствительности дифференциальной защиты трансформатора при переходных режимах внутренних к.з. f Уменьшение чувствительности защиты происходит вследствие искажения формы и уменьшения вторичного тока трансфор матора тока при насыщении его магнито провода в режиме внутреннего к,з.,Искажение формы вторичного тока и появление в нем бестоковых пауз на принятом уровне их замера приводит к отказу элемента для измерения и сравнения бестоковой паузы, а уменьшение значения тока приводит к отказу отсечки, ток срабатывания которого выби рается по условию отстройки от токов небаланса при внешних к.з.и б.н.т.В результате при к.з. в зоне действия дифференциальной защиты трансформато она может иметь недостаточную чувствительность, из-за чего снижается надежность отключения к.з. трансформатора. Цель изобретения - повышение чувс вительноси дифференциальной трансформатора, Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем трансреактор, первичная обмотка которого включена в дифференциальную цепь, а к вторичной обмотке присоединен выпрямительный мост с подключенными к его выходу цепью отсечки, состоящей из последовательно соединенных диода резистора и токового реле, шунтированного конденсатором, и элекГентом для измерения и сравнения с заданным значением длительности бестоковой паузы, входные зажимы которого соединены с выходными зажимами выпря мительного моста через резисторы, а параллельно его входу подключены цепи торможения от второй гармоники дифференциального тока и токов плеч, цепь отсечки включена параллельно элементу для измерения и сравнения Ф с заданным значением длительности бестоковой паузы. Перенесение цепи отсечки с выходных зажимов выпрямительного моста на входные зажимы элемента для измерения и сравнения с заданным значением дли тельности бестоковой паузы.позволяет использовать тормозные сигналы от це пей торможения токами плеч дифференциальной защиты и второй гармоники производной дифференциального тока для создания напряжения смещения противоположного по знаку напряжения рабочего сигнала на диоде в цепи отл сечки и увеличение тока срабатывания отсечки при токах небаланса в режима внешних к.з. и при б.н.т. В результате оказывается возможным выбирать ток срабатывания отсечки из условия отстройки от меньших значений токов небаланса и б.н.т., поскольку при значительных токах небаланса и б,н.т. увеличивается значение напряжения смещения на диоде в цепи отсечки и происходит увеличение тока срабатывания. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство для дифференциальной защиты трансформатора содержит трансреактор 1, выпрямительный мост 2, к которому через резисторы 3 и присоединены элемент для измерения и сравнения с заданным значением длительности и бестоковой паузы 5, а также цепь 6 торможения второй гармоникой производной дифференциального тока и цепь 7 торможения токами плеч дифференциальной защиты, а также цепь отсечки из последовательно соединенных диода 8, резистора 9 и реле to зашунтированного конденсатором 11. Для реализации предлагаемого устройства необходимо перенести цепь с выходных зажимов выпрямителя в рабочей цепи серийно выпускаемой защиты типа ДЗТ-20 на входные зажимы элемента для измерения и сравнения длительности бестоковых пауз с заданным значением (реагирующего органа защиты ДЗТ-20). Регулирование и установка начального тока срабатывания отсечки осуществляется путем изменения параметров в цепи отсечки. При внешних к.з. отсечка загрубляется преимущественно за счет сигнала смещения на диоде 8 от цепи торможения 7 токами плеч, а при б.н.т. - за счет сигнала смещения от цепи торможения 6 второй гармоникой производной дифференциального тока. Таким образом, отпадает необходимость в отстройке отсечки от значительных токов небаланса и апериодических б.н.т.,которые сопровождаются появленр|ем тормозящих отсечку сигналов смещения на диоде 8, формируемых токами плеч при к.з. и второй гармоникой при апериодических б.н.т. При этом начальный ток срабатывания отсечки может быть выбран в раза меньше, чем принятое в настоящее время значение (6-9) ном. (ном - номинальный ток трансформатора). Расчетным режимом при определении начального тока срабатывания в этом случае является трансформированный или периодический 6.Н.Т., характеризуемый меньшим, чем апериодический б.н.т., содержанием второй гармоники, поэтому на- чальное значение тока срабатывания отсечки может быть принято с запасом (2-3) ном. В результате значительно повышается чувствительность отсечки надежность отключения к.з. в зоне действия дифференциальной защиты трансформатора. Технико-экономическая эффектив- : ность предлагаемого устройства опре.деляется повышением чувствительности дифференциальной защиты тран(5форматера и, вследствие этого, повышением быстродействия и надежности при отключении к.з. в зоне действия защиты. Экономический эффект обусловливается предотвращением во многих случаях серьезных повреждений силовых трансформаторов, при к.з., уменьшением стоимости их ремонта, а также уменьшением количества недоотпущенной электроэне Л-ии потребителям. При предлагаемом усовершенствовании дифференциальной защиты трансформаторов (автотрансформаторов) на подстанциях примыкающих к дальним электропередачам , сверхвысоких напряжений, вследствие повышения быстродействия дифференциальной защиты этих трансформаторов повышается пропускная способ- ность линий электропередач и обеспечивается экономия капитальных затрат при их создании. Формула изобретения Устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее трансреактор, первичная обмотка кото рого включена в дифференциальную цепь, а ко вторичной обмотке подсоединен выпрямительный мост, функционально : связанный с цепью отсечки, состоящий из последовательно соединенных диода резистора.и токового реле, шунтированного конденсатором.и элементом для измерения и сравнения с заданным значением длительности бестоковой паузы , входные зажимы которого соединены с выходными зажимами выпрямительного моста через резисторы, .а параллельно его входу подключены цепи торможения от второй гармоники дифференциального тока и токов плеч, о т л и чающееся тем,, что, с целью повышения чувствительности, цепь отсечки включена параллельно элементу для изе мерения и сравнения с заданным эначе нием длительности бестоковой паузы. I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , 1. Дроздова А.Д. Электрические цепи с ферромагнитными сердечниками в релейной защите. М., Энергия, 19б5, с.116.V 2.Дмитриенко A.M. Дифференциальная защита трансформаторов и автотрансформаторов, Электричество № 12, 1975, с.1-9. j.