Устройство для дифференциальной защиты трансформатора Советский патент 1983 года по МПК H02H3/28 H02H7/04 

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к устройствам для дифференциальной защиты электроэнергетических установок, в том числе силовых трансформаторов и автотранс- форматоров. По основному авт.св. № 811386 известно устройство для дифференциал ной защиты трансформатора, содержаще трехстержневой насыщающийся трансфор матор тока с рабочими и тормозной обмотками, а также вторичными обмотками, присоединенными к регулируемому резистору и реагирующему органу, к которому параллельно подключены дв стабилитрона, включенные встречно, и второй регулируемый резистор с пос ледовательно включенным полупроводниковым ключом, к которому через рас ширитель импульсов подключен блок сравнения, первый вход которого непосредственно, а второй через фильтр подключены к выпрямителю, подключенному к вторичной обмотке трансреакто ра через блок расщепления, причем пе вичная обмотка трансреактора выполнена с отводами и присоединена к рабочим обмоткам трехстержневого насыщающегося трансформатора, тока Cl3. Недостатком данного устройства является возможность его ложного срабатывания при повреждениях токовых цепей дифференциальной защиты вследствие того, что его ток срабатывания существенно меньше номинального тока защищаемого трансформатора. Цель изобретения - повышение надежности путем устранения ложного срабатывания дифференциальной защиты при повреждениях токовых цепей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальной защизы трансформатора дополнительно введены по числу плеч дифференциаль-ной защиты промежуточные трансформаторы тока, дополнительные блоки расщепления, дополнительные выпр51мители, детекторы сброса и наброса тока, а также два максиселектора, дополнительный блок сравнения, полупроводниковый ключ с памятью и блок сигнализации, при этом первичная обмотка каждого промежуточного трансформатора тока включена последовательно с соответствующей рабочей обмоткой трехстержневого насыщающегося трансформатора тока, а вторичная обмотка подключена через последовательно соединенные дополнительный блок расщепления и дополнительный выпрямитель к детекторам сброса и наброса тока, все детекторы сброса че.рез максиселектор сброса подключены к рабочему входу дополнительного блока сравнения, а все детекторы наброса через максиселектор наброса подключены к тормозному входу дополнительного блока сравнения,выход которого подключен к управляющему входу полупроводникового ключа,с памятью, подключенного последовательно с блоком сигнализации между выходом выпрямителя и входом полупроводникового ключа основного устройства.

На фиг. 1.приведена функциональная схема устройства для дифференциальной защиты силового трансформатораj на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на выходах соответствующих элементов, поясняющие работу устройства.

Диаграммы на фиг. 2.приведены для трех режимов: а - повреждение токовой цепи; б - внутреннее короткое замыкание в трансформаторе; в - внешнее короткое замыкание.

Устройство содержит рабочие обмотки 1-3, трехстержневой насыщающийся трансформатор 4 тока, тормозную .5 и вторичные 6 обмотки, первый регулируемый резистор 7, реагирующий орган 8, трансреактор 9, блок 10 расщепления, выпрямитель 11, блок 12 сравнения, фильтр 13, расширитель 14 импульсов, полупроводниковый ключ 15, второй регулируемый резистор 16, стабилитроны 17 и 18, промежуточные трансформаторы 19-21 тока, дополнительные блоки 22-24 расщепления, дополнительные выпрямители 25-27, детекторы 28-30 сброса тока, детекторы 31-33 наброса тока, максисе-лектор 34 сброса тока, максиселектор 35 наброса тока, дополнительный блок 36 сравнения, полупроводниковый, ключ 37 с памятью и блок 38 сигнализации..

Каждый детектор сброса и наброса состоит из фильтра и блока сравнения таких же,как в основном устройстве. Детекторы сброса и наброса. отличаются друг от друга тем, к какому входу блока сравнения, рабочему или тормозному, подключен фильтр. В детекторе сброса фильтр подключен к рабочему входу блока сравнения, поэтому сигнал на его выходе появляется при. исчезновении - сбросе сигнала на входе. В детекторе наброса фильтр подключен к Тормозному входу блока сравнения, поэтому сигнал на его выходе появляется при резком увеличении - набросе сигнала на входе.

В первичных обмотках промежуточных трансформаторов 19-21 тока,включенных соответственно в цепи рабочих обмоток 1-3, протекают токи плеч

дифференциальной.защиты. Сигналы на выходе детекторов сброса и наброса в установившемся режиме отсутствуют (см. фиг. 2, при t t(j

U2e 29 31 эа 0)При повреждении токовых цепей дифференциальной защиты (фиг. 2а) происходит сброс тока какого-либо плеча при отсутствии наброса тока в других плечах и увеличение дифференциального тока. При этом появляется импульс напряжения на выходах детектора сброса поврежденного плеча и максиселектора 34 сброса, т.е на рабочем входе дополнительного блока 36 сравнения. На выходах детекторов 31-33 наброса и максиселектора 35 наброса, т.е. на тормозном входе дополнительного блока 36 сравнения, сигнал отсутствует. Поэтому на выходе дополнительного блока 36 сравнения появляется сигнал, под действием которого, срабатывает полупроводниковый ключ .37 с памятью, например тиристор, и напряжение с выхода выпрямителя 11, пропорциональное дифференциальному току, подается через блок 38 сигнализации на полупроводниковый ключ 15. Срабатывание полупроводникового ключа 15 основного устройства вызывает загрубление основного устройства до тока срабатывания, большего номинального тока трансформатора, чем предотвращается ложное срабатывание устройства, но оно не выводится из работы полностью. Срабатывание блока 38 сигнализации сигнализирует о повреждении токовых цепей дифференциаль.ной защиты, которое может быть устранено в удобное для энергосистемы время.

При отключении трансформатора с какой-либо стороны так же, как и при обрыве токовой цепи дифференциальной защиты, происходит срабатывание соответствующего детектора сброса, максиселектора 34 сброса и дополнительного блока 36 сравнения, но срабатывание полупроводникового ключа 37 с памятью и блока 38 сигнализации не происходит .из-за отсутствия дифференциального тока и, следовательно, напряжения на выходе выпрямителя 11.

При внутреннем коротком замыкании (фиг; 26) возможен сброс тока в плече со стороны трансформатора, не имеющей источников питания. Однак при этом происходит наброс тока в плечах сторон с источниками питания, максиселектор 35 наброса формирует тормозной сигнал, и сигнал на выходе дополнительного блока 36 сравнения отсутствует. Реле не загрубляется

При внешнем коротком эамыкании (фиг. 2в) сигнал на выходе дополнительного блока 36 сравнения также

отсутствует из-за наброса тока в плечах, по которым протекает ток короткого замыкания.

Прёдлагаемое устройство устраняеа возможность его ложных срабатываний .при повреждениях токовых цепей без снижения чувствительности и быстродействия, благодаря чему существенно повышается надежность функционирования устройства.

Предлагаемое устройство может найти широкое.применение особенно на подстанциях, где используются кабели с алюминиевыми и биметаллическими проводами.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора по авт. св. № 811386, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения ложного срабатывания дифференциальной защиты при повреждениях токовых цепей, в него дополнительно введены по числу плеч . дифференциальной защиты промежуточные трансформаторы тока, дополнительные блоки расщепления, дополнительные выпрямители, детекторы сброса и

наброса тока, а также для максиселектора, дополнительный блок сравнения, полупроводниковой ключ с памятью и блок сигнализации, при этом первичная обмотка каждого промежуточного трансформатора тока включена последовательно с соответствующей рабочей обмоткой трехстержневого насыщающегося трансформатора тока, а. вторичная обмотка подключена через по0 следовательно соединенные дополнительный блок расщепления и дополнительный выпрямитель к детекторам сброса и . наброса тока, все детекторы сброса через максиселектор сброса

5 подключены к рабочему входу дополнительного блока сравнения, а все детекторы подключены к тор мозному входу дополнительного блока сравнения, выход которого подключен

0 к управляющему входу полупроводникового ключа с памятью, подключенного последовательно с блоком сигнализации между выходом выпрямителя и входом полупроводникового ключа основно5 го устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 811386, кл. Н 02 Н 3/28, 1978.

0:

25

%

.

31

U29

U35

Ib:

(J:.

36