Устройство для дифференциальной защиты трансформатора

Патент 1095294

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА, содеЕисащее установленные по концам защищаемого объекта измерительные трансформаторы тока, подключенные к ним воспринимающие блоки, блок дифференциального сигнала, подключенный к выходам всех воспринимающих блоков, блок рабочего сигнала, состоящий из первого и второго полосовых фильтров первой гармоники, первого сумматора, первого блока формирования модуля и первого блока преобразования макси-. мальных значений, причем входом блока рабочего сигнала служит вход первого полосового фильтра, выход первого полосового фильтра подключен к первому входу сумматора и входу второго полосового фильтра,выход которого подключен к второму входу первого сумматора , ныход которого связан с выходом первогО блока формирования модуля , выход которого подключен к входу первого блока преобразования максимальных значений, выход которого служит выходом блока рабочего сигнала , блок сигнала торможения при бросках тока намагничивания, состоя «щий из третьего полосового фильтра пер .вой гармоники, четвертого полосового , фильтра второй гармоники, второго сумматора , второго блока формирования модуля и второго блока преобразования максимальных значений, причем объединенные между собой вход третьего полосового фильтра и первый вход второго сумматора служат входом блока сигнала торможения при бросках тока намагничивания, выход третьего полосового фильтра подключен.к второму входу второго сумматора, выход второго сумматора подключен к входу четвертого полосового фильтра, выход которого связан с последовательно соединенными вторым блоком формиро§ (Л вания модуля и вторым блоком преобразования максимальных значений, а выход второго блока преобразования максимальных значений служит выходом указанного блока сигнала .торможения, входы блоков рабочего сигнала и сигнала торможения при бросках тока намагничивания подключены к выходу блока дифференциального сигнала, елок сигнала торможения при внешних коротких замыканиях, состоящий из блоков формирования модуля , число которых на единицу больше числа воспринимающих блоков, третьего сумматора и третьего блока преобразования максимальных значений, при чем вход одного из блоков формирования модуля подключен к выходу блока дифференциального сигнала, а входы остальных блоков формирования модуля к выходам соответствующего из воспринимающих блоков, выходы всех блоков формирования модуля подключены к входам третьего сумматора, выход которого подключен к входу третьего блока преобразования максимальных значений, связанного с выходом блока сигнала торможения при внешних коротких замыканиях, блок сравнения, состоящий из последовательно вклю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 02 Н 3 28 7 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ » Ff ()ф,-„ „

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21 ) 34991 22/24-07 (22) 14.10.82 (46) 30.05.84. Бюл. Р 20 (7 2) К. М. Добродеев и В. П. Ку рицын (71) Горьковское отделение Ордена

Октябрьской Революции всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (5 3) 621.316.925 (088.8) (56) 1.федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. M., "Энергия", 1976, с. 427 436.

2.Авторское свидетельство СССР

9 698097, кл. Н 02 Н 7/04, Н 02 Н 3/28, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛН ДИФФЕРЕН.

ЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА, содержащее установленные по концам защищаемого объекта измерительные трансформаторы тока, подключенные к ним воспринимающие блоки, блок дифференциального сигнала, подключенный к выходам всех воспринимающих блоков

> блок рабочего сигнала, состоящий из первого и второго полосовых фильтров первой гармоники, пе рвого сумматора, первого блока формирования модуля и первого блока преобразования максимальных значений, причем входом блока рабочего сигна.па служи вход первого полосового фильтра, выход первого полосового фильтра подключен к первому входу сумматора и входу второго полосового фильтра, выход которогс подключен к второму входу первого сумматора<ныход которого связан с выходом первого блока формирования модуля, выход которого подключен к входу первого блока преобразования максимальныхх 3 начен ий, выход которого служит выходом блок < рабочего сигнала, блок сигнала торможения при бросках тока намагни <ннании, состоя

„.Яу„„цщ5я 4 А щий из третьего полосового фильтра пер вой гармоники, четвертого полосового, фильтра второй гармоники, второго сумматора, второго блока формирования модуля и второго блока преобразования максимальных значений, причем объединенные между собой вход третьего полосового фильтра и первый вход второго сумматора служат входом блока сигнала торможения при бросках тока намагничивания, выход третьего поло. сового фильтра подключен.к второму входу второго сумматора, выход второго сумматора подключен к входу четвертого полосового фильтра, выход которого связан с последовательно соединенными вторым блоком формирования модуля и вторым блоком преобф разования максимальных значений, а выход второго блока преобразования максимальных значениЯ служит С: выходом укаэанного блока сигнала ,торможения, входы блоков рабочего сигнала и сигнала торможения при бросках тока намагничивания подключены к выходу блока дифференциального сигнала, блок сигнала торможения при внешних коротких замыканиях, состоящий из блоков формирования модуля, число которых на единицу больше числа воспринимающих блоков, третьего сумматора и третьего блока преобразования максимальных значений, при чем вход одного из блоков формирования модуля подключен к выходу блока дифференциального сигнала, а входы остальных блоков формирования модуля к выходам соответствующего иэ во<.Принимающих блоков, выходы всех блоков формирования модуля подключены к входам третьего сумматора, выход которого подключен к входу третьего блока преобразования максимальных значений, связанного с выходом блока сигнала торможения при внешних коротких за<иканиях, блок сравнения, состоящий из последовательно вклю1095294 ченных четвертого сумматора и реаги рующего элемента, к входам блока сравнения подключены выходы блока рабочего сигнала и обоих указанных блоков сигнала торможения, и выходной блок, подключенный к выходу блока сравнения, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, дополнительно введены пятый и шестой полосовые фильтры второй гармоники, седьмой полосовой фильтр третьей гармоники, пятый, шестой и седьмой сумматоры, блок экспоненциального преобразования, четвертый блок преобразования максимальных значений, сумматор-вычитатель и выпрямитель, при этом выход первоro сумматора блока рабочего сигнала подключен к входу пятого полосового фильтра второй гармоники и первому входу пятого сумматора, выход пятого полосового фильтра подключен к второму входу пятого сумматора, выход которого подключен к входу первого блока формирования модуля блока рабочего сигнала, причем выход четвертого полосового фильтра блока сигнала торможения при бросках тока намагничивания подключен к входу шестого полосового фильтра второй гармоники и первому входу шестого

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите трансформаторов и автотрансформаторов.

Известно устройство для дифференци 5 альной защиты трансформатора, содержащее датчики тока, промежуточные насыщающиеся трансформаторы и реагирующий орган (1)

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность, вызванная необходимостью отстройки от броска тока намагничивания.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее датчики тока, установленные по концам защищаемого объекта блок дифференциального сигнала, блок рабочего сигнала, состоящий из включенных последовательно двух фильтров первой гармоники, сумматоров, первого формирователя модуля и первого блока преобразования максимальных з начений блок сигнала торможения при бросках тока намагничивания, состоящий из включенных последовательно фильтра первой гармоники, фильтра второй rap моники, сумматора, второго блока фор сумматора, выход шестого полосового фильтра подключен к второму входу шестого сумматора, выход которого подключен к входу седьмого полосового фильтра третьей гармоники и первому входу седьмого сумматора, выход седьмого полосового фильтра подключен к второму входу седьмого сумматора, выход которого подключен к входу второго блока формирования модуля блока сигнала торможения при бросках тока намагничивания, выход третьего блока преобразования максимальных значений блока сигнала торможения при внешних коротких замыканиях подключен к входу блока экспоненциального преобразования и инвертирующему входу сумматора-вычитателя, выход блока экспоненциального преобразования подключен к первому неинвертирующему входу сумматора-вычитателя, выход третьего сумматора подключен также к входу четвертого блока преобразования максимальных значений, выход которого подключен к второму неинвертирующему входу сумматора-вычитателя, выход сумматора вычитателя подключен к входу выпрямителя, выход которого служит выходом блока сигнала торможения при внешних коротких заьыканиях. мирования модуля и второго блока пре-. образования максимальных значений, блок сигнала торможения при внешних коротких замыканиях, состоящий из блоков формирования модулей, сумматора, третьего блока преобразования максимальных значений, блок сравнения подключенный к выходам блока рабочегс сигнала и блоков сигнала торможения, и выходной блок 5 23

Однако данное устройство обладает недостаточной чувствительностью при установке его на трансформаторы, оборудованные регуляторами переключения под нагрузкой (РПН). При включении трансформатора .под нагрузку в положении РПН отличном от среднего возникает импульс рабочего сигнала на входе реагирующего элемента. Для предотвращения ложного срабатывания устройства в этих режимах необходимо загрубление его уставки до величины порядка 0,3 номинального тока (1 номj.

Недостаточная чувствительность устройства к внутренним коротким замыканиям существует также, при внутренних коротких замыканиях возникших в режимах броска тока намагничивания или внешних коротких заьы1095 294 каниях. Это обусловлено тем, что в данных режимах на входы блока сравнения могут поступать значительные по величине сигналы торможения, в то время как вследствие компенсации рабочий сигнал, обусловленный непосредственно режимом внешнего короткого замыкания или броска тока намагничивания, незначителен, а его возрастание при витковом коротком замыкании может оказаться недостаточ- tO ным для обеспечения чувствительности:.

Цель изобретения - повышение чувствитель нос ти.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для диффференциаль- 15 ной з ащиты трансформатора, содержа- щее установленные по концам защищаемого объекта измерительные трансформатора тока, подключенные к ним воспринимающие блоки, блок дифференци- 2О

:ального сигнала, подключенный к вы ходам всех воспринимающих блоков, блок рабочего сигнала, состоящий иэ первого и второго полосовых фильтров первой гармоники, первого сумматора, первого блока формирования модуля и первого блока преобразования максималь-. ных значений, причем входом блока рабочего сигнала служит вход первого полосового фильтра, выход которого подключен к первому входу первого сумматора и к входу второго полосового фильтра, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход которого связан с первым блоком формирования модуля, выход кото- 35 рого подключен к входу первого блока преобразования максимальных значений1 выход которого служит выходом блока рабочего сигнала, блок сигнала торможения при бросках тока намагничива- 4О ния, состоящий из третьего полосового фильтра, первой гармоники, четверто- . го полосового фильтра, второй гармо-ники, второго сумматора, второго блока формирования модуля и второго бло 45 ка преобраэования максимальных значений, причем объединенные между собой вход третьего полосового фильтра и первый вход второго сумматора служат входом блока сигнала торможения, выход третьего полосового фильтра подключен к второму входу второго сумматора, выход второго сумматора подключен к входу четвертого полосового фильтра, выход которого связан с последовательно соединенными вторым блоком формирования модуля и вторым блоком преобразования максимальных значений, а выход блока преобразования максимальных -значений служит выходом блока сигнала тормо- 60 жения, входы блоков рабочеГо сигнала и сигнал торможения при бросках тока намагничивания подключены к выходу блока дифференциального сигнала, блок сигнала торможения при . g5 внешних коротких замыканиях, состоящий из блоков формирования модулей,, число которых на единицу больше числа воспринимающих блоков, третьего сумматора и третьего блока преобразования максимальных значений, причем вход одного из блоков формирования модуля подключен к выходу блока дифференциального си .нала, а входы остальных блоков формирования модулей - к выходу соответствующего из воспринимающих - блоков, выходы всех блоков формирования модулей подключены к входам третьего сумматора, выход которого подключен к входу третьего блока преобразования максимальных значений, связанного с выходом блока торможения, блок сравнения, состоящий из последовательно включенных четвертого сумматора и реагирующего элемента, к входам блока сравнения подключены выходы блока рабочего сигнала и обоих блоков сигналов торможения, и выходной блок, подключенный к выходу блока сравнения, дополнительно введены пятый и шестой полосовые фильтры второй гармоники, седьмой полосовой фильтр третьей гармоники, пятый, шестой и седьмой сумматоры, блок экспоненциального преобразования, четвертый блок преобразования максимальных значений, сумматор-вычитатель и выпрямитель, при этом выход первого сумматора блока рабочего сигнала подключен к входу пятого полосовогс фильтра второй гармоники и первому входу пятого сумматора, выход пятого полосового фильтра подключен к второ» му входу пятого сумматора, выход которого подключен к второму входу пятого сумматора, выход которого под ключен к входу первого блока форми рования модуля блока рабочего сигнала, причем выход четвертого полосового фильтра блока сигнала торможения при бросках тока намагничивания подключен к входу шестого полосового фильтра второй гармоники и первому входу шестого сумматора, выход шестого полосового фильтра подключен к второму входу шестого сумматора, выход которого подключен к входу седьмого полосового фильтра третьей гармоники и первому входу седьмого сумматора, выход седьмого полосового фильтра подключен к второму входу седьмого сумматора, выход которого подключен к второму входу второго блока формирования модуля блока сигнала торможения при бросках тока намагничивания, выход третьего блока преобразования максимальных значений блока сигнала торможения при внешних коротких замыканиях подключен к вхо. ду блока экспоненциального преобразования н инвертирующему входу сумматора-нячитателя, выход блока экс1095294 поненциального преобразования подключен к первому неинвертирующему входу сумматора -вычитателя, ныход третьего сумматора подключен также к входу четвертого блока преобразования максимальных значений, выход которого подключен к второму неинвертирующему .входу сумматора-вычитателя, выход сумматора-вычитателя подключен к входу выпрямителя, выход которого служит выходом блока сигнала тормо- 10 жения при внешних коротких замыканиях.

На фиг. 1 изображена блочно-принципиальная схема устройства на

Фиг. 2 - 5-копии осциллограмм сигна- 15 лов на выходах соответствующих блоков, поясняющие Функционирование устройства соответственно в режимах броска тока намагничивания внутреннего, внешнего коротких замыканий или нагрузки; на фиг. 6 вЂ” один из вариантов полосового фильтра и сумматора, предназначенных для компен. сации сигнала определенной гармоники в установившихся режимах работы.

Устройство предназначено для защиты силового трансформатора 1, со всех сторон которого установлены трансформаторы 2-4 тока, вторичные обмотки которых подключены к входам носпринимающих блоков 5-7, предназначенных для гальванической раэняэвЂ” ки цепей, а также для преобразования сигналов трансформаторов тока в сиг налы с требуемыми для устройства дифференциальной защиты параметрами, 35

Выходы воспринимающих блоков 5-7 подключены к входам блока 8, формирующего дифференциальный сигнал защиты. К выходу блока 8 дифференци ального сигнала подключены блок 9 40 рабочего сигнала и блоки 10 и 11 сигналов торможения.

Блок 9 формирует рабочий сигнал, соответствующий приращению первой гаРмоники дифференциального сигнала 45 н переходном режиме работы трансформатора. Входом блока 9 служит вход первого полосового фильтра 12 первой гармоники напряжения сети, Выход первого полосового фильтра 12 подключен к входу второго полосового фильтра

13 первой гармоники и первому сумматору 14. К выходу сумматора 14 подключен вход пятого полосового фильтра

15 второй гармоники и первый вход пятого сумматора 16. Выходы фильтров

13 и 15 подключены к вторым нходам сумматоров 14 и 16. Выход сумматора

16 подключен к входу первого блока

17 формиронания модуля, выход которого соединен с входом первого блока 18 преобразования максимальных значений.

Блок 10 формирует сигнал торможения, соответствующий приращению второй гармоники дифференциального сиг- 65 нала в переходном режиме работы трансформатора. Входом блока 10 служат объединенные между собой вход третьего полосового фильтра 19 первой гармоники и первый вход второго суммато ра 20, Выход Фильтра 19 подключен к второму входу сумматора 20, выход которого подключен к входу четвертого полосового фильтра 21 второй гармоники, выход которого подключен к шестому полосовому фильтру 22 второй гармоники и шестому сумматору 23, выход которого подключен к седьмому полосовому фильтру 24 третьей гармоники и седьмому сумматору 25., выход которого подключен к входу второго блока 26 формирования модуля, связан. ному с вторым блоком 27 преобразования максимальных значений, выход которого служит выходом блока 10 сигнала торможения.

Блок 11 формирует сигнал торможения, соответствующий приращению разности арифметической и модуля геометрической сумм токов плеч в переходном процессе работы трансформатора. Входами блока 11 служат входы блоков 28-31 формирования модулей, причем вход блока 28 подключен к выходу блока 8 дифференциального сигнала, а вход блоков 29-31 - к выходу соответствующего из воспринимающих блоков 5-7. Выходы блоков 28-31 подключены к входам третьего сумматора

32, выход которого подключен к входам третьего и четвертого блоков 33 и 34 преобразования максимальных значений. Выход третьего блока 33 подключен к входу блока 35 экспоненциального преобразования и инвертирующему входу сумматора-вычитателя

36. Выход блока 35 подключен к первому неиннертирующему входу, а выход четвертого блока 34 вЂ” к второму неинвертирующему входу сумматоранычитателя 36. Выход сумматора-вычитателя 36 подключен к входу выпрямителя 37, выход которого служит выходом блока 11 сигнала торможения.

Выходы блоков 9-11 подключены к блоку 38 сравнения, состоящему из четвертого сумматора 39 и реагирующего элемента 40. Выход блока 38 сравнения подключен к ныходному блоку 41.

Полосоные фильтры 12 и 21 выделяют соответствующую гармонику, а полосоные фильтры 13, 15, 19, 22, 24 совместно с сумматорами 14, 16, 20, 23, 25 производят компенсацию соответствующей гармоники.

Один из примеров выполнения полосового фильтра и сумматора, компенсирующего сигнал определенной гармоники приведен на фиг. 6 (применитель) но к фильтру 13 и сумматору 14).

1095294

Блоки 17, 26, 28, 29, 30, 31 формирования модулей формируют модуль поступающего на его вход сигнала.

Блоки 18, 27, 33, 34 преобразования максимальных значений формируют сигналы, величина которых пропорциональна максимальным значениям входного сигнала. Блок может быть выполнен,в частности, состоящим иэ выпрямителя, RC -цепи и повторителя напряжения. Постоянную времени разряда

RC -цепи можно принять порядка периода Т сигнала частоты первой гармони ки; а постоянную времени заряда вЂ” порядка 0,02 Т; при этом в переходном режиме практически повторяется скорость нарастания входного сигнала, а в установившемся режиме обеспечивается требуемое сглаживание выходного сигнала при условии его пропорциональности максимальным значениям входного сигнала.

Напряжение на выходе сумматора 32 пропорционально разности арифметической и модуля геометрической сумм токов плеч. На выходе сумматора 32 в режимах внешних коротких замыканий и нагрузки формируется сигнал пропорциональный протекающему через защищаемый трансформатор 1 сквозному току; в режимах броска тока намагничивания сигнал практически отсутствует, а в режимах внутренних коротких замыканий сигнал практически не зависит от тока повреждения и определяется сквозным током нагрузки. Для рассматриваемого устройства режимы внешних коротких замыканий и нагрузки являются идентичными, поэтому в дельнейшем рассматривается режим внешнего короткого замыкания.

Блок 35 преобразует поступающее на его вход при возникновении внешнего короткого замыкания выпрямленное и сглаженное напряжение в экспоненциально нарастающий сигнал.

Блок 35 может быть выполнен, например, в виде РС -цепи и повторителя напряжения.

Сумматор-вычитатель 36 производит, вычитание из выходного сигнала блока 33 сигналов с выходов блока 34 и

35 ° Коэффициенты передачи выбираются таким образом, чтобы при появлении на выходе сумматора 32 выпрямленно"

ro синусоидального сигнала с амплитудой U сигнал сумматора-вычитателя 36 определялся выражением зб щ р (/ за з51 где "зар з вЂ” постоянная времени заряда йС -цепи блока 35.

Величина постоянной времени заряда определяется требованием формирования сигнала торможения определенной длительности при возникновении внешних коротких замыканий и

Может быть принята, например, порядка (1-1 5) Т, где Т вЂ” период сигнала частоты первой гармоники.

В момент исчезновения сигнала с амплитудой U на выходе сумматора 32 например, при устранении внешних коротких замыканий сигнал на выходе сумматора-вычит ателя 36 определяет ся инерционными свойствами блоков 33-35

Постоянная времени разрядаРС-цепи блока 33 принмается большей, чем

Rc -цепи блока 34. Постоянная времени разряда RC -цепи блока 35 принима. ется близкой к постоянной времени разряда RC -цепи блока 33. В начальной стадии переходного процесса выходной сигнал сумматора-вычитателя

36 определяется, в первом приближении, выражением

"зь@ "в("р(- / ðàçðçç) "р(гразрз)) где рзз вЂ” постоянные времеразрзз i разр м ни разряда рс -цепи блоков 33 и 34.

Величины и соотношение постоянных времени разряда Rc -цепи блоков

33 и 34 выбираются таким образом, чтобы сформировать сигнал торможения требуемой величины и длительности по условию устранения ложных сра 0 батываний устройства. Так, например, могут быть приняты следующие величит разр зз ° разр з4 0 с т = 0 05ñ.

После затухания сигнала на выходе блока 34 сигнал U изменяет знак, поскольку уровень сигнала на выходе блока 35 выше, чем на выходе блока 33

Устройство работает следующим образом.

В режиме броска тока намагничива40 ния (фиг. 2) сигнал на выходе блока

11 незначителен, поскольку теоретически разность арифметической и модуля геометрической сумм токов плеч равна нулю. На выходе блока 8 .сигнал

45 Оэ имеет форму трансформированного броска тока намагничивания вследствие поглощения а .ериодической слагающей, в частности, воспринимающими блоками 5-7. На выходе фильтра 12

50 сигнал 0 представляет собой, в основном, экспоненциально возрастающую первую гармонику, достигающую установившегося значения за время порядка 1,5 Т. На выходе сумматора

14 формируется затухающий сигнал первой гармоники, в котором присутствует вторая гармоника. После компенсации второй гармоники на выходе сумматора 16 выделяется затухающий сигнал 0„ первой гармоники. 3а время

60 порядка 2Т сигнал u„ становится незначительным. Выпрямленный и сглаженный рабочий сигнал U на выходе блока 9 практически пропорционален максималь ным значениям полуволн сигнала 0 .

На выходе сумматора 20 формируется, 1095294

10 в основном, сигнал второй гармоники и сигнал первой гармоники, экспоненциально затухающий в течение незначительного времени.На ныходе фильтра

21 формируется сигнал()2„ второй гармоники, величина которой достигает установившегося значения за время порядка периода собственной частоты.

На выходе сумматора 23 формируется затухающий сигнал второй гармоники °

Поскольку в приведенном на осциллограмме (фиг. 2) режиме содержание третьей гармоники незначительно, сигнал на выходе сумматора 25, в основном, повторяет сигнал 029. Выпрямленный и сглаженный сигнал торможения О на выходе блока 10 практи.

1О чески пропорционален максимальным значениям полунолн сигнала U29, Рабочий сигиал U9 и сигнал .торможения Ugp существуют н течение некоторого времени после возникновения броска тока намагничивания, а затем затухают. Величины и длительность затухания сигналов U9 и 0 выбираются из условия обеспечения отстроенности з ащиты; на осциллограмме (фиг. 2 ) время существования сигнала U9 составляет порядка (2-3) Т, а сигнала

U1, вЂ” порядка (4-5} Т, При этом на выходе сумматора 39 при возникновении броска тока намагничивания формируется сигнал U99 определенной полярности, на осциллограмме (фиг. 2)положительной.

В режиме внутреннего замыкания (фиг. 3) сигнал на выходе блока 11 незначителен (также как в режиме броска тока намагничивания). Сигнал

О первой гармоники на выходе фильт12 ра 12 экспоненциально нарастает, достигая установившегося значения в течение времени (1-.1,5) Т. На выходе сумматора 14 формируется затухающий сигнал первой гармоники; этот сигнал с незначительными искаже. ниями проходит на выход суьн1атора 16

Характер рабочих сигналов U9 в режимах внутреннего короткого замыкания и броска тока намагничивания н первом приближении идентичен. На выходе сумматора 20 формируется сигнал первой гармоники, экспоненциально затухающий в течение времени порядка Т,и сигнал третьей гармоники,появ-.

:ляющийся вследствие некоторой неидеальности работы воспринимающих блоков

5- 7. Под дейст вием з ат ух ающе го си гнал а первой гармоники на выходе фильтра

21 формируется сигнал второй гармоники, затухающий в течение времени порядка 1,5 периодов собственной частоты; этот сигнал с незначительными искажениями проходит на выход сумматора 23. После компенсации тре. тьей гармоники на выходе сумматора 25. выделяется затухающий сигнал

02 второй гармоники. В установиншемся режиме внутреннего короткого замыкания сигнал U® незначителен по величине.

В режиме внутреннего короткого

5 замыкания длительность существования сигнала01 меньше, чем при броске тока намагничивания; на осциллограмме (фиг. 2) это время составляет порядка (1-1 5) Т. В режиме внутреннего короткого замыкания сигнал 039 на выходе сумматора 39 в начальные моменты времени имеет положительное!

65 значение, а затем - отрицательное.

В момент времени, когда сигнал 099 достигает некоторого отрицательного значения, являющегося уставкой реагирующего элемента 40, последний сра батывает; при двукратном сигнале вре. мя срабатывания реагирующего элемента не превышает 22 мс. Затем срабатывает ныходной блок 41 и происходит отключение трансформатора 11 от источ ников питания. При возникновении внеш него короткого заьыкания (фиг. 4) на выходе сумматора-вычитателя 36 формируется экспоненционально затухающий сигнал 0, содержащий незначительной величинй переменную слагающую, определяемую неидеальностью преобразования максимальных значений блоками

33 и 34. Выпрямитель 37 пропускает на выход блока 11 сигнал U торможения положительной полярности. ПрОцес. сы, протекающие н элементах блока 9 рабочего сигнала (сигнал 09) и блока

10 сигнала торможения при броске тока намагничивания, аналогичны режиму внутреннего короткого замыкания. Величина и длительность затухания сигнала U„, выбирается из условия обеспе чения отстроенности защиты; при этом на выходе сумматора 39 формируется сигнал 0 9 положительной полярности.

Аналогичйо сигналам U9 и U1 сигнал

О торможения существует в течение

11 некоторого времени порядка (3-4) Т после возникновения внешнего короткого замыкания. Поскольку величина сигнала U òîðìîæåíèÿ в установившемся режйме нагрузки незначительна характеристика срабатывания устройства выполняется линейной без независимого начального участка, что обеспечинает отстроенность защиты при включении трансформатора под нагрузку и положении РПН отличном от среднего.

При устранении внешнего короткого заьыкания (фиг, 5) сигналы 0, Ug, U9 исчезают, а сигналы 099 и О9ь экспоненциально затухают. На ныходе сумматора 36 возникает сигнал U>« положительные значения которого проходят на выход блока 11 в виде сигнала U торможения. Скорость нараста.

11 ния и величина сигнала () „ныбирается из условия обеспечения отстроенности защиты; при этом сигнал U39 имеет

1095294 где Ост = Uper N

HQ овкпючение положительную полярность и защита не срабатывает.

Возникновение внутреннего короткого замыкания в установившихся режимах броска тока намагничивания и внешних коротких замыканиях или нагрузки сопровождается формированием рабочего сигнала U> и сигнала 0« торможения аналогичных показанным на фиг. 3. Поскольку величина сигналов О«или О „торможения в предшествующем внутреннему короткому замыканию режиме незначительна, защита не загрубляется дополнительно и имеет повышенную чувствительность по сравнению с прототипом.

В режиме изменения коэффициента трансформации при помощи устройства

РПН на одной из стадий переключения происходит замыкание секции регулировочной обмотки, причем ток в этой секции искусственно ограничивается на уровне номинального тока З„ стороны, на которой производится регулирование. Замыкание секции регулировочной обмотки подобно витковому короткому замыканию вызывает на выходе блока 8 сигнал 08 пропорциональ ный току . 3 Н0М ст . ном "рег аОрег

3 0 з

Нб Ц О = 3 (1)

"нам ст Оном N напряжение ступени регулирования; количество ступеней. регулирования; напряжение регулировочной обмотки;

О„„м вЂ” номинальное напряжение стороны трансформатора

1, на которой проиэво" дится регулирование.

5 6Орег= Орег/Оном

Ток срабатывания Лез устройства для дифференциальной защиты определяется из условия отстройки от тока небаланса переходного режима по вы1р ражению (1)

1 сь= "отс н6 где Ко с вЂ” коэффициент от стройки.

Так,например, при ЛО ег = 0,12, отс

Duper ,3 =К 3 0023 съ "Отс N ном кем

Отстройка устройства от токов небаланса рабочего сигнала, вызванных погрешностью компенсации в режимах броска тока намагничивания и внешних коротких замыканий, производится путем незначительного торможения от блоков 10 и 11, в которых для этой цели осуществляется неполная компенсация сигналов в установившихся режимах, Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известными

ЗО обладает повышенной чувствительностью, а также имеет расширенные функ циональные возможности. Оно может быть применено для зашиты трансформатора с РПН. Это позволяет отклю35 чать трансформатор в начальной стадии повреждения, и, следовательно, сократить расходы на его ремонт.

1095294

Жг

4 г

Ов

Й!г

0г

ФигС

1095294 77

Составитель A. Бондаренко

Редактор И.Касарда Техред Т.Фанта

Корректор И.Шулла

Заказ 3685/37 Тираж 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная,4