Устройство для дифференциальной защиты трансформатора
Иллюстрации
Реферат
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬВОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА, содержащее трансформаторы тока, установленные со всех сторон защищаемого объема, вторичные обмотки которьк соединены по дифференциальной схеме и подключены к дифференциальному.реле , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности, в него дополнительно введены селективр 1е фильтры, трансформаторы тока вьшолнены в виде транс форматоров тока с замкнутым мйгнитопроводом и трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания, причем вторичные обмотки каждого из трансформаторов тока с замкнутым магнитопроводом подключены к дифференциальному, реле через селективный фильтр, частотная характеристика которого совпадает с частотной характеристикой трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
{19) {11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHONV СВИДЕТЕЛЬСТИУ (21) 13.09.82 (22) 3489239/24-07 (46) 23.10.84. Бюл. У 39 (72) M.Ã.Ëèíò (71) Всесоюзный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Федосеев А.M. Релейная защита электрических систем. M. "Энергия", - 1976, с. 427-428.
2. Transformer йНferential relay
type RADSE. — Catalogue RK 62-LOE
Pily R. Part Edition 3, August 1977 фирмы АБЕА, Швеция.
3. Дмитриенко А.M. Дифференциальная защита трансформаторов и автотрансформаторов. — "Электричество",,1975, R9 2, с. 1-9.
g 1) Н 02 Н 7/04, Н 02 H 3/28 (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРИАТОРА, содержащее трансформаторы тока, установленные со всех сторон защищаемого объема, вторичные обмотки которых соединены по дифференциальной схеме и подключены к дифференциальному реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности, в него дополнительно введены селективные фильтры, трансформаторы тока. выполнены в виде трансформаторов тока с замкнутым магнитопроводом и трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания причем втоФ
O ричные обмотки каждого из трансформа- {9 торов тока с замкнутым магнитопроводом подключены к дифференциальному кафф реле через селективный фильтр, час- С тотная характеристика которого совпадает с частотной характеристикой Я трансформаторов тока с емкостной ком. пенсацией тока намагничивания.
440
1 1320
Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических систем,,и может применяться для защиты силовых транс.форматоров и автотрансформаторов.
Известно устройство для дифференциальной защиты трансформаторов, содержащее высоковольтные трансформаторы тока (ТТ), вторичные обмотки которых соединены по дифференциальной схеме и подключены через промежу" точный .насыщающийся трансформатор к реагирующему органу f1(.
Однако для данного устройства характера недостаточно высокая селек- !5 тивность при внешних коротких замыканиях, сопровождающихся неодинаковым искажением формы первичного тока в каждой фазе высоковольтными ТТ.
Известно также устройство для диф- 20 ференциальной защиты трансформатора, содержащее высоковольтные трансформаторы тока, блок процентного торможения, блок торможения от второй и пятой гармоник дифференциального то- 25 ка, фильтр рабочей цепи и респирующий орган. Фильтр рабочей цепи настроен на промышленную частоту, и устройство не реагирует на составляющие более высоких частот в дифференциальном то"30 ке, обладая достаточно высокой селективностью f2) .
Однако для такого устройства характерно недостаточно высокое быстродействие (порядка 30 мс при номинальной частоте 50 Гц), в то время как от современной дифференциальной защиты трансформаторов и автотрансформаторов большой мощности требуется чтобы они срабатывали за время, 40 меньшее периода промышленной частоты, и не замедлялись в переходных ре" жимах коротких замыканий.
Наиболее близким к изобретению по
45 технической сущности и достигаемому результату является устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее высоковольтные трансформаторы тока, вторичные обмотки .которых соединены по дифференциаль50 ной схеме и подключены к реагирующему органу и через фильтр второй гармоники к блоку торможения (3) .
Однако известное устройство обла- 55 дает достаточно высокой селективностью при внешних коротких замыканиях в тех случаях, когда оно подключено к обычным трансформаторам тока с .замкнутым магнитопроводом.
Для защиты объектов сверхвысокого напряжения применяются карпадные трансформаторы тока с емкостной компенсацией тока намагничивания, которые правильно передают принужденную слагающую тока, но искажают свободные слагающие как по величине, так и па фазе.
В то же время обычные трансформаторы тока с замкнутым магнитопроводом или с зазором в магнитопроводе трансформируют свободные сглаживающие с частотой, большей номинальной, практически без искажений, т.е. представляют собой пропорциональные звенья.
Если для защиты объекта используются трансформаторы тока обоих типов, то при внешнем коротком замыкании в дифференциальной цепи появляется небапанс, обусловленный различной передачей трансформаторами тока свободных составляющих с частотой, выше номинальной. Полный ток небаланса при этом может значительно превышать значение, необходимое для срабатывания реле защиты.
Таким образом, для известного устройства характерна недостаточная селективность при применении трансформаторов тока с замкнутым магнитопроводом и каскадных с емкостной компенсацией тока намагничивания.
Цель изобретения — повышение селективности при применении трансформаторов тока с замкнутым магнитопро водом и каскадных, с емкостной компенсацией тока намагничивания °
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее трансформаторы тока, установленные со всех сторон защищаемого объекта, вторичные обмотки которых соединены по дифференциальной схеме и подключены к дифференциальному реле, дополнительно введены селективные фильтры, трансформаторы тока выполнены в виде трансформаторов тока с замкнутым магнитопроводом и трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания, причем вторичные обмотки каждого иэ трансформаторов тока с замкнутым магнитопроводом подключены к дифференциальному реле через селективный фильтр, частотная характерис1120440 тика которого совпадает с частотной характеристикой трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания.
На фиг. 1 показана блочная схема предлагаемого устройства, фиг.2— схема селективного фильтра.
Устройство (фиг. 1) содержит каскадные трансформаторы 1 тока с емкостной компенсацией тока намагничивания,!0 трансформаторы 2 тока с замкнутым магнитопроводом, селективные фильтры
3, подключенные к вторичным обмоткам трансформаторов тока с замкнутым магнитопроводом, и дифференциальное реле 4.
-. Селективный фильтр 3 (фиг.2) содержит индуктивность 5, конденсатор
6 и резистор 7 и настроен на частоту
185ГУ. Частотная характеристика 20 фильтра повторяет частотную характеристику трансформатора тока с емкостной компенсацией тока намагничивания.
Дифференциальное реле выполняется в виде известного время-импульсно-25 го реле, обладающего высоким быстродействием (например, реде ДТ-21).
Устройство работает следующим образом.
В нормальном режиме ток нагрузки номинальной частоты протекает по двум или большему числу сторон силового трансформатора. Искажения, вносимые трансформаторами 1 тока с емкостной компенсацией тока намагничивания, обычными трансформаторами 2 тока и селективными фильтрами 3, невелики, / ток небаланса незначителен.
При внешнем коротком замыкании
0 появление в первичном токе значитель-4О ных по амплитуде слагающих высших частот возможно, если к силовому . трансформатору примыкает протяженная линия (300-1000 км). Величина тока в этом режиме невелика и обычные ТТ не 45 насыщаются, поэтому схему дифференциальной защиты можно полагать линейной. Первичный ток короткого замыкания « в каждой фазе можно представить. в виде суы аварийной слагак 50 щей sös и тока предшествующего нормального режима тк - аз+ н
Значение „ равно току короткоаз
ro замыкания при q 0 и нулевых начальных условиях в -сети и схеме защиты.
Составляющие в каждой фазе создают незначительный ток небаланса., I
Составляющие "a e при нулевых начальных условиях порождают в трансформаторах тока с емкостной компенсацией и в селективных фильтрах переходной процесс, дающий близкие по величине и форме токи на выходах, так как частотные характеристики трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания и селективных фильтров примерно совпадают.
Таким образом, составляющая переходного тока небаланса, вызванная протеканием 1а, также получается малой.
В результате защита не срабатывает при внешнем коротком замыкании.
При коротких замыканиях в зоне действия защиты искажение тока транс" форматорами тока с емкостиой компенсацией и селективными фильтрами не приводит к отказу или замедлению в срабатывании, так как-реле дифференциальной защиты реагируют главным образом на принужденную слагающую то. ка короткого замыкания, фаза и амплитуда свободных слагающих высших частот при этом не имеют существенного значения.
При параметрах трансформаторов тока с емкостной компенсацией тока намагничивания с помощью селективного фильтра второго порядка можно уменьшить амплитуду переходного тока небаланса в э-10 раз в диапазоне частот от 1- до 12-кратного номинального значения., Предлагаемое устройство может найти широкое применение для защит мощ" ных трансформаторов и автотрансформаторов на подстанциях, примыкающих к длинным линиям электропередач сверхвысокого напряжения..
1120440
Составитель А. Бондаренко
Редактор С.Саенко Техред Т,Маточка
Корректор М.Максимишинец
Заказ 7755/42 Тираж 613 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская. наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4