Устройство для дифференциальной защиты силового трансформатора

Устройство для дифференциальной защиты силового трансформатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик. (11) 542289 к ьвтоРском свидвтальствю (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено10.07.75 (21) 2153834/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.01. 77.Бюллетень ЛЪ 1 (45) Дата опубликования описания17.03.7-, (5i) M Кл

Н О2 Н 3/28

Н 02 Н 7/04

Гасударствеииый комитет

Совета Миииатрав СССР па делам изааретеиий и открытий (53) УДК 621.316. 925 (088,6) П. Королев (72) Автор изобретения

Гэрьковское отделение эрдена Окгябрьской Революции всесоюзного (71) Заявитель государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Энергэсетьпрэект" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФКР1-=НЦИАЛЬНой ЗАЩИТЫ

СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной дифференциальной защите и может быть использовано, например, для защиты трансформаторов, блоков генератор-трансформатор и генераторов при коротких замыканиях.

Известны следующие устройства для дифференциальной защиты трансформатора, содержащие промежуточные грансформаторы тока, к выходным обмоткам которых 10 подключены полупроводниковые функциональные и логические элементы и выходные реле, являющиеся аналогами предложенного.

Устройство для защиты двухобмоточного трансформатора, содержащее два трансфор- 15 матора тока, ко вторичным обмоткам которых через промежуточные трансформаторы подключен орган сравнения фаз, орган блокировки от апериодической составляющей и источник оперативного питания, от- 20 личающееся тем, что, с целью повышения чувствительности к внутренним коротким замыканиям при двустороннем питании и исключения ложной работы при обрыве токовой цепи, каждый из промежуточных 25 трансформаторов снабжен дополнительной обмоткой, причем орган блокировки от апериодической составляющей подключен к выходу органа сравнения фаз, содержащего два входа, определенным образом подключенные через две схемы "ИЛИ" ко вторичным обмоткам промежуточных трансформаторов «11. Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не отстроено от двухполярных бросков тока намагничивания силового трансформатора.

Кроме того, в переходных режимах, когда могут насыщаться магнитопроводы трансформаторов тока, возможна задержка в срабатывании при внутренних и неправильная работа при внешних к.з.

Известно также устройство для дифференциальной защиты (2) трансформаторов, содержащее промежуточные трансформаторы, орган сравнения фаз, выходной орган и орган блокировки от бросков тока намагничивания.

Недостаток этого устройства заключается B возможности блокирования защиты на время переходного процесса к.з. в за54 2289 шишаемой зоне за счет повышенного одержания во вчоричном -оке второй гармоники, используемой в устройстве дчя действия блокировки.

Прототипом изобретения является устройство для дифференциальной зашиты силового трансформатора, содержащее датчики фазных и дифференциального -,оков, к выходам которых через рабочую и тормозные цепи подключен реагирующий орган, состоящий из формирователя прямоугольнь.х имчульсов и последовательной логической цепочки "НЕ-В-HE-В" (3 J. В этой защите использован принцип торможения по второй гармонике тока и время-имульсный принцип, осчованный на сравнении длительности пауз.

Недостатками прочитопа являются;

1, Существенное увеличение времени срабатывания зашиты при к.з. в защищаемой зоне с апериодической составляющей в первичном токе, приводящей к насыщению магнитопроводов ТТ в переходном режиме. Такой режим возможен даже при токах к.з., не превышающих порога срабать.вания дифферердиальной отсечки. Кроме того, наличие в искаженном переходном вторичном токе второй гармоники приводит к дополнительному торможению (загрублению) защиты.

2. Неправильное срабатывание зашиты при наличии периодических бросков тока намагничивания, так как в цепях с реальными ТТ форма кривой тока небаланса может быть близка к синусоидальной. Аналогичная ситуация возникает и при вклю:".нии блока генератор-трансформатор в сеть методом самосинхронизации. Длительность пауз в этих случаях может не превь шатт, соответствующих значений при коротком замыкании в защищаемой зоне.

Пель изобретения — повышение надежности и селективносчи. Эта цель достигается тем, что в каждой фазе вход первого элемента "НЕ" одной логической цепочки "НЕ-В-HE-В" подключен к выходу формирователя импульсов положительной полярности и к входу второго элемента

"НЕ" второй логической цепочки, а вход первого элемента "HE" второй логической цепочки подключен к выходу формирователя импульсов из отрицательной полярности тока и к входу второго элемента "НЕ" первой логической цепочки, причем выходы всех логических цепочек трех фаз подключены к блокирующим входам пусковых органов через логический орган "ИЛИ .

Это позволяет повысить чувствительность зашиты за счет обеспс чедия надежного б

lO

1Ь

ЯО

V)

36

И

4 блокирования ее при внешних коротких замыканиях и всех видах бросков тока намагничивания силового трансформатора.

На чертеже изображена блок хема устройства, С обеих сторон защищаемого обьекта 1 имеются трансформаторы тока

2 и 3, вторичные обмотки которых через фазосравниваюшие пусковые органы 4 соединены в дифференциальную схему. В дифференциальную цепь каждой фазы включень датчики дифференциального тока 5. К выходам датчиков дифференциального тока подключены формирователи 6 и 7 прямоутольных импульсов из полуволн тока положительной и отрицательной полярностей. Выходы формирователей 6 и 7 подключены соответственно к входам двух логических цепочек "НЕ»В-НЕ-В" (8, 9, 10, 1 1 и 12, 13,14,15) и ко вторым входам эл=ментов

"НЕ" противоположных цегочек — 4 и

10. Выходы всех логических цепочек трех фаз через схему "ИЛИ" 16 подключены к блокирующим входам пусковых органов 4, Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме пусковые органы 4 и формирователи 6,7 импульсов отстроены по уставке от рабочих токов небаланса. Трансформаторы тока 2 и 3 выбраны таким образом, чтобы в установившемся режиме внешнего к.з. их полная погрешность не превbløàë 10 Ь.

При включении защищаемого тра сфор— матора нод напряжение или ри восстановлении напряжения всети комплект траисфор— маторов тока, соответствующий включаемой . обмотке, замеряет TDK намагничивания силовогл трансформатора. Ток протекает по дифференциальной цепи через датчики 5 и пусковые органы 4. Если значения токов превышают уставки срабатываттия 4 и 5, то в тех фазах, где ток однополярный, будет работать только один из двух формирователей 6 или 7 и соответствующая логическая цепочка 8-1 1 или 1 2-1 5. На элементах 8, 9, 10 (1 2, 1 3, 14 ) реализуется схема "память". Уставка времени срабатывания 9 (13) (время памяти) выбирается равной около 15 мс с учетом перекрытия наибольшей паузы между двумя соседними сигналами тока одной полярности.

Сигнал с выхода,10 (14) поступает на второй элемент времени 11 (15), где осуществляется его задержка на 20 мс.

Такое время выбрано„исходя из необходимости проверки отсутствия импульса тока обратной полярности, приходящего на вход сброса памяти 30 (14) от формирователя противоположной полярности. С вы—

542289 хода 11 (15) сигнал через схему "ИЛИ" (16) поступает на блокирование пусковых органов (4) всех трех фаз. Собственное время срабатывания пусковых органов (4) дэлж э быть бэльше уставкп элементов 11 (15).

В тех фазах, где ток двухполярный, работают попеременно оба преобразователя 6 и 7, но на выходе 11 и 15 сигналов нет, так как обе логические цепочки р периодически взаимно блокируются, т.е, осуществляется периодический сброс памчти от формирователей прочивоположных полярностей.

Так как при бросках намагничиваюшего тока хотя бы в одной фазе всегда сушествует однополярный ток небаланса, то зашита будет блокироваться. ТО же самое имеет место при внешних коротких замыканиях с апериэдпческэй составляющей в первичном токе и при включении блока генератор †трансформат в сеть методом самосинхронизации. B этих случаях также хотя бы в одной из фаз дифференциальной цепи всегда будет однополярный ток и зашита заблокируется.

При коротких замыканиях в защищаемой зоне ток в дифференциальной цепи во всех трех фазах всегда двухполярный даже в переходном режиме и насыщении трансфэрматэров

30 тока, поэтому пусковые органы не блокируются, и защита действует на отключение.

Устройство позволяет выполнить заши ф ту трансформатора, отстроенну э от всех видов возможного небаланса с током срабатывания 0,15 — 0,2 номинального тока трансформатора. При этом зашита оказывается достаточно чувствительной при

40 повреждениях в обмотке трансформатора (замыкание одного витка). Время действия зашиты не превышает 20-25 мс, Устройство может быть использовано для зашиты генераторов и блоков генера46 тор-трансформатор. Экономическая целесообразность заключается в том, что исключаются неправильные отключения защищаемых объектов, приводящие к ущербу, связанному с перерывами в энергоснабжении потребителей. ф o p м y I а и 3 0 с D c T с- н в

Устройство для дифференциальной за.:иты силового трансформатора, содержа:петрансф: рматэры тока всех присоединений, вторичные обмотки которых через фазосрав— ниваюший пусковой opI àí и датчики дифференциального тока соединены в дифференциальную схему, формирователи прямоуго.нных импульсов из дифференциальнот о тока положительной и отрицательной полярн"с т"? и логические цепочки "НЕ-В-НЕ-В", о т— личаюшееся тем,что,снедью повышения надежности и селективпостп, в каждой фазе вход первото элемента Н1."

Очной логической цепоч ки "П Г-B-НЕ-E3" подключен к выходу формирователя ил.пуп ;.— сов положичельной полярности и и входу второго элемента "НЕ" второй логической цепочки, а вход первого элеменча "HF." второй логпчРСКОЙ цепочки подключен к . ь1ходу формирователя импульсов из Отряд»тельной полярности тока и к пxoQY второго элемента "НЕ" первой логической цепочки, причем выходы всех логических цепочек трех фаз подключены к блокирующим входам пусковых органов через логи еский орган "ИЛИ".

Источники информации, принчтые во внимание при экспертизе:

1. Поляков В. F., Троценко h. A.

Устройсчво для защиты двухобмоточного трансформатора. Авт. свид. N 393 793, кл. Н 02 Н 3/28, 7/04. Бюллетень изобретений М 33, 1973 г.

2. Роте EK. и др. "Реле для зашиты геHppQTop0B, трансформаторов и шин в энергосистеме ГДР. "Известия ВУЗов СССР.

Электромеханика", 1 974 .Ъ 9, счр. 10481051.

3. Дмитренко А. М., Дифференциальная зашита трансформаторов и автотрансформаторов Электричество, 1975 г..Мо 2, стр. 1-9 (прототип).

542289

C В А

Составитель А. Селивахин

Редактор B. Фельдман Техред О. Луговая Корректор В. Зорина

Заказ 5996/34 Тираж 882 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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