Устройство для дифференциальной защиты трансформатора

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е >691988

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистиивсва

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.06.77 (21) 2494778/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 02 Н 7/04

Н 02 Н 3/28

Государственный квинтет ссср по делам нзооретеннй н открытнй

Опубликовано 15.10.79. Бюллетень № 38 (53) УДК 621.316. .925.2 (088.8) Дата опубликования описания 25.10.79

ВСЕ® ОЗ

М

Я,7,,,;;.1„ К Iis

" револл ..., и, учно- " (72) Авторы изобретения

К. М. Добродеев и В. П. Курицын

Горьковское отделение Всесоюзного ордена Октябрьск государственного проектно-изыскательского и н исследовательского института энергетических с (71) Заявитель и электрических сетей (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЛ ЗАЩИТЫ

ТРАНСФОРМАТОРА

Изобретение относится к технике релейной защиты энергосистем, а имейно к релейной защите блочных трансформаторов.

В общем случае дифференциальная защита трансформатора должна быть отстроена от протекающих в дифференциальной цепи 5 токов в режимах, внешних коротких замыканий, при включении защищаемого трансформатора на холостой ход или при восстановлении напряжения после отключения внешних коротких замыканий, а также в режиме перевозбуждения. Режим перевоз1О буждения возникает вследствие превышения индукцией в магнитопроводе трансформатора номинального значения и сопровождается ростом тока намагничивания, который может привести к ложным срабатываниям дифференциальной защиты. Рост индукции происходит при повышении напряжения или при снижении частоты. Первое может иметь место на сетевых трансформаторах, второе — на блочных.

Известны устройства дифференциальной защиты, обеспечивающие несрабатывание в режиме перевозбуждения силового трансформатора вследствие повышения напряже2 ния. Так, например, устройство (1) имеет торможение, когда величина напряжения, приложенного к одной из обмоток, превышает номинальное значение. В этом устройствелибо формируется тормозной сигнал, пропорциональный величине превышения напряжением номинального значения, либо фиксируется факт превышения напряжения и формируется постоянный тормозной сигнал. Такое устройство не обеспечивает несрабатывание в режиме перевозбуждения блочного трансформатора на сниженной частоте, например в режиме пуска или останова генератора блока.

В целом ряде других устройств дифференциальных защит используется то обстоятельство, что при перевозбуждении ток содержит нечетные гармоники, в частности пятую, и не содержит четных гармоник. В этих устройствах для торможения используется пятая гармоника, отфильтрованная из дифференциального сигнала или из токов плеч защиты (2).

В качестве прототипа можно принять устройство дифференциальной защиты (3) .

В котором для отстройки от токов небалан691988 са при включениях трансформатора под напряжение используется вторая гармоника дифференциального тока, а при перевозбуждении — пятая гармоника. Вторая и пятая гармоники выделяются полосовыми фильтрами. Тормозной сигнал, пропорциональный второй и пятой гармоникам, сравнивается с рабочим сигналом, пропорциональным дифференциальному току. При определенном содержании в дифференциальном токе второй и пятой гармоник происходит загрубление защиты. Этот же тормозной сигнал предназначен и для отстройки защиты при перевозбуждении на сниженной частоте.

Недостаток этого устройства состоит в том, что в процессе снижения частоты может отсутствовать тормозной, сигнал. Так, например, при снижении частоты от номинальной, равной 50 Гц, до значений 25 и 16, 7 Гц частота настройки фильтра 100 Гц соответствует в первом случае четвертой, а во втором шестой гармоникам, отсутствующим в токе возбуждения. Частота настройки фильтра 250 Гц соответствует в первом случае десятой гармонике, также отсутствующей в дифференциальном сигнале, а во втором случае пятнадцатой гармонике, имеющей незначительную величину.

Поскольку сигналы, соответствующие частотам настройки фильтров, формирующих тормозной сигнал, могут приниь ать нулевые значения, их нельзя использовать для отстройки защиты в режиме перевозбуждения при снижении частоты возбуждающего напряжения в широком диапазоне. Вследствие конечного затухания фильтров на частотах, отличных от резонансной, тормозной сигнал, например, на частоте 25 Гц обуславливает загрубление устройства защиты-прототипа в 1,5 раза, в то время как величина индукции достигает двукратного значения (при номинальном напряжении питания), а ток намагничивания может превысить номинальный ток. Таким образом, загрубление устройства может оказаться недостаточным для обеспечения отстроенности. Кроме того, отсутствует возможность регулирования величины загрубления устройства.

Целью изобретения является повышение селективности путем обеспечения отстроенности дифференциальной защиты от токов небаланса в режиме перевозбуждения трансформатора при снижении частоты возбуждающего напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальной защиты тра нс форм атора, содержащем тра нсформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены между собой дифференциально и подключены к входам последовательно соединенных элементов формирования рабочего сигнала и тормозного сигнала, пропорS

1о

Элемент 6 формирования тормозного зз сигнала предназначен для отстроики устройства от бросков тока намагничивания при включении защищаемого трансформатора 1 на холостой ход или при восстановлении напряжения после отключения внеш4о них коротких замыканий, выделяет из дифференциального тока вторую гармонику, фор- мирует сигнал, пропорциональный указанной гармонике, и подает его на тормозной вход элемента сравнения 9. Фильтр ниж4$ них частот 7 и элемент 8 формирования тормозного сигнала предназначены для отстройки устройства при протекании тока — намагничивания в режиме перевозбуждения, возникающем при снижении частоты (при пусках, остановках и наладочных ucso пытаниях блочных генераторов) . Фильтр нижних частот пропускает сигналы с частотой ниже номинальной, например ниже 900/р номинального значения, а элемент 8 формирования тормозного сигнала формирует сигнал, пропорциональный этим

55 частотам, и подает его на дополнительныи тормозной вход элемента 9. Элемент сравнения производит алгебраическое суммирова1$ го г5 зо ционального второй гармонике, выходами подключенных к элементу сравнения с выходным элементом, введены фильтр нижних частот, пропускающий сигналы с частотой ниже номинальной, и дополнительнь|й элемент формирования тормозного сигнала, причем вход фильтра нижних частот включен последовательно в цепь элементов формирования рабочего и основного тормозного сигналов и подключен к вторичным обмоткам трансформаторов тока, а выход через дополнительный элемент формирования тормозного сигнала подключен к дополнительному тормозному входу элемента сравнения.

На чертеже приведена блок-схема, устройства, которое предназначено для защиты от внутренних повреждений двухобмоточного трансформатора 1, к одной из обмоток которого подключен генератор 2.

Трансформаторы тока 3 и 4 установлены с обеих сторон трансформатора 1, а их вторичные обмотки включены дифференциально по схеме на циркуляцию токов. В дифференциальную цепв включены последователь; но элемент 5 формирования рабочего сигнала, элемент 6 формирования тормозного сигнала и фильтр 7 нижних частот. Фильтр нижних частот подключен через элемент 8 формирования тормозного сигнала к тормозному входу элемента сравнения 9. К другому тормозному входу элемента сравнения подключен элемент 6 формирования тормозного сигнала, а к рабочему входу— элемент формирования рабочего сигнала.

Выход элемента сравнения подключен к выходному элементу 10.

1988

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США № 3414772, кл. 317 †1 1968.

Патент США № 3579040, кл. 317 — 27, 317-14, 1971.

2. Авторское свидетельство ПНР зо М 58171 кл. 21 с 68/50, 1971.

3. Einvall С.Н. Linders I.R. А rhreephase

differential relay for transformer protecакоп. IEEE Trans. «Power Appar and Syst» № 6.94, 1975.

69

S ние рабочего и тормозных сигналов и обеспечивает дискретную величину на выходе при внутреннем повреждении защищаемого трансформатора 1. Выходной элемент 10 предназначен для отключения трансформатора 1 от источников питания.

В режиме перевозбуждения, возникающем при снижении частоты возбуждающего напряжения, в первичной обмотке трансформатора тока 4 течет ток намагничивания, основная гармоника которого имеет частоту ниже номинальной. Этот ток, трансформируясь во вторичную обмотку трансформатора тока 4, попадает в дифференциальную цепь. Фильтр 7 нижних частот пропускает частоты ниже номинальной, а элемент 8 формирует тормозной сигнал, обеспечивающий отстройку устройства в этом режиме.

В установившихся режимах внешних коротких замыканий в дифференциальной цепи отсутствуют сигналы с частотой ниже номинальной. В связи с этим отсутствует сигнал на выходе элемента 8 формирования тормозного сигнала, т. е. устройство дополнительно не загрубляется. Устройство не загрубляется также и в установившемся режиме внутреннего короткого замыкания.

Прйменение описанного устройства дифференциальной защиты блочного трансформатора обеспечит отстроенность защиты в режиме перевозбуждения при снижении ! частоты возбуждающего напряжения. Это позволит повысить устойчивость функционирования, а следовательно, селективность и техническое совершенствование зашиты.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее трансб форматоры тока, вторичные обмотки которых соединены между собой дифференциально и подключены к входам последовательно соединенных элементов формирования рабочего сигнала и тормозного сигнала, пропорционального второй гармонике, выходы которых подключены к элементу сравнения с выходным элементом, отличающееся тем, что, с целью пОвышения селективности путем обеспечения отстроенности защиты от токов небаланса в режиме перевозбужде16 ния трансформатора при снижении частоты питающего напряжения, в него введены фильтр нижних частот, пропускающий сигналы с частотой ниже номинальной и дополнительный элемент формирования тормозного сигнала, причем вход фильтра нижних частот последовательно в цепь элементов формирования рабочего и основного тормозного сигналов и подключен к вторичным обмоткам трансформаторов тока, а выход через дополнительный элемент формирова>6 ния тормозного сигнала подключен к дополнительному тормозному входу элемента сравнения.

ЦНИИПИ Заказ 623246

Тираж 857 Подписное

Филиал ПП П «Патент>, г Ужгород ул Проектная 4