DE2264086A1

DE2264086A1 - DIFFERENTIAL PROTECTION DEVICE FOR A TRANSFORMER

Info

Publication number: DE2264086A1
Application number: DE19722264086
Authority: DE
Inventors: Alfons Dipl Ing Fendt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1974-07-04

Description

Differentialschutzeinrichtung für einen Transformator Die Erfindung bezieht sich auf eine Differentialschutzeinrichtung für einen Transformator, mit einem gegen die beim Einschalten des Transformators auftretenden Störgrößen stabilisierten Differentialrelais, das mit seinem Auslöseausgang an die Auslöseleitung des dem Transformator zugeordneten Leistungsschalters angeschlossen ist.Differential protection device for a transformer The invention refers to a differential protection device for a transformer, with stabilized against the disturbance variables that occur when the transformer is switched on Differential relay, which is connected with its trigger output to the trigger line of the dem Transformer assigned circuit breaker is connected.

Um in einem Fehlerfalle Schäden an elektrischen Einrichtungen möglichst klein zu halten, ist es wichtig, daß diese Einrichtungen so schnell wie möglich abgeschaltet werden. Man ist daher bestrebt, Schutzeinrichtungen mit möglichst kurzen Ansprechzeiten zu bauen. Durch die DT-OS 1 956 527 ist ein Differentialrelais bekanntgeworden, das im Fehlerfall auf Augenblickswerte der Fehlergröße anspricht. Mit einem solchen Differentialrelais kann also im Fehlerfalle eine schnelle Abschaltung erfolgen.In order to avoid damage to electrical equipment in the event of a fault To keep it small, it is important to have these facilities as soon as possible be switched off. The aim is therefore to provide protective devices with the shortest possible Build response times. A differential relay has become known through DT-OS 1 956 527, which in the event of an error responds to instantaneous values of the error size. With such a Differential relay can therefore be switched off quickly in the event of a fault.

Dieses bekannte schnelle Differentialrelais kann jedoch nicht ohne weiteres für den Schutz von Transformatoren verwendet werden, da diese Differentialrelais beim Einschalten des Transformators infolge des nur auf der einen Seite des Transformators fließenden Einschaltstromes jeweils einen Auslösebefehl geben wurde. Bisher hat man bei Differentialrelais für Transformatoren zur Vermeidung von Fehlauslösungen durch den Einschaltstrom Sperrglieder eingebaut, die eine Auslösung durch das Differentialrelais während des Einschaltvorganges blockieren. Solche Sperrglieder bestehen beispielsweise aus Oberwellenfilter, die auf die charakteristischen Oberwellen des Einschaltstromes ansprechen. Wollte man eine solche Maßnahme auch bei dem bekannten schnellen Differentialschutz anwenden, so würden die durch das Ansprechen auf Augenblickswerte gewonnenen Vorteile durch die notwendige Einschwingzeit der Filter wieder zunichte.However, this well-known fast differential relay cannot do without can also be used for the protection of transformers, as these differential relays when switching on the transformer as a result of only on one side of the transformer a tripping command was given each time the inrush current was flowing. So far has one with differential relays for transformers to avoid false tripping By the inrush current blocking elements are built in, which are triggered by the differential relay while block the switch-on process. Such locking members consist of, for example Harmonics filter, which responds to the characteristic harmonics of the inrush current speak to. If you wanted such a measure also with the well-known fast differential protection would apply the benefits gained by responding to instantaneous values this is nullified again by the necessary settling time of the filter.

In der DT-OS 1 956 527 ist bereits ein Vorschlag für den Einsatz einer auf Augenblickswerte ansprechenden Differentialschutzeinrichtung bei Transformatoren gemacht. Nach diesem Vorschlag muß jeweils an den beiden Enden der Ober-und Unterspannungswicklung ein Stromwandlersatz angeschlossen und sowohl der Ober- als auch der Unterspannungswicklung je ein Differentialrelais zugeordnet werden.In DT-OS 1 956 527 there is already a proposal for the use of a Differential protection device for transformers that responds to instantaneous values made. According to this proposal, the high-voltage and low-voltage windings must be at both ends a current transformer set connected and both the high voltage and the low voltage winding one differential relay each can be assigned.

Eine solche Anordnung des Differentialschutzes erfordert nicht nur einen großen Aufwand, sondern kann in vielen Fällen gar nicht angewandt werden, da jeweils nur ein Wicklungsende der Ober- und Unterspannungswicklung aus dem Transformator herausgeführt ist. Weiterhin würden bei einer solchen Anordnung des Differentialschutzes Windungs-und Lagenschlüsse nicht erfaßt.Such an arrangement of the differential protection not only requires a lot of effort, but in many cases cannot be applied at all, because only one winding end of the high and low voltage winding from the transformer is led out. Furthermore, with such an arrangement of the differential protection Short turns and shorts in layers not recorded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differentialschutzeinrichtung für einen Transformator so auszubilden, daß die Vorteile eines auf Augenblickswerte ansprechenden Differentialrelais ohne die vorgenannten Nachteile zum Schutz eines Transformators genutzt werden können.The invention is based on the object of a differential protection device for a transformer in such a way that the advantages of an instantaneous value responsive differential relay without the aforementioned disadvantages to protect a Transformer can be used.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung bei einer Differentialschutzeinrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß in Abhängigkeit vom Einschalten des Transformators der Auslöseausgang eines auf Augenblickswerte einer Fehlergröße ansprechenden Differentialrelais verzögert zu dem Auslöseausgang des stabilisierten Differentialrelais parallelgeschaltet ist.The object is achieved according to the invention in a Differential protection device of the type described above in that depending from switching on the transformer, the trigger output of an instantaneous value A differential relay responding to an error variable is delayed to the trigger output of the stabilized differential relay is connected in parallel.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Auslöseausgang des auf Augenblickswerte ansprechenden Differentialrelais-durch ein beim Einschalten des Transformators anlaufendes Zeitglied zu dem Auslöseausgang des stabilisierten Differentialrelais parallelgeschaltet. Bei Ferneinschaltung eines Transformators kann das zusätzliche Einschalten des Zeitglieds einen erheblichen Aufwand erfordern. Dieser Aufwand bleibt erspart, wenn das Zeitglied direkt oder über Spannungswandler an die Klemmen des Transformators angeschlossen ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Zeitglied mittels eines vom Magnetisierungsstrom des Transformators betätigten Stromrelais einzuschalten.According to one embodiment of the invention, the trigger output of the Differential relay responding to instantaneous values - by switching on of the transformer starting timer to the trigger output of the stabilized Differential relay connected in parallel. When a transformer is switched on remotely the additional activation of the timer may require considerable effort. This effort is saved if the timing element is direct or via a voltage converter connected to the terminals of the transformer. There is also the possibility the timer operated by means of a magnetizing current of the transformer Switch on the power relay.

Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird der Gegenstand der Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Differentialschutzeinrichtung, deren Zeitglied durch das Einschaltkommando beim Einschalten des Transformators ebenfalls eingeschaltet wird, Fig. 2 eine Differentialschutzeinrichtung, deren Zeitglied über Spannungswandler mit den Transformatorklemmen verbunden ist, Fig. 3 eine Differentialschutzeinrichtung, deren Zeitglied über ein vom Magnetisierungsstrom betätigtes Stromrelais eingeschaltet ist.On the basis of several exemplary embodiments shown in the drawing the subject matter of the invention is described in more detail below. It shows: Fig. 1 a differential protection device whose timing element is triggered by the switch-on command when the transformer is switched on is also switched on, Fig. 2 shows a differential protection device, whose timing element is connected to the transformer terminals via a voltage converter, 3 shows a differential protection device, the timing element of which is via a magnetizing current activated current relay is switched on.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit 1 jeweils ein Transformator bezeichnet, auf dessen Ober- und Unterspannungsseite je ein Stromwandlersatz 2 und 3 angeordnet ist. Ferner ist mit 4 ein Leistungsschalter des Transformators angedeutet.In FIGS. 1 to 3, 1 denotes a transformer in each case, a current transformer set 2 and 3 each arranged on its high and low voltage side is. Furthermore, a circuit breaker of the transformer is indicated with 4.

An die Stromwandlersätze 2 und 3 ist ein stabilisiertes Differentialrelais 5 und ein auf Augenblickswerte ansprechendes Differentialrelais 6 angeschlossen. 7 bezeichnet eine Auslösespule des Leistungsschalters 4. Die Auslösespule 7 ist über eine Auslöseleitung 8 mit dem Auslöseausgang des stabilisierten Differentialrelais 5 und des auf Augenblickswerte ansprechenden Differentialrelais 6 verbunden. Der Auslöseausgang des stabilisierten Differentialrelais 5 ist als Kontakt 9 dargestellt und der Auslöseausgang des auf Pugenblickswerte ansprechenden Differentialrelais 6 als Kontakt 10. Mit diesem Kontakt 10 ist ein Kontakt 11 eines Zeitgliedes 12 in Reihe geschaltet. Der Kontakt 9 ist zu der Reihenschaltung der Kontakte 10 und 11 parallelgelegt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Differentialschutzeinrichtung ist das Zeitglied 12 mit seiner Anschlußleitung parallel zu der Anschlußleitung eines den Leistungsschalter 4 betätigenden Motors 13 an einen Taster 14 angeschlossen.A stabilized differential relay is attached to current transformer sets 2 and 3 5 and a differential relay 6 responsive to instantaneous values is connected. 7 denotes a trip coil of the circuit breaker 4. The trip coil 7 is via a trip line 8 to the trip output of the stabilized differential relay 5 and the differential relay 6 responsive to instantaneous values. Of the The trigger output of the stabilized differential relay 5 is shown as contact 9 and the trip output of the instantaneous responsive differential relay 6 as contact 10. With this contact 10 there is a contact 11 of a timing element 12 connected in series. The contact 9 is to the series connection of the contacts 10 and 11 laid in parallel. In the differential protection device shown in FIG is the timing element 12 with its connecting line parallel to the connecting line a motor 13 which actuates the circuit breaker 4 is connected to a button 14.

Die in Fig. 2 dargestellte Differentialschutzeinrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten lediglich dadurch, daß das Zeitglied 12 mit seiner Anschlußleitung über einen Spannungswandler 15 direkt mit den Transformatorklemmen verbunden ist. Bei der Differentialschutzeinrichtung nach Fig. 3 wird das Zeitglied 12 über einen Kontakt 17 eines Stromrelais 16 eingeschaltet. Das Stromrelais 16 ist beispielsweise in das stabilisierte Differentialrelais 5 eingebaut. Das Stromrelais 16 ist in dem Differentialrelais 5 an die Auslöseseite dieses Differentialrelais angeschlossen. Dem Stromrelais 16 wird somit ein dem Magnetisierungsstrom des Transformators proportionaler Strom zugeführt.The differential protection device shown in Fig. 2 differs differs from that shown in Fig. 1 only in that the timing element 12 with its connecting line via a voltage converter 15 directly to the transformer terminals connected is. In the differential protection device according to FIG. 3, the timer 12 switched on via a contact 17 of a current relay 16. The power relay 16 is built into the stabilized differential relay 5, for example. The current relay 16 is in the differential relay 5 on the trip side of this differential relay connected. The current relay 16 is thus a magnetizing current of the transformer proportional current supplied.

Die Differentialschutzeinrichtung nach der Erfindung arbeitet wie folgt: Beim Einschalten des Transformators wird das Zeitglied 12 an Spannung gelegt und läuft damit an. Entsprechend der eingestellten Verzögerungszeit hält es seinen Kontakt 11 bis zum Ablauf dieser Verzögerungszeit offen. Die Verzögerungszeit ist so gewählt, daß der Einschaltstromstoß des Transformators sicher abgeklungen ist. Das auf Augenblickswerte ansprechende Differentialrelais 6 spricht zwar auf den Einschaltstrom des Transformators an und schließt seinen Kontakt 10, jedoch brd dieser Auslösebefehl wegen des offenen Kontaktes 11 des Zeitgliedes nicht wirksam. Nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit wird der Kontakt 11 des Zeitgliedes 12 geschlossen und damit das auf Augenblickswerte ansprechende Differentialrelais 6 an die Auslöseleitung 8 angeschlossen und ist somit für den Schutz des Transformators 1 wirksam.The differential protection device according to the invention works like follows: When the transformer is switched on, the timing element 12 is connected to voltage and starts with it. It holds its own according to the set delay time Contact 11 open until this delay time has elapsed. The delay time is chosen so that the inrush current of the transformer has safely subsided. The differential relay 6 responding to instantaneous values speaks to the Inrush current of the transformer and closes its contact 10, but brd this trip command is not effective because of the open contact 11 of the timer. After the set delay time has elapsed becomes the contact 11 of the timing element 12 is closed and thus the one which responds to instantaneous values Differential relay 6 connected to the trigger line 8 and is therefore for the Protection of transformer 1 effective.

Für die Zeitdauer des Einschaltens wird der Transörmator 1 nur durch das stabilisierte Differentialrelais 5 geschützt.For the duration of the switch-on, the transformer 1 is only through the stabilized differential relay 5 protected.

Die in Fig. 2 und 3 dargestellten Differentialschutzeinrichtungen arbeiten in der gleichen Weise wie die in Fig.1 dargestellte Differentialschutzeinrichtung. Bei diesen Differentialschutzeinrichtungen wird lediglich das Zeitglied 12 in Abhängigkeit von einer an den Transformatorklemmen auftretenden Spannung (Fig. 2) bzw. beim Puftreten eines Nagnetisierungsstromes (Fig. 3) an Spannung gelegt.The differential protection devices shown in FIGS work in the same way as the differential protection device shown in Fig.1. In these differential protection devices, only the timing element 12 is dependent from a voltage occurring at the transformer terminals (Fig. 2) or when stepping on a puff a magnetization current (Fig. 3) applied to voltage.

Dadurch werden bei Fernbetätigung des Leistungsschalters 4 die für das Einschalten des Zeitgliedes erforderliche Steuereinrichtungen erübrigt.As a result, when the circuit breaker 4 is operated remotely, the for switching on the timer obviates the need for control devices.

5 Patentansprüche 3 Figuren5 claims 3 figures

Claims

Differential protection device for a transformer with a counter to the disturbance variables that occur when the transformer is switched on stabilized differential relay that connects to the trip line with its trip output of the circuit breaker assigned to the transformer is connected, thereby characterized in that the trigger output is dependent on the switching on of the transformer (1) (10) a differential relay that responds to instantaneous values of an error magnitude (6) delayed to the trigger output (9) of the stabilized differential relay (5) is connected in parallel.

2. Differential protection device according to claim 1, characterized in that that the trigger output (10) of the differential relay responding to instantaneous values (6) by a timer (12) that starts when the transformer (1) is switched on connected in parallel to the trigger output (9) of the stabilized differential relay (5) is.

3. Differential protection device according to claim 2, characterized in that that the timing element (12) has one for switching on the associated with the transformer Circuit breaker (4) provided button (14) is switched on (Fig. 1).

4. Differential protection device according to claim 2, characterized in that that the timing element (12) directly or via voltage converter (15) to the terminals of the Transformer (1) is connected (Fig. 2).

5. Differential protection device according to claim 2, characterized in that that the timing element (12) actuated by means of the magnetizing current of the transformer (1) Current relay (16) is switched on (Fig. 3).