RU2176123C1

RU2176123C1 - Method and device for differential current protection of three-phase transformer

Info

Publication number: RU2176123C1
Application number: RU2000123520/09A
Authority: RU
Inventors: С.М. Шинкаренко; А.С. Шинкаренко
Original assignee: Шинкаренко Сергей Михайлович; Шинкаренко Александр Сергеевич
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2001-11-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; relay protective gear. SUBSTANCE: proposed method and device can be used for protecting power transformers and autotransformers using star/star/delta connection of windings with neutral brought out and mounted in power systems upon occurrence of troubles accompanied by various kinds of short circuits. Use is made of only one three-phase differential relay whose saturable transformer primary windings are supplied with resultant currents from secondary windings of current transformers of all phases installed at high-, medium-, and low- voltage sides of three-phase transformer thereby enabling reduction of load on current circuits of protective gear. Provision for disabling arrival of off-operation signal to overcurrent relay make contacts for disconnecting power circuits and also inserting one of phases in parallel opposition to secondary windings of current transformers of other phases in each group of current-transformer secondary winding provides for higher sensitivity of protective gear. EFFECT: enhanced sensitivity; reduced mass and size of protective gear. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты силовых трансформаторов и автотрансформаторов, установленных в энергетических системах, от повреждений, сопровождаемых различными видами коротких замыканий. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to relay protection, and can be used to protect power transformers and autotransformers installed in power systems from damage, accompanied by various types of short circuits.

Известен способ дифференциальной токовой защиты трехфазного трансформатора, в соответствии с которым в трансформаторах тока преобразуют токи силовых цепей каждой из сторон каждой из фаз силового трехфазного трансформатора, пофазно геометрически суммируют токи всех сторон трансформатора и при превышении результирующего тока какой-либо фазы установленного порогового значения отключают силовые цепи со всех сторон трехфазного трансформатора [1]. В известном способе контролируют результирующие токи в каждой фазе, для чего необходимо использовать по крайней мере три токовых реле, что снижает чувствительность защиты вследствие значительной токовой нагрузки на токовые цепи защиты. There is a method of differential current protection of a three-phase transformer, according to which current transformers convert the currents of power circuits of each side of each phase of a power three-phase transformer, summarize geometrically the currents of all sides of the transformer phase-by-phase and, when the resultant current of any phase exceeds a certain threshold value, the power circuits on all sides of a three-phase transformer [1]. In the known method, the resulting currents in each phase are controlled, for which it is necessary to use at least three current relays, which reduces the sensitivity of the protection due to the significant current load on the current protection circuit.

Известно устройство дифференциальной токовой защиты трехфазного трансформатора, содержащее установленные в каждую фазу силовой цепи на каждой стороне трехфазного трансформатора трансформаторы тока. Вторичные обмотки всех трансформаторов тока в каждой фазе соединены параллельно и включены на вход соответствующего токового реле, замыкающие контакты токовых реле включены в цепь отключения выключателей сторон трехфазного трансформатора [1]. Недостатком известного устройства является сложность и низкая чувствительность из-за большого количества установленных в нем токовых реле. A device for differential current protection of a three-phase transformer containing installed in each phase of the power circuit on each side of the three-phase transformer current transformers. The secondary windings of all current transformers in each phase are connected in parallel and connected to the input of the corresponding current relay, the closing contacts of the current relays are included in the trip circuit of the circuit breakers of the sides of the three-phase transformer [1]. A disadvantage of the known device is the complexity and low sensitivity due to the large number of current relays installed in it.

Техническим результатом предложенного изобретения является устранение указанных выше недостатков: повышение чувствительности и снижение массогабаритных показателей. The technical result of the proposed invention is to eliminate the above disadvantages: increasing sensitivity and reducing overall dimensions.

Технический результат достигается за счет того, что в соответствии со способом дифференциальной токовой защиты трехфазного трансформатора с соединением обмоток

(звезда с нулевым проводом - звезда с нулевым проводом - треугольник), в соответствии с которым в трансформаторах тока преобразуют токи силовых цепей каждой из сторон каждой из фаз трехфазного трансформатора, формируют для сторон, соответствующих высшему и среднему уровням напряжения трехфазного трансформатора результирующий ток путем геометрического суммирования токов вторичных обмоток трансформаторов тока первой и третьей фаз соответствующей стороны трехфазного трансформатора со сдвинутым на 180 электрических градусов током вторичной обмотки трансформатора тока второй фазы этой же стороны трехфазного трансформатора, формируют для стороны, соответствующей низшему уровню напряжения трехфазного трансформатора результирующий ток путем геометрического суммирования тока вторичных обмоток трансформаторов тока первой фазы со сдвинутыми на 180 электрических градусов токами вторичных обмоток трансформаторов тока второй и третьей фаз, осуществляют геометрическое суммирование результирующих токов всех сторон трехфазного трансформатора, подавая результирующий ток каждой из сторон трехфазного трансформатора на соответствующую первичную обмотку, расположенную на среднем стержне трехстержневого магнитопровода насыщающегося трансформатора тока, при этом на вторичной обмотке, расположенной на одном из крайних стержней трехстержневого магнитопровода упомянутого насыщающегося трансформатора тока, обеспечивается формирование напряжения, величина которого соответствует величине результирующего магнитного потока, созданного токами его первичных обмоток, при превышении напряжения вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока заданного порогового уровня подают сигнал на отключение силовых цепей со всех сторон трехфазного трансформатора.The technical result is achieved due to the fact that in accordance with the method of differential current protection of a three-phase transformer with a winding connection

(a star with a neutral wire - a star with a neutral wire - a triangle), according to which current transformers convert currents of power circuits of each side of each phase of a three-phase transformer, form for the sides corresponding to the highest and average voltage levels of a three-phase transformer the resultant current by geometric summing the currents of the secondary windings of current transformers of the first and third phases of the corresponding side of a three-phase transformer with a secondary current shifted by 180 electrical degrees the current winding of the second-phase current transformer on the same side of the three-phase transformer, form for the side corresponding to the lowest voltage level of the three-phase transformer the resulting current by geometrically summing the current of the secondary windings of the first phase current transformers with the currents of the secondary windings of the current transformers of the second and third phases shifted by 180 electrical degrees, perform geometric summation of the resulting currents on all sides of a three-phase transformer, supplying the resulting current from each side of the three-phase transformer to the corresponding primary winding located on the middle terminal of the three-core magnetic core of the saturable current transformer, while the secondary winding located on one of the extreme rods of the three-core magnetic core of the saturable current transformer provides voltage generation, the value of which corresponds to the value of the resulting magnetic flux created by the currents of its primary windings, when the voltage of the secondary windings is exceeded predetermined threshold level of the saturable current transformer is fed a signal to disable the power circuits on all sides the three-phase transformer.

Целесообразно также результирующие токи стороны высшего и среднего уровней напряжения трехфазного трансформатора подавать на одну обмотку максимального реле тока, на другую обмотку которого подавать результирующий ток низшего уровня напряжения, при этом обеспечивают замыкающими контактами максимального реле тока блокировку подачи сигнала на отключение силовых цепей со всех сторон трехфазного трансформатора, если геометрическая сумма результирующих токов сторон низшего, среднего и высшего уровней напряжений не превышает заданный пороговый уровень. It is also advisable to apply the resulting currents of the sides of the higher and middle voltage levels of the three-phase transformer to one winding of the maximum current relay, to the other winding of which the resulting current of the lowest voltage level is supplied, while providing the locking contacts of the maximum current relay to block the signal supply to disconnect the power circuits from all sides of the three-phase transformer, if the geometric sum of the resulting currents of the sides of the lower, middle and higher voltage levels does not exceed the specified threshold level.

Технический результат обеспечивается также тем, что в устройстве дифференциальной токовой защиты трехфазного трансформатора с соединением обмоток

, содержащем установленные с каждой стороны трехфазного трансформатора первую, вторую и третью группы трансформаторов тока по три трансформатора тока в каждой группе, первичные обмотки которых включены в разрыв силовых цепей соответствующих фаз со стороны высшего, среднего и низшего уровней напряжений трехфазного трансформатора, соответственно, при этом направление включения первичных обмоток трансформаторов тока относительно обмоток трехфазного трансформатора со всех сторон одинаково, а коэффициенты трансформации трансформаторов тока выбираются так, чтобы токи вторичных обмоток трансформаторов тока соответствующих фаз, установленных с двух сторон трехфазного трансформатора при номинальном режиме и отключенных обмотках третьей стороны трехфазного трансформатора были возможно ближе по величине, вторичные обмотки трансформаторов тока в каждой группе соединены параллельно, таким образом, что для сторон высшего и среднего уровней напряжения вторичные обмотки трансформаторов тока первой и третьей фаз соединены между собой одноименными выводами, а вторичные обмотки трансформаторов тока первой и второй, а также второй и третьей фаз соединены между собой разноименными выводами, а для стороны низшего уровня напряжения вторичные обмотки трансформаторов тока второй и третьей фаз соединены между собой одноименными выводами, а вторичные обмотки трансформаторов тока первой и второй, а также первой и третьей фаз соединены между собой разноименными выводами, параллельно соединенные вторичные обмотки каждой из групп соединены с соответствующей первичной обмоткой насыщающегося трансформатора тока, расположенной на среднем стержне его трехстержневого магнитопровода, при этом направления включения вторичных обмоток трансформаторов тока первой фазы всех групп относительно первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока одинаковы, а первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока соединены между собой одноименными выводами, вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока соединена со входом порогового органа, сигнал с выхода которого управляет замыкающими контактами, включенными последовательно в цепь отключения выключателей всех сторон трехфазного трансформатора.The technical result is also ensured by the fact that in the device for differential current protection of a three-phase transformer with a winding connection

containing the first, second and third groups of current transformers installed on each side of the three-phase transformer, three current transformers in each group, the primary windings of which are included in the open circuit of the corresponding phases from the higher, middle and lower voltage levels of the three-phase transformer, respectively, while the direction of inclusion of the primary windings of the current transformers relative to the windings of a three-phase transformer is the same on all sides, and the transformation ratios of the transformer currents are selected so that the currents of the secondary windings of the current transformers of the corresponding phases installed on both sides of the three-phase transformer at nominal mode and the disconnected windings of the third side of the three-phase transformer are as close as possible, the secondary windings of the current transformers in each group are connected in parallel, so that for the sides of the higher and medium voltage levels, the secondary windings of the current transformers of the first and third phases are interconnected by the same terminals, and the secondary the sides of the current transformers of the first and second, as well as the second and third phases are connected to each other by the opposite terminals, and for the side of the lower voltage level, the secondary windings of the current transformers of the second and third phases are connected by the same terminals, and the secondary windings of the current transformers of the first and second, and the first and third phases are interconnected by opposite terminals, parallel connected secondary windings of each of the groups are connected to the corresponding primary winding of a saturable current transformer, located on the middle rod of its three-core magnetic core, with the directions for turning on the secondary windings of the current transformers of the first phase of all groups being the same relative to the primary windings of a saturable current transformer, and the primary windings of a saturable current transformer are connected by the same terminals, the secondary winding of a saturable current transformer is connected to the input of the threshold organ , the output of which controls the make contacts, connected in series to the trip circuit in switches on all sides of a three-phase transformer.

В частном случае реализации устройства можно дополнительно повысить чувствительность защиты за счет введения максимального реле тока, первая обмотка которого включена последовательно в цепи параллельно соединенных вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй групп, установленных со стороны высшего уровня напряжения и со стороны среднего уровня напряжения, а вторая обмотка максимального реле тока включена последовательно в цепь параллельно соединенных вторичных обмоток трансформаторов тока третьей группы, установленной со стороны низшего уровня напряжения, при этом направления включения первой и второй обмоток относительно обмоток трансформаторов тока первой фазы соответствующих групп одинаково, замыкающие контакты максимального реле включены последовательно с замыкающими контактами, управляемыми сигналом с выхода порогового органа, в цепь отключения выключателей всех сторон трехфазного трансформатора
Коэффициенты трансформации трансформаторов тока, принадлежащих одной группе, могут быть одинаковы.In the particular case of the implementation of the device, it is possible to further increase the protection sensitivity by introducing a maximum current relay, the first winding of which is connected in series to the circuits of the parallel connected secondary windings of the current transformers of the first and second groups installed on the side of the higher voltage level and on the side of the average voltage level, and the second the winding of the maximum current relay is connected in series to the circuit of parallel connected secondary windings of the current transformers of the third group installed from the side of the lower voltage level, the directions of switching on of the first and second windings with respect to the windings of the current transformers of the first phase of the corresponding groups are the same, the NO contacts of the maximum relay are connected in series with the NO contacts controlled by the signal from the output of the threshold organ, in the circuit of the circuit breakers of all sides of the three-phase transformer
The transformation ratios of current transformers belonging to the same group can be the same.

В частном случае реализации устройства коэффициенты трансформации трансформаторов тока второй и третьей фаз, принадлежащих группам, расположенным со стороны высшего уровня напряжения и со стороны среднего уровня напряжения, в два раза меньше коэффициентов трансформации трансформаторов тока первой фазы соответствующих групп, а коэффициент трансформации трансформатора тока третьей фазы, принадлежащего группе, расположенной со стороны низшего уровня напряжения, в два раза меньше коэффициента трансформации трансформаторов тока первой и второй фаз этой же группы. In the particular case of the implementation of the device, the transformation coefficients of the current transformers of the second and third phases belonging to the groups located on the side of the higher voltage level and the side of the average voltage level are two times less than the transformation coefficients of the current transformers of the first phase of the corresponding groups, and the transformation coefficient of the third phase current transformer belonging to the group located on the side of the lowest voltage level is half the transformation coefficient of current transformers first and a second phase of the same group.

Для компенсации неравенства величин токов вторичных обмоток трансформаторов тока разных групп целесообразно параллельно соединенные вторичные обмотки каждой из групп трансформаторов тока соединить с соответствующей первичной обмоткой насыщающегося трансформатора тока через соответствующий выравнивающий трансформатор или автотрансформатор. To compensate for the inequality of the currents of the secondary windings of current transformers of different groups, it is advisable to connect the parallel connected secondary windings of each of the groups of current transformers with the corresponding primary winding of a saturable current transformer through the corresponding equalizing transformer or autotransformer.

Предложенное изобретение позволяет повысить чувствительность защиты за счет возможности использования только одного дифференциального реле в трехфазном исполнении, что делает возможным уменьшение нагрузки на токовые цепи защиты, за счет применения блокировки подачи сигнала на отключение силовых цепей замыкающими контактами максимального реле тока, а также за счет включения в каждой из групп вторичной обмотки трансформатора тока одной из фаз встречно параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока других фаз. The proposed invention allows to increase the sensitivity of protection due to the possibility of using only one differential relay in a three-phase design, which makes it possible to reduce the load on the current protection circuits, by applying a blocking signal to disconnect the power circuits by the closing contacts of the maximum current relay, as well as by switching on each of the groups of the secondary winding of the current transformer of one of the phases is parallel to the secondary windings of the current transformers of the other phases.

Изобретение поясняется чертежом, на фиг. 1 которого представлена схема примера выполнения устройства, реализующего способ согласно изобретению. На фиг. 2 "а", "б" и "с" чертежа представлены векторные диаграммы токов вторичных обмоток трансформаторов тока первой, второй и третьей групп соответственно для случая неодинаковых коэффициентов трансформации трансформаторов тока в каждой группе. The invention is illustrated in the drawing, in FIG. 1 which shows a diagram of an example embodiment of a device that implements the method according to the invention. In FIG. Figure 2 "a", "b" and "c" of the drawing shows vector diagrams of the currents of the secondary windings of the current transformers of the first, second and third groups, respectively, for the case of unequal transformation ratios of the current transformers in each group.

Устройство, реализующее способ токовой дифференциальной защиты трехфазного трансформатора, можно в частном случае выполнить в соответствии с фиг. 1. На фиг. 1 изображены: трехфазный автотрансформатор 1 со схемой соединения обмоток звезда/звезда/треугольник, в его силовые цепи фаз A, B, C на стороне высшего уровня напряжения, фаз A', B' и C' на стороне среднего уровня напряжения и фаз A'', B'' и C'' на стороне низшего уровня напряжения включены первичные обмотки трансформаторов тока 2, 3, 4 первой группы, первичные обмотки трансформаторов тока 5, 6, 7 второй группы и первичные обмотки трансформаторов тока 8, 9, 10 третьей группы, соответственно. Со стороны высшего уровня напряжения в разрыв силовой цепи установлен выключатель 11, со стороны среднего уровня напряжения - выключатель 12, со стороны низшего уровня напряжения - выключатель 13. Вторичные обмотки трансформаторов тока первой группы 2, 3, 4, установленные со стороны высшего напряжения соединены параллельно между собой и подключены через первую обмотку 19 максимального реле тока к первой первичной обмотке 15 насыщающегося трансформатора тока 14. При этом начала вторичных обмоток трансформаторов тока 2 и 4 и конец вторичной обмотки трансформатора тока 3 соединены с началом обмотки 15, концы вторичных обмоток трансформаторов тока 2 и 4 и начало вторичной обмотки трансформатора тока 3 соединены с концом обмотки 19, начало которой соединено с объединенными концами первой 15, второй 16 и третьей 17 первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока 14. Начала вторичных обмоток трансформаторов тока 5 и 7 и конец вторичной обмотки трансформатора тока 6 соединены с началом обмотки 16, концы вторичных обмоток трансформаторов тока 5 и 7 и начало вторичной обмотки трансформатора тока 6 соединены с концом обмотки 19. Концы вторичных обмоток трансформаторов тока 9 и 10 и начало вторичной обмотки трансформатора тока 8 соединены с началом обмотки 17, начала вторичных обмоток трансформаторов тока 9 и 10 и конец вторичной обмотки трансформатора тока 8 соединены с концом второй обмотки 20 максимального реле тока, начало которой соединено с началом обмотки 19. В общем случае обмотки 19 и 20 могут отсутствовать, при этом концы вторичных обмоток трансформаторов тока 2, 4, 5, 7, 8 и начала вторичных обмоток трансформаторов тока 3, 6, 9 и 10 соединяются с общим выводом обмоток 15, 16, 17 непосредственно. Вторичная обмотка 18 насыщающегося трансформатора тока 14 соединена со входом порогового органа 21. Сигнал с выхода порогового органа 21 управляет замыкающими контактами 22. Замыкающие контакты 22 включены последовательно с замыкающими контактами 23 максимального реле тока, управляемыми его первой 19 и второй 20 обмотками, и источником постоянного напряжения 24 в цепь выключения выключателей 11, 12 и 13. A device that implements the method of current differential protection of a three-phase transformer can, in the particular case, be performed in accordance with FIG. 1. In FIG. 1 shows: a three-phase autotransformer 1 with a star / star / delta winding connection circuit, in its power circuits of phases A, B, C on the side of the highest voltage level, phases A ', B' and C 'on the side of the average voltage level and phases A' ', B' 'and C' 'on the lower voltage side the primary windings of current transformers 2, 3, 4 of the first group, the primary windings of current transformers 5, 6, 7 of the second group and the primary windings of current transformers 8, 9, 10 of the third group are included , respectively. From the side of the highest voltage level, a circuit breaker 11 is installed in the circuit breaker, from the side of the medium voltage level - switch 12, from the side of the lower voltage level - switch 13. The secondary windings of the current transformers of the first group 2, 3, 4 installed on the side of the higher voltage are connected in parallel between each other and connected through the first winding 19 of the maximum current relay to the first primary winding 15 of the saturable current transformer 14. At the same time, the beginning of the secondary windings of the current transformers 2 and 4 and the end of the secondary winding current transformer 3 is connected to the beginning of the winding 15, the ends of the secondary windings of current transformers 2 and 4 and the beginning of the secondary winding of the current transformer 3 are connected to the end of the winding 19, the beginning of which is connected to the combined ends of the first 15, second 16 and third 17 primary windings of the saturable current transformer 14 The beginning of the secondary windings of current transformers 5 and 7 and the end of the secondary winding of current transformer 6 are connected to the beginning of winding 16, the ends of the secondary windings of current transformers 5 and 7 and the beginning of the secondary winding of current transformer 6 are connected to the end of the winding 19. The ends of the secondary windings of current transformers 9 and 10 and the beginning of the secondary winding of the current transformer 8 are connected to the beginning of the winding 17, the beginning of the secondary windings of the current transformers 9 and 10 and the end of the secondary winding of the current transformer 8 are connected to the end of the second winding 20 of the maximum current relay, the beginning of which is connected to the beginning of winding 19. In the general case, windings 19 and 20 may be absent, while the ends of the secondary windings of current transformers 2, 4, 5, 7, 8 and the beginning of the secondary windings of current transformers 3, 6, 9 and 10 connect go with the general conclusion of the windings 15, 16, 17 directly. The secondary winding 18 of the saturable current transformer 14 is connected to the input of the threshold organ 21. The signal from the output of the threshold organ 21 controls the make contacts 22. The make contacts 22 are connected in series with the make contacts 23 of the maximum current relay, controlled by its first 19 and second 20 windings, and a constant source voltage 24 in the circuit off switches 11, 12 and 13.

Насыщающийся трансформатор тока 14 может быть выполнен с магнитопроводом в виде трехстержневого сердечника. Его первичные обмотки 15, 16, 17 расположены на среднем стержне трехстержневого магнитопровода. В частном случае выполнения обмотки 15, 16, 17 могут иметь отпайки, с помощью которых можно менять соотношение чисел витков первичных обмоток и отстраиваться от тока небаланса. Вторичная обмотка 18 насыщающегося трансформатора тока расположена на одном из его крайних стержней и может быть выполнена с регулируемым числом витков. На другом крайнем стержне магнитопровода и на его среднем стержне можно расположить две секции короткозамкнутой обмотки. Пример выполнения насыщающегося трансформатора тока приведен в [2]. A saturable current transformer 14 can be made with a magnetic core in the form of a three-core core. Its primary windings 15, 16, 17 are located on the middle rod of the three-core magnetic circuit. In the particular case of the implementation of the windings 15, 16, 17 may have a tap, with which you can change the ratio of the number of turns of the primary windings and tune from the unbalance current. The secondary winding 18 saturable current transformer is located on one of its extreme rods and can be made with an adjustable number of turns. On the other extreme core of the magnetic circuit and on its middle core, two sections of the short-circuited winding can be arranged. An example of a saturable current transformer is given in [2].

В качестве порогового органа может быть в частном случае применено дифференциальное реле тока на микросхемах, например, дифференциальное реле тока серии РСТ15, РСТ16 [3]. In the particular case, a differential current relay on microcircuits can be used as a threshold organ, for example, a PCT15, PCT16 series differential current relay [3].

В качестве максимального реле тока может быть использовано, например, реле типа РТ-40 [4]. As a maximum current relay, for example, a relay of the RT-40 type can be used [4].

Пример выполнения цепи отключения выключателей приведен в [5]. An example of circuit breaker tripping is given in [5].

Коэффициенты трансформации трансформаторов тока первой второй и третьей групп выбираются таким образом, чтобы при нормальном режиме работы геометрическая сумма токов вторичных обмоток трансформаторов тока всех групп одноименных фаз была возможно ближе к нулевому уровню. Коэффициенты трансформации трансформаторов тока в каждой группе могут быть в частном случае одинаковы. Возможно также выполнить трансформаторы тока в каждой группе с разными коэффициентами трансформации. The transformation coefficients of the current transformers of the first second and third groups are selected so that, during normal operation, the geometric sum of the currents of the secondary windings of the current transformers of all groups of the same phases is as close as possible to the zero level. The transformation ratios of current transformers in each group can be the same in a particular case. It is also possible to carry out current transformers in each group with different transformation ratios.

Дифференциальная токовая защита в соответствии с настоящим изобретением реализуется следующим образом. Трансформаторы тока 2-10 преобразуют токи всех фаз силовых цепей со всех сторон трехфазного трансформатора 1. Так как вторичные обмотки трансформаторов тока 2 и 4, 5 и 7, 9 и 10 соединены согласно параллельно, токи этих обмоток, то есть токи фазы A (Ia) и токи фазы C (Ic) трансформаторов тока первой и второй группы, а также токи фазы C (Ic) и токи фазы B (Ib) трансформаторов тока третьей группы попарно суммируются. Так как вторичные обмотки трансформаторов тока 3, 6, 8 включены встречно параллельно вторичным обмоткам других трансформаторов соответствующих групп, их токи, то есть токи фазы B (Ib) трансформаторов тока первой и второй групп, а также токи фазы A (Ia) трансформатора тока третьей группы вычитаются из соответствующих суммарных токов. На первичные обмотки 15, 16, 17 насыщающегося трансформатора тока 14 поступают результирующие токи I = Ia + Ic - Ib с соединенных параллельно вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй групп и результирующий ток I = Ia - Ic - Ib третьей групп соответственно. Differential current protection in accordance with the present invention is implemented as follows. Current transformers 2-10 convert the currents of all phases of the power circuits from all sides of the three-phase transformer 1. Since the secondary windings of the current transformers 2 and 4, 5 and 7, 9 and 10 are connected in parallel, the currents of these windings, that is, the currents of phase A (Ia ) and the currents of phase C (Ic) of the current transformers of the first and second groups, as well as the currents of phase C (Ic) and the currents of phase B (Ib) of the current transformers of the third group are summed up in pairs. Since the secondary windings of current transformers 3, 6, 8 are connected in parallel with the secondary windings of other transformers of the corresponding groups, their currents, that is, the currents of phase B (Ib) of the current transformers of the first and second groups, as well as the currents of phase A (Ia) of the current transformer of the third groups are subtracted from the corresponding total currents. The primary windings 15, 16, 17 of the saturable current transformer 14 receive the resulting currents I = Ia + Ic - Ib from the secondary windings of the current transformers of the first and second groups connected in parallel and the resulting current I = Ia - Ic - Ib of the third group, respectively.

На вторичной обмотке 14 насыщающегося трансформатора тока 18 формируется напряжение, величина которого определяется результирующим магнитным потоком, наведенным токами обмоток 15, 16, 17, который в свою очередь определяется суммой токов этих обмоток. В нормальном режиме работы сумма токов обмоток 15, 16, 17 близка к нулю, поэтому напряжение обмотки 14 не превышает уровня срабатывания порогового органа 21, при этом управляемые этим пороговым органом замыкающие контакты 22 разомкнуты, сигнал на отключение выключателей 11, 12, 13 от цепи выключения выключателей не поступает на упомянутые выключатели, и все стороны трехфазного трансформатора подключены к шинам. A voltage is formed on the secondary winding 14 of the saturable current transformer 18, the value of which is determined by the resulting magnetic flux induced by the currents of the windings 15, 16, 17, which in turn is determined by the sum of the currents of these windings. In normal operation, the sum of the currents of the windings 15, 16, 17 is close to zero, so the voltage of the winding 14 does not exceed the response level of the threshold organ 21, while the closing contacts 22 controlled by this threshold organ are open, the signal to disconnect the switches 11, 12, 13 from the circuit circuit breakers are not supplied to the mentioned circuit breakers, and all sides of the three-phase transformer are connected to the buses.

Для предотвращения неправильной работы защиты при значительной величине тока небаланса, которые могут возникнуть при сквозных коротких замыканиях в устройство введено максимальное реле тока. При нормальном режиме работы геометрическая сумма токов его первой и второй обмоток, которая равна геометрической сумме токов вторичных обмоток трансформаторов тока 2 - 10 не превышает порога срабатывания максимального реле тока, поэтому его замыкающие контакты 23 разомкнуты и блокируют подачу сигнала на отключение силовых цепей трансформатора, при ложном срабатывании замыкающих контактов 22. To prevent malfunctioning of the protection with a significant amount of unbalance current, which can occur during through short circuits, a maximum current relay is introduced into the device. In normal operation, the geometric sum of the currents of its first and second windings, which is equal to the geometric sum of the currents of the secondary windings of current transformers 2 - 10, does not exceed the threshold of the maximum current relay, therefore, its make contacts 23 are open and block the signal supply to disconnect the transformer power circuits, false operation of make contacts 22.

При возникновении повреждения, сопровождаемого коротким замыканием в силовых цепях какой-либо из сторон трехфазного трансформатора, к сумме результирующих токов сторон высшего среднего и низшего уровней напряжений добавится ток короткого замыкания, поэтому токи вторичной обмотки 18 насыщающегося трансформатора тока 14 и геометрическая сумма токов первой обмотки 19 и второй обмотки 20 максимального реле тока резко возрастут, что приведет к превышению токов на входе порогового органа 21 и тока максимального реле тока уровней срабатывания, замыканию замыкающих контактов 22 и 23 и подаче оперативного напряжения к цепям управления отключением выключателей 11, 12 и 13 силовых цепей выключателей высшего, среднего и низшего уровней напряжения, которые отключают силовые цепи всех сторон трехфазного трансформатора от шин. If damage occurs, accompanied by a short circuit in the power circuits of either side of the three-phase transformer, a short circuit current will be added to the sum of the resulting currents of the sides of the higher middle and lower voltage levels, therefore the currents of the secondary winding 18 of the saturable current transformer 14 and the geometric sum of the currents of the first winding 19 and the second winding 20 of the maximum current relay will increase sharply, which will lead to excess currents at the input of the threshold organ 21 and the current of the maximum current relay of the operation levels, amykaniyu NO contacts 22 and 23 and applying an operational voltage to the circuits disconnecting the control switches 11, 12 and 13 power circuit breakers of high, middle and low voltage levels, which cut off the power circuit of a three phase transformer sides of the tires.

Первичные обмотки 15, 16, 17 можно выполнить как с одинаковыми, так и с разными числами витков, при этом устройство будет реагировать на минимальный ток небаланса. The primary windings 15, 16, 17 can be performed with the same or with different numbers of turns, while the device will respond to the minimum unbalance current.

Изменяя число витков вторичной обмотки 18 трансформатора 14 можно выбирать ток срабатывания (уровень срабатывания) порогового органа. By changing the number of turns of the secondary winding 18 of the transformer 14, it is possible to select a trip current (trip level) of a threshold organ.

Источники информации
1. Семенов В.А. и др. Проверка токовых цепей дифференциальных защит трансформаторов и автотрансформаторов. Бюро технической информации, Москва, 1964, с. 24-27.Sources of information
1. Semenov V.A. etc. Verification of current circuits of differential protection of transformers and autotransformers. Bureau of Technical Information, Moscow, 1964, p. 24-27.

2. Овчинников В. В. Реле РНТ в схемах дифференциальных защит. Москва, Энергия, 1973, с. 27-39. 2. Ovchinnikov VV RNT relay in differential protection circuits. Moscow, Energy, 1973, p. 27-39.

3. Линт Г.Э. Серийные реле защиты, выполненные на интегральных микросхемах, Москва, Энергоатомиздат, 1990, с. 74-80. 3. Lint G.E. Serial protection relays made on integrated circuits, Moscow, Energoatomizdat, 1990, p. 74-80.

4. Алексеев B.C. Реле защиты, Москва, Энергия, 1976, с. 97-106. 4. Alekseev B.C. Protection Relay, Moscow, Energy, 1976, p. 97-106.

5. Чернобровов Н.В. Релейная защита, Москва, Энергия, 1971, с. 20-21. 5. Chernobrovov N.V. Relay protection, Moscow, Energy, 1971, p. 20-21.

Claims

1. The method of differential current protection of a three-phase transformer with a winding connection

, according to which current transformers convert currents of power circuits of each side of each phase of a three-phase transformer, characterized in that they form for the sides corresponding to the highest and average voltage levels of the three-phase transformer, the resulting current by geometrically summing the currents of the secondary windings of the current transformers of the first and of the third phase of the corresponding side of a three-phase transformer with a current of the second winding of the second-phase current transformer shifted by 180 electrical degrees on the same side of the three-phase transformer, form for the side corresponding to the lowest voltage level of the three-phase transformer, the resulting current by geometrically summing the current of the secondary winding of the current transformer of the first phase with the currents of the secondary windings of the current transformers of the second and third phases shifted by 180 electrical degrees, perform geometric summation of the resulting currents all sides of a three-phase transformer, supplying the resulting current of each side of a three-phase transformer to the corresponding primary winding located on the middle rod of the three-core magnetic core of the saturable current transformer, while the secondary winding located on one of the extreme rods of the three-core magnetic core of the saturable current transformer provides voltage generation, the value of which corresponds to the value of the resulting magnetic flux created by the currents of its primary windings , when the voltage of the secondary winding of the saturable current transformer is exceeded the threshold level signal fed to switch off the power circuits on all sides by a three-phase transformer.

2. The differential protection method according to claim 1, characterized in that the resulting currents of the sides corresponding to the higher and average voltage levels of the three-phase transformer are fed to one winding of the maximum current relay, and to the other winding of which the resulting current of the side corresponding to the lowest voltage level is supplied, at This provides the closing contacts of the maximum current relay blocking the signal to disconnect the power circuits from all sides of the three-phase transformer, if the geometric sum of the resulting current in the sides, the respective lower middle and higher levels of stress, does not exceed a predetermined threshold level.

3. Three-phase transformer differential current protection with winding connection

containing the first, second and third groups of current transformers installed on each side of the three-phase transformer, three current transformers in each group, the primary windings of which are included in the open circuit of the respective phases from the sides corresponding to the higher, middle and lower voltage levels of the three-phase transformer, respectively, at In this direction, the inclusion of the primary windings of current transformers relative to the windings of a three-phase transformer is the same on all sides, and the transformation ratios current transformers are selected so that the currents of the secondary windings of the current transformers of the corresponding phases installed on both sides of the three-phase transformer at rated mode and the disconnected windings of the third side of the three-phase transformer are as close as possible, characterized in that the secondary windings of the current transformers in each group are connected in parallel, so that for the sides corresponding to higher and medium voltage levels, the secondary windings of the current transformers of the first and third phases are connected interconnected terminals of the same name, and the secondary windings of the current transformers of the first and second, as well as the second and third phases are interconnected by the opposite terminals, and for the side corresponding to the lowest voltage level, the secondary windings of the current transformers of the second and third phases are interconnected by the same terminals and the secondary windings of current transformers of the first and second, as well as the first and third phases are interconnected by opposite terminals, parallel connected secondary windings of each of the groups are connected to the corresponding primary winding of a saturable current transformer located on the middle rod of its three-core magnetic circuit, while the directions for turning on the secondary windings of the current transformers of the first phase of all groups are identical with respect to the primary windings of the saturable current transformer, and the primary windings of the saturable current transformer are connected by the same terminals, the secondary winding of the saturable current a current transformer is connected to the input of the threshold organ, the output signal of which controls make contacts, connected in series in the circuit of disconnecting circuit breakers on all sides of a three-phase transformer.

4. The differential current protection device according to claim 3, characterized in that a maximum current relay is introduced, the first winding of which is connected in series to the circuits of the parallel connected secondary windings of the current transformers of the first and second groups, installed on the side corresponding to the highest voltage level and on the side corresponding to the average voltage level, and the second winding of the maximum current relay is connected in series to the circuit of the parallel connected secondary windings of the current transformers of the third group, installed from the side corresponding to the lowest voltage level, with the directions of switching on of the first and second windings being the same relative to the windings of the current transformers of the first phase of the corresponding groups, the NO contacts of the maximum relay are connected in series with the NO contacts controlled by the signal from the output of the threshold organ in the tripping circuit of the circuit breakers on all sides of the three-phase transformer.

5. The differential current protection device according to claim 3 or 4, characterized in that the transformation ratios of the current transformers belonging to the same group are the same.

6. The differential current protection device according to claim 3 or 4, characterized in that the transformation ratios of the current transformers of the second and third phases belonging to the groups located on the side corresponding to the highest voltage level, and on the side corresponding to the average voltage level, are twice less than the transformation coefficients of the current transformers of the first phase of the corresponding groups, and the transformation coefficient of the current transformer of the third phase belonging to the group located on the side corresponding to the lower equal voltage, two times less than the transformation coefficient of current transformers of the first and second phases of the same group.

7. The differential protection device according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the parallel-connected secondary windings of each of the groups of current transformers are connected to the corresponding primary winding of a saturable current transformer through the corresponding equalizing current transformer or current autotransformer.