RU2785823C1

RU2785823C1 - Device for differential protection of the converter plant transformer

Info

Publication number: RU2785823C1
Application number: RU2022119464A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Горюнов; Марк Яковлевич Клецель; Юрий Аркадьевич Леньков; Александр Сергеевич Барукин
Filing date: 2022-07-15
Publication date: 2022-12-14

Abstract

FIELD: electric power industry.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electric power industry for the protection of power transformers of converter installations. The device for differential protection of the converter plant transformer contains the first, second and third reed switches with normally open contacts and control windings, the first, second and third AND elements, the first, second and third transactors, the first and second null indicators, the first, second and third current relays, first, second and third voltage limiters, first, second and third phase-shift circuits, first, second and third TIME elements, first and second OR elements, first, second and third current transformers, first, second and third blocks for monitoring the presence of aperiodic component in the magnetizing current surge, the first, second and third detuning blocks from the influence of the on-load tap changer, the first, second and third MEMORY elements and the executive body.

EFFECT: ensuring the control of the health of the current protection circuits and the circuit that implements it.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к устройствам для защиты силовых трансформаторов преобразовательных установок, и может быть использовано в установках, трансформаторы которых имеют значительный бросок тока намагничивания.The invention relates to the electric power industry, namely to devices for protecting power transformers of converter installations, and can be used in installations, transformers of which have a significant magnetizing current surge.

Известно устройство для дифференциальной защиты преобразовательной установки [KZ № 22206, H02H7/10, опубл. 15.01.2010], содержащее исполнительный орган, первый, второй, третий герконы с размыкающими контактами и управляющими обмотками, закрепленные в магнитном поле токопроводов переменного тока, соответственно, фаз А, В, С со стороны высшего напряжения трансформатора установки, первый, второй, третий герконы с замыкающими контактами без управляющих обмоток, закрепленные точно также, как и герконы с размыкающими контактами, блок измерения, закрепленный в магнитном поле токопровода постоянного тока установки, к выходам которого подключены выводы управляющих обмоток герконов с размыкающими контактами, регулировочный резистор, первый, второй, третий блоки отстройки от броска тока намагничивания, каждый из которых выполнен в виде трех элементов ВРЕМЯ, элемента И, элемента НЕ и элемента ПАМЯТЬ. К первым входам этих блоков подключены замыкающие контакты первого, второго, третьего герконов без управляющих обмоток, а ко вторым входам – размыкающие контакты первого, второго, третьего герконов с управляющими обмотками.A device for differential protection of the converter installation [KZ No. 22206, H02H7/10, publ. 01/15/2010], containing the executive body, the first, second, third reed switches with break contacts and control windings, fixed in the magnetic field of AC conductors, respectively, phases A, B, C from the higher voltage side of the installation transformer, the first, second, third reed switches with closing contacts without control windings, fixed in the same way as reed switches with opening contacts, a measuring unit fixed in the magnetic field of the DC current conductor of the installation, to the outputs of which the outputs of the control windings of reed switches with opening contacts are connected, adjusting resistor, first, second, the third detuning blocks from the magnetizing current surge, each of which is made in the form of three TIME elements, an AND element, a NOT element and a MEMORY element. The first inputs of these blocks are connected to the closing contacts of the first, second, third reed switches without control windings, and the opening contacts of the first, second, third reed switches with control windings are connected to the second inputs.

Недостатком этого устройства является необходимость отстройки защиты от небаланса, вызванного влиянием регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) силового трансформатора установки, что ограничивает её чувствительность.The disadvantage of this device is the need to adjust the protection against unbalance caused by the influence of voltage regulation under load (OLTC) of the power transformer of the installation, which limits its sensitivity.

Известно устройство для дифференциальной защиты трансформатора [KZ № 19001, H02H7/045, опубл. 18.12.2007], выбранное в качестве прототипа, содержащее для каждой фазы геркон с нормально-разомкнутыми контактами и управляющей обмоткой, закрепленный в магнитном поле токопровода фазы со стороны низшего напряжения трансформатора, трансформатор тока, установленный со стороны его высшего напряжения, блок отстройки от влияния РПН, блок отстройки от броска тока намагничивания, элемент ПАМЯТЬ, элемент И с двумя входами, один из которых инверсный, а также общие для всех фаз элемент ИЛИ и исполнительный орган.A device for differential protection of a transformer is known [KZ No. 19001, H02H7/045, publ. 12/18/2007], selected as a prototype, containing for each phase a reed switch with normally open contacts and a control winding, fixed in the magnetic field of the current conductor of the phase from the low voltage side of the transformer, a current transformer installed from the side of its higher voltage, a detuning unit from the influence On-load tap-changer, inrush current detuning block, MEMORY element, AND element with two inputs, one of which is inverted, as well as an OR element common to all phases and an actuator.

Недостатком данной защиты является отсутствие контроля исправности токовых цепей, повреждения которых могут приводить к отказам в её срабатывании.The disadvantage of this protection is the lack of monitoring the health of current circuits, damage to which can lead to failures in its operation.

Техническим результатом изобретения является контроль исправности токовых цепей защиты и схемы, его осуществляющей.The technical result of the invention is the control of the health of the current protection circuits and the circuit that implements it.

Предложенное устройство для дифференциальной защиты трансформатора преобразовательной установки также, как и в прототипе, содержит первый, второй и третий герконы с нормально-разомкнутыми контактами и управляющими обмотками, закрепленные в магнитном поле токопроводов фаз А, В и С, соответственно, со стороны низшего напряжения трансформатора, первый, второй и третий трансформаторы тока, установленные в фазах А, В и С со стороны его высшего напряжения, первый, второй и третий блоки отстройки от влияния РПН, выходами подключенные к выводам обмоток первого, второго и третьего герконов, первый, второй и третий блоки контроля наличия апериодической слагающей в броске тока намагничивания, выходами подключенные к инверсным входам первого, второго и третьего элементов И, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, первый, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, входами записи подключенные к контактам первого, второго и третьего герконов, а выходами – к прямым входам первого, второго и третьего элементов И, исполнительный орган, входом подключенный к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом – в цепь отключения выключателя установки.The proposed device for differential protection of the transformer of the converter installation, as well as in the prototype, contains the first, second and third reed switches with normally open contacts and control windings, fixed in the magnetic field of the conductors of phases A, B and C, respectively, from the low voltage side of the transformer , the first, second and third current transformers installed in phases A, B and C from the side of its higher voltage, the first, second and third detuning blocks from the influence of the on-load tap changer, connected to the outputs of the windings of the first, second and third reed switches, the first, second and the third control unit for the presence of an aperiodic component in the magnetizing current surge, the outputs connected to the inverse inputs of the first, second and third elements AND, the outputs of which are connected to the inputs of the first element OR, the first, second and third elements MEMORY, the recording inputs connected to the contacts of the first, second and third reed switches, and outputs - to the direct inputs of the first, second and three of the third AND element, the executive body connected by the input to the output of the first OR element, and by the output to the shutdown circuit of the plant switch.

Согласно изобретению, введены первый, второй и третий трансреакторы, первый и второй нуль-индикаторы, первое, второе и третье реле тока, первый, второй и третий ограничители напряжения, первая, вторая и третья фазоповоротные схемы, первый, второй и третий элементы ВРЕМЯ, второй элемент ИЛИ. Первичные обмотки первого, второго и третьего трансреакторов подключены ко вторичным обмоткам первого, второго и третьего трансформаторов тока, а первые выводы первых вторичных обмоток – к первым выводам обмоток первого, второго и третьего реле тока, вторые выводы которых подключены к первым входам первого, второго и третьего блоков контроля наличия апериодической слагающей в броске тока намагничивания и к первым входам первого, второго и третьего ограничителей напряжения, выходами подключенных к входам первой, второй и третьей фазоповоротных схем. Выходы последних подключены к входам первого, второго и третьего блоков отстройки от влияния РПН. Вторые выводы первых вторичных обмоток первого, второго и третьего трансреакторов подключены ко вторым входам первого, второго и третьего блоков контроля наличия апериодической слагающей в броске тока намагничивания и ко вторым входам первого, второго и третьего ограничителей напряжения. Вторые вторичные обмотки первого и второго трансреакторов подключены к входам первого нуль-индикатора, выходом подключенного к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к цепи сигнализации. Третья вторичная обмотка второго трансреактора и вторая вторичная обмотка третьего трансреактора подключены к входам второго нуль-индикатора, выходом подключенного ко второму входу второго элемента ИЛИ, к третьему, четвертому и пятому входам которого подключены размыкающие контакты первого, второго и третьего реле тока, соответственно. Входы первого, второго и третьего элементов ВРЕМЯ подключены к выходам первого, второго и третьего элементов ПАМЯТЬ, а выходы – к их входам сброса.According to the invention, the first, second and third trans-reactors, the first and second null indicators, the first, second and third current relays, the first, second and third voltage limiters, the first, second and third phase-shift circuits, the first, second and third TIME elements, second OR element. The primary windings of the first, second and third transactors are connected to the secondary windings of the first, second and third current transformers, and the first leads of the first secondary windings are connected to the first leads of the windings of the first, second and third current relays, the second leads of which are connected to the first inputs of the first, second and the third control unit for the presence of an aperiodic component in the magnetizing current surge and to the first inputs of the first, second and third voltage limiters, the outputs connected to the inputs of the first, second and third phase-shift circuits. The outputs of the latter are connected to the inputs of the first, second and third detuning blocks from the influence of the tap changer. The second conclusions of the first secondary windings of the first, second and third transreactors are connected to the second inputs of the first, second and third blocks for monitoring the presence of an aperiodic component in the magnetization current surge and to the second inputs of the first, second and third voltage limiters. The second secondary windings of the first and second transactors are connected to the inputs of the first null indicator, the output of which is connected to the first input of the second OR element, the output of which is connected to the alarm circuit. The third secondary winding of the second transreactor and the second secondary winding of the third transreactor are connected to the inputs of the second zero-indicator, the output of which is connected to the second input of the second OR element, to the third, fourth and fifth inputs of which the opening contacts of the first, second and third current relays are connected, respectively. The inputs of the first, second and third elements TIME are connected to the outputs of the first, second and third elements MEMORY, and the outputs are connected to their reset inputs.

Введение первого, второго и третьего трансреакторов, первого и второго нуль-индикаторов, первого, второго и третьего реле тока, первого, второго и третьего ограничителей напряжения, первой, второй и третьей фазоповоротных схем, первого, второго и третьего элементов ВРЕМЯ, второго элемента ИЛИ позволяет, по сравнению с прототипом, значительно сократить возможные отказы защиты в срабатывании за счет непрерывного контроля исправности её токовых цепей и своевременного оповещения обслуживающего персонала (путем сигнализации) о возникающих повреждениях в них.Introduction of the first, second and third transactors, the first and second null indicators, the first, second and third current relays, the first, second and third voltage limiters, the first, second and third phase-shift circuits, the first, second and third TIME elements, the second OR element allows, in comparison with the prototype, to significantly reduce possible protection failures in operation due to continuous monitoring of the health of its current circuits and timely notification of maintenance personnel (by signaling) about the damage that occurs in them.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора преобразовательной установки содержит первый 1 (фиг. 1), второй 2 и третий 3 герконы с нормально-разомкнутыми контактами и управляющими обмотками, закрепленные в магнитном поле токопроводов фаз А, В и С, соответственно, со стороны низшего напряжения трансформатора 4 установки (состоящей также из выпрямителя 5 с подключенной нагрузкой 6), первый 7, второй 8 и третий 9 трансформаторы тока, установленные в фазах А, В и С со стороны его высшего напряжения, первый 10 (БО1), второй 11 (БО2) и третий 12 (БО3) блоки отстройки от влияния РПН, выходами подключенные к выводам обмоток первого 1, второго 2 и третьего 3 герконов, первый 13 (БК1), второй 14 (БК2) и третий 15 (БК3) блоки контроля наличия апериодической слагающей в броске тока намагничивания, выходами подключенные к инверсным входам первого 16 (И1), второго 17 (И2) и третьего 18 (И3) элементов И, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ 19 (ИЛИ1), первый 20 (П1), второй 21 (П2) и третий 22 (П3) элементы ПАМЯТЬ, входами записи подключенные к контактам первого 1, второго 2 и третьего 3 герконов, а выходами – к прямым входам первого 16 (И1), второго 17 (И2) и третьего 18 (И3) элементов И, исполнительный орган 23 (ИО), входом подключенный к выходу первого элемента ИЛИ 19 (ИЛИ1), а выходом – в цепь отключения выключателя установки (на фиг. 1 не показано). Первичные обмотки первого 24, второго 25 и третьего 26 трансреакторов подключены ко вторичным обмоткам первого 7, второго 8 и третьего 9 трансформаторов тока, а первые выводы первых вторичных обмоток – к первым выводам обмоток первого 27, второго 28 и третьего 29 реле тока, вторые выводы которых подключены к первым входам первого 13 (БК1), второго 14 (БК2) и третьего 15 (БК3) блоков контроля наличия апериодической слагающей в броске тока намагничивания и к первым входам первого 30 (ОГР1), второго 31 (ОГР2) и третьего 32 (ОГР3) ограничителей напряжения, выходами подключенных к входам первой 33 (ФПС1), второй 34 (ФПС2) и третьей 35 (ФПС3) фазоповоротных схем. Выходы последних подключены к входам первого 10 (БО1), второго 11 (БО2) и третьего 12 (БО3) блоков отстройки от влияния РПН. Вторые выводы первых вторичных обмоток первого 24, второго 25 и третьего 26 трансреакторов подключены ко вторым входам первого 13 (БК1), второго 14 (БК2) и третьего 15 (БК3) блоков контроля наличия апериодической слагающей в броске тока намагничивания и ко вторым входам первого 30 (ОГР1), второго 31 (ОГР2) и третьего 32 (ОГР3) ограничителей напряжения. Вторые вторичные обмотки первого 24 и второго 25 трансреакторов подключены к входам первого нуль-индикатора 36 (НИ1), выходом подключенного к первому входу второго элемента ИЛИ 37 (ИЛИ2), выход которого подключен к цепи сигнализации (на фиг. 1 не показано). Третья вторичная обмотка второго трансреактора 25 и вторая вторичная обмотка третьего трансреактора 26 подключены к входам второго нуль-индикатора 38 (НИ2), выходом подключенного ко второму входу второго элемента ИЛИ 37 (ИЛИ2), к третьему, четвертому и пятому входам которого подключены размыкающие контакты первого 27, второго 28 и третьего 29 реле тока, соответственно. Входы первого 39 (ВР1), второго 40 (ВР2) и третьего 41 (ВР3) элементов ВРЕМЯ подключены к выходам первого 20 (П1), второго 21 (П2) и третьего 22 (П3) элементов ПАМЯТЬ, а выходы – к их входам сброса.The device for differential protection of the transformer of the converter installation contains the first 1 (Fig. 1), the second 2 and the third 3 reed switches with normally open contacts and control windings, fixed in the magnetic field of the conductors of phases A, B and C, respectively, from the low voltage side of the transformer 4 installations (also consisting of a rectifier 5 with a connected load 6), the first 7, the second 8 and the third 9 current transformers installed in phases A, B and C from its higher voltage side, the first 10 (BO1), the second 11 (BO2) and the third 12 (BO3) detuning blocks from the influence of the on-load tap changer, outputs connected to the windings of the first 1, second 2 and third 3 reed switches, the first 13 (BK1), the second 14 (BK2) and the third 15 (BK3) blocks for monitoring the presence of an aperiodic component in magnetization inrush, outputs connected to the inverse inputs of the first 16 (I1), second 17 (I2) and third 18 (I3) elements And, the outputs of which are connected to the inputs of the first element OR 19 (OR1), the first 20 (P1), the second oh 21 (P2) and third 22 (P3) MEMORY elements, with recording inputs connected to the contacts of the first 1, second 2 and third 3 reed switches, and outputs to direct inputs of the first 16 (I1), second 17 (I2) and third 18 ( I3) of the AND elements, the executive body 23 (IO), with its input connected to the output of the first element OR 19 (OR1), and the output to the shutdown circuit of the plant switch (in Fig. 1 not shown). The primary windings of the first 24, second 25 and third 26 transactors are connected to the secondary windings of the first 7, second 8 and third 9 current transformers, and the first conclusions of the first secondary windings are connected to the first conclusions of the windings of the first 27, second 28 and third 29 current relays, the second conclusions which are connected to the first inputs of the first 13 (BK1), the second 14 (BK2) and the third 15 (BK3) control units for the presence of an aperiodic component in the inrush of the magnetizing current and to the first inputs of the first 30 (OGR1), the second 31 (OGR2) and the third 32 ( OGR3) voltage limiters, outputs connected to the inputs of the first 33 (FPS1), second 34 (FPS2) and third 35 (FPS3) phase-shift circuits. The outputs of the latter are connected to the inputs of the first 10 (BO1), the second 11 (BO2) and the third 12 (BO3) detuning blocks from the influence of the on-load tap changer. The second conclusions of the first secondary windings of the first 24, second 25 and third 26 transreactors are connected to the second inputs of the first 13 (BK1), second 14 (BK2) and third 15 (BK3) control units for the presence of an aperiodic component in the magnetizing current surge and to the second inputs of the first 30 (OGR1), second 31 (OGR2) and third 32 (OGR3) voltage limiters. The second secondary windings of the first 24 and second 25 transreactors are connected to the inputs of the first null indicator 36 (NI1), the output of the second element OR 37 (OR2) connected to the first input, the output of which is connected to the alarm circuit (not shown in Fig. 1). The third secondary winding of the second transactor 25 and the second secondary winding of the third transreactor 26 are connected to the inputs of the second null indicator 38 (NI2), the output of the second element OR 37 (OR2) connected to the second input, to the third, fourth and fifth inputs of which the breaking contacts of the first 27, second 28 and third 29 current relays, respectively. The inputs of the first 39 (BP1), second 40 (BP2) and third 41 (BP3) elements TIME are connected to the outputs of the first 20 (P1), second 21 (P2) and third 22 (P3) elements MEMORY, and the outputs - to their reset inputs .

В качестве герконов 1-3 могут быть использованы герконы типа МКС-27103, управляющие обмотки могут быть выполнены с помощью обмотки промежуточного реле РП 16-1, а в качестве реле 27-29 тока могут быть использованы токовые реле РТ-40 (трансформаторы тока 7-9 и трансреакторы 24-26 – стандартные). Блоки 10 (БО1), 11 (БО2), 12 (БО3), 13 (БК1), 14 (БК2), 15 (БК3), элементы И 16 (И1), 17 (И2), 18 (И3), ИЛИ 19 (ИЛИ1), 37 (ИЛИ2), ПАМЯТЬ 20 (П1), 21 (П2), 22 (П3) могут быть выполнены с помощью микроконтроллеров серии 51 производителя Atmel AT89S53. В качестве ограничителей 30 (ОГР1), 31 (ОГР2), 32 (ОГР3) могут быть использованы ограничители Schneider Electric A9L15597. Фазоповоротные схемы 33 (ФПС1), 34 (ФПС2), 35 (ФПС3) могут быть выполнены, например, на конденсаторах типа К 50-12 и резисторах МОН-0,5. В качестве элементов ВРЕМЯ 39 (ВР1), 40 (ВР2), 41 (ВР3) могут быть использованы реле времени типа ТЕКОРВ1-220, в качестве нуль-индикаторов 36 (НИ1) и 38 (НИ2) – нуль-индикаторы типа Ф5046/1, а в качестве исполнительного органа 23 (ИО) – промежуточное реле РП 16-1.As reed switches 1-3, reed switches of the MKS-27103 type can be used, control windings can be made using the winding of an intermediate relay RP 16-1, and current relays RT-40 (current transformers 7 -9 and transreactors 24-26 are standard). Blocks 10 (BO1), 11 (BO2), 12 (BO3), 13 (BK1), 14 (BK2), 15 (BK3), elements AND 16 (I1), 17 (I2), 18 (I3), OR 19 (OR1), 37 (OR2), MEMORY 20 (P1), 21 (P2), 22 (P3) can be implemented using Atmel AT89S53 51 series microcontrollers. Schneider Electric A9L15597 limiters can be used as limiters 30 (OGR1), 31 (OGR2), 32 (OGR3). Phase-shift circuits 33 (FPS1), 34 (FPS2), 35 (FPS3) can be made, for example, on capacitors of the K 50-12 type and resistors MON-0.5. As elements TIME 39 (VR1), 40 (VR2), 41 (VR3) time relays of type TEKORV1-220 can be used, as null indicators 36 (NI1) and 38 (NI2) - null indicators of type F5046 / 1 , and as an executive body 23 (IO) - an intermediate relay RP 16-1.

Устройство работает следующим образом. Индукция

магнитного потока (МП), созданного током в токопроводе фазы А со стороны низшего напряжения трансформатора 4, действует непосредственно на контакты геркона 1. Его управляющая обмотка через блок 10 (БО1), фазоповоротную схему 33 (ФПС1) и ограничитель 30 (ОГР1) напряжения подключена к вторичной обмотке трансреактора 24, первичная обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока 7, установленного со стороны высшего напряжения трансформатора 4. Таким образом, ток

(пропорциональный току фазы со стороны высшего напряжения) проходит через блок 10 (БО1) в обмотку геркона 1, создавая МП, индукция

которого также действует на его контакты. Аналогичным образом индукции

и

действуют на контакты герконов 2 и 3.The device works as follows. Induction

the magnetic flux (MF) created by the current in the conductor of phase A from the low voltage side of the transformer 4 acts directly on the contacts of the reed switch 1. Its control winding is connected through block 10 (BO1), phase-shift circuit 33 (FPS1) and voltage limiter 30 (OGR1) to the secondary winding of the transreactor 24, the primary winding of which is connected to the secondary winding of the current transformer 7, installed on the higher voltage side of the transformer 4. Thus, the current

(proportional to the phase current from the higher voltage side) passes through block 10 (BO1) into the reed switch winding 1, creating a magnetic field, induction

which also affects his contacts. Similarly, induction

and

act on contacts of reed switches 2 and 3.

Параметры обмоток герконов 1-3, их положение в пространстве, параметры блоков 10 (БО1), 11 (БО2), 12 (БО3) и трансреакторов 24-26, а также коэффициент трансформации трансформаторов тока 7-9 подобраны так, что в режиме нагрузки защищаемого трансформатора 4 и при внешних коротких замыканиях (КЗ) выполняются условия

и

, где

– коэффициент отстройки;

– индукция МП, под действием которой срабатывает геркон. Следовательно, герконы 1-3 не срабатывают и защита не работает.The parameters of the windings of reed switches 1-3, their position in space, the parameters of blocks 10 (BO1), 11 (BO2), 12 (BO3) and transactors 24-26, as well as the transformation ratio of current transformers 7-9 are selected so that in the load mode protected transformer 4 and in case of external short circuits (SC), the conditions

and

, where

– detuning factor;

- MF induction, under the action of which the reed switch is triggered. Consequently, the reed switches 1-3 do not work and the protection does not work.

При включении трансформатора 4 под напряжение или при восстановлении напряжения после отключения внешнего КЗ происходит бросок тока намагничивания (БТН). Если это апериодический БТН, то герконы 1-3 срабатывают, так как в токопроводах фаз со стороны низшего напряжения трансформатора 4 нет тока (

) и через обмотки на герконы действует только индукция

. Сигналы с контактов герконов 1-3 через элементы ПАМЯТЬ 20 (П1), 21 (П2), 22 (П3) подаются на прямые входы элементов И 16 (И1), 17 (И2), 18 (И3) (также запускаются элементы ВРЕМЯ 39 (ВР1), 40 (ВР2), 41 (ВР3)). К инверсным входам элементов И 16 (И1), 17 (И2), 18 (И3) подключены блоки 13 (БК1), 14 (БК2), 15 (БК3) контроля наличия апериодической слагающей в броске тока намагничивания, на выходах которых присутствуют сигналы. Поэтому на выходах элементов И 16 (И1), 17 (И2), 18 (И3) сигналов нет, и защита не работает. Через время

сигналы с выходов элементов ВРЕМЯ 39 (ВР1), 40 (ВР2), 41 (ВР3) поступают на входы сброса элементов ПАМЯТЬ 20 (П1), 21 (П2), 22 (П3). При периодическом БТН герконы 1-3 не срабатывают, так как помимо упомянутой выше отстройки от индукций

и

, индукция их срабатывания

по аналогии с традиционными защитами подобрана так, что выполняется условие

, где

– индукция МП, созданного током

в обмотке геркона, пропорциональным номинальному току фазы со стороны высшего напряжения трансформатора 4. Следовательно, на прямые входы элементов И 16 (И1), 17 (И2), 18 (И3) сигналы не поступают и защита не работает.When the transformer 4 is turned on under voltage or when the voltage is restored after the external short circuit is turned off, a magnetizing current inrush (BTH) occurs. If this is an aperiodic BTN, then the reed switches 1-3 are triggered, since there is no current in the current conductors of the phases from the low voltage side of the transformer 4 (

) and only induction acts on the reed switches through the windings

. The signals from the contacts of the reed switches 1-3 through the elements MEMORY 20 (P1), 21 (P2), 22 (P3) are fed to the direct inputs of the elements AND 16 (I1), 17 (I2), 18 (I3) (the elements TIME 39 are also launched (BP1), 40 (BP2), 41 (BP3)). Blocks 13 (BK1), 14 (BK2), 15 (BK3) are connected to the inverse inputs of the elements AND 16 (I1), 17 (I2), 18 (I3) for monitoring the presence of an aperiodic component in the magnetizing current surge, at the outputs of which there are signals. Therefore, there are no signals at the outputs of the elements AND 16 (I1), 17 (I2), 18 (I3), and the protection does not work. Through time

signals from the outputs of the elements TIME 39 (VR1), 40 (VR2), 41 (VR3) are fed to the reset inputs of the elements MEMORY 20 (P1), 21 (P2), 22 (P3). With periodic BTN, the reed switches 1-3 do not work, because in addition to the detuning from inductions mentioned above

and

, induction of their actuation

by analogy with traditional protections, it is chosen so that the condition

, where

is the induction of the magnetic field created by the current

in the reed switch winding proportional to the rated current of the phase from the higher voltage side of the transformer 4. Consequently, no signals are received at the direct inputs of the elements AND 16 (I1), 17 (I2), 18 (I3) and the protection does not work.

В режиме внутреннего КЗ в трансформаторе 4 герконы 1-3 под действием индукций

МП, созданных токами

в их обмотке, срабатывают и через элементы ПАМЯТЬ 20 (П1), 21 (П2), 22 (П3) подают сигналы на прямые входы элементов И 16 (И1), 17 (И2), 18 (И3) (также запускаются элементы ВРЕМЯ 39 (ВР1), 40 (ВР2), 41 (ВР3)). Блоки 13 (БК1), 14 (БК2), 15 (БК3) распознают ток КЗ и на их выходах сигналы отсутствуют. Таким образом, на выходах элементов И 16 (И1), 17 (И2), 18 (И3) появляются сигналы, который через элемент ИЛИ 19 (ИЛИ1) запускают исполнительный орган 23 (ИО). Защита срабатывает, и выключатель отключает трансформатор 4. Через время

сигналы с выходов элементов ВРЕМЯ 39 (ВР1), 40 (ВР2), 41 (ВР3) поступают на входы сброса элементов ПАМЯТЬ 20 (П1), 21 (П2), 22 (П3).In the internal short circuit mode in the transformer 4 reed switches 1-3 under the action of inductions

MP created by currents

in their winding, they are triggered and through the MEMORY elements 20 (P1), 21 (P2), 22 (P3) they send signals to the direct inputs of the elements AND 16 (I1), 17 (I2), 18 (I3) (the elements TIME 39 are also launched (BP1), 40 (BP2), 41 (BP3)). Blocks 13 (BK1), 14 (BK2), 15 (BK3) recognize the short-circuit current and there are no signals at their outputs. Thus, at the outputs of the elements And 16 (I1), 17 (I2), 18 (I3) signals appear, which, through the element OR 19 (OR1), trigger the executive body 23 (IO). The protection is activated and the switch disconnects the transformer 4. After a while

signals from the outputs of the elements TIME 39 (VR1), 40 (VR2), 41 (VR3) are fed to the reset inputs of the elements MEMORY 20 (P1), 21 (P2), 22 (P3).

При регулировании напряжения под нагрузкой в блоке 10 (БО1) отстройки от РПН от контактов реле устройства РПН шунтируется (при уменьшении) или вводится (при увеличении напряжения) дополнительное сопротивление (на фиг. 1 не показано). Его номинал должен быть таким, чтобы соблюдалось равенство

. В этом случае защита не реагирует на изменение положения ответвления устройства РПН.When regulating the voltage under load in block 10 (BO1) detuning from the tap changer from the relay contacts of the tap changer, additional resistance is shunted (when the voltage is reduced) or introduced (when the voltage is increased) (not shown in Fig. 1). Its denomination must be such that equality is observed

. In this case, the protection does not respond to a change in the position of the on-load tap-changer branch.

В случае исправности всех токовых цепей в схеме нуль-индикаторы 36 (НИ1) и 38 (НИ2) не срабатывают, так как для каждого из них выполняется условие

, где

и

– абсолютные значения напряжений, подаваемых на входы нуль-индикатора с выводов вторичных обмоток трансреакторов;

– напряжение срабатывания нуль-индикатора. При этом ток, протекающий через обмотки реле 27-29, достаточен для их срабатывания, в результате чего с размыкающих контактов этих реле на входы элемента ИЛИ 37 (ИЛИ2) сигналы не поступают. При возникновении какой-либо неисправности в цепи, соединяющей вторичную обмотку трансформатора тока 7 с первичной обмоткой трансреактора 24, например, при КЗ, нарушится равенство напряжений

и

, подаваемых на входы нуль-индикатора 36 (НИ1) со вторичных обмоток трансреакторов 24 и 25. При этом выполняется условие

, нуль-индикатор 36 (НИ1) срабатывает и подает сигнал на первый вход элемента ИЛИ 37 (ИЛИ2), с выхода которого сигнал поступает в цепь сигнализации. При неисправностях в цепях, соединяющих вторичные обмотки трансформаторов тока 8 и 9 с первичными обмотками трансреакторов 25 и 26, устройство работает аналогично. При возникновении неисправности в цепи, соединяющей первую вторичную обмотку трансреактора 24 с обмоткой геркона 1, например, при обрыве, обмотка реле 27 перестает обтекаться током, его размыкающий контакт возвращается в исходное положение и подает сигнал на третий вход элемента ИЛИ 37 (ИЛИ2), с выхода которого сигнал поступает в цепь сигнализации. При неисправностях в цепях, соединяющих первые вторичные обмотки трансреакторов 25 и 26 с обмотками герконов 2 и 3, устройство работает аналогично.In the case of serviceability of all current circuits in the circuit, null indicators 36 (NI1) and 38 (NI2) do not work, since for each of them the condition

, where

and

are the absolute values of the voltages supplied to the inputs of the null indicator from the terminals of the secondary windings of the transreactors;

– zero-indicator actuation voltage. In this case, the current flowing through the relay windings 27-29 is sufficient for their operation, as a result of which no signals are received from the NC contacts of these relays to the inputs of the OR 37 (OR2) element. If any malfunction occurs in the circuit connecting the secondary winding of the current transformer 7 with the primary winding of the transreactor 24, for example, during a short circuit, the voltage equality will be violated

and

supplied to the inputs of the null indicator 36 (NI1) from the secondary windings of the

transactors

24 and 25. In this case, the condition

, null indicator 36 (NI1) is triggered and sends a signal to the first input of the element OR 37 (OR2), from the output of which the signal enters the alarm circuit. In case of malfunctions in the circuits connecting the secondary windings of current transformers 8 and 9 with the primary windings of

transactors

25 and 26, the device works similarly. If a malfunction occurs in the circuit connecting the first secondary winding of the transactor 24 with the winding of the reed switch 1, for example, in the event of a break, the relay winding 27 ceases to flow around current, its NC contact returns to its original position and sends a signal to the third input of the element OR 37 (OR 2), with the output of which the signal enters the alarm circuit. In case of faults in the circuits connecting the first secondary windings of the

transactors

25 and 26 with the windings of the reed switches 2 and 3, the device operates similarly.

Claims

A device for differential protection of the transformer of the converter installation, containing the first, second and third reed switches with normally open contacts and control windings, fixed in the magnetic field of the conductors of phases A, B and C, respectively, from the low voltage side of the transformer, the first, second and third transformers current, installed in phases A, B and C from the side of its higher voltage, the first, second and third detuning blocks from the influence of voltage regulation under load (OLTC), outputs connected to the winding terminals of the first, second and third reed switches, the first, second and third blocks for monitoring the presence of an aperiodic component in the magnetizing current inrush, outputs connected to the inverse inputs of the first, second and third elements AND, the outputs of which are connected to the inputs of the first element OR, the first, second and third elements MEMORY, the recording inputs connected to the contacts of the first, second and third reed switches, and outputs - to the direct inputs of the first, second and the third element AND, the executive body connected by the input to the output of the first OR element, and by the output to the shutdown circuit of the plant switch, characterized in that the first, second and third transreactors, the first and second null indicators, the first, second and third relays are introduced current, the first, second and third voltage limiters, the first, second and third phase-shift circuits, the first, second and third elements TIME, the second element OR, and the primary windings of the first, second and third transactors are connected to the secondary windings of the first, second and third current transformers , and the first outputs of the first secondary windings - to the first outputs of the windings of the first, second and third current relays, the second outputs of which are connected to the first inputs of the first, second and third blocks for monitoring the presence of an aperiodic component in the magnetizing current surge and to the first inputs of the first, second and third voltage limiters, outputs connected to the inputs of the first, second and third phase-shift circuits eat; the outputs of the latter are connected to the inputs of the first, second and third detuning blocks from the influence of the tap changer; the second conclusions of the first secondary windings of the first, second and third transreactors are connected to the second inputs of the first, second and third control units for the presence of an aperiodic component in the magnetizing current inrush and to the second inputs of the first, second and third voltage limiters; the second secondary windings of the first and second transactors are connected to the inputs of the first null indicator, the output of which is connected to the first input of the second element OR, the output of which is connected to the alarm circuit; the third secondary winding of the second trans-reactor and the second secondary winding of the third trans-reactor are connected to the inputs of the second zero-indicator, the output of which is connected to the second input of the second OR element, to the third, fourth and fifth inputs of which the opening contacts of the first, second and third current relays are connected, respectively; the inputs of the first, second and third elements TIME are connected to the outputs of the first, second and third elements MEMORY, and the outputs are connected to their reset inputs.