SU1032515A1

SU1032515A1 - Device for highest voltage protection of transformer without circuit breaker

Info

Publication number: SU1032515A1
Application number: SU813239688A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Богдан; Николай Николаевич Кургузов; Вольдемар Павлович Нелюбин; Иван Антонович Задорожный
Original assignee: Павлодарский Индустриальный Институт
Priority date: 1981-01-23
Filing date: 1981-01-23
Publication date: 1983-07-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА БЕЗ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ СО СТОРОНЫ ВЫСШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее бетэловый резистор, последовательно соединенный с короткозамыкателем, к цеп м включени которого подключены выходные цепи блока заидаты трансформатора и вы вительный блок, содержащий датчик тока и исполнительное реле, контакты которого подключены к отключающей цепи выключател линии, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности и улучшени селективности, вы вительный блок содержит дополнительно введенные датчик напр жени , шесть диодов, три стабилитппна и 8 Конденсатор, причем сердечники датчиков тока и напр жени выполнены из материала с пр моугольной характеристикой намагничивани , первые однопол рные выводы каждой из. вторичных обмоток датчиков соединены с катодами первого и второго диодов, аноды которых соединены с анодом третьего диода и выводом первого балластного резистора, второй вывод которого подключен к плюсовому зажиму источника питани , вторые однопол рные выводы каждой из вторичных обмоток датчиков соединены с катодами четвертого и й того диодов, аноды которых соединены с анодом I шестого диода и выводом второго балластного резистора, второй вывод (Л которого соединен с плюсовым зажимом источника питани , минусовой зажим с которого соединен с выводами средних точек вторичных обмоток датчиков и через обмотку реагирующего органа с катодами третьего и шестого диодов, i причем параллельно обмотке исполнительного реле подключены конденсатор и встречно включенный первый стаМ билитрон , а параллельно вторичной ND СП обмотке датчика тока подключены соединенные встречно второй и третий стабилитроны. 01 Фиг.1DEVICE FOR PROTECTION transformer without SWITCH BY HIGH VOLTAGE comprising betel resistor connected in series with the short-circuiting, to the chains inclusions which are connected output circuits zaidaty transformer unit and you pheno- unit comprising a current sensor and actuating relay whose contacts are connected to the switch for the tripping circuit lines, characterized in that, in order to increase reliability and improve selectivity, the detection unit contains additionally introduced voltage sensors , Six diodes, three stabilitppna and capacitor 8, the cores of the current sensors and voltage are made of material with a rectangular magnetization characteristic, the first uni-polar terminals each. the secondary windings of the sensors are connected to the cathodes of the first and second diodes, the anodes of which are connected to the anode of the third diode and the output of the first ballast resistor, the second terminal of which is connected to the positive terminal of the power source, the second unipolar terminals of each of the secondary windings of the sensors are connected to the cathodes of the fourth and fourth diodes, the anodes of which are connected to the anode I of the sixth diode and the output of the second ballast resistor, the second output (which is connected to the positive terminal of the power source, the negative terminal from which Go is connected to the midpoints of the secondary windings of the sensors and through the winding of the reacting organ with the cathodes of the third and sixth diodes, i, in parallel to the winding of the executive relay, a capacitor and the first connected 100 M bilitron are connected in parallel, and parallel to the second and third are connected to the secondary winding of the current relay Zener diodes. 01 Figure 1

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к устройствам релейной защиты, и может быть использовано дл защиты трансформаторов подстанций, выполненных по упрощенным схемам без выключател со стороны высшего напр жени .The invention relates to electrical engineering, namely, relay protection devices, and can be used to protect transformer substations made according to simplified schemes without a switch on the high voltage side.

Известно устройство дл защиты трансформатора, подключенного к питающей линии через отделитель, с помощью которого поврежденный транс .форматор отключаетс от сети в бестоковую паузу после отключени питающей линии, содержащее короткозамыкатель , цепь включени которого подключена к выходным реле блока защиты трансформатора и вы вительны блок, установленный на питающем конце линии электропередачи, з качестве которого используетс блок ступенчатой токовой защиты нулевой последовательности 111.A device is known to protect a transformer connected to a power line through a separator, by means of which the damaged transformer is disconnected from the mains during an empty pause after the power line is disconnected, containing a short connector whose activation circuit is connected to the output relays of the transformer protection unit and installed at the power end of the transmission line, which is used as a zero-step current protection unit 111.

Недостатком известного устройства вл етс наличие значительных токов , протекающих по линии через короткозамыкатель, что вызывает термическую перегрузку энергооборудовани и т желые услови дл работ выключателей.A disadvantage of the known device is the presence of significant currents flowing through the line through the shorting plug, which causes thermal overload of power equipment and difficult conditions for the operation of switches.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл защиты трансформатора без выключател со стороны высшего напр жени , содержащее бетэловый резистор, последо вательно включенный с короткозамыкателем , к которому подключены выходные цепи защиты трансформатора и вы вительный блок на питающем конце линии электропередачи, измер ющий высшие гармоники тока нулевой последовательности , выходные цепи которого подключены к цеп м отключени выключател линии электропередачи . Наличие бетэлового резистора в цепи короткозамыкател ограничивает токи протекающие по энергооборудованию .Closest to the present invention is a device for protecting a transformer without a switch on the higher voltage side, containing a Betel resistor, connected in series with a short-circuit breaker, to which the output circuit of the transformer protection is connected and an output unit at the power end of the transmission line that measures the highest harmonics of the current zero sequence, the output circuit of which is connected to the circuit disconnecting switch power lines. The presence of a Betel resistor in the short-circuit circuit limits the currents flowing through the power equipment.

Недостатками устройства вл ютс низка надежность при по влении в питающей сети высших гармоник, вызванных наличием т говых подстанций или других выпр мительных электроустановрк , а также низка селективность при наличии нескольких трансформаторов без выключателей на смежных лини х.The drawbacks of the device are low reliability when high harmonics appear in the mains supply caused by the presence of traction substations or other rectifying electrical installations, as well as low selectivity in the presence of several transformers without switches on adjacent lines.

Цель изобретени - повышение надежности и улучшение селективности .The purpose of the invention is to increase reliability and improve selectivity.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл зац;д1ты трансформатора без выключател со стороны высшего напр жени , содержащее бетэловый резистор, последовательно соединенный с короткозамыкателем , к цеп м включени которого подключены выходные цепи блока защи трансформатора, и вы вительный блок содержащий, датчик тока и исполнительное реле, контакты которого под ключены к отключающей цепи выключател линии, вы вительный блок содержит дополнительно введенные датчик напр жени , шесть диодов, три стабилитрона и конденсатор, причемThe goal is achieved by the fact that in a device for a transformer; a transformer without a switch on the higher voltage side, containing a betel resistor connected in series with a short circuit breaker, to which switching circuits the output circuit of the transformer protection unit is connected, and the output unit containing a current sensor and an executive relay, whose contacts are connected to the disconnecting circuit of the circuit breaker line, the extraction unit contains additionally introduced voltage sensors, six diodes, three zener diodes and condensate p, wherein

сердечники датчиков тока и напр жени выполнены из материала с пр моугольной характеристикой намагничивани , первые однопол рные выводыThe cores of the current and voltage sensors are made of a material with a rectangular magnetization characteristic, the first unipolar findings

to каждой из вторичных обмоток датчи-ков . соединены с катодами первого и второго диодов, аноды которых соединены с анодом третьего диода и выводом первого балластного резистора,to each of the secondary windings of the sensors. connected to the cathodes of the first and second diodes, the anodes of which are connected to the anode of the third diode and the output of the first ballast resistor,

J второй вывод которого подключен к плюсовому зажиму источника питани , вторые однопол рные выводы каждой из вторичных обмоток датчиков соединены с катодами четвертого и п того диодов, аноды которых соединены сJ the second terminal of which is connected to the positive terminal of the power source, the second unipolar terminals of each of the secondary windings of the sensors are connected to the cathodes of the fourth and fifth diodes, the anodes of which are connected to

0 анодом шестого диода и выводом второго балластного резистора, второй вывод которого соединен с плюсовым зажимом источника питани , минусовой зажим которого соединен с выводами средних точек вторичных обмоток датчиков и через обмотку реагирующего органа с катодами третьего и шестого диодов, причем параллельно обмотке исполнительного реле подклю0 чены конденсатор и встречно включенный первый стабилитрон, а параллельно вторичной обмотке датчика тока подключены соединенные встречно второй и третий стабилитроны.0 by the anode of the sixth diode and the output of the second ballast resistor, the second output of which is connected to the positive terminal of the power source, the negative terminal of which is connected to the terminals of the middle points of the secondary windings of the sensors and through the winding of the reacting organ to the cathodes of the third and sixth diodes, and parallel to the winding of the executive relay are connected a capacitor and the first zener diode on, and in parallel to the secondary winding of the current sensor, the connected second and third zener diodes are connected.

C На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства-, на фиг. 2 принципиальна схема вы вительного блока.C In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; FIG. 2 is a schematic diagram of a discriminating unit.

Устройство дл защиты трансформатора 1, подключенного к линии элект ропередачи-2 через отделитель 3, содержит короткозамыкатель 4 с последовательно соединенным бетэловым резистором 5. Вы вительный блок 6 содержит датчик 7 тока, подключенный к нулевому проводу трансформаторов тока 8, вторичные обмотки которых соединены по схеме звезда,, датчик 9 напр жени , подключенный к фазовому напр жению трансформатораThe device for protection of the transformer 1 connected to the power line -2 through the separator 3 contains a short connector 4 with a series connected Betel resistor 5. The selective unit 6 contains a current sensor 7 connected to the neutral wire of current transformers 8, the secondary windings of which are connected according to the scheme star ,, voltage sensor 9 connected to the phase voltage of a transformer

0 10 напр жени , фазосравнивающую схему 11 и реагирующий орган 12, действующий на отключение выключател 13. Вы вительный блок измер ет величину тока и угол сдвига между током нулевой последовательности и напр жением той фазы сети, в цепи которой установлен короткозамыкатель 4,0 10 voltage, phase-equalizing circuit 11 and the reacting body 12 acting on the opening of the switch 13. The remote unit measures the current and the angle of the shift between the zero sequence current and the voltage of the network phase in which the short circuit 4 is installed,

В вы вительном блоке 6 (фиг. 2) сердечники датчиков тока 7 и напр жени 9 выполнены из. материала с 0 пр моугольной характеристикой намагничивани , а вторичные обмотки выполнены с ответвлени ми от средних точек, последние соединены с минусом источника оперативного тока однот 5 пол рные выводы вторичных обмоток датчиков 7 и 9 соответственно через первый I второй диоды 14 и 15 и чет вертый и п тый диоды 16 и 17, Ёключенные в обратном направлении, соединены через первый и второй балластные резисторы 18 .и 19 с плюсом источника оперативного тока, а через третий и шестой диоды 20 и 21, включенные в пр .юм направлении с одним из выводов обмотки исполнительного реле 22, другой вывод которого соединен с минусом источника оперативного тока. Параллельно вторичной обмотке датчика 7 тока включены стабилитроны 23 и 24, предназначенные дл ограничени амплитуды выходного напр жени при значительн первичных токах короткого замыкани Дл обеспечени надежной работы исполнительного реле 22 параллельно ему включены конденсатор 25 и стабилитрон 26. Устройство работает следующим об разом. При срабатывании защит трансформйтора 1 включаетс короткозамыкатель 4, при этом угол между вектор ми тока нулевой последовательности и напр жени той фазы сети., в цепи которой установлен короткозамыкатель с резистором, не превышает нескольких градусов, т.е. вектор тока нулевой последовательности будет находитьс в зоне срабатывани . При этом будут совпадать пол рности выходных импульсов напр жени датчиков 7 тока и напр жени 9, вы вительного блока 6. Поскольку датчики работают в режиме пик-трансформатора, выходные импульсы имеют небольшую ширину, определ ющую зону срабатывани не превышающьто +10-15. При совпадении пол рностей выходных импульсов напр жений датчиков 7 и 9, будут закрыты в один полупериод сравниваемых величин диоды 14 и 15, а в другой полупериод - диоды 16 и 17. Следовательно по цепи резистор 18 (19), диод 20 (21), исполнительный орган 22, идетток и реле 22 срабатывает. Это имеет место при совпадении фаз сравниваемых величин или их отличии на очень малую величину. При однофазном коротком замыкании на землю на питающей линии или броске тока намагничивани в цепи короткого .замыкани преобладает индуктивное сопротивление и поэтому вектор тока нулевой последовательности будет находитьс вне зоны срабатывани блока 6. При несовпадении фаз исполнительное реле 22 не срабатывает, так как его обмотка шунтируетс через тот диод 14-17, на катоде которого будет отрицательный импульс выходного напр жени датчика тока (напр жени ). Предлагаемое устройство облада высокой надежностью и селективностью может найти широкое применение дл защит трансформаторов, установленных на подстанци х, выполненных по упрощенной схеме - без выключателей на стороне высшего напр жени , имеклцих в насто щее врем широкое распространение .In the distinguishing unit 6 (Fig. 2), the cores of the current sensors 7 and the voltage 9 are made of. material with 0 rectangular magnetization characteristic, and secondary windings are tapped from midpoints, the latter are connected to the minus of the operating current source one 5 polar terminals of the secondary windings of the sensors 7 and 9, respectively, through the first I second diodes 14 and 15 and the fourth and Fifth diodes 16 and 17, connected in the opposite direction, are connected via the first and second ballast resistors 18 and 19 with the plus of the operating current source, and through the third and sixth diodes 20 and 21, connected in one direction with one of the terminals the current of the executive relay 22, the other output of which is connected to the minus of the source of operating current. In parallel with the secondary winding of current sensor 7, zener diodes 23 and 24 are connected to limit the amplitude of the output voltage at high primary short-circuit currents. To ensure reliable operation of the executive relay 22, parallel to it are connected a capacitor 25 and a zener diode 26. The device works as follows. When the protection of the transformer 1 is triggered, a short circuiter 4 is turned on, and the angle between the vectors of the zero sequence current and the voltage of that network phase. In the circuit of which the short circuiter with a resistor is installed, does not exceed several degrees, i.e. the zero sequence current vector will be in the trigger zone. In this case, the polarities of the output pulses of the voltage sensors 7 of the current and voltage 9, of the impressive unit 6, will coincide. Since the sensors operate in the peak-transformer mode, the output pulses have a small width, which determines the response zone not exceeding + 10-15. When the polarities of the output pulses of the sensors 7 and 9 coincide, diodes 14 and 15 will be closed in one half-period of compared values, and diodes 16 and 17 in the other half-period. Therefore, the resistor 18 (19), diode 20 (21) the executive body 22, the current and the relay 22 is triggered. This occurs when the phases of the compared values coincide or they differ by a very small amount. When a single-phase short circuit to earth on the supply line or a surge of magnetization current in the short circuit circuit inductive resistance prevails and therefore the vector of zero sequence current will be outside the zone of operation of the block 6. When the phase mismatch, the executive relay 22 does not work because its winding shunts through the diode 14-17, on the cathode of which there will be a negative pulse of the output voltage of the current sensor (voltage). The proposed device, possessing high reliability and selectivity, can be widely used for protection of transformers installed in substations made according to a simplified scheme — without switches on the higher voltage side, which are now widely used.

Claims

DEVICE FOR PROTECTING TRANSFORMER WITHOUT A SWITCH FROM THE HIGH VOLTAGE, containing a betel resistor connected in series with a short-circuit, to the switching circuits of which are connected the output circuits of the transformer protection block and a detection unit containing a current sensor and an executive relay, the contacts of which are connected to the disconnecting circuit , characterized in that, in order to increase reliability and improve selectivity, the detection unit contains additionally entered voltage sensor, · pole diodes, and three stabilitpomya

A capacitor, and the cores of the current and voltage sensors are made of a material with a rectangular magnetization characteristic, the first unipolar conclusions of each of. the secondary windings of the sensors are connected to the cathodes of the first and second diodes, the anodes of which are connected to the anode of the third diode and the output of the first ballast resistor, the second terminal of which is connected to the positive terminal of the power supply, the second unipolar terminals of each of the secondary windings of the sensors are connected to the cathodes of the fourth and fifth diodes, the anodes of which are connected to the anode of the sixth diode and the terminal of the second ballast resistor, the second terminal of which is connected to the positive terminal of the power source, the negative terminal of which is connected with the conclusions of the midpoints of the secondary windings of the sensors and through the winding of the reacting organ With the cathodes of the third and sixth diodes, with a capacitor and an on-off first zener diode connected in parallel to the coil of the executive relay, and a second and third zener diodes connected in parallel to the secondary winding of the current sensor.

SU, 1032515