SU556529A1 - Устройство дл блокировки защиты трансформатора от бросков токов намагничивани - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  блокировки защиты трансформатора.

Аналогами предлагаемого устройства  вл ютс  устройства, основанные на сравнении амплитуд разнопол рных полуволн тока, измерении соотношени  между переменной и посто нной составл юпдих токов фаз защиты, а также соотноплени  второй производной тока по времени при амплитудном значении токак по времени при амплитудном значении тока к величине этой амплитуды.

Такие устройства блокировки имеют недостаточную точность измерени  амплитуд тока при их резко пикообразной форме из-за применени  промежуточных трансформаторов тока , искажающих форму тока, а также сложную конструкцию.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство, содержащее в каждой фазе промежуточный трансформатор с двум  вторичными обмотками, присоединенными к выпр мительным мостам. К выходу одного моста, шунтированного резистором, через конденсатор присоединен другой выпр мительный мост, выход которого, шунтированный сглаживающим конденсатором и резистором, присоединен к первому входу устройства сравнени  напр жений. Выход выпр мительного моста другой обмотки трансформатора шунтирован сглаживающим конденсатором и потенциометром , и выход последнего присоединен к другому входу устройства сравнени  напр жений . Выходы устройства сравнени  напр жений всех фаз присоединены к одному реагирующему органу, осуществл ющему блокировку дифференциальной защиты трансформаторов .

Принцип действи  устройства основан на сравнении -между собой напр жений, пропорциональных посто нной и переменной составл ющим тока каждой фазы.

Дл  такого устройства характерца несовершенна  фильтраци  посто нной и переменной

составл ющих тока, обусловленна  применением промежуточного трансформатора, искажающего гармонический состав тока из-за насыщени  сердечника посто нной составл ющей тока, и применение стабилитрона дл 

срезани  пиков напр жени , что приводит к различной степени искажени  формы напр жени  канала фильтрации переменной составл ющей напр жени  в зависимости от величины тока устройства. Все это влечет за собой недостаточную надежность распознавани  бросков тока намагничивани , что особенно сильно про вл етс  при использовании в защите сильнонагруженных трансформаторов тока, плохо трансформирующих апериодическую составл ющую тока.

Цель изобретени  - улучшение селективности защиты трансформатора за счет более надежного распознавани  бросков токов намагничивани .

Это достигаетс  тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем измерительный трансформатор тока с резистором нагрузки, нараллельно которому нрисоединен промежуточный трансформатор, к вторичной обмотке которого подключены мостовой выир митель, сглаживающий конденсатор и потенциометр, присоединенные к входу тормрзного наир жени  блока сравнени  напр жений, к резистору нагрузки через хокоограничивающий резистор подключен вход дифференциального транзисторного усилител  напр жени  с общей базой, на выход которого включен интегрирующий конденсатор, присоединенный к входу рабочего напр жени  блока сравнени  напр жений, рабочий орган которого шунтирован стабилитроном.

Кроме того, с целью расширени  функциональных возможностей устройства при использовании в защитах сильнонагруженных трансформаторов тока, между резистором нагрузки и входом дифференциального транзисторного усилител  через разнопол рно включенные диоды присоединены два резистора, параллельно которым включены последовательно соединенные дифференцирующие конденсаторы и мостовые выпр мители.

На фиг. 1 показана принципиальна  схема устройства дл  блокировки защиты трансформатора от бросков то,ка намагничивани ; на фиг. 2 - принципиальна  схема устройства дл  блокировки защиты трансформатора от бросков токов намагничивани , использующей сильнонагруженные трансформаторы тока; на фиг. 3 приведены графики временных характеристик устройства; на фиг. 4 - графики временных характеристик устройства, показанного на фиг. 2.

Устройство содержит трансформатор тока 1 с резистором нагрузки 2, параллельно которому через резистор 3 включен вход дифференциального транзисторного усилител  напр жени  с общей базой на транзисторах 4 и 5, питаемого от делител  стабилизированного напр жени , состо щего из стабилитронов 6 и 7 и резистора 8.

Нагрузкой дифференциального усилител   вл етс  интегрирующий конденсатор 9, параллельно которому присоединен выпр мительный мост 10. Параллельно резистору 2 присоединена первична  обмотка трансформатора И, а во вторичную обмотку его включен выпр мительный мост 12 со сглаживающим конденсатором 13 и потенциометром 14.

Отрицательные и положительные выводы мостов 10 и 12 св заны между собой непосредственно . Положительный вывод моста 10 присоединен к эмиттеру транзистора 15, база которого подведена к движку потенциометра 14. Коллектор транзистора 15 через измерительное релр 16 посто нного тока, шунтированное стабилитроном 17, присоединен к отрицательным выводам мостов 10 и 12.

Принцип работы устройства блокировки по сн етс  графиками временных характеристик реле, изображенных на фиг. 3. Эмиттерные токи транзисторов 4 и 5 дифференциального усилител  напр жени  пропорциональны соответственно положительным и отрицательным полуволнам тока реле i. При достаточно большом коэффициенте усилени  по току транзисторов 4 и 5 токи коллекторных цепей весьма близки к токам эмиттерных цепей . В полупериоды тока реле одного знака ток в конденсаторе 9 одного направлени , а

15 в другие полупериоды - другого направлени . Количество электричества, запасаемое интегрирующим конденсатором 9 за период Т тока ip,

KTI,,

о

где К - коэффициент передачи токовой цепи;

Го посто нна  составл юща  тока. Приращение напр жени  на интегрирую5 щем конденсаторе 9 за период Т

--

С

где С--емкость интегрирующего конденсате 0 ра 9.

При установившемс  токе длительность переходного режима определ етс  соотношением напр жени  на выходе потенциометра 14 UT и приращением напр жени  конденсатора 9 за период At/c- На фиг. 2 длительность переходного процесса соответствует двум периодам тока ip, после чего количество электричества , поступающего за период Т через устройство сравнени  напр жений на транзисторе 15 в реле 16 и стабилитрон 17, равно количеству электричества, запасаемому за это врем  конденсатором 9, т. е.

Ад КТТо.

5- Ограничение амплитуды импульсов тока измерительного реле 16 с помощью стабилитрона 17 в значительной степени уменьшает зависимость отношени  посто нной и переменной составл ющих тока устройства блокировки при его срабатывании от величины тока. При этом отношение посто нной и переменной составл ющих тока известной формы определ етс  длительностью импульсов тока реле 16 за период, т. е. , соответст5 вующей условию

TI. i,,df. ttt,

В режимах рабочего тока или тока корот0 кого замыкани  после затухани  апериодической слагающей, крива  тока близка к синусоиде и количества электричества, поступающих в интегрирующий конденсатор 9 за положительные и отрицательные полупериоды незначительно отличаютс  друг от друга, что обусловливает протекание в реле 16 коротких импульсов тока, не вызывающих его срабатывани . При броске тока намагничивани  по крайней мере в двух фазах содержитс  значительна  посто нна  составл юща , обусловливающа  большое различие в количествах электричества зар да и разр да интегрирующего конденсатора 9, а следовательно и относительно продолжительные импульсы тока реле 16, вызывающие его срабатывание. Настройка устройства блокировки на срабатывание при заданном отнощении посто нной и неременной составл ющих тока производитс  нутем выбора соответствующего тока срабатывани  измерительного реле тока 16. При использовании в защите сильнонагруженных трансформаторов тока, плохо трансформирующих апериодическую составл ющую тока, в устройстве (фиг. 2) параллельно резистору нагрузки 2 через резистор 3 и разнопол рно включенные диоды 18 и 19 присоединен резистор 20, а через диоды 21 и 22 - резистор 23. Параллельно резисторам 20 и 23 через дифференцирующие конденсаторы 24 и 25 и мостовые выпр мители 26 и 27 присоединен вход дифференциального транзисторного усилител  на транзисторах 4 и 5. Принцип работы устройства по сн етс  графиками временных характеристик, изображенными на биг. 4. Напр жение на резисторе нагрузки 2 пропорционально току устройства i. Положительные полуволны этого напр жени  выдел ютс  на резисторе 20, а отоинательные - на резисторе 23. Через дифференцирующие конденсаторы 24 и 25, выпп мительные мосты 26 и 27 и цепи эмиттер-база транзисторов 4 и 5 протекают соответственно токи ic+ и tc- ic C, ,-,- t где r,T - сопротивление цепи, состо щей из резисторов 2 и 3 и 20 (23); Сд - емкость дифференцирующих конденсатооон 24 и 25; и, i+, /, i- - напр жени  и токи положительных и отрицательных полуволн. При большом коэффициенте усилени  по току транзисторов 4 и 5 токи ic+ и Ic- приблизительно равны токам зар да и разр да интегрирующего конденсатора 9 и тогда количества электричества, поступающие в интегрирующий конденсатор за положительный и отрицательный цолупериоды тока i (фиг. 4), t-i,n+ +- ic+di 2r,,C { Йг 2т1„д.; t,т /, (7- Пс-df -2г„Сд С dl - 2-сг„. Абсолютное значение приращени  зар да интегрирующего конденсатора за период Т Дд- I (. + (7 I г 2t I г„+ - /« I. Выпр мленное напр жение интегрирующего конденсатора 9 сравниваетс  с выпр мленным и сглаженным напр жением выхода потенциометра 14, пропорциональным току устройства . По завершении переходного процесса в устройстве приращение количества электричества А через транзистор 15 органа сравнени  напр л ений поступает в каждый период в измерительное реле 16 и стабилитрон 17. Ограничение тока измерительного реле 16 но амплитуде уменьшает зависимость характеристики срабатывани  устройства блокировки от величин амплитуд сравниваемых полуволн тока. При малом напр жении стабилизации стабилитрона 17 относительно приращени  напр жени  на конденсаторе 9 относнтельна  длительность за пеоиод тока измерительного реле 16, определ юща  среднее значение этого тока, соответствует длительности существовани  избыточного зар да интегрирующего конденсатора 9, пр мо завис щий от соотношени  амплитуд тока i и отвечающий условию Д(7 2-|гш+ - гш- т f При нормальной работе защищаемого силового трансформатора или коротком замыкании его после затухани  апериодической слагающей амплитуды соседних разнопол рных ПОЛУВОЛН тока устройства незначительно отличаютс  друг от друга, и в измерительном реле посто нного тока 16 протекают короткие ИМПУЛЬСЫ тока небаланса, не вызывающие срабатывани  реле 16 и устройства блокировки . При броске тока намагничивани  по крайней мере в двух базах трехсЬазной системы ток имеет асимметричную форму с различными амплитудами разнопол оных полуволн тока , что обусловит значительную длнте.льность имнульсов тока измерительного реле 16 и его срабатывание. Ток срабатывани  измерительного реле 16 органа сравнени  нанр женнй рассчитываетс  из услови  срабатывани  от импульсов тока при бросках тока намагничивани  и несрабатывани  от импульсов тока при токах КОРОТКИХ замыканий. Коэффициент передачи цепи тормозного напр жени  органа сравнени  напр жений (элементы 11-14) определ ет лищь длительность переходного процесса устройства, не вли   на ток измерительного реле 16 в малоизмен ющемс  режиме тока устройства. Трехфазный комплект устройства блокировки включаетс  в дифференциальную цепь дифференциальной защиты трансформатора при наличии многостороннего питани  и в питающее плечо защиты при наличии одпостороинего питани  трансформатора. Если силовой трансформатор оборудован только устройством токовой защиты, то комплект реле блокировки включаетс  с питающей стороны трансформатора.

Преимущество изобретени  СОСТОИТЕ уменьщении экономических потерь электрических систем и систем электроснабжени  вследствие уменьшени  количества излишних срабатываний устройств защиты силовых трансформаторов при включении последних под напр жение , а также вследствие уменьшени  количества отказов в срабатывании при внутренних коротких замыкани х из-за того, что применение предложепного реле блокировки устран ет необходимость отстройки измерительного органа защиты трансформатора от бросков периодического тока намагничиван и .

изобретени 

Формула

Claims (2)

1. Устройство дл  блокировки защиты трансформатора от бросков токов намагничивани , содержащее измерительный трансформатор тока с резистором нагрузки, параллельно которому присоединен промежуточный трансформатор, к вторичной обмотке которого подключены мостовой выпр митель, сглаживаюший конденсатор и потёнпиометр, присоединенные к входу тормозного напр жени  блока сравнени  напр жений, отличающее с   тем, что с целью улучшени  селективности более надежного распознавани  броска тока намагничивани , к упом нутому резистору нагрузки через токоограничиваюший резистор нодключен вход дифференциального транзисторного усилител  напр жени  с общей базой, на выход которого включен интегрирующий конденсатор, присоединенный к входу рабочего напр жени  упом нутого блока сравнени  напр л ений, рабочий

орган которого шунтирован стабилитроном.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей при использовании в защитах сильнонагруженных трансформаторов

тока, между упом нутым резистором нагрузки и входом дифференциального транзисторного з силител  напр жени  через разнопол оно включенные диоды присоединены два резистора, параллельно которым включены

последовательно соединенные дифференцирующие конденсаторы и мостовые выпр мители .

Ur,

n I-

ts

pue.3

.

fi/e.