SU613437A1 - Устройство дл дифференциальнофазной защиты - Google Patents

Description

1-1зобрете;;ие относитс  к области peneiiной защиты трансфор-маторов и азтотрансформаторов электрических станций и подстанций и может использоватьс  дл  защиты силовых трансфор.маторов, автотрансформаторов и блоков генератор-трансформатор ири возникновении внутренних .коротких замыканий и развивающихс  витковых за.мыканий.

Известно устройство дифференциальнофазной защиты I, содержащее нелинейные датчики тока, блок сравнени , резисторы, которые шунтированы стабилитронами, диодную схему .преобразовани , реагирующий орган и блок торможени  при бросках тока намагнич 1вани .

Одна.ко это устройство не может обеспечить селективность защиты в переходных режимах внещних коротк-их за.мьжаний, сопровождающихс  большими фазовыми погрешност ми , при сохранении быстродействи  в режи .мах внутренних коротких замыканий.

Известно также реле дифференциальнофазовой защиты 2, содержащее входные трансфор.маторы, присоединенные к трансформаторам тока, установленным на выводах защищаемого объекта, блок преобразовани  входных величин, присоединенный к- нему двухплечевой блок сравнени  и реагирующий орган с подсоединенным к нему блоком торможени  при ирооках тока намагничивани .

Каждое плечо схемы сравнени  состоит из шунтирующего конденсатора, тормозного резистора и последо.вательно с ним соединенного рабочего резистора, защунтированного стаб;1литроном, причем выводы рабочих резисторов подсоединены к реагирующему органу через диоды, включенные в пр мом направлении по отношению к диодам схемы преобразовани , а выводы тормозных резисторов - через диоды в обратном направлении. Данное устройство  вл етс  ближайщим аналогом по техническому решению и достигаемому эффекту . Однако это реле имеет сравнительно сложную схему, а также не дает возможности 3 услови х эксплуатации плавно измен ть угол блокировки защиты, что сн)1жает надежность его фун.кционировани .

Прототипом изобретени   вл етс  последнее из перечисленных реле.

Целью изобретени   вл етс  упрощение i повышен 1е надежности защиты при сохранении селективности, чувствительност) и быстродействи .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дополнительно введены два многообмоточных пол ризованных реле, причем перва  обмотка каждого реле образует рабочее плечо одной схемы сравнени , втора  - тормозное плечо другой схемы сравнени  дзухплечевого органа сравнени , третьи обмотки

sarvisHVTbi aa регулируемые резисторы, a четвертые соединены последовательно 1между собой и присоединень; к указанмс-му блоку торможени .

На чертеже изображена 1:рпни;:;пиалыза  реле.

- Пре,:1лагаемое устройство содержит входные трансформаторы 1-3, & вторичнылг обMOTKHiM Которых подключен блок преобразовани  входных величин, диоды 4-.9, предназначенные дл  разделени  сигналов по знаку полупериодов, и переменные резисторы 10-12, предназначенные дл  точной регулирозк:; тока €рабатыван 1  каждого г ле-ча.

К выходам блока преобр.азовани  аеличин подключены плечи двухплечезого органа сравнени . Рабочее плечо первой схемы сравнени  состоит из .первой обмсткк 13 пол ризованного реле, тормозное - из второй обмотки 14 того же pe;ie. Ра.бо.ча  обмотка 13 шунтирозана стабилитроном 15, предназначенным дл  обеспечени  перехода реле из режима дифференциального а о5.асти мальх ToivOB 3 режим дифференциально-фазного в области больших то:коз. Цег-Очка in диода /о и резистора 77 улуч-щает фазозу:о хара«теристИКу реле в области малых токоз плеч. Треть  обмотка 18 того же пол. рлзованного реле прелназначена дл  плав;0-го регулировани  утла блоки|)овки защиты и замкнута на г еременный резистор 7.9. Д.::  л&зьпденик быстродействи  3 реле собра;;з зторал схема сцазнени  на втором МНогооб|Моточно1М пол ризованном реле. Обмотки 20, 21, стабилитроны 22, 23, резистор 24 выпол  ют функции , аналогичные описанным , только рабочее ллечо второй схемы сравнени  включаетс  последовательно с тормозным ллечом первой схемы, а тормозное плечо второй схемы включаетс  последовательно с рабочим плечом первой. На втором пол ризованном реле также имеетс  треть  обмотка 25, за.мкнута  на пере,менный резистор 26 к предназначенна  дл  плавного регулировани  угла блокировки защиты.

Контакты 27, 28 описанных выше :пол ризова .нных реле ВКлючены в цепь оперативного така и посредством цепоч.ки из резисторов 29, 30 соединены с управл1 ющи1м электродом тиристора 31 - регулирующего органа. Резистор 29 1пре1а,назначен дл  ограничени  тока в иепи управл1 ющего электрода тиристора, а резистор 30 - дл  обеспечени  .правильной работы тиристора в ждущем рех-лше. Тиристор 31 предназначен дл  фиксации за:МЫКани  контактов лол ризоюанных реле и может быть заменен любым .други м аиалогичиьим устройством. В цепь тиристора 5/ включено выходное промежуточное реле защиты 32, а са.М тиристор шунтирован цепочкой из резистора 33 и емкости 34, .предназ 1а:ченных дл  сглаживани  фронта тодаваемото на тиристор на пр женн  пр:и вклю1чени: питани  оперативным током. Резистор 5 и стабилитрон 36 предназначены дд  ограничени  наир ьчени 

на контактах 27, 23 пол ризованных реле, а блок-контакты выключател  (или реле повторител  положени  выключател ) 37 - дл  размыкани  цэпи иргтани  тиристора после отключени  защищаемого объекта к возврата схемы в исходное положение.

Дл:Я предотЗргще;-::-;  ложного срабатывани  реле в :переходнь х режимах внещлих коротких замыканий и при броске тока намагничивани  служит блок 38 тор-можени  при броске то-ка намагничивани , к которому подключены четвертые тормозные обмотки 39, 40 обоих пол рлзощаннь х рел.е. Блок 38 может быть выполнен ;по любому известному принципу , например посредством тэрможени-  о г четных rapiMOHHK дифференциального тока или разности амплитуд соседних полупериодов.

При KopoTiKO.M заимькании в зоне действи  защиты ввиду то,го, что в ллечах защиты протекают токи, Имеющие одно и то же направление , ЭДС, наводимые зо вторичных обмотках трансформаторов /-3, имеют один и тот же знак, т. е. в .дьй момент во всех плечах защиты пол рность токов одина.кова, и г;оэтО|Му образуетс  только на одном из плеч каждой Слемы сравненгг  (ток протекает только по одной из обмото К 13, 14 или 20, 21 каждого пол пкзоБанно-го реле). В .момент по злевк  сиги1;.ла на рабочем .плече 13, 20 любой схежы сразкени  сигнала на тор ,:озном плече 14, 21 этой /ice схемы сравнен   нет. При это-м соогветствующее реле срабатывает и замыкает свои контакты 27 или 28. За(М|Кнувщиес  жонта.кты выдают сигна.л на ушравл ющий электрод тиристора 31, который, срабатыва , залитывает выходное промежуточное защиты - защищаемый объект отключаето . .В момент резкого изменени  потока в сердечнике пол ризованного реле в обмоиках 18, 25 навод тс  ЭДС и (протекают токи, величина и скорость затухани  которых регулируетс  соо-лветственно резисто-ра.ми 19, 26. Поток, на1води;мый обмотками 18, 25, лротиводействует изменению основного потока в сердечни.ке под ризованных реле, поэтому даже при протекании тока только по рабочей обмотке, натф мер 13, .конта-кты 27 замкнутс  не ора.зу, а после затухани  переходного процесса в 18. При внутренних коротких за.мы|Кани х, жолда токи IB плечах защиты совпадают по углу, длительность сигнала в рабочей с бмотке составл ет примерно половину периода про:мышленной частоты, .переходный же процесс в обмотках 18, 25 зай-;апч1 тваетс  рань1ще, контакты пол ризованного рале уопеэают замкнутьс  и запихать тирн стор 31. При этом защищаемый объект отключаетс .

Бсл1| KOpOTiKoe замыкание сопровождаетс  а перио,ди1ческой составл ющей, возможна некотора  задержка в срабатывании реле из-за тормозного действи , о.казывавмого в первое врем  бло1КО1М торможени .

Если по 1вление Диф.ференциального тока сопров-ождаетс  наличием вытекающего из зоиы тока (например, При в; ткозых замь:каип х на нагруженном трансформаторе), то 30 вторичных обмотках трансформаторов I-3 навод тс  ЭДС, различные по зел 1Ч1:-:.и направлению. При этом сигналы по вл ютс  одновременно ка-к на рабочем, так и на тормозном плечах каждой схемы сравнени , но 5х величина различна. В этих режимах .сущестзенкое вли ние на поведение реле оказывает ста.билитрон 15 (или 22. Если, например , на защищаемом трансформаторе возНйкло витковое замыкание и имеетс  вытекающий из зоны защиты нагрузки, не превышающий номинальный ток защищаемого трансфор матора больше, чем в 2-3 раза (эту величину можно легко регулировать, предусмотрев , например, вместо одного стабилитрона 15 несколько разных, из которых в процессе регулировки выбираетс  и подключаетс  параллельно рабочей обмотке только о.длн), то стабилитрон 15 (22) еще не открываетс  и магнитные потоки а сердечниках пол ризованных реле пропорциональны дифференциальному току. Если дифференциальный ток превышает величину тока срабатывани  защиты (30-40% номинального тока), то защита срабатывает и отключает защищаемый объект та:К, как это было описано выШе.

Гфи больших по величине токах, вытекающих из зоны действи  защиты (при внешних коротких замыкани х), сигналы на рабочих плечах 13, 20 схем сравнени  ограничиваютс  стабилитронами 15, 22, а на тор1мозных плечах - не ограничиваютс . В результате преобладающего тормозного действи  обмоток 14, 21 реле iHe срабатывает И защищаемый объект не отключаетс .

Если внешнее короткое замыкание сопрозаждаетс  не только большими погрешност ми в величинах токов плеч, но и существенными условными иогрещност ми, то,в сердечн;-:ках пол ризованных реле .кратковременно г.:о-гли бы по витьс  положительные магнитиые потоки, пропорциональные до длительности величины угловой погреш юсти в то.ках плеч. Малые ло продолжительности всплески (положительного магнитного потока не приведут iK зал1ыканию конта1ктов реле за счет некоторой инертности  кор. , а за счет того импульса энергии, который еще сохранилс  в  коре от воздействи  мощного потока тормозной обмотки. Сравнительно большие угловые погрещности (пор дка 70-80) не приведут .к срабатыванию вследствие тормозного действи  обмоток 18, 25.

В переходном процессе (пока существуют апериодическа  составл юща  в первично-м токе) пол ризованные реле испытывают тормозное действие от блока тор.южени  55, который обеспечивает отсутствие срабатывани  3 г щиты в этом режиме.

Такилт образом, устройство дл  :Диффереициально-фазной защиты обладает . высокими селективностью, чувствительностью и быстродгйствие .м, а также имеет более простхто схему , чем выбранное в :качестве прототипа, и дает возможность плавной регулировки угла

блокировки защиты в процессе наладки и эксплуатации, что позышает надежность его функционировани .

Эксперименты, проведенные на опытном образце реле, показали, что с ростом вытекак ИХ из зоны защиты токов погрешность в Величине тока одного из плеч (при идеальной трансформации тока другого плеча), котора  еще не привадит к ложному действию реле 3 случае знещнего короткого залыкаии , достигает 70-90%, угол блокировки плавно регулируетс  в преде,тах 60-80°, врем  срабатывани  при использовании блока торможени  от четных гармоник дифференциального тока в проведенных экспериментах пе презышает одного периода промышленной частоты .

Ф о п м л

и 3 о о р е т е н и  

cтpoi;cтзo ;;л

лифферснциальио-фазной

защиты, содержащее входные трансфор.маторы , присоединенные к трансформатора.м тока, устанавливаемым на выводах защищаемого объекта, блок преобразовани  входных величин ; 11рисоедиие1 ный к нему дзухилечезон орган сравнени , в котором попарно рабочие U тормозные плечи соединены последователь :о i ;аждое рабочее плечо зашунтировано стабилитроном, реагирующий орган и блок

T0p ;oжeii:l  при бросках тока намаганнчивани , о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью упрощени  конструкгпп и повышени  надежности работы, 3 него введены два многообмоточных иол ризозан 1ь;х реле, причет перва 

обмотка 1каждого реле образует рабочее плечо одной схемы сравнени , втора  - тормозное плечо другой с.чемы сравнени  двухплеЧ6ВОГО ортана сравнени ,третьи обмотки замкнуты на регулируемые резисторы, а четвертые соединены последоззтельно между собой и присоединены к указанному блоку торможени .

Источники информации, прин тые во внилтание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР N° 311330, кл. Н02Н 3/2S, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР Л 473254,

, - I г л о T-I Q о Ml

. liuzrio;, .