SU656146A1 - Устройство дл дифференциальной защиты регулировочного трансформатора - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике релейной защиты энергосистем, а именно к релейной защите регулировочных трансформаторов , предназначенных дл  продольного и поперечного регулировани  напр жени  под нагрузкой.

Известно применение дл  защиты регулировочных трансформаторов от внутренних повреждений токовой защиты с магнитным торможением 1.

Защита выполн етс  на токовых реле с быстронасыщающимс  трансформатором и магнитным торможением, причем рабоча  обмотка реле включена на трансформатор тока (ТТ), установленный со стороны выводов первичной обмотки регулировочного трансформатора, а тормозна  обмотка включаетс  на ТТ с той стороны основного трансформатора , где осуществл етс  регулирование напр жени . Защита имеет следующий недостаток.

При витковом к. 3. (в.к.з.) в регулировочном трансформаторе аварийные составл ющие токов протекают по обеим обмоткам , причем распределение токов, а следовательно , и чувствительность защиты существенно зависит от места расположени  замкнувщихс  витков.

В насто щее врем  дл  защиты регулировочных трансформаторов используетс  дифференциальна  токова  защита основного трансформатора, выполненна  так, что она охватывает первичную обмотку регулировочного трансформатора 2.

Недостаток защиты заключаетс  в том, что она по принципу действи  не реагирует на к. 3. в первичной обмотке регулировочного трансформатора. Кроме того, така  защита не охватывает повреждени  вторичной обмотки регулировочного трансформатора .

Дл  защиты вторичной обмотки регулировочного трансформатора используетс  отдельна  дифференциальна  токова  защита , включаема  на ТТ той стороны основного трансформатора, где осуществл етс  регулирование напр жени , и на ТТ вторичной обмотки регулировочного трансформатора , установленных в общей цепи предизбирател  (на выводах к нейтрали).

Недостатком защиты  вл етс  то, что она не реагирует на в. к. з. и не защищает первичную обмотку.

В качестве прототипа принимаетс  обща  дифференциальна  токова  защита, охватывающа  как основной, так и регулировочный трансформаторы, включаема  на ТТ всех сторон основного трансформатора и имеюща  торможени  токами сторон 2. Защита реагирует на внутренние повреждени  в основном и регулировочном трансформаторах .

Недостатком такой защиты  вл етс  низка  чувствительность к в. к. з. - .наиболее распространенному виду повреждени . Это обусловлено тем, что нри выборе минимального тока срабатывани  защиты необходимо учитывать небаланс, обусловленный регулированием напр жени  под нагрузкой.

Целью изобретени   вл етс  повыщение чувствительности защиты регулировочных трансформаторов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  дифференциальной защиты регулировочного трансформатора, содержащее два комплекта измерительных трансформаторов тока, установленных по концам защищаемого объекта, и дифференциальнотоковый орган, снабжено дифференциальнофазным органом, логическим элементом И и третьим комплектом измерительных трансформаторов тока, при этом два комплекта из

мерительных трансформаторов тока установлены на обоих выводах вторичной обмотки со стороны предизбнрател  регул тора, а вторичные обмотки соединены согласно-параллельно и в звезду, ее нейтраль подключена к первы.м объединенным входам дифференциально-токового и дифференциально-фазного органов, фазные выводы подключены к третьему входу дифференциально-токового органа, вторые объединенные входы этих органов подключены ко вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока третьего дополнительного комплекта , установленного на фазных выводах первичной обмотки регулировочного трансформатора , соединенных в фильтр тока нулевой последовательности, выходы дифференциально-токового и дифференциальнофазного органов присоединены к логическому элементу И.

На чертеже представлена схема дифференциальной защиты регулировочного трансформатора , котора  содержит основной трансформатор 1, регулировочный трансформатор 2, избиратель РПН 3, предизбиратель РПН 4, трансформаторы тока 5, 6, дифференциально-токовый орган 7, дифференциально-фазный орган 8, логический элемент И 9, исполнительный орган 10.

Дифференциальный токовый орган 7 имеет торможение в режиме включени  трансформатора на холостой ход, например, второй гармоникой дифференциального тока, и торможение при внещних междуфазных к. 3. При внещних междуфазных к. з. трансформаторы могут иметь повыщенные погрещности , кроме того, внещнее междуфазное к. 3. может произойти, когда РПН отдельных фаз рассогласованы. Отмеченное  вл етс  причиной протекани  в нулевых проводах токов небаланса, первые гармоники которых имеют произвольную ориентацию. Дифференциальные органы и реле в целом могут ложно срабатывать в этом режиме. Дл  предотвращени  ложной работы реле дифференциальный токовый орган имеет тормозной блок, включенный на фазные выводы ТТ 5 трансформатора тока, соединенные согласно-параллельно и установленные на обоих выводах вторичной обмотки регулировочного трансформатора к предизбирателю РПК. В качестве алгоритма формировани  тормозного сигнала этого блока может быть прин та, например арифметическа  сумма двух сигналов, каждый из которых пропорционален разности фазных токов.

Дифференциально-фазный орган 8 выполн етс  двухнолупериодным дл  повыщени  быстродействи , он сравнивает направлени  токов нулевой последовательности ТТ 5 и 6.

В дифференциально-фазном органе входные токи преобразуютс  в последовательность пр моугольных импульсов. Особенностью дифференциально-фазного органа в предлагае.мом устройстве  вл етс  то, что он имеет разные алгоритмы формировани  длительности импульсов Тц по входа.м. Дл  первого входа, подключенного к ТТ вторичной обмотки, алгоритм формировани  Тц определ етс  следующими соотношени ми

Тц tcHPH при 1сигн iy TU О при 1сигн iy

а дл  второго входа, подключенного к ТТ первичной обмотки, алгоритм фор.мировани  TU. определ етс  соотношением

TU. 1сигн нри 1сигн i,

TU. оо при 1сигн iy , где 1сигн - длительность сигнала на заданном уровне,

1сигн -мгновенное значение тока сигнала дифференциально-фазного органа,

iy - заданный уровень тока формировани  импульсов дис|)ференциально-фазного органа.

ТТ 5 установлены на обоих выводах вторичной обмотки каждой фазы регулировочного трансформатора к предизбирателю регул тора напр жени , а их вторичные обмотки соединены согласно-параллельно и в звезду. При указанно.м соединении ток в

проводах к дифференциальным органам, текущий от ТТ 5, имеет одно и тоже направление независимо от положени  предизбирател  РПН, если ток через избиратель РПН не измен ет свое направление. Ток срабатывани  дифференциальной защиты выбираетс  по параметрам, характеризующим режим нагрузки.

Включение дифференциальной защиты на токи нулевой последовательности позвол ет существенно уменьщить составл ющую тока небаланса, обусловленную действием РПН.

Действительно, трехфазные регул торы не вызывают в защите тока небаланса, так как ток нулевой последовательности в режиме нагрузки пренебрежимо мал. Пофазные регул торы вызывают ток небаланса в дифференциальной защите при рассогласовании полсгжений РПН фаз. Имеющиес  в насто щее врем  комплексные системы автематического регулировани  коэффициента трансформации обеспечивают блокировку при неисправности элементов тракта регулировани  и электроприводов РПН, при этом рассогласование не может. превысить одну ступень регулировани , а вызванный рассогласованием ток небаланса не превысит величины 1/N тока нагрузки, где

N - число ступеней регулировани .

В режи.ме нагрузки погрещность ТТ 6 не нревыщает 3%.В режи.ме броска тока намагничивани  при включении трансформатора на холостой ход или в режиме восстановлени  напр жени  при отключении близкого к. з. ложна  работа защиты предотвращаетс  торможением дифференциального токового органа .

При внешних междуфазных к. з. ложна  работа защиты предотвращаетс  торможение .м дифференциального токового органа ,

Отстроенность защиты в режиме внещнего однофазного к. з. обеспечиваетс  те.м, что дифференциально-фазный орган, имевощий заданный угол блокировки, например 60 град, эл., не срабатывает.

Специфическое требование предъ вл ет к дифференциальной защите регулировочных трансформаторов режим, характеризующийс  те.м, что предизбиратель и избиратель РПН занима от одно и то же положение . Если в этом режиме по обмоткам основного трансформатора протекает ток и отсутствует внутреннее повреждение в регулировочном трансформаторе, током обтекаютс  только ТТ вторичной обмотки регулировочного трансформатора, причем весь ток трансформируетс  в дифференциальную цепь защиты. Дифференциальна  защита в этом режиме не должна срабатывать . Если коэффициент торможени  дифференциального токового органа выбирать в рассматриваемом выще режиме, характеризующемс  протеканием тока только в одном плече, то при внутренних повреждени х защита будет отказывать. Несрабатывание предлагаемой защиты при указанном положении предизбирател  и избирател  РПН и внешнем к. з. (в. к. з.) на землю обеспечиваетс  дифференциально-фазным органом. Действительно, в этом режиме на вход схе .мы сравнени  со стороны первичной об.мотки регулировочного трансформатора подаетс  непрерывный сигнал, и дифференциальнофазный орган не срабатывает.

При в. к. 3. в обмотках регулировочного трансформатора, а также при однофазных и двухфазных к. з. на землю в защищаемой зоне дифференциальный токовый и дифференциально-фазный орган срабатывают, и защита действует на отключение.

Дл  предотвращени  торможени  дифференциального токового органа прн в. к. з. токами нагрузки характеристика процентного торможени  имеет независимый участок , длина которого выполн етс  равной 1 - 1, 5, 1 ном.

Если в. к. 3. происходит, когда избиратель РПН занимает то же положение, что и предизбиратель, ток протекает только по ТТ первичной обмотки регулировочного трансфор.матора. В этом режиме на вход схемы сравнени  дифференциально-фазного органа со стороны вторичной обмотки регулировочного трансформатора импульсы отсутствуют , а со стороны первичной обмотки на вход схемы сравнени  подаетс  сигнал, имеющий скважность, и это обеспечивает срабатывание дифференциально-фазного органа и защиты в целом.

Таким образо.м, использование предлагаемого устройства существенно повыщает чувствительность защиты регулировочных трансформаторов. Это позвол ет производить аварийное отключение в начальной стадии повреждени  и сократить расходы на ремонт трансформаторов.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  дифференциальной защиты регулировочного трансформатора, содержащее два комплекта измерительных трансформаторов тока, установленных по концам защищаемого объекта, и дифференциальнотоковый орган, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности, оно дополнительно снабжено дифференциальнофазным органом, логическим элементом И и третьи.м комплектом измерительных трансформаторов тока, при этом два комплекта измерительных трансформаторов тока установлены на обоих выводах вторичной обмот76 ки со стороны предизбирател  регул тора, а вторичные обмотки соединены согласнопараллельно и в звезду, ее нейтраль подключена к первым объединенным входам дифференциально-токового и дифференциально-фазного органов, фазные выводы подключены к третьему входу дифференциально-токового органа, вторые объединенные входы этих органов подключены ко вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока третьего дополнительного комплекта, установленного на фазных выводах первичной обмотки регулировочного 6 трансформатора, соединенных в фильтр тока нулевой последовательности, выходы дифференциально-токового и дифференциально-фазного органов присоединены к логическому элементу И. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кожин А. Н. Защита регулировочного трансформатора. «Электричество, 1957, № 5, с. 52-56.
2. 2.Федосеев А. М. Релейна  защита электрических систем. М., 1976, с. 457-459.

   Л V