SU936164A1 - Устройство дл дифференциальной защиты трансформатора - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к разделу релейной защиты трансформаторов и автотрансформаторов от коротких замыканий (.к.з.) . у ₅

Известны устройства для дифференциальной защиты трансформаторов, содержащие токовые реле, подключенные к дифференциальной цепи защиты через нелинейные элементы - промежуточные ₁₀ насыщающиеся трансформаторы тока.Наличие нелинейного элемента в цепи питания токового реле позволяет усилить отстройку дифференциальной защиты трансформатора от токов небаланса при ₎₅ внешних к.з. и бросков намагничивающего тока (б.н.т.) [Ί].

Недостатком известных устройств является громоздкость и большое потребление мощности. 20

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устройство содержащее трансреактор, первичная обмотка которого включена в дифференциальную цепь, а к вторичной обмотке подсоединен выпрямительный мост с подключенными к его выходу цепью отсечки, состоящей из последовательно соединенных диода, резистора и токового реле шунтированного конденсатором, и элементом для измерения и сравнения с заданным значением длительности бестоковой паузы, входные зажимы которого соединены с выходными зажимами выпрямительного моста через резисторы, а параллельно его входу·, подключены цепи торможения от второй гармоники дифференциального тока и тока плеч. Усиление отстройки от токов небаланса при внешних к.з. и б.н.т. в прототипе достигается за счет применения нелинейных полупроводниковых элементов f2].

Недостатком известного является уменьшение чувствительности дифференциальной защиты трансформатора при переходных режимах внутренних к.з. ·*

Уменьшение чувствительности защиты

9361( происходит вследствие искажения формы и уменьшения вторичного тока трансформатора тока при насыщении его магнитопровода в режиме внутреннего к,з.,Искажение формы вторичного тока и появ-- ₅ ление в нем бестоковых пауз на принятом уровне их замера приводит к отказу элемента для измерения и сравнения бестоковой паузы, а уменьшение значения тока приводит к отказу от- ю сечки, ток срабатывания которого выбирается по условию отстройки от токов небаланса при внешних к.з.и б.н.т.В результате при к.з. в зоне действия дифференциальной защиты трансформатора^ она может иметь недостаточную чувствительность, из-за чего снижается надежность отключения к.з. трансформатора.

Цель изобретения - повышение чувство вительноси дифференциальной защиты трансформатора.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем трансреактор, первичная обмотка которого 25 включена в дифференциальную цепь, а к вторичной обмотке присоединен вып- . рямительный мост с подключенными к его выходу цепью отсечки, состоящей из последовательно соединенных диода, ₃₀ резистора и токового реле, шунтированного конденсатором, и элементом для измерения и сравнения с заданным значением длительности бестоковой паузы, входные зажимы которого соединены с выходными зажимами выпрямительного моста через резисторы, а параллельно его входу подключены цепи торможения от второй гармоники дифференциального тока и токов плеч, цепь отсечки включена параллельно элементу для измерения и сравнения ф с заданным значением длительности бестоковой паузы.

Перенесение цепи отсечки с выходных зажимов выпрямительного моста на входные зажимы элемента для измерения и сравнения с заданным значением длительности бестоковой паузы.позволяет использовать тормозные сигналы от цепей торможения токами плеч дифферен- ^; циальной защиты и второй гармоники производной дифференциального тока для создания напряжения смещения противоположного по знаку напряжения рабочего сигнала на диоде в цепи от-- ^: сечки и увеличение тока срабатывания отсечки при токах небаланса в режимах внешних к.з. и при б.н.т. В резуль-

4 тате оказывается возможным выбирать ток срабатывания отсечки из условия отстройки от меньших значений токов небаланса и б.н.т., поскольку при значительных токах небаланса и б.н.т. увеличивается значение напряжения смещения на диоде в цепи отсечки и происходит увеличение тока срабатывания.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство для дифференциальной защиты трансформатора содержит трансреактор 1, выпрямительный мост 2, к которому через резисторы 3 и 4 присоединены элемент для измерения и сравнения с заданным значением длительности и бестоковой паузы 5, а также цепь 6 торможения второй гармоникой производной дифференциального тока и цепь 7 торможения токами плеч дифференциальной защиты, а также цепь отсечки из последовательно соединенных диода 8, резистора 9 и реле 10 зашунтированного конденсатором 11.

Для реализации предлагаемого устройства необходимо перенести цепь с выходных зажимов.выпрямителя в рабочей цепи серийно выпускаемой защиты типа ДЗТ-20 на входные зажимы элемента для измерения и сравнения длительности бестоковых пауз с заданным значением (реагирующего органа защиты ДЗТ-20).

Регулирование и установка начального тока срабатывания отсечки осуществляется путем изменения параметров в цепи отсечки. При внешних к.з. отсечка загрубляется преимущественно за счет сигнала смещения на диоде 8 от цепи торможения 7 токами плеч, а при б.н.т. - за счет сигнала смещения от цепи торможения 6 второй гармоникой производной дифференциального тока. Таким образом, отпадает необходимость в отстройке отсечки от значительных токов небаланса и апериодических

б.н.т.,которые сопровождаются появлением тормозящих отсечку сигналов смещения на диоде 8, формируемых токами плеч при к.з. и второй гармоникой при апериодических б.н.т. При этом начальный ток срабатывания отсечки может быть выбран в 2-4 раза меньше, чем принятое в настоящее время значение (6-9) ном. (ном - номинальный ток трансформатора). Расчетным режимом при определении начального тока срабатывания в этом случае является трансформированный или периодический б.н.т., характеризуемый меньшим, чем апериодический б.н.т., содержанием второй гармоники, поэтому начальное значение тока срабатывания 5 отсечки может быть принято с запасом (2-3) ном. В результате значительно повышается чувствительность отсечки надежность отключения к.з. в зоне . действия дифференциальной защиты 10 трансформатора.

Технико-экономическая эффектив- : ность предлагаемого устройства опре,деляется повышением чувствительности дифференциальной защиты транбфор- 15 матора и, вследствие этого, повышением быстродействия и надежности при отключении к.з. в зоне действия защиты. Экономический эффект обусловливается предотвращением во многих случа-20 ях серьезных повреждений силовых трансформаторов, при к.з., уменьшени• ем стоимости их ремонта, а также уменьшением количества недоотпущенной электроэнергии потребителям. При 25 ₍ предлагаемом усовершенствовании дифференциальной защиты трансформаторов (автотрансформаторов) на подстанциях, примыкающих к дальним электропередачам, сверхвысоких напряжений, вслед-30 ствие повышения быстродействия дифференциальной защиты этих трансформа торов повышается пропускная способность линий электропередач и обеспечивается экономия капитальных затрат при их создании.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к разделу релейной защиты трансформаторов и автотрансформаторов от коротких замыканий к.з.). у Известны устройства дл  дифференциальной защиты трансформаторов, со-, держащие токовые реле, подключенные к дифференциальной цепи защиты через нелинейные элементы - промежуточные насыщающиес  трансформаторы тока.Наличие нелинейного элемента в цепи питани  токового реле позвол ет усилить отстройку дифференциальной защиты трансформатора от токов небаланса при внешних к.з. и бросков намагничивающего тока (б.н.т.) 1. Недостатком известных устройств  в л етс  громоздкость и большое потребление мощности. Наиболее близким к изобретению по техническому решению  вл етс  устройство содержащее трансреактор, первична  обмотка которого включена в , дифференциальную цепь, а к вторичной обмотке подсоединен выпр мительный . мост с подключенными к его выходу цепью отсечки, состо щей из поспедовательно соединенных диода, резистора и токового реле шунтированного конденсатором , и элементом дл  измерени  и сравнени  с заданк«4м значением длительности бестоковой паузы, входные зажимы которого соединены с выходными зажимами выпр мительного моста через резисторы, а параллельно его входу, подключены цепи торможени  от второй гармоники дифференциального тока и тока плеч. Усиление отстройки от токов небаланса при внешних к.з. и б.н.т. в прототипе достигаетс  за счет применени  нелинейных полупроводниковых элементов Г2. .Недостатком известного  вл етс  уменьшение чувствительности дифференциальной защиты трансформатора при переходных режимах внутренних к.з. f Уменьшение чувствительности защиты происходит вследствие искажени  формы и уменьшени  вторичного тока трансфор матора тока при насыщении его магнито провода в режиме внутреннего к,з.,Искажение формы вторичного тока и по вление в нем бестоковых пауз на прин том уровне их замера приводит к отказу элемента дл  измерени  и сравнени  бестоковой паузы, а уменьшение значени  тока приводит к отказу отсечки , ток срабатывани  которого выби раетс  по условию отстройки от токов небаланса при внешних к.з.и б.н.т.В результате при к.з. в зоне действи  дифференциальной защиты трансформато она может иметь недостаточную чувствительность , из-за чего снижаетс  надежность отключени  к.з. трансформатора . Цель изобретени  - повышение чувс вительноси дифференциальной трансформатора, Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем трансреактор , первична  обмотка которого включена в дифференциальную цепь, а к вторичной обмотке присоединен выпр мительный мост с подключенными к его выходу цепью отсечки, состо щей из последовательно соединенных диода резистора и токового реле, шунтированного конденсатором, и элекГентом дл  измерени  и сравнени  с заданным значением длительности бестоковой паузы, входные зажимы которого соединены с выходными зажимами выпр  мительного моста через резисторы, а параллельно его входу подключены цепи торможени  от второй гармоники дифференциального тока и токов плеч, цепь отсечки включена параллельно элементу дл  измерени  и сравнени  Ф с заданным значением длительности бестоковой паузы. Перенесение цепи отсечки с выходных зажимов выпр мительного моста на входные зажимы элемента дл  измерени  и сравнени  с заданным значением дли тельности бестоковой паузы.позвол ет использовать тормозные сигналы от це пей торможени  токами плеч дифференциальной защиты и второй гармоники производной дифференциального тока дл  создани  напр жени  смещени  противоположного по знаку напр жени  рабочего сигнала на диоде в цепи отл сечки и увеличение тока срабатывани  отсечки при токах небаланса в режима внешних к.з. и при б.н.т. В результате оказываетс  возможным выбирать ток срабатывани  отсечки из услови  отстройки от меньших значений токов небаланса и б.н.т., поскольку при значительных токах небаланса и б,н.т. увеличиваетс  значение напр жени  смещени  на диоде в цепи отсечки и происходит увеличение тока срабатывани . На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство дл  дифференциальной защиты трансформатора содержит трансреактор 1, выпр мительный мост 2, к которому через резисторы 3 и присоединены элемент дл  измерени  и сравнени  с заданным значением длительности и бестоковой паузы 5, а также цепь 6 торможени  второй гармоникой производной дифференциального тока и цепь 7 торможени  токами плеч дифференциальной защиты, а также цепь отсечки из последовательно соединенных диода 8, резистора 9 и реле to зашунтированного конденсатором 11. Дл  реализации предлагаемого устройства необходимо перенести цепь с выходных зажимов выпр мител  в рабочей цепи серийно выпускаемой защиты типа ДЗТ-20 на входные зажимы элемента дл  измерени  и сравнени  длительности бестоковых пауз с заданным значением (реагирующего органа защиты ДЗТ-20). Регулирование и установка начального тока срабатывани  отсечки осуществл етс  путем изменени  параметров в цепи отсечки. При внешних к.з. отсечка загрубл етс  преимущественно за счет сигнала смещени  на диоде 8 от цепи торможени  7 токами плеч, а при б.н.т. - за счет сигнала смещени  от цепи торможени  6 второй гармоникой производной дифференциального тока . Таким образом, отпадает необходимость в отстройке отсечки от значительных токов небаланса и апериодических б.н.т.,которые сопровождаютс  по вленр|ем тормоз щих отсечку сигналов смещени  на диоде 8, формируемых токами плеч при к.з. и второй гармоникой при апериодических б.н.т. При этом начальный ток срабатывани  отсечки может быть выбран в раза меньше, чем прин тое в насто щее врем  значение (6-9) ном. (ном - номинальный ток трансформатора). Расчетным режимом при определении начального тока срабатывани  в этом случае  вл етс  трансформированный или периодический 6.Н.Т., характеризуемый меньшим, чем апериодический б.н.т., содержанием второй гармоники, поэтому на- чальное значение тока срабатывани  отсечки может быть прин то с запасом (2-3) ном. В результате значительно повышаетс  чувствительность отсечки надежность отключени  к.з. в зоне действи  дифференциальной защиты трансформатора. Технико-экономическа  эффектив- : ность предлагаемого устройства опре.дел етс  повышением чувствительности дифференциальной защиты тран(5форматера и, вследствие этого, повышением быстродействи  и надежности при отключении к.з. в зоне действи  защиты . Экономический эффект обусловливаетс  предотвращением во многих случа х серьезных повреждений силовых трансформаторов, при к.з., уменьшением стоимости их ремонта, а также уменьшением количества недоотпущенной электроэне Л-ии потребител м. При предлагаемом усовершенствовании дифференциальной защиты трансформаторов (автотрансформаторов) на подстанци х примыкающих к дальним электропередачам , сверхвысоких напр жений, вследствие повышени  быстродействи  дифференциальной защиты этих трансформаторов повышаетс  пропускна  способ- ность линий электропередач и обеспечиваетс  экономи  капитальных затрат при их создании. Формула изобретени  Устройство дл  дифференциальной защиты трансформатора, содержащее трансреактор, первична  обмотка кото рого включена в дифференциальную цепь, а ко вторичной обмотке подсоединен выпр мительный мост, функционально : св занный с цепью отсечки, состо щий из последовательно соединенных диода резистора.и токового реле, шунтированного конденсатором.и элементом дл  измерени  и сравнени  с заданным значением длительности бестоковой паузы , входные зажимы которого соединены с выходными зажимами выпр мительного моста через резисторы, .а параллельно его входу подключены цепи торможени  от второй гармоники дифференциального тока и токов плеч, о т л и чающеес  тем,, что, с целью повышени  чувствительности, цепь отсечки включена параллельно элементу дл  изе мерени  и сравнени  с заданным эначе нием длительности бестоковой паузы. I Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе , 1. Дроздова А.Д. Электрические цепи с ферромагнитными сердечниками в релейной защите. М., Энерги , 19б5, с.116.V
2. 2.Дмитриенко A.M. Дифференциальна  защита трансформаторов и автотрансформаторов , Электричество № 12, 1975, с.1-9. j.