Устройство для дифференциальной защиты силового трансформатора

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликсо ием заявкиГосударствеииый коцит Совета Миииотроа ССС по делам изаоретеиий и открытий(45) Дата опубликования опнса 3.7 Короле(72) Автор изобретения эрдена Окгябрьской Революции тно-изыскательскэго и научно- института "Энергэсетьпрэект" сесэюзногэследовательског РОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА 5 Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной дифференциальной защите и может быть использовано, например, для зашиты трансформаторов, блоков генератор-трансформатор и генераторов при коротких замыканиях,Известны следующие устройства длядифференциальной защиты трансформатора,содержащие поомежуточные грансформаторы тока, к выходным обмоткам которых 10подключены полупроводниковые функциональные и логические элементы и выходные реле, являющиеся аналогами предложенного,Устройство для зашиты двухобмоточноготрансформатора, содержащее два трансформатора тока, ко вторичным обмоткам которых через промежуточные трансформаторы подключен орган сравнения фаз, органблокировки от апериодической составляющей и источник оперативного питания, отличаюшееся тем, что, с целью повышениячувствительности к внутренним короткимзамыканиям при двустороннем питании иисключения ложной работы при обрыве токовой цепи, каждый из промежуточных 25 Гэрьковское отделентрансформаторов снабжен дополнительной обмоткой, причем орган блокировки от апериодической составляющей подключен к выходу органа сравнения фаз, содержащего два входа, определенным образом подключенные через две схемы "ИЛИ" ко вторичным обмоткам промежуточных трансформаторов Г 11 Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не отстроено от двухполярных бросков тока намагничивания силового трансформатора. Кроме того, в переходных режимах, когда могут насыщаться магнитопроводы трансформаторов тока, возможна задержка в срабатывании при внутренних и неправильная работа при внешних к.з.Известно также устройство для дифференциальной защиты 12 трансформаторов, содержащее промежуточные трансформаторы, орган сравнения фаз, выходной орган и орган блокировки от бросков тока намагничивания.Недостаток эт чается в возможности блокирования зашитьна время переходного процесса к.з. в за54 2289 шишаемой зоне за счет повышенно. оодержания во вторичном токе второй гаомоники, используемой в устоойстве для действия блокировки.Прототипом изобретения является устройство для дифференциальной зашиты силового трансформатора, содержащее датчики фазных и дифференциального токов, к выходам которых через оабочую и тормозные цепи подключен реагирующий орган, состоящий из формирователя прямоугольнь.х имчульсов и последовательной логической цепочки "НЕ-В-НЕ-Вф (3 (. В этой защите исгользован принцип торможения по второй гармонике тока и время-имульсный принцип, осчованный на сравнении длительности пауз.Недостатками протитопа являются;1, Существенное увеличение времени срабатывания зашиты при к,з. в защищаемой зоне с апериодической составляющей в первичном токе, приводящей к насыщению магнитопроводог ТТ в переходном режиме, Такой режим возможен даже при токах к.з., не превышающих порога срабатывания дифферердиальной отсечки, Кроме того, наличие в искаженном переходном вторичном токе второй гармоники приводит к дополнительному тооможению (загрублению) защиты.2. Неправильное срабатывание зашиты при наличии периодических бросков тока намагничивания, так как в цепях с реальными ТТ форма кривой тока небаланса может быть близка к синусоидальной. Аналогичная ситуация возникает и при включ",нии блока генератор-трансфооматор в сеть методом самосинхронизации. Длительность пауз в этих случаях может не превьшать соответствующих значений при коротком замыкании в защищаемой зоне. Пель изобретения - повышение надежности и селективности, Эта цель достигается тем, что в каждой фазе вход первого элемента "НЕф одной логической цепочки "НЕ-В-НЕ-Вф подключен к выходу формирователя импульсов положительной полярности и к входу второго элемента "НЕф второй логической цепочки, а вход первого элемента "НЕ" второй логической цепочки подключен к выходу формирователя импульсов из отрицательной полярности тока и к входу второго элемента "НЕ" первой логической цепочки, причем выходы всех логических цепочек трех фаз подключены к блокирующим входам пусковых органов через логический орган ФИЛИ", Это позволяет повысить чувствительность зашиты за счет обеспечения надежного б 16 1 ЯО 45 40 46 36 И Ю 4блокирования ее при внешних короткихзамыканиях и всех видах бросков токанамагничивания силового трансформатора.На чертеже изображена блокхемаустройства, С обеих сторон защищаемогообьекта 1 имеются трансформаторы тока2 и 3, вторичные обмотки которых черезфазосравнивающие пусковые органы 4 соединены в дифференциальную схему. В дифференциальную цепь каждой фазы включеныдатчики дифференциального тока 5. К выходам датчиков дифференциального тока подключены формирователи 6 и 7 прямоутольных импульсов из полуволн тока положительной и отрицательной полярностей. Выходы формирователей 6 и 7 подключенысоответственно к входам двух логическихцепочек "НЕВ-НЕ-Вф (8,9,10,11 и 12,13, 14, 15) и ко вторым входам элементов"НЕ" противоположных цегочек - 14 и10. Выходы всех логических цепочек трехфаз через схему "ИЛИф 16 подкгючены кблокирующим входам пусковых органов 4,Устройство работает следующим образом, В нормальном режиме пусковые органы 4 и формирователи 6,7 импульсовотстроены по уставке от рабочих токов небаланса. Трансформаторы тока 2 и 3 выбраны таким образом, чтобы в установившемся режиме внешнего к.з. их полнаяпогрешность не превышала 10 о,При включении защищаемого тра сфор -матора нод напряжение или ри восстановлении напряжения всети комплект траисфор -маторов тока, соответствующий включаемойобмотке, замеряет ток намагничивания силовогл трансформатора. Ток протекает подифференциальной цепи черсз датчики 5 ипусковые органы 4. Если значения токовпревышают уставки срабатывания 4 и 5,то в тех фазах, где ток однополярный, будет работать только один из двух формирователей 6 или 7 и соответствующая логическая цепочка 8-11 или 12-15. Наэлементах 8, 9, 10 ( 1 2, 1 3, 14 ) реализуется схема "память". Уставка временисрабатывания 9 (13) (время памяти) выбирается равной около 15 мс с учетомперекрытия наибольшей паузы между двумясоседними сигналами тока одной полярности,Сигнал с выхода,10 (14) поступаетна второй элемент времени 11 (15), гдеосуществляется его задержка на 20 мс.Такое время выбраноисходя из необходимости проверки отсутствия импульса тока обратной полярности, приходящего навход сброса памяти 10 (14) от формирователя противоположной полярности, С вы -хода 11 (15) сигнал через схему фИЛИф(16) поступает на блокирование пусковыхорганов (4) всех тоех фаз, Собственноевремя срабатывания пусковых органов (4)дэлжпэ быть бэльше уставкп элементов 11 (15).В тех фазах, где ток двухполярный,работают попеременно оба преобразователя 6 и 7, но на выходе 11 и 15 сигналов нет, так как обе логические цепочки ропериодически взаимно блокируются, т.е,осуществляется периодический сброс памчти от формирователей прочивоположныхполярностей,Так как при бросках налигничивающеготока хотя бы в одной фазе всегда существует однополярный ток небаланса, тозашита будет блокироваться. ТО же самоеимеет место при внешних коротких замыканиях с апериэдпческэй составляютцей впервичном токе и при включении блокагенератор в трансформат в сеть методомсамосинхронизации. В этих случаях такжехотя бы в одной из фаз дифференциальнойцепи всегда будет однополярный ток и зашита заблокируется.При коротких замыканиях в защищаемойзоне ток в дифференциальной цепи во всех трехфазах всегда двухполярный даже в переходном режиме и насыщении трансфэрматэров30тока, поэтому пусковые органы не блокируются, и защита действует на отключение.Устройство позволяет выполнить зашифту трансформатора, отстроенную от всехвидов возможного небаланса с током срабатывания 0,15 - 0,2 номинального токатрансформатора. При этом зашита оказывается достаточно чувствительной при40повреждениях в обмотке трансформатора(замыкание одного витка). Время действиязашиты не превышает 20-25 мс,Устройство может быть использованодля зашиты генераторов и блоков генера 46тор-трансформатор. Экономическая целесообразность заключается в том, что исключаются непоавильные отключения защищаемых объектов, приводящие к ущербу,связанному с перерывами в энергосн;:бжении потребителей.формуча изобрете нв яУстройство для дифференциальной за 1:иты силового трансформатора, содержа.пе. трансформаторы тока всех присоединений, втгричные обмотки которых через фдзосрав - ниваюший пусковой орган и датчики дп 44 еренциального тока соединены в дифференциальную схему, формирователи прямоуго,ив ных импульсов из дифференциальнот э тэка положительной и отрицательной полярн"стсй и логические цепочки "НЕ-В-НЕ-В", а т -л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности и селективпости, г каждой фазе вход первото элемента НЕ" очной логической цепочки "НЕ-В-НЕ-В" подключен к выходу формирователя импун, - сов положичельной полярности и к входу второго элемента "НЕ" второй логической цепочки, а вход первого элеменчд НЕ" второй логической цепочки подключен к; ни ходу формирователя импульсов из Очриц- тельной полярности тока и к гходу второго элемента фНЕф перьой логической цепочки, причем выходы гсех логических цепочек трех фаз подключены к блокирующим входам пусковых органов через логи ческий орган фИЛИф.Источники информации, принчтые во внимание при экспертизе:1. Поляков В, Е., Троценко А, А, Устройсчво для защиты двухобмоточного трансформатора. Авт. свид, М 3 93 7 93, кл. Н 02 Н 3/28, 7/04. Бюллетень изобретений .1 Ф 33, 1973 г.2. Роте К. и др. "Реле для зашиты генераторов, трансформаторов и щин в энергосистеме ГДР. "Известия ВУЗов СССР. Электромеханика", 1 974 Ъ 9, счр. 1 О 48- 1051.3. Дмитренко А. М Дифференциальная зашита трансформаторов и автотрансформаторов. Электричество, 1975 г, .Мц 2, стр. 1-9 (прототип).Составитель А. СеливахинРедактор В. Фельдман Техред О. Луговая Корректор В. ЗоринаЗаказ 5996/34 Тираж 882 Подписное ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4