Устройство для дифференциальной защиты многообмоточного трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой

присоединением за щдаратаенВ 9 комитет СССР по делам изобретений и открытий. К. Ванин т Ульяницки Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им, М, И. Калинина и Ростовский институт инженеров железнодорожного транспора 71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНШ 1 АЛЬНОЙ ЗАШ 11 ТЫ МНОГООБМОТОЧНОГО РАНСФОРМАТОРА С РЕГУЛИРОВАН 11 ЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ПОД НАГРУЗКОЙ Изооретение относится к области автоматизации энергетических систем и предназначено для защиты трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой.Известны устройства для дифференциальной защиты трансформаторов, в которых для отстройки от бросков токов намагничивания сравнивают первую и вторую гармоники дифференциального сигнала и для отстройки от токов небаланса при внешнем коротком замыкании сравнивают рабочий (дифференциальный) и тормозной сигналы, сформированные из величин, пропорциональ- т ных токам плеч защиты, По результату сравнений определяют возникновение повреждения и его место (в зоне или вне зоны действия защиты) 1 .Недостатком этих устройств является то, что они строятся преимущественно с использованием пассивных и электромеханических элементов и, как разработанные позже защиты с использованием полупроводниковых дискретных элементов, имеют большие габаритные размеры, низкое быстродействие, не достаточную унификацию и надежность при значительных погрешностях трансформаторов тока впереходных режимах и пониженную чувствительность из-за отстроики от токов небаланса, вызванных регулированием напряжения под нагрузкой загцищаемого трансформатора.Известно также аналогичное устройство, построенное на операционных усилителях Оно содержит трансформаторы тока, выходы которых соединены через преобразователи ток-напряжение со входами формирователей рабочего и тормозного сигналов и их сумматором. Выходы формирователя рабочего органа сигнала присоединены к сумматору и через полосовые фильтры первой и Второй гармоник и их формирователи модулей - ко входам выходного блока. Выход формирователя тормозного сигнала подключен ко входу сумматора, выход последнего соединен также с одним из входов выходного блока 2.Недостатком такого устройства является то, что в нем осуществляется только компенсация токов небаланса, вызванных регулированием напряжения,под нагрузкой в формирователе рабочего сигнала, нарушение же соотношения токов на входе формирователя тормозного сигнала, вызванное указанным регулированием, приводит к уменьшению тормозноГо сигнала при внешних коротких замыканиях и его появлению при внутренних коротких замыканиях, что снижает чувствительность защиты.Целью изобретения является повышение чувствительности защиты трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой.Это достигается тем, что в предложенное устройство дополнительно введен блок автоматического изменения напряжения, пропорционального току плеча защиты, входы которого соединены с выходами преобразователей ток-напряжение, а выход -- со входами формирователей рабочего и тормозного сигналов и их сумматора, Блок автоматического изменения напряжения содержит два формирователя модуля, сумматор-интегратор, два сумматора, множитель и переключатель. Причем выход первого сумматора. подключен через первый формирова)ель модуля к первому входу сумматора-интегр(зтора, ко второму входу последнего срез второй формирователь модуля подключены два полюса переключателя, а выход сумматора-интегратора через второй сумматор соединен с первым входом множителя и через третий полюс переключателя с резистором ооратной связи,На чертеже приведена схема предло)кенного устройства. 1 О 15 20 Объектом зашиты является многообмоточный трансформатор 1, в котором регулируемая обмотка показана стрелкой. На выводах трансформатора в однолинейном изображении показаны трансформаторы тока 2 - 5, подключенные вторичными обмотками к блоку преобразователей ток-напряжение 35 6 - 9, Подключение последнего трансформатора тока показано условно для пояснения принципа наращивания схемы при увеличении числа обмоток силового трансформатора. В этом случае все последующие преобра 40 зоватсли, начиная с 9, должны подключаться аналогично 7 и 8. Формирователь рабочего сигнала выполнен на основе сумматора- формирователя 10 модуля. Устройство содержит также сумматор 11 рабочего и тормозного сигналов, формирователь 12 тормоз ного сигнала на основе сумматора с разделительными диодами 13, 14, 15 на входах, блок автоматического изменения напряжения пропорционального току плеча защиты (в выходной цепи преобразователя 6), включающий контуо из сумматора 16, формиро 50 вателей 17, 18 модуля, сумматора-интегратора 19, сумматора 20, множителя 21, переключателя 22, К выходу переменного сигнала сумматора-формирователяО модуля подключены полосовые фильтры 23, 24 первой и второй гармоник. Выходные напряжения фильтров выпрямляются с помошью формирователей 25, 26 модуля и противополярно подаются на компаратор 27 выходного блока,Компаратор 28 этого блока соединен с выходом сумматора 11. Выходы обоих компараторов подклочены ко входам конъюктора 29. Выход последнего подключен к схеме ИЛИ 30. К оставшимся входам этой схемы подклк)чаются аналогичные устройства остальных фаз. Все блоки устройства показаны пунктиром, их входы и выходы отмечены точками.С помошыо сумматора 6 суммируются мгновенные значения сигналов (в частном случае при синусопдальных сигналах - геометрическое суммирование). пропорциональных токам нерегулируемых плеч зашиты. Затем с помогцыо формирователей 17, 8 модуля и сумматора-интегратора 19 определяют разницу модуля напряжения пропорционального Гоку плеча, в котором производится регулирование коэффициента трансформации под нагрузкой (цепь преобразователя 6), и модуля суммы мгновенных значений напряжений пропорциональных токам всех остальных плеч. Напряжение с выхода интегратора, соответствуюшее определенной разнице, подается на один из входов сумматора 20, на второй вход этого сумматора подается напряжение, соответствуюшсс единич ному коэффициенту передачи множителя (оно является сомножителем. на который умножается выходное напряжение преобразователя 6). Разница этих напряжений определяет на сколько необходимо изменять коэф фициент передачи, чтобы соотношение между мгновенными значениями сигналов пропорциональных токам плеч не изменялось при регулировании напряжения загцишаемого трансформатора. С выхода множителя снимается новое значение сигнала регулируемого плеча и подастся на формирователи рабочего и тормозного сигналов.Далее на выходе сумматора 11, который в совокупности с ну;ль-индикатором 28, образует компаратор, получают сумму выпрямленного рабочего дифференциального сигнала, сформированного путем суммирования напряжений плеч зашиты с положительной полуволной с выхода сумматора-формирователя модуля 10, тормозного сигнала, пропорционального минимальной сумме абсолютных значений входящих или выходящих токов плеч зашиты, и напряжения уставки, снимаемого с делителя. Тормозной сигнал образуется путем суммирования положительных полуволн напряжений плеч, получаемых с помощью разделительных диодов 13,4, 15 с отрицательной полуволной дифференциального сигнала, получаемой с выхода сумматора-формирователя 10 модуля.При превышении раоочего сигнала над суммой тормозного и уставки срабатывает компаратор 28 и выдает сигнал на конъюнктор. В случае короткого замыкания в зоне модуль выходного сигнала с фильтра 23 первой гармоники преобладает над таковым сфильтра 24 второйармоники в сумме с напряжением уставки.Гри этом срабатывает компаратор 27, и на втором входе конъюктора также появляегся сигнал. В результате вырабатывается сигнал на отключение выклгочателя, подаваемый далее через схемы ИЛИ.Возможны два режима работы устройства, задаваемые с помощью переключателя 22. В первом режиме, когда замкнуты верхние и нижние контакты, блок регулировки коэффициента передачи работает как разомк нутая система, Интегратор переводится в режим апериодического звена, которое с выдержкой времени устанавливается на выходе, разность соответствует определенному коэффициенту передачи.Во втором режиме, когда верхние и нижние контакты разомкнуты, а средние замкнуты, схема переводится вкомпенсационный режим (работает как следящая система). При этом напряжение на выходе интегратора возрастает до тех пор, пока не отработастся коэффициент передачи множителя, строго соответствующий нулевой разнице токов плеч. Этот режим более точный. Для повышения надежности блока ь работе интегратор выполнен с ограничением сигнала по входу, соответствующим пределам регулирования напряжения трансформатора. Постоянная времени интегратора или вносимое апериодическим звеном запаздывание определяются быстродействием зашиты. Она должна быть такой, чтобы блок регулирования не влиял на работу зашиты при к.з. в зоне, что легко достигается, поскольку процесс регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой происходит относительно медленно (измеряется в секундах),Напряжение небаланса, обусловленное изменением коэффициента трансформации под нагрузкой, полностью компенсируется и дополнительно сохраняется соотношение сигналов на входе формирователя тормозного сигнала, что повышает чувствительность и селективность. Все блоки могут быть построе ны на решающих усилителях, тем самым унифицируется схема, улучшается технологичность изготовления и упрощается процесс настройки. В случае необходимости учет фазовых сдвигов токов плеч защиты при различных схемах соединений си,Оного трансформатора может быть осуггествлен в схемах преобразователей ток-напряжения.Формула изобретения1. Устройство для дифференциальной защиты многообмоточного трансформатора с 10 регулированием напряжения под нагрузкой,содержащее трансформаторы тока, выходы которых соединены через преобразователи ток-напряжение со входами формирователей рабочего и тормозного сигналов и их сумматором, а выходы формирователя рабочего сигнала присоединены к сумматору и через полосовые фильтры первой и второй гармоник и их формирователи модулей ко входам выходного блока, выход формирователя тормозного сигнала подключен ко входу сумматора, выход последнего соединен также с одним из входов выходного блока от,гичающееся тем, что, с целью повышения его чувствительности, оно дополнительно снабжено блоком автоматического изменения напряжения, пропорционального току плеча за шиты, входы которого соединены с выходами преобразователей ток-напряжение, а выход - со входами формирователей рабочего и тормозного сигналов и их сумматора.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем,что блок автоматического изменения напряжения содержит два формирователя модуля, сумматор интегратор, два сумматора, множи тель и переключатель, при этом выход первого сумматора подключен через первый фор.мирователь модуля к первому входу суммаЗ 5 тора-интегратора, ко второму входу последнего через второй формирователь модуля подключены два полюса переключателя, а выход сумматора-интегратора через второй сумматор соединен с первым входом множителя и через третий полюс переключателя - с резистороц обратной связи.Источники информации; принятые во внимание при экспертизе1. Ульяницкий Е. М. и др. К вопросувыполнения торможения дифференциальных 45 реле, Электромеханика, 1974,2.2. Заявка218 168/07, кл. Н 02 Н 328,1975, по которой принято решенйе о выдаче авторского свидетельства.Коррек Подписмитета СССР и открытийская наб., д, 4/5 род, ул. Проектная,СоставителТехред О.ЛТираж 856ственного коизобретен ийЖ, Раушт, г. Уж го ь Л. Корнеевуговая р Е. Дичинске