Устройство для дифференциальной токовой защиты трансформатора

Союз Советских Социалистических республик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) уСТРойСТВО для дИФФЕРенцИАЛЬнОЙ тОКОВОИ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРАИзобретение относится к электро-технике и может быть использованодля релейной защиты трансформатора,5Известно устройство дифференциальной токовой защиты трансформатора,содержащее комплекты трансформаторовтока на сторонах трансформатора и ответвлении и дифференциальные реле снасыаакщимися трансформаторами сторможением 11,Недостатком устройства являетсяневысокая чувтсвительность в случае,когда расчетньм для выбора тока срабатывания устройства не является 15условие отстройки от максимальноготока небаланса при внешнем короткомзамыкании на ответвлении,НаиболеЕ близким по техническойсущности к предлагаемому является Юустройство, которое содержит в каждой Фазе трехстержневой насыщающийсятрансформатор, включенный между трансформаторами тока и исполнительным .реле 21 .Недостатком известного устройства является то, что для повышениячувствительности защиты в некоторыхслучаях приходится выбирать трансформаторы тока с завышенным коэффициен" 30 том трансформации, что увеличиваетстоимость защищаемой установки,Недостаточная чувствительностьвызывается невозможностью точной ус.тановки расчетных (часто дробных)чисел витков на первичной обмоткенасыщающегося трансформатора приступенчатой регулировке тока срабатывания,Цель изобретения - уменьшение стоимости защищаемой установки.Укаэанная цель достигается тем,что устройство для дифференциальной токовой защиты трансформатора, .содержащее трансформаторы тока насторонах защйщаемого трансформатораи подключенные к ним дифференциальные реле с насыщающимися трансформаторами, дополнительно снабжено вкаждой Фазе двумя регулируемыми резисторами, первый из которых подключен параллельно вторичной обмоткетрансформатора тока одной из сторонзащиты, а второй включен последовательно между первым резистором йпервичной обмоткой насыщающегосятрансформатора,Дополнительные резисторы обеспечивают увеличение коэффициента трансформации трансформаторов тока тем, 858164что в первичную обмотку насыщающегосятрансформатора поступает только частьвторичного тока трансформаторов тока,это позволяет увеличить чувствительность защиты и уменьшить стоимостьгпутем выбора шкафов комплектногораспределительного устройства (КРУ)на меньший номинальный ток, уменьшения количества трансформаторов тока и габаритов распределительногоустройстваНа фиг, 1 приведена однолинейнаяпринципиальная электрическая схемапредлагаемого устройстваз на Фиг. 2 -пример ее конкретного применения длязащиты трансформатора блока генератор-трансформатор. 15Устройство содержит трансформаторы 1 и 2 тока, первичные обмотки 3и 4 насыщающегося трансформатора,обтекаемые переменным током внешнего повреждения, первичную обмотку 52 Онасыщающегося трансформатора, обтекаемую переменным током внутреннегоповреждения, вторичные обмотки 6 и 7насицающегося трансформатора, к которым подключается реле 8, сердечник 9,регулируемые резисторы 10 и 11, обеспечивающие плавную регулировку токасрабатывания. Это уменьшает ток небаланса при внешних коротких замыканиях, обусловленный неполным выравниванием вторичных токов в плечах дифФеренциальной защиты из-за невозможности точной установки расчетных чисел витков,Устройство работает следующимобразом.В режиме нормальной работы под нагрузкой и при внешнем коротком замыкании вне зоны действия дифференци"алькой защиты сумма всех магнитныхпотоков в магнитопроводе насыщающегося трансформатора равняет я нулю(при неучете небаланса) и реле несрабатывает, первичная обмотка 5 обг 1 адает только активным сопротивлением (как при постоянном токе), а индуктивное сопротивление равно нулю,Изменением величины резисторов 1011 регулируется значение вторичноготока трансформатора 2 тока, поступающего в обмотку 5. 50В аварийном режиме при повреждениив зоне, действия дифференциальной защиты магнитные потоки суммируютсяи обмотка 5 обладает нелинейным индуктивным сопротивлением, зависящимот результирующего магнитного потока в магнитопроводе насыщающегосятрансформатора и значительно превосходящим активйое,сопротивление обмотки 5.Сопротивление первиЧной обмотки 5 га следовательно, и распределение токав параллельных ветвях с резисторами10 и 11, автоматически управляетсяв зависимости от положения места короткого замыкания. 6Для осуществления дифференциальной защиты трансформатора (автотрансФорматора) блока генератор-трансформатор при наличии ответвления предлагаемое устройство осуществляется посхеме, приведенной на фиг, 2, и содержит силовой трансформатор 12,трансформаторы 13 - 15 тока, дифференциальное реле 16 без торможенияс трехстержневым насыщающимся трансФорматором, имеющее первичные обмотки т.е. рабочую 17-и уравнительные18 и 19, вторичные обмотки 20 и 21насыщакщегося трансформатора, к которым подключается исполнительное реле 22, Ш-образный сердечник 23, регулируемые .резисторы 24 и 25,В схеме можно применить дифференциальные реле 16 с тремя первичными рабочими обмотками, но без уравнительных обмоток, резисторы 24 и 25возможно выполнить нерегулируемыми,По условию полного выравниваниянамагничивающих сил (НС) вторичныетоки в плечах защиты определяются пономинальной мощности трансформатора12 вне зависимости от мощностей отдельных ветвей защищаемого элемента,Наибольший вторичный ток будет вплече дифференциальной защиты со стороны ответвления (основная сторона)если его трансформаторы 15 тока выбраны по номинальному току ответвления,значительно уступающему номинальномутоку трансформатора 12 блока,Предварительный ток срабатыванияреле на основной стороне 7 р расчетной оси определяется по выражению(Ъ)33 с ъ. (хсч. Оск.ср.Раич.осн, "т.осн г (г)- (г)расч. осн ) Из выражений (11 и (2) следует, что малая величина )чр,имеет место при сочетании большого значения тока срабатывания защиты на основной стороне Эс.арам.оси. и малого где К - коэффициент схемы присимметричном режиме длясхемы соединения трансформаторов тока на основной стороне трансформатора 1посн - коэФФициент трансформации трансформаторов тока на основной сторонетрансформатора,Расчетное число витков обмотки 17 дифференциального реле 16 для основной стороны жраопределяется как отношение НС срабатывания реле Гс,р к предварительному току срабатывания релекоэффициента трансформации трансформаторов тока ответвления. При выборе установленного числа витков основной стороны полученное расчетное дробное число уменьшается до ближайшего меньшего числа витков, которое можно установить на реле, что может привести к существенному увеличению предварительно принятого тока срабатывания защиты основн й и, следовательно, неосновных сторон,Для увеличения чувствительности дифференциальной защиты включаются резисторы 24 и 25 со стороны ответвления.Устройство работает следукщим образом. В режимах нагрузки и внешнего короткого замыкания при равновесии намагничивающих сил в насыщающемся трансформаторе дифференциального реле 16 индуктивное сопротивление обмоток 17 - 19 принимается равным нулю,а их активное сопротивление близко к нулю, следовательно, в этих режимах регулируемые,резисторы 24 и 25 включены параллельно, Достигаемое резисторами 24 и 25 изменение коэффициента трансформации трансформаторов 15 тока позволяет получить оптимальный коэффициент трансформации, а также расчетное число витков, близкое к устанавливаемому числу витков обмотки 17 реле на основной стороне,Формула изобретения Устройство для дифференциальнойтоковой защиты трансформатора автотрансформатора), содержащее трансФорматоры тока на сторонах,защищаемого трансформатора и подключенные кним дифференциальные реле с насыщающимися трансформаторами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюуменьшения стоимости защищаемой устао новки путем обеспечения выбора трансФорматоров .тока при заданной чувствительности по номинальному токуприсоединения, оно дополнительносн"бжено в каждой фазе двумя регули 15 руемыми резисторами, первый из которых подключен параллельно вторичной обмотке трансформатора тока одной из сторон защиты, второй включен последовательно между первым реЩ зистором и первичной обмоткой насыщающегося трансформатора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Руководящие указания по релейной защите, Защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов.М,-Л Госэнергоиздат, 1962, вып,4,с,89. Защита блоков генератортрансформатор и генератор-автотрансформатор, М,Л "Энергия", 1963,вып. 5, с.62.2, Авторское свидетельство СССР9 96285, кл. Н 02 Н 3/28, 1950.858164 Редакто 62/88 , Тираж 675 Подписное ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5акаэ Филиал ППП Патент", г. ужгород, ул, Проектная Составитель А. Сурба олкова ТехредМ. Голинка Корректор В. Синицкая е