Устройство для дифференциальной защиты трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой

О П И С А Н И Е щ 688945ИЗОБРЕТЕН Ия Союз Советских Социалистических Республик(088.8) бликовано 30,09.79. ло делам изобретеиий и открытийия 30.09.79 ата опубли ания опии Е. М. Ульяницкий политехнический институт институт инженеров железно- нспорта В, К, Ванин, В, Д. Майоро Ленинградский ордена Ленина им, М, И. Калинина и Ростовский дорожного тр) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЬАНСФОРМАТОРА С РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИПОД НАГРУЗКОЙ(22) Заявленос присоед Государствеииый комитет (23) Приор ите Изобретение относится к обтротехники и предназначено дтрансформаторов с регулированжения под нагрузкой (РПН)форматорных подстанций,Известно устройство дифференциальной защиты трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой 11, а также способ выполнения дифференциальной защиты многообмоточных трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой и устройство для его реализации 2).Эти устройства построены на операционных усилителях, обладают высокой чувствительностью и высокой степенью унификации,Их недостатком является пониженная чувствительность при включении трансформаторов на параллельную работу.Последнее устройство по техническому решению и достигаемому эффекту является прототипом предлагаемого изобретения. Оно содержит трансформаторы тока, подключенные к ним преобразователи ток - напряжение, к выходам которых подключены входы формирователя рабочего сигнала, формирователя тормозного сигнала, блока для сравнения рабочего и тормозного сигналов, причем выход преобразователя ток- - напряжение, подключенного к трансформатору тока регулируемой обмотки силового трансформатора, подключен к указанным входам через множительное устройство, а выходы остальных преобра зователей - непосредственно. Ко входамблока для сравнения подключены также выход положительных полуволн формирователя рабочего сигнала, выход формирователя тормозного сигнала и источник на пряжения у ставки, выход отрицательныхполуволн формирователя рабочего сигнала подключен к одному из входов формирователя тормозного сигнала, а выход переменного сигнала ко входу блока отстройки от 15 броска тока намагничивания, состоящегоиз полосовых фильтров и формирователей модулей, выходы которых подключены к выходному блоку, к которому подключены также выход блока для сравнения и источ ник напряжения уставки, блок изменениякоэффициента передачи во вторичной цепи регулируемого плеча, управляемый по цепям тока и состоящий из сумматора напряжений, пропорциональных токам нагруз ки защищаемого трансформатора, входыкоторых подключены к преобразователям ток - напряжение нерегулируемых плечей, формирователей модулей, переключателя, причем первый формирователь модуля 30 подключен к выходу указанного суммато6889453 4ра, второй - через переключатель к выхо- эффициснга передачи подключен к дополду преобразователя ток - напряжение ре- нительному входу сумматора интегратора. гулируемого плеча, сумматора-интегратора, На чертеже приведена схема устройства, на входы котороо противополярно под- в торой част эеео, оощих с протоключены выходы формирователей модулей, б типом, показана в блочном изображении, сумматора, воздействующего на множи- а часть - в принципиальном.тельное устройство. Один вход указанного Объектом защиты является многообмосумматора связан с выходом сумматора- точный трансформатор 1, в котором регуинтегратора, а второй подключен к цепи лируемая обмотка показана стрелкой, смещения, задающей единичный коэффици трансформатор 2 - один из трансформатоент передачи множительного устройства. ров многотрансформаторной подстанции.Недостатком прототипа является то, что Трансформаторы 1 и 2 подключаются к шипервое включение трансформатора под на- нам питающей стороны 3 через выключатегрузку должно осуществляться в среднем ли 4 и 5 и к шинам среднего (илп низшего) положении регулятора (РПН), так как 1 д напряжения 6 через выключатели 7, 8. блок изменения коэффициента во вторич- Злементы 9 - -12 - контакты ключей управной цепи регулируемого плеча отрабатыва- ленпя выключателями 4 - 8 соответственно; ет только медленно Нарастающий ток не и 14 - трансформаторы напряжения баланса и защита может ложно сработать шин 3 и 6. Следует отметить, что упомянупрн включении нагрузки, если регулятор 20 тые выше ключи управления и трансформа- РПН находится в случайном или в одном торы напряжения являются элементами, из крайних положений. Указанный недо- всегда присутствующими в схеме подстанстаток менее существенен для одиночного ции, а не введены авторами при создании трансформатора, но при включении транс- изобретения. На выводах трансформаторов форматора на параллельную работу с дру 1, 2 в однолинейном изобрагкении показагими приводит к необходимости загрубле- ны трансформаторы тока (ТТ) 15 - 17,подния защиты или существенно усложняет ключенпые вторичными обмотками к преоперацию включения трансформатора на образователям ток - напряжение 18, 19, 20 параллельную работу, если регулятор РПН и ТТ 21, 22, 23, которые используются взаработающего трансформатора находится не 00 щите трансформатора 2.в среднем положении. К выходам преобразователей ток - наЦелью изобретения является повышение йряжение 18, 19, 20 подключены входы чувствительности и расширение функцио- формирователя рабочего сигнала (ФРС) нальных Возможностей дифференциальной 24, формирователя тормозного сигнала защиты силового трансформатора с регу- Л (ФТС) 25, блока для сравнения рабочего и лированием напрякения под нагрузкой, тормозного сигнала (БСРТС) 26, причем установленного на многотрансформаторной выход преобразователя 18, питающегося от подстанции, где возможна параллельная ра- ТТ 15 регулируемой обмотки трансформа- бота двух или нескольких трансформато- тора 1 подключен ко входам указанных ров. 10 блоков через множительное устройство 27,Поставленная цель достигается тем, что а выходы преобразователей 19, 20 - непов устройство дифференциальной защиты средственно, На вход блока БСРТС пода- трансформатора с регулированием напря- ются также положительный сигнал с блока жения под нагрузкой дополнительно вве- ФРС 24, тормозной сигнал с выхода ФТС дены блок изменения коэффициента пере д 25 и напряжение уставки. К одному из входачи во вторичной цепи регулируемого пле- дов блока ФТС 25 подключен выход отрича, управляемый по цепям напряжения, цательных полуволн блока ФРС 24.трансформаторы напряжения питающей К выходу переменного сигнала блока стороны и любой другой стороны силовых ФРС 24 подключен блок отстройки от бространсформаторов, ключи управления вы- д 0 ка тока намагничивания БО 28, в котором ключателями защищаемого и параллельно полосовыми фильтрами выделяются первые работающих с ним трансформаторов, при- и вторая гармоники, формируются их мочем два входа указанного блока изменения дули и подаются на выходной блок ВБ 29, коэффициента передачи подключены к ко входу которого подключен также выход трансформаторам напряжения через кон- бблока БСРТС 26 и подается напрякение. такты ключа управления выключателем Помимо указанных блоков схема содерпитающего напряжения защищаемого жит блок для изменения коэффициента трансформатора и через параллельно со- передачи в выходной цепи преобразоватеединенные контакты ключей управления ля 18, осуществляющий управление по цевыключателями другого напряжения всех 60 пям тока (БИНТ) 30, и блок для измене- трансформаторов, третий вход подключен ния коэффициента передачи во вторичных к формирователю модуля, подключенного цепях регулируемого плеча по цепям нак сумматору напряжений, пропорциональ- пряжения - БИНН 31.ных токам нагрузки защищаемого транс- Блок БИНТ 30 состоит из сумматора 32 форматора, а выход блока изменения ко- (Б напряжений, пропорциональных токам на 6889455грузки 32, входы которого подключены к выходам преобразователей 19, 20, формирователя модуля (ФМ) 33, подключенного к выходу сумматора 32, формирователя модуля 34, подключенного к преобразователю 18 регулируемого плеча защиты, сумматора-интегратора с ограничением выходного сигнала 35, ца входы которого противополярно подаются сигналы с формирователей модулей 33, 34, а выход подключен ко входу сумматора 36, На второй вход сумматора 36 подается напряжение смещения, соответствующее 1 коэффициента передачи множительного устройства 27, управляемого от сумматора 36.Конкретный вариант блока БИНН 31, показанный на чертеже, состоит из формирователей модулей 37, 38, входы которых подключены к трансформаторам напряжения 13, 14 через контакты ключей управления 9, 12 выключателями 4, 8, сумматора 39, на входы которого противополярно подаются сигналы с формирователей модулей 37, 38, ключа 40, через который выход сумматора 39 связан с дополнительным входом сумматора-интегратора 35, Ключ 40 управления сигналом с выхода формирователя модуля 33 и закрыт при наличии этого сигнала (т. е. при наличии токов нагрузки трансформатора 1). Благодаря наличию ключа 40 после появления тока нагрузки влияние блока БИНН 31 на работу устройства прекращается, что приводит к повышению чувствительности зац 1 иты к межвитковым замыканиям.Рассмотрим последовательность работы блока БИНН, использование которого составляет сущность предлагаемого изобретения, в процессе включения трансформатора 1 на параллельную работу.Трансформатор 2 находится пол нагрузкой. Предполагаем, что его регулятор РПН находится в некотором отличном От среднего положении. Выключатели 5, 8 включены, и контакты 10, 12 их ключей управления замкнуты, При включении трансформатора 1 на холостой ход контакты 9 ключа управления выключателем 4 замыкаются и напряжения с трансформаторов напряжения 13, 14 через замкнутые контакты 9 и 12 подаются на формирователи модулей 37, 38. На выходе сумматора 39 появляется напряжение, равное разности модулей напряжений с трансформаторов 13, 14.Указанная разность напряжений через замкнутый ключ 40 поступает на дополнительный вход сумматора-интегратора 35, который посредством сумматора 36 устанавливает коэффициент передачи множительного устройства 27, соответствующий установлецному в данный момент положению регулятора РГ 1 Н трансформатора 2. Прежде чем включить трансформатор 1 под нагрузку (параллельно трансформато 6ру 2) его регулятор РПН переключается в положение, соответствующее положению регулятора РПН трансформатора 2, что является необходимым условием для включснця на параллельную работу. Таким образом, схема зягццтьс Оказывается подготовленной к включению тока нагрузки прп новом положении регулятора 1 ПН, п ток небаляцся во вторичных цепях защиты це возникнет прц включении нагрузки. После появления тока цагрчзкц ключ 40 по цепи управления от формирователя модуля 33 выключается и дальнейшее управленце коэффициентом передачи множительного устройства 27 Осуществляется пО току блоком БИНТ 30, в котором сравниваются модули напрятсенцй регулируемого (питасощего) плеча защиты (выход ФМ 34) ц суммы напряжений, пропорциональных токам нагрузкиц (выход ФМ 33), указанная разность воздействует на сумматор-интегратор 35 и от последнего через сумматор 36 ца множительное устройство 27.На основании изложенного, можно заключить, что в результате введения в схему устпойства новых элементов и связей получен эффект повьццеция чувствцтельнО- стц устройства и расширения его фун 1 ццо 11 яльцьс, гозможностей при установке на мцоготряцсформаторцых подстанциях.11 згстовлец макет устройства, который успешно прошел лабораторные испытания. 1. Устройство лля дифференциальной защиты трацсформятора с регулировяццем напряжения пол нагрузкой, содержащее тр анс форм атопы тока, полслючецные к ним преобпязователц ток - напряжение, к выхолам которых подключены входы формирователя рабочего сигналя, формирователя тормозного сигналя, блока лля сравнения рабочего и тормозного сигналов, выход преобразователя ток в напряжение, подключенного к тпянсформатору тока регулируемой обмотки силового трансформатора подключен кказанньсм вхолям через множительный блок, а выходы остальных преобразователей - непосрелственно, ко входам блока для сравнения подключены также выход положительных пол волн фопмирователя рабочего сигнала, выход формирователя тормозного сигналя и источник напряжения уставки, вьсхол Отрицательных полуволц Аормиповятеля рябО- чего сигналя подключен к Одному цз вхО- лов формирователя топмозцого сс гнала, я гыхол перемен "г сигналя - НО входу блока Отстройкц От бпосея тОкя цлмягнцчцВанпи, СОСТОЯГЦЕГО ЦЗ ПЛОСсВЬ 1 Х фИЛЬтРОВ и сь.-рм п )цятелей молмлей. ы Олы .сотО)ь 1 х 1 Оч 1 сл 1 ОЧРнь 1 е Выходномм Оло 1 су, и КО- торо ю подключены также выход блоказя сравнения и источник напряжения 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 05 Формс ля цзобретени яуставки, блок изменения коэффициента передачи во вторичной цепи регулируемого плеча, управляемый по цепям тока и состоящий из сумматора напряжений, пропорциональных токам нагрузки защищаемого 5 трансформатора, входы которого подключены к преобразователям ток - напрякепие нерегулпруемых плечей, формирователей модулей, один пз которых подключен к выходу указанного сумматора, другой - 10 к выходу преобразователя ток - напряжение регулируемого плеча, сумматора-интегратора, на входы которого противополярно подключены выходы формирователей модулей, сумматора, связанного выходом с множительным устройством, один вход указанного сумматора связан с выходом сумматора-интегратора, а другой подключен к цепи смещения, задающей единичный коэффициент передачи множитель ного блока, отличающееся тем, что, с цельо повышения чувствительности и расширения функциональных возможностей, оно дополнительно снабжено блоком изменения коэффициента передачи во вторичной 25 цепи регулируемого плеча, управляемым по цепям напряжения, трансформаторами напрякения питающей стороны и любойдругой стороны силовых трансформаторов н ключами управления выключателями за щищаемого и параллельно работающих с ним трансформаторов, причем входы дополнительного блока изменения коэффициента передачи подключены к трансформаторам напрякения через контакты ключа управления выключателем питающей стороны защищаемого трансформатора и через пап аллельно соединенные контакты ключей управления выключателями других сторон всех трансформаторов, а выход его подключен к дополнительному входу сумматора-интегратора.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, оно содержит ключ, подключенный между гыходом блока изменения коэффициента передачи во вторичной цепи регулируемого плеча, управляемого по цепям напряжения, и дополнительным входом сумматора-интегратора, причем цепь управления ключом соединена с выходом формирователя модуля, подключенного к сумматору напряжений, пропорциональных токам нагрузки защищаемого трансформаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Мв 2181168/24-07, кл. Н 02 Н 3/28, 1974, по которой принято решение о выдаче авторского сьидетельства.2. Заявка Мо 2188837/24-07, кл, Н 02 Н 3/28, 1974, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.Типо пр Редактор В. Левя Тираж 86СР по деламушская наб., дапунова, 2 ектор 3. ТарасоПоди испообретений и открытий4/5