Импульсное устройство для блокировки защиты трансформатора от бросков токов намагничивания

 

СОЯт "г1ЛК

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

ЫТГ

Я :бд 44

Союз Советских

Социалистических

Республик

<«>535644

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.12.74 (21) 2079849/07 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано,15.11.76. Бюллетень № 42 (45) Дата опубликования описания 16.12.76 (51) М.Кл Н 02 Н 1/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Ю. И. Каринский (54) ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ БЛОКИРОВКИ ЗАЩИТЪ| ТРАНСФОРМАТОРА

ОТ БРОСКОВ ТОКОВ НАМАГНИЧИВАНИЯ

Известны устройства для блокировки защиты трансформатора от бросков токов намагничивания, основанные на,сравнении амплитуд разнополярных полуволн то ка и измерении соотношения между постоянной и переменной составляющими токов фаз защиты, а также отношения, второй производной тока,по в ремени,при амплитудном значении тока к величине этой амплитуды (1, 2, 3).

Однако та кие устройства недостаточно точно измеряют амплитуды тока .при их резко пикообразной форме из-за применения промежуточных трансформаторов и ненадежны,в работе.

Прототипо м изобретения является устройсгво защиты, содержащее блок отстройки от срабатывания лри бросках токов намагничивания, состоящий из:промежуточного трансформатора, первичная обмотка которого включена на разность токов двух фаз, а ко вторичной обмотке присоединен двухполупериодный выпрямитель (4). При помощи низкопорогового ограничителя сигналов вырабатываются трапецеидальные импульсы напряжения, за ряжающие интегрирующий конделсатор. Импульсы настряжения поступают также:к детектору временного интервала с:конденсатором, причем последний заряжается и каждом интервале гмежду импульсами напряжения. Детектор времен ного интер вала содержит пороговый элемелт, измеряющий и.первалы времени между импульсами и срабатывающий, если эти интервалы превосходят заданную величину. При броске тока намагни5 чивания,с малыми отрицательными полуволнами тока интервалы .между импульсами на пряження значительно превышают интервалы между импульсами напряжения прн коротких замыканиях, что вызывает срабатывание !

0 порогового элемента, сопровождающееся разрядом интегрирующего конденсатора и последующей блокировкой устройства защиты.

К педостагкам прототипа следует отпест|т низкую надежность распознавания броска тока памагничивапия от то ка .короткого замы кання, обусловленную .применением промежуточного трансформатора тока, искажающего форму вторичного тока при насыщении сердечника апериодпческим током, трапсцендальной формой импульсов напряжения, лолучаемых c помощью амплитудного ограничителя, а также значительными погрешностями абсолютного .метода измерения интервалов между импульсами.

Для повышения надежности .путем умень. шенпя излишних срабатыгваний защиты при бросках тока намагничивания в предлагаемом устройстве на выход трансформатора тока включен пик-трансформатор, к двум вто ричным обмогкам которото через формирую535644 шпе цали .лрисоединены управляющие входы двухолерационных тиристоро в, включенных в плечи дифференциального транзисторного усилителя.

На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2 — графики временных xBIpBKTppIхтик.

Ко 1зторичной обмотке трансформатора 1 тока, в«люченного на ToI«фазы, присоединена первичная обмотка,пик-трансформатора 2 с прямоугольной петлей намагничивания сердеч ника. К одной вторичной обмотке рлик-трансформатора 2 через аналогичную формирующую цепь, состоящую из резисторов 8 и

4 и стаоилитронов 5 и 6, пр исоединена цепь управления двухоперационного тиристора 7. К другой вторичной обмотке пиктраноформатора 2 через аиалопичную формир ующую цепь присоединена цепь управления второго двухаперационного тиристора 7. Управляемые цепи тиррнсторов 7 включены в .плечи дифференциального тран зисторного усилителя напряжения " обшей базой на транзисторах 8, входные цепи которых через резисторы 9 п рисоединены к ITBбилитронам 10 — 18 стабилизированного делителя постоя4рного оперативного напряжения с балластным резистором 14. В,диагонали диффереициального усилителя 8 в ключен интегрирующий конденсатор 15, параллельно которому через .зыпрямительный мост 15 и вспречно,включенный стабилитрон 17 присоединен реагирующий орган — измерительное реле 18 постоянного тока. Контакты реле 18 всех фяз реализуют лс-.ичес кую операцию «Запрет>; с рабатывания защиты трансформатора лпи срабатыва нии устройства блокиров ки хотя бы в одной фазе.

Принцип работы устройства блоскировки пояаняется графиками временрных характеристик, изображенными на фиг. 2. При переходе тока 1р,реле челез нуль;зо вторичных обмот

IKBx .пик-тря ноформатора 2 индуктируются э. д. с. ликообразной формы, ам ллитуды которых ограничиваются стябилитронами 5 и б, а амплитуда тока в улрагляющих целях тиоисторов 7 ограничивается резисторами 4. Полярность,вторичных обмоток пик-трансфор. мятора 2 установлена такой, чтобы .импульсы тоха поочередно отпирали тиристоры 7 на в р ем я, соо пв етствую щее длительности положительных и отрицателыных пол волн тока

i„. У правляемые цели тиристора 7 коммути,руют постоянные по величине токи заряда и разряда интегрирующего конденсатора 15, устанавливаемые на входных цепях транзистора

8 с помощью резистора 9. .В режимах нормальной работы защищаемого трансформатора или коротких замы«а .ний е любом месте электрической системы после затухания апериодиче"кой ссставляюшей тока, короткого замыкания длительности положительных и отрицательных лолу олн

TcI«B незначительно отличаютсЯ сРУг от дпУга. вследствие чего интегрирующий «онделсатор

15 заряжается и разряжается одинаковым тоI«0M iB интервалах, времени, незначительно отличающихся,друг от друкера. Вследствие неравенства длительности разнополярных соседних полуволн то ка ср и погрешностей элементсз усTройства,в интегрирующем конденсаторе 15 постепенно накапливается за|ряд, что через время, определяемое напряжением стабилизации стабилитрона 17, приводит к появлению в измерительном реле 18 импульсов то ,кя относительно малой длительности, от которых реле 18 отстраивается Iiio току срабатывания.

На лряжение У„стабилизации стабилитрона 17 определяет только длительность переход но го процесса при установившемся токе на входе, не влияя на длительность импуль сов тэка измерительного реле 18.

При бросках токов намагничивания дли2о тельности соседних разнополярных полуволн тс.ха реле .значительно отличаются друг от друга по крайней мере в двух фазах из трех, что в соответствии с графиками на фиг. 2 .приводит к быстрому накоплению заряда одного знака интегрирующим конденсатором и появлению,в реле 18 игмпульсэв тока,длительностью, разной 2 (0 †1 ), где 0 ширина основания импульса тока. При этом среднее значение тока измерительного реле 18 зо

35 гДе 1„р — то к заРЯДа и разрЯДа и ITei PHрующего конденсатора 15.

При одиополярном броске тока намагничивания I ср = aap

При|зеденная формула тока 1,р служит для определения среднего значения тока срабатывания измерительного реле 18 при заданном значении ширины D импульсов.

45 Преи мущество изобретения по сравнению с известными устройствами состоит в повыше нии надежности отстройкп от брсскоз тока,намагчичивания и чувствительности к,коротким замыл«аниям устройств релейной защиты, особечно дифференциальной, силовых трансформаторов.

Экономический эффект от использования изооретения cQIcToHT в уменьшении ущерба

55 систем электроснабжения от ошибочных реакций рел ейлой защиты силовых трансформато

РОВ .лри включении последних лод напряжение и коротких замыканиях.

6О Возможный масштаб использования предлагаемого устройства з электроэнергетических системах и системах электроснабжения соответствует количеству силовых траисформаторэз, защита которых требует специальной отстойки от броско в тока намагничпвачия.

535644 чираг.7

Формул а изо бр ете:н ия

Импульсное устройство для блокировки защиты трансформатора от бросков токов намагничивания, |содержащее трансформатор тока, диф фсренциальный транзисторный усилитель напряжения с общей базой и интегрирую щим конденсатором на выходе, параллельно которому через,вы прямительный,мост включены последовательно соединенные реагирующие органы и стабилитрон, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения .надежности путем уменьшения излишних срабатываний защиты,при бросках тока намагничивания, на выход трансформатора тока IBключен пик трансформатор, к двум вторичным обмоткам которого через формирующие цепи присоединены управляющие входы двухоперационных тиристоров, включенных в плечи дифференци5 ального транзисторного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание:при экспертизе:

1. Авт. 0В. СССР № 324681, М. Кл.2 Н 02 Н

1/04,. 1971.

1О 2. Авт. св. СССР № 363153, М. Кл. Н 02 Н

3/28,,1973.

3. Авт. ов. СССР № 325663, M. Кл.2 Н 02 Н

7/04, 1972.

4. Патент Великобритании № 1266186, кл.

Н 2 К, 1972 (,прототи.п).

Редактор А. Пейсоченко

Составитель Л. Корнеева

Техред М. Семенов

Корректор В. Гутман

Заказ 1025/1572 Изд. № 1781 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д, 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»