Устройство для дифференциальной защиты трансформатора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I!ö б00б50

Со1оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.05.75 (21) 2133790/24-07 с присоединением заявки № (51) 11. Кл 2 Н 02Н 3/28

Н 021 7/04

Совета Министров СССР ло делам изобретений и Открытий (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 04.04.78 (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Г. В. Бердов, М. М. Середин и А. В. Лебедев

Южное отделение ордена Октябрьской Революции всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей «Энергосетьпроект» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЪНОЙ ЗАЩИТЫ

ТРАНСФОРМАТОРА

ГосУдарственне1й комитет (23) Пpиоритет

Изобретение относится к области релейной защиты энергосистем, в частности к релейной защите силовых трансформаторов и автотрансформаторов.

Известны устройства для дифференциальной защиты трансформаторов, которые имеют повышенную отстройку от бросков тока намагничивания за счет фиксации бестоковых пауз на заданном уровне в токе дифференциальной цепи или его производной, а такхке за счет измерения второй и более высоких гармовп1ческих составляющих. Прп этом отстройка от токов небаланса при внешних коротких замыканиях достигается зл счет процентного торможения.

Из извест ых устройств для дифферcilöèàëüной за!циты, обладающих отстройкой от переходных процессов, наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является серийно выпускаемое реле типа

ДЗТ-11-14 с магнитным тормохкением. Отличительной особенностью этого устройства является то, что оно содержит трехстерхкневой насыщающийся трансформатор тока с рабочей обмоткой, включаемой в дифференциальную цепь и располагаемой на среднем стержне, тормозными и вторичными полуобмотками на крайних стержнях и реагирующий орган.

Недостатком устройства является невысокая отстройка от броска плма IIII швающ< го тока и тока elle!!IIIx apxio>IIII

Целью изобретения является увслпчсппс быстродействия, чувствительности и улучшс5 нпе отстройкп от токов частоты 150 Гц и вишс. Для осущест I! IIIIsI этой цели втopiI IIIIlo полуобмоткп насыщлющегося трансформлтор;l тока через формирователь си!в!алов с амплитудой, пропорц1юпал!и!ой срсдilcму значс10 lllilo тока в lllix, и пороговый блок подсосд11IIcIII l к первому входу схсмы 11, Iicpil!! i!I;»I обмотка дополни гсльно ус1л овл iilioi о трлпсреактора включена в дифференциал!.нх ю цсц!., первая вторичная обмотка трапсреакторл 1с15 рсз приставку тормож IIIIII прп бросках ll

Крок!е то! о, !1р вставка xopxioженпя Ilр ц бросках памагнпчивающего тока и токах высших

25 гармоник выполнена в впде двуx opl;Illo!3 II3мсренпя времени превышения полуволплм напряжения на первой вторичной обA!Oткc трансреактора заданного уровня. прп Icxi входи каждого из этик органов подключены между

600650 одним пз концов первой вторичной обмотки трансреактора и средним выводом этой обмотки через диоды с одинаковой проводимостью.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема.

Предлагаемое устройство состоит из промежуточного насыщающегося трансформатора 1 тока, имеющего рабочую обмотку 2 на среднем стержне, вторичные полуобмотки 3 и 4 на крайних стержнях, тормозные обмотки 5, б на крайних стержнях; трансреактора 7, имеющего первичную обмотку 8, соединенную последовательно с рабочей обмоткой трансформатора 1, и две вторичные обмотки 9 и 10; формирователя 11 сигналов с амплитудой, пропорциональной среднему значению входного сигнала; приставки 12 торможения при бросках намагничивающего тока и токах высших гармоник; элемента 13 дифференциальной отсечки; пороговых блоков 14, 15; логической схемы И 1б; выходного органа 17, представляющего собой релейный полупроводниковый усилите 7ь.

Формирователь состоит (см. фиг. 2) из выпрямительного моста, ко входу которого через линейный дроссель подключены вторичные полуобмотки 3 и 4 и резистор, Положительный полюс моста через другой резистор соединен с эмиттером транзистора 18 и через конденсатор — с базой этого транзистора, на которую через третий резистор подается постоянное смещение. Отрицательный полюс моста соединен с интегрирующей RC-цепочкой. Между коллектором и эмиттером транзистора 18 включены диод и сглаживающий конденсатор.

Отрицательный полюс диода подсоединен к базе транзистора 19.

Приставка торможения подсоединена к обмотке 9 трацсреактора, имеющей средний вывод.

Приставка тормо>квния представляет собой формирователь сигналов с амплитудой, пропорциональной длительности импульсов полуволн входного сигнала па заданном уровне, и состоит из двух формирователей запирающих импульсов, соединяющих базы транзисторов 20 и 21 с концами обмотки 9. На базы транзисторов 20 и 21, эмиттеры которых подсоединены к среднему выводу обмотки 9, подается постоянное смещение через резисторы, а их коллекторы через другие резисторы подсоединены к источнику постоянного напряжения. Между эмиттером и коллектором транзисторов 20 и 21 включены конденсаторы, на которых формируются импульсы с амплитудой, пропорциональной длительности импульсов полуволн входного напряжения приставки торможения на заданном уровне. Коллекторы транзисторов 20 и 21 через параллельно включенные резистор и диод подсоединены к сглаживающему конденсатору, параллельно которому включен диод.

1О

25 зо

4О

4 элемент дифференциальной отсL÷êè состоит пз выпрямительного моста, вход которого подсоединен к вторичной обмотке 10 трансреактора. К выходу моста через сопротивление и диод подсоединен конденсатор. Отрицатсл|пый полюс диода чсрсз резисторы и диоды соединен со входом выходного органа 9.

Функция пороговых блоков 14, 15 и логической схемы И фиг. 2 выполняется одним блоком, состоящим из транзисторов 19 и 22 и трех резисторов.

В соответствии со структурной схемой на фиг. 1 срабатывание устройства обеспечивается при одновременном превышении сигналами на входах пороговых блоков 14 и 15 уровней срабатывания пли при превышении значения сигнала на входе элемента отсечки 13 уровня срабатывания реагирующего органа, При коротком замыкании в зоне действия защиты по рабочей обмотке 2 трансформатора

1 и первичной обмотке 8 трансрсактора 7 протекает синусоидальный ток. При этом длительность запирающих импульсов, подаваемых а базы транзисторов 20 и 21 (фиг. 2) достаточна для заряда соответствующих конденсаторов до напряжений, превышающих уровень открывания транзистора 22. Так как уровень сигнала на выходе формирователя 11 превышает в этом режиме уровень открывания транзистора 19, то устройство срабатывает. Измерение среднего значения тока во вторичных по.7) oáìîòêàõ 3, 4, выполняемое формирователем 11, необходимо производить для обеспечения уменьшения разброса тормозных характеристик в зависимости от угла сдвига между тормозным и рабочим током. В описываемом устройстве тормозная характеристика может регулироваться переменным сопротивлением

При апериодических броска.х намагничивающего тока устройство не работает благодаря насыщению трансформатора 1, а также благодаря уменьшению выходного сигнала приставки 12. При трансформированных бросках устройство загрубляется за счет сокращения длительности импульсов в полуволнах напряжения на входе приставки 12. Приставка торможения 12 отстроена от периодических бросков, при которых длительность импульсов полуволн на входе приставки не превышает б мс. Приставка по принципу своего действия отстроена от синусоидальных токов высших гармоник, так как длителыисть импульсов полуволн напряжения па входе приставки при порядке гармоники больше единицы, меньше

5 мс. Высшие гармоники, накладываемые на ток основной частоты, обусловливают за счет дифференцирования трансреактором различную глубину пульсаций в зависимости от их порядкового номера и интенсивности. Поэтому, изменяя регулируемыми сопротивлениями смещение на транзисторах 20 и 21, можно добиться отстройки от высших гармоник также и в случае наличия тока основной частоты.

600650

Формула изобретения

1. Устройство для дифференциальной защиты трансформатора, содержащее трекстержневой насыщающийся трансформатор тока с рабочей обмоткой, включенной в дифференциальную цепь и расположенной на среднем стержне, тормозными и вторичными полуобмотками на крайних стержнях, элемент дифференциальной отсечки и выходной орган, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, чувствительности и улу пиения отстройки от токов частоты 150 Гц и выше, вторичные полуобмотки через формирователь среднего значения тока в иих и пороговый блок подсоединены к первому входу схемы И, первичная обмотка дополнительно установленного трансреактора включена в!!!ф(!)СР(. 1 1 ИИ;IЛ 1>ll 10 ll(>П!>, П(Р1>!IЯ I! I 0P Il III Iß (: 0>«О 11>а 1 Р !1!1(П(а1\1 ОР 1 ЧСР СЗ IIP IIC1 аВК>> ТОР можеиия и другой пороговый блок присоединена ко вгорому Входу схем!! И, а вторая вто5 ри шая оомотка подк,.почсВ к элементу дифференциальной отсечки, выход которого объединен с выходом схемы II и подсоединен ко входу выходного органа.

2. Устройство по п. 1, отл ич а ющеес я

1(! тем, что приставка торможения выполнена в вилс двух органов измерения времени прсвы(псния полуволнами напряжения первой BTOричной обмотки трапсреактора заданного уровня, причем входы каждого из этик органов

1д подключены между одним из концов первой вторн гной обмотки трансрсактора и средним выводом этой об «отки через диоды с одинаковой проводимост! !о.

600650

Составитель В, Стрелков

Техрсд Л. Гладкова

Корректоры: Л. Орлова и О. Тюрина

Редактор 3. Старикова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 356/13 Изд. № 340 Тираж 892 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5