Устройство для дифференциальной защиты многообмоточного трансформатора

 

Союз Советских

Социалистических республик 647791 (61) Дополинтельиое к авт. свид-ву (22) Заявлеио16.10.75 (21) 2181) 68/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

ОпубликоваиО 15.02.793зеоллетень М 6

Дата опубликования отгисаиия17.02.79 (51) М. Кл.Я

Н 02 Н 3/28

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открьиий (53) УДК 621.316. .925(088.8) (72) Автори изобретении

В. К. Ванин, B. Д. Майоров и E. М. Ульяницкий

Ростовский-на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта и Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНИИАЛЬНОЙ ЗАШИТЫ

МНОГООБМОТОЧНОГО ТРАНСФОРМ АТОРА

Устройство относится к электротехнике и предназначено для защиты многообмоточных трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой.

Известны устройства дифференциальной защиты многсюбмоточных силовых трансформаторов, использующие для отстронки от токов небаланса торможение сигналом, получаемым из токов плеч защиты, а для отстройки от бросков тока намагничивания— торможения второй гармоникой тока включения трансформатора. Эти устройства полностью или частично построены на операционных усилителях (1), Прототипом предложенного устройства, наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, является устройство для дифференциальной защиты многообмоточного трансформатора, содержащее трансформаторы тока, ко вторичным обмоткам которых присоединены преобразователи ток — напряжение, на выходе которых включены формирователь рабочего сигнала, формирователь тормозного сигнала и первый блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом формирователя тормозного сигнала, другой нз входов соединен с выходом положительных полуволн формирователя рабочего сигнала, выход отрицательных полуволн которого соединен с одним из входов формирователя тормозного сигнала, а выход переменного сигнала формирова5 теля рабочего сигнала через фильтры первой и второй гармоник и формирователи модуля подключены к первым двум входам второго блока сравнения, третий его вход соединен с одним нз выходов первого блока сравнения, а. выходы первого и второго блоков сравнето ния подключены к логическому элементу ИИ, Однако прн использовании подобных устройств для защиты силовых трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой,, для отстройки 0t дополнительных токов небаланса, вызванных регулированием напряжения под нагрузкой, онн должны иметь более высокий коэффициент торможения нли большую уставку, что снижает чувствительность защиты.

Цель настоящего изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение чувствительности дифференциальной защиты трансформаторов с регулированиеM напряжения под нагрузкой.

01770 !

j )k

И«стаял(иная цель д(>сги;1)еГ(>1 тем, )то устройство для дифференциальной защиты многообмоточного трансформатора, содержащее трап(.форматоры тока, !<о вго!эичным

Обмот!(ам которых присоединены преобр)130ватели ток — напряжение, .на выходе которых включены формирователь рабочего сигнала, формироьатель тормозного сигнала и первый блок сравнения, один из входов (оторого соединен с выходом формирователя тормозного сигнала, другой из входов соединсн с выходом положительных полуволн формирователя рабочего сигнала, выход отрицательных полуволн которого соединен с одним из входов формирователя тормозного сигнала, 3 выход переменного сигнала формирователя рабочего сигнала через фильтры первой и второй гармоник и формирователи модуля подключены к первым двум входам второго блока сравнения, третий его вход соединен с оДним из вь(ходов первого блока сравнен )я, четвертый -- с одII!Iv из входов первого блока сравнения, а вь)ходы >)ервого и второго блоков сравнения подключены логическому элементу И, снабжено блока .; компенсации токов небаланса в преде.;13; допустимого диапазона регулирования напряжения, одни входы которого coe()3 Hell) I с входами блока сравнения, а другой вход соединен с выходом положительной полуволны формирователя рабочего сигцала, а выход блока компенсации токов небаланса подключен к четвертому входу второго блока сравнения.

Иа чертеже представлена принципиальная схема одной фазы устройства дифференциальной, защиты многообмоточного трансформатора 1. Вторичные обмотки трансформаторов тока 2 плеч защиты включены на входы преобразователей ток — напряжение 3 устройства дифференциальиой защиты. Выходы преобразователей ток — напряжение 3 подключены к входам формирователя рабочего сигнала 4, формирователя тормозного сигнала 5, первому блоку сравнения б и блоку компенсации токов небаланса 7. Формирователь рабочего сигнала 4 имеет выход переменного сигнала 8, выход отрицательных полуволн 9 и выход положительных полуволн 10.

Выход перемешгого сигнала 8 соединен с входами фильтра первой гармоники 11 и фильтра второй гармоники 12 рабочего сигнала, Выходы фильтров. включены на формирователи модулей 13. Выходы этих формирователей модуля соединены с двумя входами второго блока сравнения (компаратор)

14, на третьем входе задается уставка устройства защиты четвертый вход компаратора 14 соединен с выходом блока для компенсации токов небалзнса -7.

Выход отрицательных полуволн 9 формирователя рабочего сигнала 4 соединен с входом формирователя тормозного сигнала

5. Выход положительных полуволн 10 с вх(>д(>>1 бл<ж;1 для комн)енсации ток»н rk( баланса 7. Выходы ilr)r леднего бл»ка и ф», м и рова тел я тормоз н01 Г) c HI 33 )3:) 1)кл к)ч(!11. на входы первого блока сра()пения 6. Вых».)û блоков сравнения 6 и !4 соеднне1)а г 1)х():1:.1 зи логического элемента И 15.

При включении многооб,)отг>ч)1(>гс> тр31(с форMатора под í311ряжение, когда вох".о>к)1 протекание значительных бросков тока н3мап(ичивапия, селективная раб(>та устрой Tва обеспечивается сл(дующим образо(1: напряжения, пронорцион)1:)ьные токам 1)леч защиты, поступают на входы формирователя рабочего сигнала 4. С выхода переменног() сигнала 8 напряжение, пропорционально дифференциальному току, подается на фил):-ры первой 11 и второй гармоник 12 р1)бочег(, сигнала. Первая и вторая гармоникH вь;прямляются формирователями модуля 3 и поступают на входы второго блока сравнс ния 14, где сравнива)отея и, когда or;Iok))еш); второй гармоники и первой гармоники 11(j)вичного тока меньше 0,2, блок сравне::н: срабатывает {на его выходе появляется сигнал!.

Поскольку для любых бросков тока намагничивания это отношение всег.>а больше

0,2, то устройство обеспечивает отстройку от всех видов тока включения.

В нормальном режиме при регулировании напря>кения трансформатора под нагрузкой на выходе блока для компенсации токов небаланса 7, который является инерционным звеном с ограничением, выделяется выпрямленное и сглаженное напряжение небала.:(:=

Оно подается на входы первого блока сравнения 6 и второго блока сравнения 14 и действует Ila них в сторону несрабатывания, Поскольку процесс регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой происходит медленно (секунды — десятки секунд) ., напряжение небаланса, вызванное этим регулированием, оказывается всегда скомпенсированным выходным напряжением блока для компенсации тока небалаяса 7. Это позволяет повысить чувствительность дифференциальной защиты, не отстраивая ее от токов небаланса за счет регулирования напряжения под нагрузку.

При внутреннем кОрОткОхl замыкании устройство защиты срабатывает 33 20--30 мс, блок для компенсации токов небаланса 7 при этом не успевает оказать свое влияние на работу компараторов. Уровень ограничения сигнала на выходе блока для .компенсации токов небаланса 7 устанавливается соответствующим пределам регулирования напряжения трансформатора.

Положительный эффект изобретения заключается в расширении фуФкциональн).)х возможностей и повышении чувствительности защиты, это позволяет отключать поврежденные мцогообмото IHwe тра нсформ нт(>р ь1

6477!1I на болес ранней стадии развития аварии, что снижает затраты на. его восстанов.1ение.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты многообмоточного трансформатора, содержащее трансформаторы тока, ко вторичным обмоткам которых присоединены преобразователи ток — напряжение, на выходе которых включены формирователь рабочего сигнала, формирователь тормозного сигнала и первый блок сравнения, один из входов кеторого соединен с выходом формироватеЛя тормозного сигнала, другой из входов соединен с выходом положительных полуволн формирователя рабочего сигнала, выход отрицательных полуволн которого соединен с одним из входов формирователя тормозного сигнала, а выход переменного сигнала формирователя рабочего сигнала через фильтры первой и второй гармоник рабочего сигнала и формирователи модуля подключены к первым двум входам второго блока сравнения, третий его вход соединен с, одним из выходов первого блока сравнения, четвертый с однич из входов первого блока срввнейия, а выходы первого и второго блоков срвв>инин подключены к логическому элемеHT) И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения чувствительности защиты путем отстройки от токов небаланса, оно дополнительно снабжено блоком компенсации токов небаланса в пределах допустимого диапазона регулирования напряжения, одни входы которого соединены с входами первого блока сравнения, а другой вход соединен с выходом положительной полуволны формирователя рабочего сигнала,. а выход блока компенсации — îêîâ небаланса подключен к четвертому входу второго блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Хо 203940-24-7, кл. Н 02 Н 3/28, I972.

2. «Разработка и исследование дифференциального реле на операционных усилителях», изв. ВУЗов-Электромеханика, 19?5, Яо 7, Редактор А. Садомов

Заказ 329/47

Составитель Т. Щеголькова

Техред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Тираж 856 Подписное

LlHHH(lH Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

I l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП eПатент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4