Способ выявления режима включения трансформатора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

« 649О92 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 210576 (2)) 2361697/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 02 Н 7/04

Государственный комитет сссР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316.

925 (088 8) Опубликовано 2502.79. Вюллетень № 7

Дата опубликования описания 2502,79 (72) Авторы изобретения

Г, В. Бердов и М. М. Середин

Южное отделение Института ЗНЕРГОСЕТВПРОЕКТ (54) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ РЕЖИМА ВКЛЮЧЕНИЯ

ТРАНСФОРМАТОРА

Изобретение относится к области релейной защиты силовых трансформаторов и автотрансформаторов и может быть использовано при разработке реле защиты трансформаторов и автотрансформаторов, обладающих повышенной отстройкой от токов включения и имеющих повышенную чувствительность к режиму короткого замыкания в зоне действия защиты, в том числе и при насыщении магнитопроводов защитных трансформаторов тока.

Известны способы выявления режима включения трансформаторов, основанные на анализе формы тока, протекающего в цепях защиты, по которым фиксируют различные характеристики формы вторичного тока трансформатора тока— отношение второй производной тока к значению величины тока в момент его максимума (1), разность амплитуд полуволн тока, вторые гармоники тока и бестоковые паузы на заданном уровне в токе или его производной.

На основании известных способов разработан ряд известных устройств защиты трансформаторов (2,3).

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ выявления режима включения трансформатора, при котором фиксация режима производится на основании измерения отрезков времени между соседними моментами пересечения вторичным током заданного уровня, а именно, измерения бестоковых пауз в токе на заданном уровне (4) .

Недостатком этого способа является то, что при коротком замыкании в зоне действия защиты во вторичном токе трансформатора тока содержатся значительные бестоковые паузы в течение времени, пока насыщен его магнитопровод, в результате чего ошибоч» но фиксируется режим включения трансформатора.. Это вызывает Замедление действия защиты при трехфаэном,токе короткого замыкания, содержащем апериодическую слагающую, вызывающую насыщение магнитопровода и появление во вторичном токе бестоковых пауз.

Как показали исследования, замедление защиты при фиксации бестоковых пауз в токе может ооставлять 1,4 Т, где Т вЂ” эквивалентная постоянная времейи затухания апериодической слагающей. Уменьшение замедления (устранение ошибочной фиксации режима включения трансформатора при коротком замыкании в зоне действия защиты) 649092 возможно только за счет снижения надежности фиксации режима включения при включени; трансформатора на холостой ход.

Целью изобретения является повышение надежности выявления режима включения трансформатора. б

Это достигается тем, что в известном способе, основанном на измерении тока трансформатора, преобразовании его во вторичный ток, измерении интервалов времени между соседними 10 моментами пересечения вторичным током заданных уровней и выявлении режима включения трансформатора по результату сравнения, фиксируют наличие четной полуволны вторичного тока, из- ц меряют и запоминают интервал времени между моментом достижения током четной полуволны заданного уровня при возрастании модуля ее мгновенного значения и моментом максимума модуля О мгновенного значения этой полуволны, измеряют интервал времени между указанным максимумом четной полуволны тока и моментом конца четной полуволны, после чего измеряют разность указанных интервалов и выявляют режим включения трансформатора в том случае, если указанная разность меньше нуля и ее модуль превышает заданное значение, а также, если каждый из двух измеренных интервалов времени равен нулю.

Отличие данного способа от известного заключается в том, что измерение длительностей между соседними моментами пересечения током заданных 35 уровней производится только у четных полуволн, в характере изменения которых заключается основная часть информации о режиме в первичной цепи трансформатора тока.,Разделение по- 40 луволн на четные и нечетные начинается с момента возникновения переходного процесса: первая полуволна, вторая, третья и т.д. Поскольку результат анализа формы четных полуволн вторичного тока совершенно не зависит от ее знака (положительная или отрицательная), то в дальнейшем для упрощения будем полагать, что она от рицательная.

На фиг. а-е приведены формы тока включения и короткого замыкания с нанесенными уровнями замера 1 sa n и фиксируемыми отреэкамй времени 1„, л1, 1„ - первичный ток, вторичный ток трансформатора то2 ка.

Рассмотрим данный способ,при различных формах токов включения и токов короткого замыкания. В режиме апериодического броска тока намагничивания (фиг.а) первая (нечетная) полуволна тока превышает заданный уровень л с,, поэтому выявление режима включения разрешается. Оба интервала времени ь1л, а1, характериэующие форму четной (отрицательной) полуволны, равны нулю, так как полуволна отсутствует. В результате происходит выявление режима включения трансформатора. В режиме апериодического броска намагничивающего тока при насыщении магнитопровода трансформатора тока (фиг.б) во вторичном токе трансформатора тока появляются четные (отрицательные) полуволны.

Поскольку первая (нечетная) полуволна превышает уровень замера 1 с„, выявление режима включения трансформатора разрешается. Разность между интервалами времени ь1„и а4 отрицательная и превышает заданный уровень, поэтому производится выявление режима включения трансформатора.

На фиг. б (а также в,г,д,е) момент времени 1л соответствует пересечению током второй (четной) полуволны при его возрастании до заданного уровня 1 о,м и, момент 1 соответствует точке максимума второй полуволны, момент 1 — точке начала нечетной полуволны следующего периода. Соотношение между интервалами времени в режиме включения при насыщенном магнитопроводе трансформатора тока сохраняется во всем реальном диапазоне нагрузок трансформатора тока и кратностей первичного тока. гА„ 2

В режиме периодического броска намагничивающего тока (фиг.в), который может протекать в одной из фаэ при трехфаэных включениях, соотношение между измеряемыми интервалами времени такое же, как и при апериодическом трансформированном токе включения Ь1„ (ь1, что обеспечивается существованием бестоковых пауз, равных.приблизительно 6 Nc. Таким образом, выявление режима включения по данному способу будет производиться при любых формах тока включения. В режиме синусоидального тока короткого замыкания (фиг ° г) выявление режима включения трансформатора разрешается, так как первая (нечетная) полуволна тока превышает заданный уровень 1,1, но не происходит, так как модуль разности л1„ — д1 не превышает заданный уровень.

То же будет иметь место при коротком замыкании в зоне защиты трансформатора в случае наличия в токе короткого замыкания апериодической слагающей при идеальной трансформации первичного тока (фиг.д). Если трансформатор тока насыщается апериодической слагающей тока короткого замыкания (фиг.е), то отрезок аул увеличивается эа счет намагничивающего тока трансформатора тока, разность Ь „- а может быть положительной и выявление режима включения не допускается.

649092

Формула изобретения с,у уа

С.уа а3ан Х с.,уа ч с уам а уан с уамХ

dtr

dt>

Фиг. a, —. e

Составитель В.Костин

Техред C. Беца Корректор B,Êóïðèÿíoâ

Редактор А. Шмелькин

Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 572/51.Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Наибольшее значение уровня замера ограничено необходимостью выяв"зам.I ления тока включения с данной амплитудой и может быть выбрано достаточно малым.

Наибольшее значение уровня замера четных полуволн должно приниматься таким, чтобы при переходном токе короткого замыкания с апериодической слагающей он бцл бы меньше минимально. возможной амплитуды тока во втором.полупериоде. Практически значения уровней замера13ам.1 и13ам п могут принимать сколь угодно малые значения.

Способ выявления режима включения трансформатора, основанный на измерении тока трансформатора, преобразовании его во вторичный ток, измерении интервалов времени между соседними моментами пересечения вторичным током

Заданных уровней и выявлении режима включения трансформатора по результату сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности выявления режима включения трансформатора, фиксируют наличие четной полуволны вторичного тока, измеряют и запоминают интервал времени между моментами достижения током четной полуволны заданного уровня при возрастании модуля ее мгновенного значения и моментом максимума модуля мгновенного значения этой полуволны, измеряют интервал времени между указанным мак о симумом четной полуволны тока и моментом конца четной полуволны, после чего измеряют разность указанных интервалов и выявляют режим включения трансформатора в том случае, если укаэанная разность меньше нуля и ее модуль превышает заданное значение, а также, если каждый из двух измеренных интервалов времени равен нулю.

Источники информации, принятые во @ внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 325663, кл, Н 02 Н 7/04, 1969.

2.. Авторское свидетельство СССР

Р 216091, кл. Н 02 Н 7/04, 1967.

26 3, Патент Швейцарии Р 383480, кл. Н 02 Н 7/04, 1965.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 266909, кл. Н 02 Н 7/04, 1966 °