Устройство для дифференциальной защиты трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой

 

О П И С Д H И Е (ц688945

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.05.77 (21) 2483097/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.

Н 02@,З/Я...

Н 02Н 3/28

Н 02Н 7/04 (53) УДК 621.316.925 (088.8) Опубликовано 30.09.79. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 30.09.79 ло делам изобретеиий и открытий

Г,„,т "; ) т ", :. 1 т--1 м -

В. К. Ванин, В. Д. Майоров и Е. М. Ульяницкий

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина и Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

ТРАНСФОРМАТОРА С РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ

ПОД НАГРУЗКОЙ

ГосУдарствеииый комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) многотрансформаторных подстанций.

Известно устройство дифференциальной защиты трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой (1), 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 преобра5 зователей — непосредственно. Ко входам блока для сравнения подключены также выход положительных полуволн формирователя рабочего сигнала, выход формирователя тормозного сигнала и источник на)() пряжения у ставки, выход отрицательных полуволн формирователя рабочего сигнала подключен к одному из входов формирователя тормозного сигнала, а выход переменного сигнала ко входу блока отстройки от

)5 броска тока намагничивания, состоящего из полосовых фильтров и формирователей модулей, выходы которых подключены к выходному блоку, к которому подключены также выход блока для сравнения и источ20 ник напряжения уставки, блок изменения коэффициента передачи во вторичной цепи регулируемого плеча, управляемый по цепям тока и состоящий пз сумматора напряжений, пропорциональных токам нагруз25 ки защищаемого трансформатора, входы которых подключены к преобразователям ток — напряжение нерегулируемых плечей, формирователей модулей, переключателя, причем первый формирователь модуля

30 подключен к выходу указанного суммато688945

3 4

pa, BTopoA — !ерез перекл!о !ате !!ь к Выхо- эффицис!гга переда:!и подк. !ючен к дополду преобразователя ток — напряжение ре- нительному входу сумматора интегратора. гулируемого плеча, сумматора-интегратора, На чертеже приведена схема устройства, на входы которого противополярно под- в которой часть элементов, общих 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- !0 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 !5 напряжения 6 через выключатели 7, 8. блок изменения коэффициента во вторич- Злеме!!ты 9 — -12 — контакты ключей управной цепи регулируемого плеча отрабатыва- ленпя выключателями 4 — 8 соответственно; ет тольKO i!ep !eHiro нарастающий ток не- 13 и 14 — трансформаторы напряжения баланса и защита может ложно сработать шин 3 и 6. Следует отметить, что упомянупри включении нагрузки, если регулятор 20 тые выше ключи управления и трансформаРПН 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- 25 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 взаработа!ощего трансформатора находится не 00 щите трансформатора 2. в среднем положении. К выходам преобразователей ток — наЦелью изобретения является повышение !!ряжение 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 напряжения под нагрузкой, тормозного сигнала (БСРТС) 26, причем установленного на мпоготрансформаторной выход преобразователя 18, питающегося от подстанции, где возможна параллельная ра- ТТ 15 регулируемой обмотки трансформабота двух или нескольких трансформато- тора 1 подключен ко входам указанных ров. !О блоков через множительное устройство 27, Поставленная цель достигается тем, что а выходы преобразователей 19, 20 — непов устройство дифференциальной защиты средственно. На вход блока БСРТС податрансформатора 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- 1,> 25 и напряжение уставки. К одному из входачи во вторичной цепи регулируемого пле- дов блока ФТС 25 подключен выход отрича, управляемый по цепям !!апря>кения, цательных полуволн блока ФРС 24. трансформаторы напряжения питающей K выходу переменного сигнала блока стороны и любой другой стороны силовых ФРС 24 подключен блок отстройки от бространсформаторов, ключи управления вы- 50 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 коп- 5.> блока БСРТС 26 и подается напря кение. 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 изменетрансформаторов, 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 на688945

5 грузки 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, на 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 налп пьи 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 защиты 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 под 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 установленному в данный момент положению регулятора РГ1Н трансформатора 2.

Прежде чем включить трансформатор 1 под нагрузку (параллельно трансформато5

1О

25 .зо

1О

6О

6 ру 2) его регулятор РПН переключается в положение, соответствующее положению регулятора РПН трансформатора 2, что является необходимым условием для включсния на параллельную работу. Таким образом, схема BBIlllIThl Оказ IBBcTcII подготовленной к включению тока нагрузки прп новом положении регулятора РПН, п ток небалянся Во вторичных пепл. защиты не возникнет при включении нагрузки. После появления тока яа ключ 40 по цепи управления от формирователя модуля 33 выключается и дальнейшее управление коэффициентом передачи множительного устройства 27 Осуществляется пО току блоком

БИНТ 30, в котором сравниваются модули напря>т<ени11 регулируемого (питающего) плеча защиты (выход ФМ 34) и суммы напряжений, пропорциональных токам HBгрузки (выход ФМ 33), указанная разность воздействует на сумматор-интегратор 35 и от последнего через сумматор 36

I B множительное устройство 27.

На основании изложенного, можно заключить, что в результате введения в схему устпойства новых элементов и связей получен эффект повь1111ения чувствительности устрой твг и расширения его функциоIIBëI III-.I, гоз.тожностей при установке на хсноготрянсформаторнь1.< подстанциях.

1(зготовлен IBI

Форм1,";I;l изобретени л

1. Устройство д я дифференциальной защиты трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой. содержащее трансформатопы тока, почи, 1ючецные к нпм преобпязс1ватечп ток — напряжение, к выходам которьсх подключены входы формирователя рабочего сигна.чя. формирователя тормозного сигналя, блока для сравнения рабочего и тормозногo сигналов, выход преобразователя ток — напряжение, подключенного к тпянсформятору тока регулируемой обмотки силового трансформатора подключен к казанньсм входам через множительный блок, а выходы остальных преобразователей — непосредственно, ко входам блока для сравнения подключены также выход положительных полуволн фопмирователя рабочего сигнала. выход формирователя тормозного сигналя и источник напряжения vcTBBI

I1 rI и xo .ooB ЯТЕЛЕй МО ЧМ Iell ЫТОЧЫ 1<ОТОрь!х 1 Очl<л1ОЧРнь! к Выходномм <блоку, l< КОторому подключены также выход блока чя сравнения и источник напряжения

688945 уставки, блок изменения коэффициента передачи во вторичной цепи регулируемого плеча, управляемый по цепям тока и состоящий из сумматора напряжений, пропорциональных токам нагрузки защищаемого трансформатора, входы которого подключены к преобразователям ток — напря>кение нерегулпруемых плечей, формирователей модулей, один пз которых подключен к выходу указанного сумматора, другой— к выходу преобразователя ток — напряжение регулируемого плеча, сумматора-интегратора, на входы которого противополярно подключены выходы формирователейй модулей, сумматора, связанного выхо- 1 дом с множительным устройством, один вход указанного сумматора связан с выходом сумматора-интегратора, а другой подключен к цепи смещения, задающей единичный коэффициент передачи множитель- 20 ного блока, отличающееся тем, что, с цель о повышения чувствительности и расширения функциональных возможностей, оно дополнительно снабжено блоком изменения коэффициента передачи во вторичной 2 цепи регулируемого плеча, управляемым по цепям напряжения, трансформаторами напря>кения питающей стороны и любойдругой стороны силовых -.рансформаторов н ключами управления выключателями за- 30 щищаемого и параллельно работающих с ним трансформаторов, причем входы дополнительного блока изменения коэффициента передачи подключены к трансформаторам напря>кения через контакты ключа управления выключателем питающей стороны защищаемого трансформатора и через пап аллельно соединенные контакты ключей управления выключателями других

cTot>UH всех трансформаторов, а выход его подключен к дополнительному входу сумматора-интегратора.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности, оно содер>кит ключ, подключенный между гы o÷oM 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 трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка М 2181168/24-07, кл. Н 02Н

3/28, 1974, по которой принято решение о выдаче авторского сьидетельства.

2. Заявка Ко 2188837/24-07, кл. Н 02 Н

3/28, 1974, по которой принято решение о DüIäà÷å авторского свидетельства.

688945

Составитель Л. Корнеева

Техред Н. Строганова

Редактор В. Левятов

Корректор 3 Тарасова

Заказ 2106/5 Изд. № 555 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2