Устройство для дифференциальной токовой защиты трансформатора

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii)858164

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл.з

Н 02 Н 3/28 (22) Заявлено 1004,78 (21) 2600531/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

С С С Р но делам изобретений и открытий

Опубликовано 2308,81. Бюллетень М 31

Дата опубликования описания 23.0881 (5Ç) УДК 621. 316, .925(088.8) (72) Автор изобретения

Я. М. Каневский

".: 1

Украинское отделение Всесоюзного государственного научно-исследовательского и проектно-конструкторского: института "ВНИПИэнергопрома" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКОВОИ

ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА

Йзобретение относится к электро - технике и может быть использовано для релейной защиты трансформатора.

Известно устройство дифференциальной токовой защиты трансформатора, содержащее комплекты трансформаторов тока на сторонах трансформатора и ответвлении и дифференциальные реле с насыаакщимися трансформаторами с торможением ti), Недостатком устройства является невысокая чувтсвительность в случае, когда расчетньм для выбора тока„ срабатывания устройства не является 15 условие отстройки от максимального тока небаланса при внешнем коротком замыкании на ответвлении.

НаиболеЕ близким по технической сущности к предлагаемому является ..20 устройство, которое содержит в каждой фазе трехстержневой насыщающийся трансформатор, включенный между транс. форматорами тока и исполнительнымреле f2) .

Недостатком известного устройства является то, что для повышения чувствительности защиты в некоторых случаях приходится выбирать трансформаторы тока с завышенным коэффициен" 30 том трансформации, что увеличивает стоимость защищаемой установки.

Недостаточная чувствительность вызывается невозможностью точной установки расчетных (часто дробных) чисел витков на первичной обмотке насыщающегося трансформатора при ступенчатой регулировке тока срабатывания.

Цель изобретения — уменьшение стоимости защищаемой установки.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для дифференциальной токовой защиты трансформатора, . содержащее трансформаторы тока на сторонах защйщаемого трансформатора и подключенные к ним .дифференциальные реле с насыщающимися трансформаторами, дополнительно снабжено в каждой фазе двумя регулируемыми резисторами, первый из которых подключен параллельно вторичной обмотке трансформатора тока одной из сторон защиты, а второй включен последовательно между первым резистором и первичной обмоткой насыщающегося трансформатора, Дополнительные резисторы обеспечивают увеличение коэффициента трансформации трансформаторов тока тем, 858164 что в первичную обмотку насыщающегося трансформатора поступает только часть вторичного тока трансформаторов тока, это позволяет увеличить чувствительность защиты и уменьшить стоимость путем выбора шкафов комплектного распределительного устройства (КРУ) на меньший номинальный ток, уменьшения количества трансформаторов тока и габаритов распределительного устройства, На фиг, 1 приведена однолинейная принципиальная электрическая схема предлагаемого устройстваз на фиг. 2— пример ее конкретного применения для защиты трансформатора блока генератор-трансформатор.

Устройство содержит трансформаторы 1 и 2 тока, первичные обмотки 3 и 4 насыщающегося трансформатора, обтекаемые переменным током внешнего повреждения, первичную обмотку 5 насыщающегося трансформатора, обтекаемую переменным током внутреннего повреждения, вторичные обмотки 6 и 7 насыцающегося трансформатора, к которым подключается реле 8, сердечник 9, регулируемые резисторы 10 и 11, обеспечивающие плавную регулировку тока срабатывания. Это уменьшает ток небаланса при внешних коротких замыканиях, обусловленный неполным выравниванием вторичных токов в плечах дифференциальной защиты из-за невозможности точной установки расчетных чисел витков.

Устройство работает следующим образом.

В режиме нормальной работы под нагрузкой и при внешнем коротком замыкании вне зоны действия дифференци" алькой защиты сумма всех магнитных потоков в магнитопроводе насыщающегося трансформатора равняет я нулю (при неучете небаланса) и реле не срабатывает, первичная обмотка 5 обладает только активным сопротивлением (как при постоянном токе), а индуктивное сопротивление равно нулю, Изменением величины резисторов 1011 регулируется значение вторичного тока трансформатора 2 тока, поступающего в обмотку 5.

В аварийном режиме при повреждении в зоне, действия дифференциальной защиты магнитные потоки суммируются и обмотка 5 обладает нелинейным ин -. дуктивным сопротивлением, зависящим от результирующего магнитного потока в магнитопроводе насыщающегося трансформатора и значительно превосходящим активйое,сопротивление обмотки 5..

Сопротивление первиЧной обмотки 5 г а следовательно, и распределение тока в параллельных ветвях с резисторами

10 и 11, автоматически управляется в зависимости от положения места короткого замыкания.

Для осуществления дифференциальной защиты трансформатора (автотрансформатора) блока генератор-трансформатор при наличии ответвления предлагаемое устройство осуществляется по схеме, приведенной на фиг. 2, и содержит силовой трансформатор 12, трансформаторы 13 - 15 тока, дифференциальное реле 16 без торможения с трехстержневым насыщающимся транс1О форматором, имеющее первичные обмотки т.е. рабочую 17-и уравнительные

18 и 19, вторичные обмотки 20 и 21 насыщакщегося трансформатора, к которым подключается исполнительное реле 22, Itl-образный сердечник 23, ре15 гулируемые резисторы 24 и 25, В схеме можно применить дифференциальные реле 16 с тремя первичными рабочими обмотками, но без уравнительных обмоток, резисторы 24 и 25

2О возможно выполнить нерегулируемыми, йо условию полного выравнивания намагничивающих сил (НС) вторичные токи в плечах защиты определяются по номинальной мощности трансформатора

12 вне зависимости от мощностей отдельных ветвей защищаемого элемента, Наибольший вторичный ток будет в плече дифференциальной защиты со стороны ответвления (основная сторона) если его трансформаторы 15 тока выбраны по номинальному току ответвления, значительно уступающему номинальному току трансформатора 12 блока.

Предварительный ток срабатывания реле на основной стороне З р расчетной оси определяется по выражению (Ъ)

3G ъ. схем.сан. с,p. ()асч.ocH. т.осн г (i) — (г) рас ч. оси.

46

Из выражений (11 и (2 ) следует, что малая величина мрисч,осн имеет место при сочетании большого значения тока срабатывания защиты на осфЯ новной стороне Эс.ь,росч.осн. и малого где Кс„с,с„- коэффициент схемы при симметричном режиме для схемы соединения трансформаторов тока на основ45 ной стороне трансформаторар — коэффициент трансформации трансформаторов тока на основной стороне

50 трансформатора, Расчетное число витков обмотки 17 дифференциального реле 16 для основной стороны pocu „ определяется как отношение НС срабатывания реле

Tz,p к предварительному току срабатывания реле

858164 коэффициента трансформации трансформаторов тока ответвления. При выборе установленного числа витков основной стороны полученное расчетное дробное число уменьшается до ближайшего меньшего числа витков, которое можно установить на реле, что может привести к существенному увеличению предварительно принятого тока срабатывания защиты основн и и, следовательно, неосновных сторон, Для увеличения чувствительности дифференциальной защиты включаются резисторы 24 и 25 со стороны ответвления.

Устройство работает следукщим образом.

В режимах нагрузки и внешнего короткого замыкания при равновесии намагничивающих сил в насыщающемся трансформаторе дифференциального реле

16 индуктивное сопротивление обмоток

17 - 19 принимается равным нулю,а их активное сопротивление близко к нулю, следовательно, в этих режимах регулируемые,резисторы 24 и 25 включены параллельно, Достигаемое резисторами 24 и 25 изменение коэффициента трансформации трансформаторов 15 тока позволяет получить оптимальный коэффициент трансформации, а также расчетное число витков, близкое к устанавливаемому числу витков обмотки 17 реле на основной стороне, Формула изобретения

Устройство для дифференциальной токовой защиты трансформатора автотрансформатора), содержащее трансформаторы тока на сторонах,защищаемого трансформатора и подключенные к ним дифференциальные реле с насыщающимися трансформаторами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения стоимости защищаемой установки путем обеспечения выбора трансформаторов тока при заданной чувствительности по номинальному току присоединения, оно дополнительно сн бжено в каждой фазе двумя регули 5 руемыми резисторами, первый из которых подключен параллельно вторичной обмотке трансформатора тока одной из сторон защиты, второй включен последовательно между первым реЩ зистором и первичной обмоткой насыщающегося трансформатора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководящие указания по релейной защите, Защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов, М.-Л,, Госэнергоиздат, 1962, вып,4, с.89. Защита блоков генератортрансформатор и генератор-автотрансформатор, И,Л., "Энергия", 1963, вып. 5, с.62, 2. Авторское свидетельство СССР

9 96285, кл. Н 02 Н 3/28, 1950.

858164

Составитель A. Сурба

Редактор Г. Волкова ТехредМ. Голинка Корректор В. Синицкая

Заказ 7262/88, Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4