Промежуточный быстронасыщающийся трансформатор для дифференциальной защиты силовых трансформаторов

 

Класс 21с, 685в

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С. С. Сурба

П РОМЕ)КУТОЧ НЫ Й БЫСТРО НАСЫ ЩАЮЩИ ЙСЯ

ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Заявлено 22 марта 1949 г. за М 394004/4642/5244 в Гостехннну СССР

При дифференциальной защите силовых трансформаторов отстройка от бросков апериодической составляющей намагничивающего тока часто осуществляется при помощи промежуточного быстронасыщак>щегося трансформатора.

Для предотвращения ложного действия дифференциальной загциты от токов небаланса при внешних повреждениях применяются схемы с Tc рмозным действием (например, реле с тормозными катушками).

Для обеспечения одновременной отстройки как от бросков намагничивающего тока, так и от токов небаланса при сквозных коротких замыканиях приходится обычно применять две отдельные защиты. При этом, если применение быстронасыщающегося трансформатора позволяет повысить чувствительность защиты, то ограниченность тормозного действия защиты при внешних повреждениях не дает возможности осуществить такое повышение чувствительности.

Применение предлагаемого быстронасыщающегося трансформатора устраняет перечисленные недостатки. Конструктивное сочетание в одном аппарате действия быстронасыщающегося тран;"форматора для отстройки от бросков намагничивающего тока и тормозного действия для. отстройки от небаланса сквозного тока значительно упрощает схему и позволяет ограничиться одной защитой вместо двух.

Кроме того, питание тормозных катушек реле от обмоток быстро-, насыщающегося трансформатора приводит к тому, что тормозное действие защиты, будучи очень слабым, при малых токах повреждения усиливается с ростом токов повреждения, достигая при сквозных коротких замыканиях весьма высоких относительных величин. Это дает возможность повысить чувствительность защиты без опасения ложных срабатываний при внешних повреждениях, что в свою очередь позволяет обеспечить требуемую селективность при согласовании дифференциальной защиты с другими защитами. № 96284

Существенной . особенностью описываемого быстронасьпцающегося промежуточного трансформатора является также возможность использования его для дифференциальной защиты многообмоточных силовых трансформаторов (например, трехобмоточных) с многосторонним питанием.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема включения описываемого быстронасыщающегося трансформатора для защиты двухобмоточного силового трансформатора; на фиг. 2 — аналогичная схема для случая защиты трехобмоточного трансформатора с трехсторонним питанием.

Конструкция магнитопровода быстронасыщающегося трансформатора для первой и второй схем изображена, соответственно, на фиг. 3 и 4.

Быстронасыщаюгцийся промежуточный трансформатор имеет одну пару рабочих обмоток (первичную и вторичную), расположенных на среднем стержне магнитопровода, и несколько пар (по числу обмоток, защищаемого силового трансформатора) тормозных обмоток, расположенных на крайних стержнях магнитопровода, Первичные обмотки крайних стержней (Т „Т,, T .„T„, T,),где п — число обмоток защищаемого трансформатора, имеют малое число витков и включаются на фазные вторичные токи высокой и низких сторон защищаемого трансформатора. Вторичные обмотки крайних стержней (Т"„Т"„Т",, Т„„Т„) соединяются в звезду и служат для,питания тормозных катушек. Первичная обмотка Р среднего стержня имеет большое число витков и обтекается током небаланса. Вторичная обмотка P" среднего стержня питает рабочую катушку реле.

Магнитопровод быстронасыщающегося трансформатора состоит из

EIJ-образных пластин, имеющих на среднем стержне прорезь для обеспечения быстрого насыщения. Для защиты двухобмоточных силовых трансформаторов (cM. схему фиг. 1) пластины магнитопровода быстронасыщающегося трансформатора делаются плоскими, трех,"тержневыми (см. фиг. 3). Для защиты многообмоточных трансформаторов (см. схему фиг. 2) пластины магнитопровода изгибаются и из них составляется сердечник в виде многолучевой звезды (см. фиг. 4), причем число лучей этой звезды и, соответственно, число крайних стержней равняются числу обмоток на фазу защищаемого силового трансформатора.

В нормальном режиме ток в обмотке Р очень мал, и реле практически не развивает рабочего момента. Тормозной момент реле, пропорциональный в данном случае арифметической сумме токов измерительных трансформаторов (TT„TT>, ТТз, Т„,, Т,), оказывается больше рабочего момента, и защита не работает. Число витков обмоток подбирается таким образом, чтобы тормозное действие в этом режиме было невелико, а потому достаточно сравнительно небольшого увеличения тока небаланса, чтобы защита сработала. Таким образом обеспечивается высокая чувствительность защиты.

При сквозных коротких замыканиях резко возрастают токи в обмотках (Т „Т,, T .,„T„„Т„) и, соответственно, растет тормозной момент.

Ток в обмотке P растет в еще большей степени, однако насыщение среднего стержня магнитопровода препятствует значительному росту напряжения на обмотке P", и рабочий момент реле возрастает в меньшей степени, че м тормозной момент. Благодаря этому обеспечивает,"я отстройка защиты от возрастающих при сквозных коротких замыканиях токов небаланса.

При коротких замыканиях в зоне защиты ток небаланса в обмотке P и, соответственно, рабочий момент реле увеличиваются, а тормозной .момент, пропорциональный сумме токов измерительных трансформаторов, значительно снижается (при многостороннем питании силового № 96284 трансформатора он может стать даже равным нулю), и защита срабатывает.

Броски намагничивающего тока имеют значительную апериодическую составляющую, насыщающую средний стержень магнитопровода и препятствующую тем самым трансфомированию периодической составляющей этого тока в обмотку Р". Значительного роста рабочего момента в реле не происходит и защита не срабатывает.

Предмет изобретения

1, Промежуточный быстронасыщающийся трансформатор для дифференциальной защиты силовых трансформаторов с отстройкой от бросков токов намагничивания и торможением прп внешних повреждениях, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности защиты, обмотки трехстержневого трансформатора, питающие тормозные катушки реле, расположены ча крайних стержнях трансформатора и соединены последовательно. а обмотка, питающая рабочую катушку реле, расположена на среднем стержне, имеющем прорези для быстрого насыщения этого стержня.

2. Видоизменение быстронасыщающегося трансформатора по и. 1 применительно к защите трехобмоточных силовых тран=форматоров с трехсторонним питанием, отлич ающееся тем, что он имеет четыре стержня: средний, на котором расположена обмотка, питающая рабочую катушку реле, и три симметрично расположенны., крайних стержня с обмотками, соединенными B звезду и служашими для питания тормозных катушек реле.

3. Видоизменение быстронасыщающегося трансформатора по и. 2 применительно к защите многообмоточных (с числом обмоток на фазу больше трех) силовых трансформаторов с многосторонним питанием, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что число симметрично расположенных крайних стержней быстронасыщающегося трансформатора и, соответственно, число пар наложенных на эти стержни обмоток равняются числу обмоток на фазу защищаемого силового трансформатора.

Приоритет по п. 1 предмета изобретения — 22 марта 1949 г., по пункту 2 — 25 апреля 1949 г. и по пункту 3 — 3 января 1952 г.

¹ 9б284

Фиг 3

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Л. Г, Голандский Ip. 91

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

11чформационно-издательский отдел.

Объем 0 51 п. л. Зак. 6411

Подп. к печ. 27ХШ-59 г.

Тираж 1150 Цена 75 коп.