SU743105A1 - Device for differential protection of transformer - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  релейной защиты трансформаторов и автотрансформаторов электрической части электрических станций и подстанций и может быть использовано дл  защиты силовых трансформаторов при возникно вении внутренних коротких и витковых замыканий. Дл  защиты силовых трансформаторо известно дифференциально-фазное реле содержащее входные трансформаторы, присоединенные к трансформаторам ток установленным на выводах защищаемого объекта, схему преобразовани  входныхвеличин,-присоединенную к не двухплечевую схему сравнени  и реаги рующий орган с подсоединенным к нему блоком торможени  при бросках тока намагничивани  1. Однако известное дифференциальнофазное реле обладает чувствительностью , недостаточной дл  вы влени  всех витковых замыканий, так как его необходимо отстраивать от небаланса при максимальных токах нагрузки . -. Кроме того, известно дифференциал но-фазное реле, содержащее три дифференциально-фазные- схемы защиты от коротких замыканий и чувствительную часть, состо щую из фильтров токов одной из симметричных составл ющих токов несимметричного режима, дифференциального токового органа, блока остройки от бросков тока намагничивани , блокировки при перевозбуждени х и блокировки от сверхтоков 2. Однако известное устройство необходимо отстраивать от тока небаланса рассматриваемой последовательности при токе блокировани  дифференциального токового органа блокировкой от сверхтоков. Так как ток блокировани  дифференциального токово -р органа может составл ть до 21нт то ток небаланса, обусловленный регулированием коэффициента трансформации силового трансформатора под нагрузкой при внешних коротких замыкани х , может достигать значительной величины, что требует значительного заглублени  защиты при наличии регулировани  коэффициента трансформации силового трансформатора. Это ограничивает чувствительность, защиты. Целью изобретени   вл етс  повышение селективности и чувствительности защиты к витковым замыкани м.The invention relates to relay protection of transformers and autotransformers of electrical parts of power plants and substations, and can be used to protect power transformers in the event of internal short and coil short circuits. For protection of power transformers, a differential-phase relay containing input transformers connected to the transformers is a current installed at the terminals of the protected object, a conversion circuit of input quantities connected to a non-double-shouldered comparison circuit, and a reacting organ with a braking unit connected to it at inrush magnetizing current 1. However, the known differential-phase relay is sensitive enough to detect all winding short circuits, since it needs to be rebuilt. from unbalance at maximum load currents. -. In addition, a differential-phase relay is known, which contains three differential-phase short-circuit protection circuits and a sensitive part consisting of current filters of one of the symmetrical component currents of the asymmetrical mode, the differential current organ, the block from magnetizing current surges, blocking during overexcitation and blocking from overcurrents 2. However, the known device must be rebuilt from the unbalance current of the considered sequence at a blocking current of the differential current over-current blocking. Since the blocking current of the differential current-p organ can be up to 21nts, the unbalance current caused by adjusting the transformer ratio of the power transformer under load with external short circuits can reach a considerable value, which requires significant protection deepening when there is an adjustment of the transformer ratio of the transformer. This limits the sensitivity, protection. The aim of the invention is to increase the selectivity and sensitivity of protection to winding closures.

Это достигаетс  Tei, что в известное устройство, содержашее подключенные к соответствугоц.1-iM трансФорматорам тока, установленным по сторонам здицищаемого объекта, фильтры одной из симметричных составл ющих токов несимметричного режима, блок отстройки от бросков тока намагничивани  и блокировку от сверхтоков с входами, присоединенными Ж трансформаторам тока, а также блокировку при перевозбуждени х и диффе& )енциальный токовый орган подсоединеный к выходам фильтров, тормозной вход которого подсоединен к выходу блока отстройки от бросков тока намагничивани , а блокирующие - к выходам блокировки от сверхтоков и блокировки при перевозбуждени х соответственно , введены, фазный орган, блок управле-ш  и блок ИЛИ, при этом выходы фильтров подсоединены также к блоку управлени  и фазному органу, выходы блока управлени  подсоединены к управл ющим входам дифференциального токового и фазного органов , выход блока отстройки от бросков тока намагничивани  подсоеди нен также к тормозному входу фазного органа, выходы блокировки от сверхтоков и блокировки при перевозбуждени х подсоединены к соответствующим блокирующим входам фазного органа, выходы дифференциального токового и фазного органов соединены со входами блока ИЛИ, выкод которого  вл етс  выходом устройства.This is achieved by Tei that, in a known device, which are connected to the corresponding 1-iM transformers of current installed on the sides of the object being created, filters of one of the symmetrical component currents of the asymmetrical mode, a detuning unit from the magnetizing current surges and blocking from overcurrents with inputs connected W current transformers, as well as blocking during overexcitation and diff & ) a potential current device connected to the filter outputs, the brake input of which is connected to the output of the detuning unit from magnetizing current surges, and the blocking ones to the outputs of overcurrent blocking and blocking during overexcitation, respectively, a phase organ, a control unit and an OR block, the filter outputs are also connected to the control unit and the phase element, the control unit outputs are connected to the control inputs of the differential current and phase bodies, the output of the detuning unit from the current surges is magnetized They are also connected to the brake input of the phase organ, the overcurrent blocking outputs and overstimulation interlocks are connected to the corresponding blocking inputs of the phase organ, and the outputs of the differential current and phase organs are connected to the inputs of the OR block, which code is the output of the device.

На чертеже дана структурна  схема предлагаемого устройства.The drawing is a structural diagram of the proposed device.

Устройство дл  дифференциальной защиты трансформатора содержит фильтры токов симл- етричных составл ющих несиь метричного режима (ФТСС) 1,2 и 3, которые соединены с блоком управлени  (БУ) 4, дифференциальным токовым органом (ДТО) 5 и фазным органом (ФО) 6. В качестве БУ может быть использовано известное устройство , например, реагирующее на больший из входных токов (на больший ток плеча) . При выполнении БУ могут быть использованы схема сравнени  или схема выделени  максимальной входной величины.A device for differential protection of a transformer contains current filters of symmetrical components of the metric mode (FTSS) 1,2 and 3, which are connected to the control unit (CU) 4, the differential current device (CTO) 5 and the phase device (FO) 6. As a CU, a known device can be used, for example, reacting to a larger of the input currents (to a larger shoulder current). When the CU is executed, a comparison circuit or a selection circuit of the maximum input quantity can be used.

Выходы ВУ 4 соединены с управл ющими .входами дифференциального токового 5 и фазного б органов. Выходыблока отстройки от бросков тока нама ничивани  (БО) 7 подсое.цинены к тормозным входам дифференциального токового 5 и фазного 6 органов, В качестве БО 7 может быть использовано известное устройство, например блок тормозкенн  по второй гармонике , который подключаетс  в токовые цепи защиты. Выходы блокировки от сверхтоков короткого замыкани  (БСТ) 8 подсоединены к соответствующим блокирующим входам ДТО 5 и ФО 6. ВThe outputs of the VU 4 are connected to the control inputs of the differential current 5 and phase 6 organs. The outputs of the detuning from surge current injection (BO) 7 are connected to the brake inputs of differential current 5 and phase 6 organs. As BO 7, a known device can be used, for example, a second harmonic unit that is connected to protection current circuits. The outputs of the blocking from overcurrent short circuit (BST) 8 are connected to the corresponding blocking inputs of the DTO 5 and FO 6. In

качестве ЕСТ Ь может быть использовано известное устройство, например блок торможени  от суммы модулей токов плеч, который подключаетс  в токовые цепи защиты. Выходы блокировки при перевозбуждени х силового трансформатора (ППВ) 9 соединены с соответствующими блокирующими входами ДТО 5 и ФО 6. Выходы ДТО 5 и ФО 6 соединены со входами логического блока ИЛИ 10, выход которого  вл етс  выходом устройства и включен по схеме ИЛИ по отношению к выходу существующей дифференциальной защиты трансформатора (автотрансформатора ) .As ECB, a known device can be used, for example, a braking unit of the sum of the modules of the arm currents, which is connected to the protection current circuits. The blocking outputs of the over-excitation of the power transformer (PPV) 9 are connected to the corresponding blocking inputs of the DTO 5 and FO 6. The outputs of the DTO 5 and FO 6 are connected to the inputs of the logic block OR 10, the output of which is the output of the device and is switched on according to the the output of the existing differential protection of the transformer (autotransformer).

Устройство предназначено дл  совместной работы с существующей дифференциальной защитой трансформатора (автотрансформатора) от внутренн коротких замыканий с целью повышени  ее чувствительности к витковым замыкани м.The device is intended to work together with the existing differential protection of the transformer (autotransformer) against internal short circuits in order to increase its sensitivity to the winding circuit m.

Устройство работает следукицим образом.The device works in the following way.

При витковом замыкании в защищае трансформаторе на выходах ФТСС 1,2 3 по вл ютс  токи, которые вызывают срабатывание ДТО 5. Если же на выхде ходг бь1 одного из ФТСС возникнет ток, больший тока уставки БУ 4, последний выводит из действи  ДТО 5 и вводит в действие ФО 6. При срабатывании ДТО 5 или же ФО 6 через бло ИЛИ 10 выдаетс  сигнал на отключени трансформатора.When the coil circuit is in protection of the transformer, at the outputs of the FTSS 1,2 3, currents appear that trigger the DTO 5. If at the output of one of the FTSS, a current greater than the setpoint current of the control unit 4 appears, the DTO 5 takes over and introduces FD 6 is activated. When DTO 5 is triggered or FD 6 is triggered, a block OR 10 signal is generated to turn off the transformer.

При несимметричных токах нагрузки на ДТО 5 поступают сигналы от ФТСС. При этом величина тока небаланса определ етс  в основном регулированием коэффициента трансформации силового трансформатора. Причем в устройство поступает небаланс от протекани  только рассматриваемой симметричной составл ющей тока, что позвол ет значительно снизить установку ДТО 5 по сравнению с прототипом. Если сквозной несимметричный ток превышает величину тока срабатывани  ВУ 4, уставка которого выбираетс  несколько большей максимального тока рассматриваемой составл ющей в рабочем режиме, ДТО 9 выводитс  из действи  и вводитс  ФО б, нечувствительный к токам небаланса. Поэтому при несимметричных внешних коротких замыкани х , когда ток небаланса, обусловленный регулированием коэффициента трансформации силового трансформтора , может быть значительным, работает только ФО 6.When asymmetrical load currents on the DTO 5 signals from the FTSS. In this case, the magnitude of the unbalance current is determined mainly by adjusting the transformation ratio of the power transformer. Moreover, the device receives an unbalance from the flow of only the symmetric component of the current under consideration, which allows a significant reduction in the installation of DTO 5 in comparison with the prototype. If the through asymmetrical current exceeds the value of the VU 4 pickup current, the setpoint of which is chosen to be slightly higher than the maximum current of the component under consideration in the operating mode, the DTD 9 is deactivated and the RFB insensitive to unbalance currents is injected. Therefore, when asymmetrical external short circuits, when the unbalance current, due to the regulation of the transformation ratio of the power transformer, can be significant, only FD 6 works.

В режиме броска тока намагничивани  на выходах БО 7 по вл ютс  тормозные сигналы, исключающие возможность срабатывани  ДТО 5 и ФО 6 этом режиме.In the inrush current magnetizing mode, at the outputs of the BO 7, brake signals appear, which exclude the possibility of the operation of DTO 5 and FO 6 in this mode.

Claims (2)

При сверхтоках короткого замыкани  как внутреннего, так и внешнего при которых надежно работает основна  дифференциальна  зашита, от БСТ 8 на ДТО 5 и ФО 6 поступают бло кирующие сигналы, исключаквдие возмож ность из срабатывани  от токов небаланса. В качестве ФТСС могут быть исполь зованы либо фильтры токов нулевой последовательности, либо фильтры то ков обратной последовательности. Если трансформаторы тока дифференциаль ной защиты трансформатора имеют схему соединений звезда-звезда, то могут быть использованы фильтры токов как обратной, так и нулевой последовательностей, однако более целесообразным представл етс  исполь зование фильтров токов.нулевой последовательности. Если же трансформаторы тока дифференциальной защи ты трансформатора имеют схему соединений звезда-треугольник, токи нулевой последовательности в плечах дифференциальной .схемы трансформаторов тока отсутствуют, и, следователь но, в схеме могут быть применены только фильтры токов обратной последовательности . Предлагаемое устройство позвол ет благодар  сочетанию дифференциального и дифференциально-фазного принципов повысить чувствительность и селективность защиты. Ток срабатывани  защиты может быть снижен до (0,06-0,08) IHT что позволит вы чл ть все витковые замыкани  в защищаемом трансформаторе. Повышение чувствительности возмож но потому, что дифференциальный токовый орган предлагаемого устройства необходимо отстраивать от тока небаланса , обусловленного током, при котором срабатывает БУ 4 (О ,2 - 0,31)1 Величина этого тока определ етс  мак симальным током используемой симметр ной составл ющей, котора  может дли тельно существовать в рабочем режиме В прототипе его было необходимо отстраивать от тока небаланса, обусловленного током, при котором надежно срабатывает основна  защита, что составл ет до 21ит- . Таким образом, предлагаемое устройство имеет чувствительность, достаточную дл  вы влени  всех витковых замыканий в защищаемом трансформаторе (автотрансформаторе), при высокой селективности при рабочих режимах, сквозных коротких замыкани х и бросков тока намагничивани . Формула изобретени  Устройство дл  дифференциальной защиты трансформатора, содержащее подключенные к соответствующим трансформаторам тока, установленным по сторонам защищаемого объекта, фильтры одной из симметричных составл ющих токов несимметричного режима, блок отстройки от бросков тока намагничивани  и блокировку от сверхтоков с входами, присоединенными к трансформаторам тока, а также блокировку при перевозбуждени х и дифференциальный токовый орган, подсоединенный к выходам, фильтров, тормозной вход-дифференциального токового органа подсоединен к выходу блока отстройки от бросков тока намагничивани , а блокирующие - к выходам блокировки от сверхтоков и блокировки при перевозбуждени х соответственно , отличающеес  тем, что, с целью повышени  селективности и чувствительности защиты к витковым замыкани м, устройство снабжено фазным органом, блоком управлени  и блоком ИЛИ, при этом выходы фильтров, подсоединены также к блоку управлени  и фазному органу, выходы блока управлени  подсоединены к управл ющим входам дифференциального токового и фазного органов, выход блока отстройки от бросков тока Намагничивани  подсоединен также к тормозному входу фазного органа выходы блокировки от сверхтоков и блокировки при перевозбуждени х подсоединены к соответствующим входам фазного органа, выходы дифференциального токового и фазного органов соединены со входами блока ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом устройства. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 473254, кл. Н 02 Н 3/28, 1971. In case of overcurrent of short circuit both internal and external, at which the main differential protection reliably works, BLS 8 to DTO 5 and FO 6 receive blocking signals, excluding the possibility of tripping from unbalance currents. As FTSS, either filters of zero-sequence currents or filters of negative sequence currents can be used. If the current transformers of the differential protection of the transformer have a star-star connection scheme, then current and zero sequence current filters can be used, however, a zero-current current filter is more appropriate. If the current transformers of the differential protection of the transformer have a star-delta connection circuit, there are no zero-sequence currents in the shoulders of the differential current transformer circuit, and, therefore, only negative-sequence current filters can be used in the circuit. The proposed device allows, through a combination of differential and phase differential principles, to increase the sensitivity and selectivity of protection. The tripping current can be reduced to (0.06-0.08) IHT, which allows you to detect all of the coil connections in the protected transformer. The increase in sensitivity is possible because the differential current organ of the proposed device needs to be rebuilt from the unbalance current caused by the current at which the CU 4 (O, 2 - 0.31) is triggered. 1 The magnitude of this current is determined by the maximum current used by the symmetric component. which can exist for a long time in the working mode. In the prototype it was necessary to adjust it to the unbalance current caused by the current, at which the basic protection reliably operates, which is up to 21 IT-. Thus, the proposed device has a sensitivity sufficient for detecting all windings in a protected transformer (autotransformer), with high selectivity at operating conditions, through short circuits and magnetizing current surges. The device for transformer differential protection containing connected to the corresponding current transformers installed on the sides of the protected object, filters of one of the symmetrical components of the currents of asymmetrical mode, the unit detuning from magnetizing current surges and blocking from overcurrents with inputs connected to current transformers, and also blocking during overexcitation and differential current organ connected to the outputs, filters, brake input-differential current body is connected to the output of the detuning unit from magnetizing current surges, and blocking to the outputs of blocking from overcurrents and blocking during overexcitation, respectively, characterized in that, in order to increase the selectivity and sensitivity of protection to windings, the device is equipped with a phase organ, block the control unit and the OR, while the outputs of the filters are also connected to the control unit and the phase element, the outputs of the control unit are connected to the control inputs of the differential current and phase org The output of the surge current detuning unit. Magnetizing is also connected to the brake input of the phase organ, the overcurrent blocking and overstimulation blocking outputs are connected to the corresponding inputs of the phase organ, the differential current and phase organ outputs are connected to the inputs of the OR block, the output of which is the device output . Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate 473254, cl. H 02 H 3/28, 1971. 2.Авторское свидетельство СССЕ nQ за вке W 2398211/24-07, кл. Н 02 Н 3-/28, 1975.2. Author's certificate SSS nQ application W 2398211 / 24-07, cl. H 02 H 3- / 28, 1975.