SU955329A1 - Устройство дл вы влени режима насыщени трансформатора - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к разделу устройств релейной защиты , с помощью которых можно вы вить режим насыщени  магнитопровода силового , трансформатора и блокировать защиту трансформатора при бросках тока намагничивани .

Известно устройство, подсоединенное ко вторичным цеп м трансформаторов тока, включенных на вывода обмоток силового трансформатора (автотрансфор.матора), и содержащие функциональные и логические элементы дл  измерений и сравнени  с заданным значением длительности бестоковой паузы в производной дифференциального тока. Режим, насыщени  трансформатора фиксируетс  в том случае, если значение бестоковой паузы больше прин того порогового значени  1.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что при насыщении магнитопроводов трансформаторов тока в режимах коротких замыканий в силовых трансформаторах во -вторичных токах трансформаторов тока по вл ютс  бестоковые паузы, превыщающие порог срабатывани , и устройство ошибочно фиксирует режим насыщени  трансформатора . Другим его недостатком  вл етс  ограниченна  быстрота вы влени  режима насыщени  трансформатора, поскольку дл  измерени  длительности бестоковой паузы необходимо не меньше периода промыщ5 ленной частоты.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее трансформаторы тока в заземленной нейтрали транс Q форматора, трансформаторы тока, подключенные к фазным выводам обмоток низкого напр жени  трансформатора, вторичные обмотки этих трансформаторов тока образуют фильтр токов нулевой последовательности, дифференциальный токовый орган, пороговые элементы, логический элемент ЗАПРЕТ, элемент времени и реагирующий оргаи.

Вы вление режима насыщени  трансформатора в данном устройстве осуществл етс  путем сравнени  токов в нейтрали трансформатора и на выходе фильтра токов нулевой последовательности с соответствующими пороговыми значени ми, причем режим насыщени  фиксируетс  в том случае, если один из токов ее превыщает соответствующего порогового значени  2. Недостатком данного устройства  вл етс  возможность излишнего срабатывани  при однофазных и двухфазных коротких замыкани х на землю в защищаемом трансформаторе , при которых возможно насыщение магнитопроводов трансформатора тока, при этом ток на входе одного порогового элемента может оказатьс  меньше тока срабатывани , а на входе другого - больще тока срабатывани , в результате чего устройство ошибочно зафиксирует режим насыщени  трансформатора. Цель изобретени  - повыщение селективности и надежности устройства дл  вы влени  режима насыщени  трансформатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  вы влени  режима пасыщени  трансформатора, содержащее трансформатор тока, установленный в заземленной нейтрали трансформатора, трансформаторы тока, установленные на выводах обмоток трансформатора, соединенных в звезду, трансформаторы тока, установленные на фазных выводах обмоток трансформатора, соединены в треугольник, причем их вторичные обмотки образуют фильтр токов нулевой последовательности, дифференциальный токовый орган, два пороговых органа, первый элемент ЗАПРЕТ, блок выдержки времени и реагирующий орган, дополнит ельно введены дифференцирующий блок, второй элемент ЗАПРЕТ, а пороговые органы выполнены с выдержкой времени на пропадание сигнала, причем вторичные обмотки трансформаторов тока, образующих фильтр токов нулевой последовательности, и трансформатора тока, установленного в защемленной нейтрали трансформатора, подключены ко входам дифференциального токового органа, выход которого, через соединенные последовательно дифференцирующий блок, первый пороговый орган и первый элемент ЗАПРЕТ подключен к реагирующему органу, а вторичные обмотки трансформаторов тока, установленных на выводах обмоток трансформатора , соединенных в звезду, подключены ко второму пороговому органу, выход которого через соединенные последовательно второй элемент ЗАПРЕТ и блок выдержки времени подключен к запрашивающему входу первого элемента ЗАПРЕТ, причем выход первого порогового органа также соединен с запрашивающим входом второго элемента ЗАПРЕТ. На фиг. i представлена схема устройства на фиг. 2 - потенциальные диаграммы работы устройства при насыщении трансформатора и броске тока намагничивани  (а), коротком замыкании в трансформаторе (б), коротком замыкании в трансформаторе и насыщении трансформаторов тока выводов низкого напр жени  (в). Устройство дл  вы влени  режима насыщени  трансформатора содержит трансформатор 1, трансформаторы тока 2, 3 и 4, дифференциальньш токовый орган 5, дифференцирующий блок 6, пороговые органы 7 и 8, имеющие выдержку времени на пропадание сигнала, элементы ЗАПРЕТ 9 и 10, блок 11 выдержки времени и реагирующий орган 12. Дифференциальный токовый орган 5 и дифференцирующий блок 6 могут быть реализованы с помощью трансреактора, имеющего две первичные обмотки, подключенные к трансформаторам тока в нейтрали 4 и к выходу фильтра 3 токов нулевой последовательности , и вторичную обмотку, подключенную ко входу порогового органа 7. Причем первичные обмотки трансреактора подключаютс  ко вторичным цеп м трансформаторов тока таким образом, чтобы наводима  на вторичной обмотке ЭДС соответствовала разности токов в первичных обмотках . Первичные обмотки трансреактора должны иметь ответвлени  дл  выравнивани  небаланса токов, относ щихс  к обмоткам трансформатора с различным номинальным напр жением. Пороговые органы 7 и 8, с выдержкой времени на пропадание сигнала, логические элементы ЗАПРЕТ 9 и 10, блок 11 времени и реагирующий орган 12 могут быть реализованы на основе использовани  стандартных полупроводниковых функциональных и логических элементов. Показанные на фиг. 2 обозначени  показывают: ток трансформаторов тока, установленных на выводах обмоток трансформатора , соединенных в звезду, 1ф-ток трансформатора тока, установленного в нейтрали трансформатора, i - ток на выходе трансформаторов тока, установленных на выводах обмоток трансформатора, соединенных в треугольник, Us-Ut2 - напр жение на выходе соответствуюц1его блока 1ф. и Ucp.- ток и напр жение срабатывани  блоков 8 и 7. Устройство работает следующим образом . В режиме од нофазного броска тока намагничивани  и насыщени  трансформатора по одной из обмоток трансформатора, соединеннь1х в ЗВЕЗДУ и по нейтрали трансформатора протекает ток, а в обмотках, соединенных в треугольник, равен нулю (фиг. 2а). На выходах блоков 5 и 6 возникает сигнал , вызыва  срабатывани  порогового органа 7. Ток в фазе одной из обмоток трансформаторов тока, соединенных в звезду , вызывает срабатывание порогового органа 8 в том случае, если ток iq превышает амплитуду тока нагрузки, от которого производитс  отстройка тока срабатывани  Itp. порогового органа 8. Напр жение срабатывани  Ucp. порогового органа 7 выбираетс  по условию отстройки от напр жени  небаланса сигнала на выходе дифференцирующего блока 6, возникающего вследствие неточного выравнивани  токов трансформатоpa тока, установленного в нейтрали ifj, и трансформаторов тока, установленных на выводах обмоток трансформатора, соединенных в треугольник - JK. Поскольку производна  тока 1ц нарастает быстрее, чем ток 1ф, сигнал на, выходе порогового органа 7 по вл етс  раньше, чем сигнал на выходе порогового элемента 8. Если амплитуда броска тока намагничивани  не превышает тока срабатывани  1ср., сигнал на выходе порогового элемента 8 отсутствует. С выхода порогового органа 7 сигнал поступает на вход первого элемента ЗАПРЕТ 10 и на управл ющий вход второго элемента ЗАПРЕТ 9. Поскольку сигнал с выхода порогового элемента 8 поступает на вход элемента ЗАПРЕТ 9 после по влени  сигнала на его управл юшем входе или вообще не поступает, сигнал на выходе элемента Запрет 9 отсутствует . Сигнал на выходе блока 11 времени, который обеспечивает выдержку времени на возникновение сигнала на его выходе после возникновени  сигнала на входе, а также выдержку времени на пропадание сигнала на выходе, также отсутствует. Следовательно , после срабатывани  порогового органа 7 срабатывает реагирующий орган 12

При двухфазных бросках тока намагничивани  устройство работает аналогично, поскольку ток io в обмотках,, соединенных в треугольник, отсутствует, а токи i и 1ф отличны от нул . При трехфазных бросках тока намагничивани  все токи io, IN и отличны от нул . Разность токов i и io, приведенных в одной ступени напр жени , также отлична от нул  и практически равна значению тока io, поскольку периодическа  составл юща  тока близка нулю. Устройство в этом режиме работает аналогично режимам однофазного и двухфазного бросков тока намагничивани .

При коротких замыкани х в трансформаторе на землю, не сопровождающихс  насыщением магнитопроводов трансформаторов тока (фиг. 26), приведенные к одной ступени напр жени  значени  токов 1 и f равны и на входч порогового органа 7 может по витьс  только сигнал небаланса из-за регулировани  напр жени  трансформатора под нагрузкой или неточного выравнивани  токов io и IN на входе дифференциального токового органа и, причем от сигнала небаланса обеспечиваетс  отстройка по напр жению срабатывани  Ucp. Сигнал на входе первого элемента ЗАПРЕТ 10 отсутствует и реагирующий орган 12 не срабатывает .

При насыщении трансформаторов тока, например, включенных по схеме фильтра 3 токов нулевой последовательности, возможно по вление значительного сигнала небаланса на выходе дифференциального токового органа 5 и дифференцирующего блока 6. Однако насыщение трансформаторов тока и возникновение сигнала небаланса происходит спуст  врем  идеальной трансформации после начала процесса, поэтому сигнал на управл ющем входе элемента ЗАПРЕТ 9 по витс  спуст  некоторое врем , после по влени  сигнала на его основном входе, соединенном с выходом порогового элемента 8. На выходе элемента ЗАПРЕТ 9 по витс  импульсный сигнал, длительность которого определ етс  временем идеальной трансформации трансформаторов тока. Выдержка времени t на возникновение сигнала на выходе блока 11 времени после его возникновени  на входе выбираетс  меньще возможных минимальных длительностей импульсов на выходе элемента ЗАПРЕТ 9, поэтому на выходе блока 11 времени в рассматриваемом режиме возникает сигнал до момента по влени  сигнала на выходе порого-вого органа 7. Сигнал с выхода блока 11 времени поступает на управл ющий вход элемента ЗАПРЕТ 10 и блокирует прохождение сигнала с выхода порогового органа 7

через элемент ЗАПРЕТ 10. Блок времени имеет выдержку времени на пропадание сигнала на его выходе, котора  определ етс  возможным временем существовани  режима короткого замыкани , сопровождающегос  насыщением магнитопровода трансформатора тока. Поэтому блокирование сигнала с выхода порогового органа 7 надежно обеспечиваетс  в течение всего времени существовани  сигнала небаланса. Выдержка времени на возникновение сигнала на выходе блока 11 времени может регулироватьс  в диапазоне 1-5 мс, в пределах которого лежит возможное минимальное врем  насыщени  м гнитопровода трансформатора тока. Предлагаемое устройство позвол ет повысить селективность и надежность вы влени  режима насыщени  трансформатора и броска тока намагничивани  дл  предотвращени  излищних срабатываний релейных защит трансформаторов и уменьщени  недоотпущенной электроэнергии потребител м .

За счет повышени  быстроты вы влени  режима насыщени  трансформаторов оказываетс  возможным повысить быстродействие релейных защит трансформаторов при внутренних коротких замыкани х, благодар  чему уменьщаетс  стоимость их ремонта, а также оказываетс  возможным повысить пропускную способность линий электропередач , примыкающих к этим трансформаторам.

50

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  вы влени  режима насыщени  трансформатора, содержащее трансформатор тока, установленный в заземленной нейтрали трансформатора, трансформаторы тока, установленные на выводах обмоток трансформатора, соединенных в звезду, трансформаторы тока, установленные на фазных выводах обмоток трансформатора , соединенных в треугольник, причем их вторичные обмотки образуют фильтр токов нулевой последовательности, дифференциальный токовый орган, два пороговых органа , первый элемент ЗАПРЕТ, блок выдержки времени и реагирующий орган, отличающеес  тем, что, с целью повышени  селективности и надежности в него дополнительно введены дифференцирующий блок, второй элемент ЗАПРЕТ, а пороговые органы выполнены с выдержкой времени на пропадание сигнала, причем вторичные обмотки трансформаторов тока, образующих фильтр токов нулевой последовательности, и трансформатора тока, установленного в заземленной нейтрали трансформатора, подключены ко входам дифференциального токового органа, выход которого через соединенные последовательно дифференцирующий

   блок, первый пороговый орган и первый элемент ЗАПРЕТ подключен к реагирующему органу, а вторичные обмотки трансформаторов тока, установленных на выводах обмоток трансформатора, соединенных в звезду, подключены ко второму пороговому органу, выход которого через соединенные последовательно второй элемент ЗАПРЕТ и блок выдержки времени подключен к- запрещающему входу первого элемента ЗАПРЕТ, причем выход первого порогового органа также соединенс запрещающим входом второго элемента ЗАПРЕТ.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

   № 266909, кл. Н 02 Н 7/04, 1969.

   2 Авторское свидетельство СССР № 477948, кл. Н 02 Н 7/04, 1972.