SU888260A1 - Реле дифференциальной защиты трансформатора - Google Patents

Description

(54) РЕЛЕ. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА

Предлагаемое изобретение относитс  к релейной защите электрических систем и может примен тьс  дл  защиты трансформаторов. Известно реле дифферейциальной защиты трансформаторов 1, содержа щее рабочую цепь процентного торможени , цепь дополнительного торможени  от 2-й и 5-й гармоник тока, а также релейный формирователь .пр моугольных импульсов и интегратор, выполненные на операционных усилител х. Основным недостатком указанного реле  вл етс  замедление в переходных режимах коротких замыканий в за щищаемой зоне, сопровождающихс  насыщением трансформатора тока. Известна также полупроводникова . дифференциальна  защита трансформа торов, выпускаема  в СССР 2. Замедление в переходных режимах как реле 1, так и защиты, выпуск мой в СССР, вызвано по влением в указанных режимах 2-й гармоники. во вторичном токе трансформаторов тока. Защита, выпускаема  в СССР,  вл етс  более быстродействующей, так как торможение 2-й гармоники у этой защиты играет вспомогательную роль и имеет ограничение на опре- деленном уровне. Однако оно также имеет некоторое замедление в переходных режимах. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  дифференцигшьной защиты трансформаторов. Это достигаетс  тем, что в реле дифференциальной згициты трансформатора , содержащем рабочую цепь, состо щую из трансреактора, выпр мительного моста, резистора, цепь процентнрго торможени , а также последовательно соединенные релейный формирователь пр моугольных импульсов и элемент выдержки на воэерат и соединенные последовательно элемент выдержки времени и выходной орган, введен второй ре.лейный формирователь пр моугольных импульсов, счетчик, два логйческий элемента И, два инвертора,-одновибратор и дифференцирующий элемент, причем к выходу выпр мител  подключен второй релейный формирователь пр моугольных импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через первый инвертор подключен к

одному из входов второго элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента выдержки на возврат а выход - с входом элемента выдержки времени, причем выход второго релейного формировател  пр моугольных импульсовподключен к входу одновибратора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и к входу второго инвертора , который через дифференцирующий элемент подключен к второму входу счетчика.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого реле; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы, по сн ющие работу реле.

На схемах: 1 - трансреактор; 2 выпр мительный мост; 3 - резистор;

4- цепь процентного торможени ;

5- первый релейный формирователь пр моугольных импульсов; 6 - элемен выдержки времени на возврат; 7 элемент выдержки времени; 8 - выходной орган; 9 - второй релейный формирователь пр моугольных импульсов; 10 - счетчик; 11 - одновибратор; 12 - первый логический элемент И; 13 - первый инвертор; 14 второй логический элемент И; 15 дифференцирующий элемент; 16 - второй инвертор.

В нормальном режиме (реле находитс  в статическом состо нии) по первичной обмотке трансреактора 1 протекает весьма малый ток небаланса , поэтому сигнал на выходах релейных формирователей 5 и 9, а также элемента 6 выдержки времени на возврат, счетчика 10, одновибратора 11 равен О. На выходе инвертора 13 сигнал равен , а на выходе элемента 7 выдержки времени и выходного органа 8 равен О.

Предлагаемое реле работает следующим образом.

При периодических бросках намагничивающего тока на выходе выпр мительного моста 2 возникает напр жение , которое в течение периода промышленной частоты Т содержит три импульса (фиг. 2), соответственно на выходах формирователей 5 и 9 по вл ютс  в течение периода три пр моугольных импульса. Наибольша  в течение периода Т пауза ty, имее длительность пор дка 2,5-3 мс (при периоде Т, равном 20 мс).

Поскольку уставка элемента б выдержки времени на возврат.составл е обычно 4,5-5 мс, то на его выходе по вл етс  непрерывный сигнал. На выходе одновибратора 11 сигнал по вл етс  одновременно с по влением первого импульса на его входе. Длительность этого сигнала принимаес  равной примерно 16 мс. Счетчик 10 выполн етс  -таким образом, чтобы

на его выходе сигнал по вл лс  только в том случае, когда на вход приход т три импульса, в данном режиме это условие выполн етс  и на выходе счетчика 10 и первого логического элемента И 12 по вл етс  сигнал. Сброс счетчика 10 в нулевое состо ние производитс  от заднего фронта, выходного импульса одновибратора 11 (через инвертор 16 и дифференцирующ элемент 15), поэтому в каждом периоде Т счет импульсов производитс  с нул . При по влении импульса на выходе первого логического элемента И 12 по вл етс  пауза на выходах первого инвертора 13 и второго логического элемента И 14. Поскольку уставка элемента 7 выдержки принимаетс  несколько больше периода Т, то этот элемент не срабатывает. Соответственно не срабатывает и выходной орган 8. Приведенна  на фиг. 2 формула кривой периодическог броска намагничивающего тока характерна дл  наибольших величин бросков . При уменьшении бросков уменьшаетс  ширина оснований импульсов тока, а длительность t j увеличиваетс . При ty 6 мс возникает разрыв между положительной и отрицательной полуволнами периодического тока, а напр жение на выходе выпр мительного моста будет содержать четыре импульса. При этом импульсы на выходе счетчика 10 исчезают, однако элемент 7 выдержки времени и выходной орган В не срабатывают, так как в выходном сигнале элемента 6 по вл ютс  паузы.

На фиг. 2 дл  упрощени  временны диаграмм уровни, на которых формируютс  импульсы формировател ми 5 и 9, показаны одинаковыми.Однако это не  вл етс  об зательным, так как важно лишь обеспечить, чтобы сигнал на выходе счетчика 10 исчезал не раньше, чем t станет больше 5 мс.

Claims (2)

1. При коротком замыкании в защищаемой зоне и большой кратности тока происходит насыщение высоковольтных трансформаторов тока в переходном режиме. При этом форма кривой вторичного тока 12 и напр жени  на выходе выпр мительного моста 2 имеют вид, показанный на фиг.3. Поскольку вход первого релейного формировател  5 включен на разность рабочего тока и тока с выхода цепи процентного торможени , то уровень формировани  у него (показан пунктирной линией 5) гораздо выше, чем у второго релейного формировател  9, включенного по схеме без торможени . При этом в течение периода на выходе первого формировател  5 по вл ютс  три импульса, а на выходе второго формировател  9 - два импульса. Поскольку длительность наибольшей паузы в течение периода t KI на выходе формировател  5 меньше 5 мс, то на выходе элемента б выдержки времени на возврат по вл етс непрерывный сигнал. На выходе счетчика 10 сигнал не возникает, так как на его вход в течение периода поступают два «мпул |Са. Соответственно сигнал на выходе первого элемента И 12 остаетс  равным О , а на выходе первого инве тора 13 равным Ч. Элемент 7 выдержки времени и выходной орган 8 срабатывают через врем , примерно равное периоду промышленной частоты (врем  отсчитываетс  от момента по влени  сигнала на выходе элемен та б) . Таким образом, как в устано вившемс , так и в переходных режимах короткого замыкани  в защищаемой зоне предлагаемое реле имеет врем  срабатывани , равное периоду промышленной частоты. Логический и функциональные эле менты, вход щие в схему реле, целе сообразно выполн ть на базе интегральных микросхем. Повышение быстродействи  защиты позволит снизить ущерб от аварий в трансформаторах. Формула изобретени  Реле дифференциальной защиты трансформатора, содержащее рабочую цепь, состо щую из трансреактора, выпр мительного моста, резистора, цепь процентного торможени , а так последовательно соединенные релей/ /

   7J ный формирователь пр моугольных импульсов и элемент выдержки на возврат и соединенные последовательно элемент выдержки времени и выходной орган, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены второй релейный формирователь пр моугольных импульсов, счетчик, два логи- ческих элемента И, два инвертора, одновибратор и дифферентхирующий элемент, причем к выходу выпр мител  подключен второй релейный формирователь пр моугольных импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через первый инвертор подключен к одному Из входов второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом Элемента выдержки на возврат, а выход - с входом элемента выдержки времени, при этом выход второго релейного формировател  пр моугольных импульсов подключен к входу одновибратора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и к входу второго инвертора, который через дифференцирующий элемент подключен к второму входу счетчика . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Transformer o(ifferentia6. гебау type KADSE, CataCogue RK62-10E, Edition 3, August 1977 2,Part 1, фирма ASEA, Швеци .
2. 2.Дифференциальна  защита трансформаторов и автотрансформаторов. Электричество, № 2, 1975, с.1-9.

   Sp

   s,s

   S

   ff

   W.12 13

   i

   7,8

   fej

   / /

   t

   f

   A3

   /

   I If I

   1/