Способ защиты фазорегулирующего трансформатора

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к релейной защите высоковольтных фазорегулирующих трансформаторов.. Сущность изобретения: с целью повышения чувствительности в способе формируется сигнал , пропорциональный разности активных мощностей, протекающих по первичной и вторичной обмоткам фазорегулирующего трансформатора, и вырабатывается команда на отключение его от сети, если полученный сигнал превышает установку защиты. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s Н 02 Н 7/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4838027/07 (22) 24.04.90 (46) 30.05,93. Бюл. hk 20 (71) Нижегородское отделение Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) E. П. Королев и C. М. Куцовский (56) Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13Б; Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов

110-500 кВ. Расчеты. M., Энергоиздат, 1985,.с.

96.

Авторское свидетельство СССР

М 1777197, кл. Н 02 Н 7/04, 1991.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам защиты обмоток трансформатора от всех видов по.вреждений.

Целью изобретения является повышение чувствительности защиты фазорегулирующего трансформатора. Это позволяет выявлять и отключать поврежденный трансформатор на ранней стадии возникновении аварии, чем сохраняется его ремонтопригодность и сокращаются сроки и стоимость ремонта.

Для достижения цели в способе защиты фазорегулирующего трансформатора, основанном на измерении токов и напряжений первичной и вторичной обмоток, определении по измеренным величинам мощностей, протекающих по первичной и вторичной обмоткам, и формирования команды на отключение фазорегулирующего трансформатора в случае, если разность указанных мощностей превышает заданную уставку, допол„„Я3„„1818657 А1 (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ФАЗОРЕГУЛИРУЮЩЕГО ТРАНСФОРМАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите высоковольтных фазорегулирующих трансформаторов..

Сущность изобретения: с целью повышения чувствительности в способе формируется сигнал, пропорциональный разности активных мощностей, протекающих по первичной и вторичной обмоткам фаэорегулирующего трансформатора, и вырабатывается команда на отключение его от сети, если полученный сигнал превышает установку защиты. 1 ил. нительно определяют активную составля щую мощности.

11(т)=11 sin N t;

U1(t)=U1® sin(an+ р1);

lг(т)=lг .з1п(в %);

UZ(t)=UZm Sl11(an Ч + щ ) (2)

ГдЕ 11m, 01п И 12m, U2m -— аМПЛИтудНЫЕ ЗНаЧЕния токов и напряжений соответственно на первичной и вторичной обмотках ФРТ;

Чт- угол между первичным и вторичным напряжениями (токами); р1 — угол между первичным током и первичным напряжением;

pz — угол между вторичным током и вторичным напряжением, Из измеренных величин известными способами формируют сигналы, пропорциональные активной мощности, протекающей по первичной и вторичной обмоткам ФРТ:

Р1=0,5xU1m 11m соз Р1

Р2=0,5 х1.12щ 12д соз + (3) 1818657

Затем определяют разность активных мощностей

Л P=P) — Р2 (4) и сравнивают ее с уставкой, в случае превышения которой формируют сигнал на отключение ФРТ от сети, Сущность способа поясняется следующими режимами работы фазорегулирующего трансформатора.

В нормальном режиме-при исправном

ФРТ во всем диапазоне изменения угла V (например, от -40 до +60") и модуля вторич ного напряжения (например, от 0,9 до 1,2 номинального) перетоки активной мощности по первичной и вторичной обмоткам практически равны, так как активные потери невелики и составляют не более 1 от полной номинальной мощности. В этом случае разность активных мощностей не превышает уставку срабатывания и сигнал на отключение ФРТ не формируется.

При возникновении повреждения в любой из обмоток Ф РТ происходит резкое увеличение активных потерь, преимущественно за счет потерь в короткозамкнутых витках, которые носят активный характер. При этом баланс мощностей в обмотках ФРТ. нарушается, так как значение активной мощности первичной обмотки возрастает, а вторичной уменьшается.

Если разность активных мощностей

Л Р превысит уставку срабатывания защиты, то будет сформирован сигнал на отключение ФРТ от сети;

При включении ФРТ на холостой ход возможен бросок тока намагничивания, обусловленный насыщением магнитопровода трансформатора. Если при этом ФРТ исправен, то его входное сопротивление носит практически чисто индуктивный характер (сопротивление ветви намагничивания), поэтому значение ЛР близко к нулю.

Если в процессе включения ФРТ под напряжение возникает витковое замыкание в одной из его обмоток, то вследствие существенного увеличения активных потерь (не менее, чем на порядок) по сравнению с режимом включения исправного ФРТ значение небаланса мощности превысит уставку и будет сформирован сигнал на отключение трансформатора or сети.

При внешних повреждениях разность активных мощностей в первичной и вторичной обмотках определяется активными потерями в этих обмотках и зависит от тока КЗ, Для мощных трансформаторов (в том числе и для ФРТ) эти потери при максимальном токе внешнего КЗ не превышают единиц процентов от полной номинальной мощности.

Для тога, чтобы в этом режиме защита не срабатывала, необходимо выбрать уставку срабатывания Pc > ЛР1, гдеЛ Р1 — небаланс активной мощности в максимальном режиме внешнего К3.

При внешнем КЗ с наложением виткового замыкания в одной из обмоток ФРТ защита будет работать аналогично описанному выше случаю возникновения виткового КЗ в режиме нагрузки, Блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, приведена на черте"5 же.

Устройство содержит фазорегулирующий трансформатор 1, оборудованный с двух сторон трансформаторами тока 2, 3 и трансформаторами напряжения 4, 5, -выхо20 ды которых соединены с входами соответствующих первого 6 и второго 7 датчиков активной мощности. С выхода датчиков 6 и

7 напряжения, пропорциональные активной мощности, выделяющейся на первичной и вторичной обмотках ФРТ, поступают на соответствующие входы блока сравнения 8, . который срабатывает, если разность входных сигналов превысит его уставку.. Это обуславливает срабать вание выходного

30 блока 9, обеспечивающего отключение выключателями 10 и 11 ФРТ от сети 12 и 13.В нормальном режиме значения активной мощности на первичной и вторичной обмотках равны и условие срабатывнаия

35 блока сравнения не выполняется.

В случае повреждения любой из обмоток ФРТ возникают значительные потери активной мощности, в результате чего нарушается баланс в блоке сравнения 8, что при40 водит к его срабатыванию и срабатыванию выходного блока 9.

Предложенный способ позволяет выполнить. защиту фазорегулирующего трансформатора с чувствительностью, превышающей чувствительность известных защит аналогичного назначения и не зависящей от броска тока намагничивания, а также от изменений угла поворота Ч и коэффициента трансформации Ф РТ.

Зкономическая эффективность изобретения заключается в том, что его использование позволит увеличить срок службы фазорегулирующих трансформаторов за счет выявления замыканий в обмотках на начальной стадии их возникновения. Это сохраняет ремонтопригодность ФРТ и существенно сокращает сроки и стоимость их ремонта, 1818657

Составитель С.Куцовский

Техред M. Мор гентал Корректор Т.Вашкович

Редактор А.Коляда

Заказ 1940 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ защиты фазорегулирующего трансформатора, основанный на измерении токов и напряжений первичной и вторичной обмоток, определении по измеренным величинам мощностей,протекающих по первичной и вторичной обмоткам и формировании команды на отключение фазорегулирующего трансформатора в случае, если разность указанных мощностей превышает заданную уставку, о т л и ч а ю щи й5 с я тем, что, с целью повышения чувствительности защиты, определяют активную составляющуюю мощности.