RU1775788C - Three-phase differential protection device for a transformer - Google Patents
Three-phase differential protection device for a transformerInfo
- Publication number
- RU1775788C RU1775788C SU904886640A SU4886640A RU1775788C RU 1775788 C RU1775788 C RU 1775788C SU 904886640 A SU904886640 A SU 904886640A SU 4886640 A SU4886640 A SU 4886640A RU 1775788 C RU1775788 C RU 1775788C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- phase
- time delay
- differential protection
- comparator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Сущность изобретени : известные ДЗ- трансформаторы имеют замедление срабатывани из-за наличи в их составе фильтра второй гармоники, примен емого дл отстройки от броска намагничивающего тока (БИТ), возникающего при включении защищаемого трансформатора под напр жение. Дл устранени указанной задержки срабатывани при сохранении способности отстройки от БНТ в данном устройстве дл дифференциальной защиты дополнительно введены второй компаратор, расширитель импульсов и элемент И, причем второй вход И подключен к выходу первого элемента выдержки времени, а выход элемента И подключен к второму входу ИЛИ соседней фазы . Чувствительность устройства дл дифференциальной защиты составл ет 0,1 1Н. Врем срабатывани 20-30 мс. 4 ил. (Л СThe inventive known DZ transformers have a slowdown due to the presence of a second harmonic filter in their composition, which is used to tune out the magnetizing current surge (BIT) that occurs when the protected transformer is energized. In order to eliminate the indicated operation delay while maintaining the detuning ability from the BNT, a second comparator, a pulse expander and an And element are additionally introduced in this differential protection device, the second And input connected to the output of the first time delay element, and the output of the And element connected to the second input OR phase. The sensitivity of the differential protection device is 0.1 1H. Response time 20-30 ms. 4 ill. (L C
Description
Изобретение относитс к электротехнике , а именно к релейной защите энергосистем и может примен тьс дл защиты силовых трансформаторов со схемой соединени обмоток звезда-треугольник.The invention relates to electrical engineering, in particular to relay protection of power systems, and can be used to protect power transformers with a star-delta connection circuit.
Известна дифференциальна защита трансформаторов и автотрансформаторов, содержаща в каждой фазе рабочую цепь, первую и вторую цепи торможени и реагирующий орган, состо щий из последовательно соединенных релейного формировател , первого инвертора, первого элемента выдержки времени, второго инвертора и второго элемента выдержки времени.Differential protection of transformers and autotransformers is known, containing in each phase a working circuit, a first and second braking circuit and a reactive organ consisting of a series-connected relay former, a first inverter, a first time delay element, a second inverter and a second time delay element.
В указанном устройстве отстройка от периодического броска намагничивающего тока (БНТ), ю.никающего при включении защищаемого трансформатора под напр жение , выполн етс с помощью торможени от тока второй гармоники дифференциального тока. Ток второй гармоники выдел етс с помощью пассивного фильтра, вход щего в состав первой цепи торможени .In this device, the detuning from the periodic inrush of the magnetizing current (BNT), which occurs when the protected transformer is energized, is performed by braking the second harmonic of the differential current from the current. The second harmonic current is generated by a passive filter included in the first braking circuit.
Примен емый в указанном устройстве способ отстройки от периодического БНТ позвол ет надежно отличать режим БНТ от остальных режимов работы защищаемого трансформатора и исключать ложные срабатывани защиты. Недостатком этого спосоvjThe method of detuning from the periodic BNT used in the indicated device makes it possible to reliably distinguish the BNT mode from other operating modes of the protected transformer and to exclude false protection trips. The disadvantage of this method is
VIVI
СЛ VI 00 00SL VI 00 00
ба вл етс некоторое замедление действи защиты из-за возникновени второй гармоники в переходном режиме короткого замыкани (КЗ) в защищаемой зоне.ba, there is some deceleration of the protection due to the occurrence of the second harmonic in the transient mode of short circuit (short circuit) in the protected zone.
Известно также трехфазное дифференциальное реле, содержащее в каждой фазе рабочую цепь, релейный формирователь, первый и второй инверторы, орган выдержки времени, орган запоминани сигнала на определенное врем , выходной орган, тормозную цепь, первый и второй ограничители длительности импульсов и логический элемент ИЛИ. Первый ограничитель длительности импульсов включен между формирователем импульсов и первым инвертором. Выходы органов выдержки времени всех трех фаз соединены в треугольник через вторые ограничители длительности .A three-phase differential relay is also known, which comprises in each phase a working circuit, a relay driver, first and second inverters, a time delay organ, a memory signal for a certain time, an output organ, a brake circuit, first and second pulse duration limiters, and an OR logic element. A first pulse width limiter is connected between the pulse shaper and the first inverter. The outputs of the time delay organs of all three phases are connected in a triangle through the second duration limiters.
Указанное реле не срабатывает при включении защищаемого трансформатора под напр жение и протекании в одной из фаз периодического БИТ. К его недостаткам относитс низка надежность функционировани при несимметричных КЗ в защищаемой зоне сопровождающихс протеканием в различных фазах токов с разной амплитудой, В том случае, когда ток в одной из фаз недостаточен дл срабатывани реле в этой фазе, но вызывает по вление импульсов на выходе релейного формировател этой фазы, это приведет к блокированию соседней фазы реле, хот ток на входе ее может быть достаточным дл срабатывани . Таким образом, в определенных режимах может произойти отказ в функционировании указанного реле.The indicated relay does not work when the protected transformer is energized and flows in one of the phases of a periodic BIT. Its disadvantages include low reliability in case of asymmetrical short-circuit in the protected zone, accompanied by the flow of currents with different amplitudes in different phases. of this phase, this will block the adjacent phase of the relay, although the current at its input may be sufficient to trip. Thus, in certain modes, the functioning of the specified relay may fail.
Целью изобретени вл етс повышение надежности функционировани устройства .The aim of the invention is to increase the reliability of the operation of the device.
Поставленна цель достигаетс тем, что в каждой фазе устройства, содержащего блок формировани дифференциального тока, к выходу которого подключена цепь, состо ща из включенных последовательно двухполупериодного выпр мител , первого компаратора, первого инвертора, первого элемента выдержки времени, элемента ИЛИ, второго инвертора и второго элемента выдержки времени дополнительно введена цепь, состо ща из последовательно соединенных второго компаратора, расширител импульсов и элемента И.This goal is achieved in that in each phase of the device containing the differential current generating unit, the output of which is connected to a circuit consisting of a half-wave rectifier connected in series, the first comparator, the first inverter, the first time delay element, the OR element, the second inverter and the second a time delay element, an additional circuit is introduced, consisting of a second comparator connected in series, a pulse expander and an element I.
На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг.2,3.4 -диаграммы работы.In FIG. 1 shows a functional diagram of a device; Fig.2.3.4 diagrams of work.
Устройство дл дифференциальной защиты трансформатора содержит в каждой фазе соединенные последовательно блок формировани дифференциального тока 1,The device for differential protection of the transformer comprises in each phase a series-differential current generating unit 1,
двухполупериодный выпр митель 2, первый компаратор 3, первый инвертор 4, первый элемент выдержки времени 5, элемент ИЛИ б, второй инвертор 7, второй элемент выдержки времени 8, а также цепь из соединенных последовательно второго компаратора 9, расширител импульсов 10 и элемента И 11, причем входы первого 3 и второго 9 компараторов соединены параллельно, вто0 рой вход элемента И 11 подключен к выходу первого элемента выдержки времени 5, а выход элемента И 11 подключен ко второму входу элемента ИЛИ б соседней фазы.a half-wave rectifier 2, the first comparator 3, the first inverter 4, the first time delay element 5, the OR element b, the second inverter 7, the second time delay element 8, as well as a circuit from the second comparator 9 connected in series, the pulse expander 10 and the And 11 element and the inputs of the first 3 and second 9 comparators are connected in parallel, the second input of the And 11 element is connected to the output of the first time delay element 5, and the output of And 11 is connected to the second input of the OR element b of the adjacent phase.
Блок формировани дифференциального тока 1 осуществл ет суммирование мгно5 венных значений токов ТТ разных плеч защиты в одной фазе.The differential current generating unit 1 sums up the instantaneous values of the currents of the CTs of different protection arms in one phase.
Устройство дл дифференциальной защиты работает следующим образом. В нормальном режиме выполн етс баланс токов со стороны высшего и низшего напр женийThe differential protection device operates as follows. In normal mode, the balance of currents from the higher and lower voltages is performed.
0 защищаемого трансформатора, поэтому дифференциальный ток на выходе блока формировани дифференциального тока I имеет незначительную величину. Ток на выходе двухполупериодного выпр мител 20 of the protected transformer, therefore, the differential current at the output of the differential current generating unit I is negligible. Current at the output of a half-wave rectifier 2
5 недостаточен дл срабатывани компараторов 3 и 9, поэтому на их выходах присутствует нулевой сигнал. Такой же сигнал имеетс и на выходе расширител импульсов 10, что обуславливает сигнал О на выхо0 де элемента И 11. Таким образом, в нормальном режиме фазы защиты не оказывает вли ни друг на друга. Так как на выходе первого инвертора 4 присутствует сигнал О, то на его выходе, а также на выходах5 is not sufficient to trip comparators 3 and 9, therefore a zero signal is present at their outputs. The same signal is present at the output of the pulse expander 10, which causes the signal O at the output of the element And 11. Thus, in normal mode, the protection phases do not affect each other. Since at the output of the first inverter 4 there is a signal O, then at its output, as well as at the outputs
5 первого элемента выдержки времени 5 и И элемента ИЛИ б присутствует сигнал I. На выходах второго инвертора 7 и второго элемента выдержки времени 8 имеетс сигнал О. Устройство защиты не срабатывает.5 of the first time delay element 5 and AND of the OR element b, there is a signal I. At the outputs of the second inverter 7 and the second time delay element 8 there is a signal O. The protection device does not work.
0 При включении защищаемого трансформатора под напр жение начинаетс переходный процесс, сопровождающийс протеканием БИТ со стороны высшего напр жени .0 When you turn on the protected transformer under voltage, a transient process begins, accompanied by the leakage of the BIT from the higher voltage side.
5 Как видно из фиг.2 токи в двух фазах (А и В), содержащих апериодическую составл ющую , имеют сходную форму кривой и отличаютс лишь пол рностью. Ток в третьей фазе (С), назовем ее особой, не со0 держит апериодической составл ющей. Ток в особой фазе С кроме отсутстви апериодической составл ющей имеет и другие существенные отличи от токов в остальных фазах. Во-первых, его амплитуда в 1,5-25 As can be seen from Fig. 2, the currents in two phases (A and B) containing an aperiodic component have a similar curve shape and differ only in polarity. The current in the third phase (C), let us call it special, does not contain an aperiodic component. The current in the special phase C, in addition to the absence of an aperiodic component, has other significant differences from the currents in the other phases. Firstly, its amplitude is 1.5-2
5 раза меньше амплитуд токов в других фазах, во-вторых, бестоковые паузы в токе особой фазы меньше, чем в токах других фаз и их длительность может достигать максимум 45 times less than the amplitudes of the currents in other phases, secondly, current-free pauses in the current of a special phase are less than in currents of other phases and their duration can reach a maximum of 4
мс, тогда как в других фазах их длительность может быть 6-7 мс. Временные диаграммы работы фазы В, в режиме БИТ приведены на фиг.3,а, а диаграммы работы особой фазы С в том же режиме - на фиг.Зб,ms, while in other phases their duration can be 6-7 ms. Timing diagrams of the operation of phase B in the BIT mode are shown in Fig. 3, a, and diagrams of the operation of the special phase C in the same mode are shown in Fig. 3b,
В фазе В под действием выходного сигнала двухполупериодного выпр мител 2 оба компаратора 3 и 9 периодически срабатывают и на их выходах по в тс сигналы I. Порог срабатывани второго компаратора 9 выбираетс больше порога срабатывани первого компаратора 3 примерно в 1,5 раза, поэтому срабатывать он будет несколько позже, чем первый и ширина импульсов на его выходе будет несколько меньше. Расширитель импульсов 10 увеличивает длительность импульсов, поступающих на его вход на врем около 20 мс. поэтому на его выходе будет непрерывный сигнал 1, который разрешает передачу блокирующих импульсов через элемент И 11 на второй вход элемента ИЛИ 6 соседней фазы С. На выходе первого инвертора 4 во врем пауз в сигнале на выходе первого компаратора 3 по вл ютс импульсы. Первый элемент времени 5 имеет выдержку 5 мс, поэтому на его выходе по вл ютс короткие импульсы. Если на втором входе элемента ИЛИ 6 присутствует сигнал О, то импульсы с выхода первого элемента выдержки времени 5 без изменени передаютс на вход второго инвертора 7, на выходе которого по вл ютс импульсы с частотой следовани 50 Гц, т.е. с периодом следовани 20 мс. Второй элемент выдержки времени 8 имеет выдержку на срабатывание более 20 мс. поэтому в этом режиме сигнал на его выходе равен О.In phase B, under the action of the output signal of a half-wave rectifier 2, both comparators 3 and 9 periodically operate and signals I receive at their outputs. The threshold of operation of the second comparator 9 is chosen to be about 1.5 times greater than the threshold of the first comparator 3, so it will trigger will be somewhat later than the first and the pulse width at its output will be slightly less. The pulse expander 10 increases the duration of the pulses arriving at its input for a time of about 20 ms. therefore, there will be a continuous signal 1 at its output, which permits the transmission of blocking pulses through the AND element 11 to the second input of the OR element 6 of the neighboring phase C. At the output of the first inverter 4, pulses appear in the signal at the output of the first comparator 3. The first time element 5 has a delay of 5 ms; therefore, short pulses appear at its output. If signal O is present at the second input of OR element 6, the pulses from the output of the first time delay element 5 are transmitted without change to the input of the second inverter 7, the output of which is pulses with a repetition rate of 50 Hz, i.e. with a repetition period of 20 ms. The second time delay element 8 has a response delay of more than 20 ms. therefore, in this mode, the signal at its output is equal to O.
Рассмотрим работу устройства в особой фазе С при БИТ. Основное отличие от работы устройства в фазе В заключаетс в том, что длительность большей паузы на выходах компараторов 3 и 9 меньше 5 мс. Поэтому на выходе первого элемента выдержки времени 5 по вл етс сигнал О. Однако на выходе элемента ИЛИ 6 данной фазы имеютс короткие импульсы, которые поступают с выхода элемента ИЛИ 11 фазы В. Далее эти импульсы инвертируютс вторым инвертором 7 и в виде последовательности импульсов с периодом следовани 20 мс подаютс на вход второго элемента выдержки времени 8, который не срабатывает. В режиме БИТ ни одна из фаз устройства не сработает.Consider the operation of the device in a special phase C with BIT. The main difference from the operation of the device in phase B is that the duration of a longer pause at the outputs of the comparators 3 and 9 is less than 5 ms. Therefore, the signal O appears at the output of the first time delay element 5. However, at the output of the OR element 6 of this phase there are short pulses that come from the output of the OR element 11 of phase B. Further, these pulses are inverted by the second inverter 7 and in the form of a pulse train with a period A 20 ms repetition is applied to the input of the second time delay element 8, which does not operate. In BIT mode, none of the phases of the device will not work.
При затухании БЫТ амплитуды токов во всех фазах уменьшаютс , а длительность пауз на выходах компараторов 3 и 9 всех фаз увеличиваетс . Начальна амплитуда тока в фазах Аи В больше, чем в особой фазе С, поэтому к моменту времени, когда перестает срабатывать второй компаратор 9 в фазе В, т.е. будет сн та блокировка с особой фазы С, длительность пауз на выходе первого компаратора 3 фазы С будет превышать 5 мс и эта фаза устройства не сработает.With the BYT attenuation, the current amplitudes in all phases decrease, and the duration of pauses at the outputs of comparators 3 and 9 of all phases increases. The initial amplitude of the current in the phases A and B is greater than in the special phase C, therefore, by the time when the second comparator 9 in phase B stops working, i.e. the lock will be released from the special phase C, the duration of pauses at the output of the first comparator 3 of phase C will exceed 5 ms and this phase of the device will not work.
Потенциальные диаграммы работы одной фазы дифференциальной защиты при коротком замыкании (КЗ) в зоне приведены на фиг.4. Рассматриваемый случай, когда вPotential diagrams of the operation of one phase of differential protection during short circuit (short circuit) in the zone are shown in Fig.4. Case under consideration when in
0 токе КЗ данной фазы присутствует апериодическа составл юща . При этом дифференциальный ток будет практически повтор ть форму тока КЗ. Под действием выпр мленного сигнала с выхода двухполу5 периодного выпр мител 2 будут периодически срабатывать первый и второй компараторы, на выходах которых по в тс импульсы с частотой следовани 100 Гц. Длительность импульсов на выходе первогоAt the short circuit current of this phase, an aperiodic component is present. In this case, the differential current will practically follow the shape of the short-circuit current. Under the influence of the rectified signal, the first and second comparators will periodically operate at the outputs of which there are pulses with a pulse repetition rate of 100 Hz at the output of the two-half5 periodic rectifier 2. The duration of the pulses at the output of the first
0 компаратора составл ет 2 -3 мс, т.е. не превышает значени выдержки времени элемента времени 5, поэтому сигнал на выходе последнего становитс равным О. С выхода инвертора 7 сигнал I подаетс на вход вто5 рого элемента времени 8, который срабатывает спуст врем , большее 20 мс. Импульсы на выходе второго компаратора 9 вызывает по вление посто нного сигнала I на выходе расширител импульсов 10, что0 of the comparator is 2 -3 ms, i.e. does not exceed the time delay value of the time element 5, therefore, the signal at the output of the latter becomes equal to 0. From the output of the inverter 7, the signal I is supplied to the input of the second time element 8, which is activated after a time longer than 20 ms. The pulses at the output of the second comparator 9 causes the appearance of a constant signal I at the output of the pulse expander 10, which
0 разрешает прохождение блокирующих импульсов через логический элемент И 11, но т.к. на втором входе этого элемента в данном режиме имеетс сигнал О, то и на выходе элемента И 11 также будет сигнал О, т.е.0 allows the passage of blocking pulses through the logical element And 11, but since at the second input of this element in this mode there is a signal O, then at the output of the element And 11 there will also be a signal O, i.e.
5 в режиме КЗ в зоне защиты отдельные фазы реле будут работать независимо друг от друга .5 in short-circuit mode in the protection zone, individual phases of the relay will operate independently of each other.
Минимальный ток срабатывани устройства дл дифференциальной защиты мо0 жет достигать 50% номинального тока защищаемого трансформатора, врем срабатывани в зависимости от фазы возникновени КЗ 20-30 мс.The minimum tripping current of the device for differential protection can reach 50% of the rated current of the protected transformer, the tripping time, depending on the phase of the occurrence of the short circuit, is 20-30 ms.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904886640A RU1775788C (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Three-phase differential protection device for a transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904886640A RU1775788C (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Three-phase differential protection device for a transformer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1775788C true RU1775788C (en) | 1992-11-15 |
Family
ID=21547597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904886640A RU1775788C (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Three-phase differential protection device for a transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1775788C (en) |
-
1990
- 1990-11-28 RU SU904886640A patent/RU1775788C/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Дмитриенко A.M. Дифференциальна защита трансформаторов и автотрансформаторов. - Электричество, 1975, № 2, с. 1-9. Авторское свидетельство СССР № 319021, кл. Н 02 Н 3/40, 1969. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU1775788C (en) | Three-phase differential protection device for a transformer | |
| RU2152679C1 (en) | Thyristor converter protective device | |
| US4876624A (en) | Apparatus for detecting unsymmetrical bipolar waveforms | |
| RU2244992C1 (en) | Device for detecting single-phase ground faults in insulated-neutral networks | |
| US4516183A (en) | Overcurrent relay | |
| SU1621112A1 (en) | Device for interlocking differential protection of self-sustained power system generator from connection wire damage | |
| SU849371A2 (en) | Device for differential protection of transformer | |
| SU1676001A1 (en) | Device for protecting the reactor of static thyristor compensator | |
| SU1677762A1 (en) | Device for differential-phase protection of electric plant | |
| RU2788035C1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING PHASE-TO-PHASE AND GROUND FAULTS IN NETWORKS WITH AN ISOLATED VOLTAGE OF 6-10 kV NEUTRAL | |
| KR970005092B1 (en) | Leakage current circuit breaker | |
| SU943970A1 (en) | Device for differential protection of transformer | |
| SU1046830A1 (en) | Device for protection of semiconductor converter | |
| SU1035719A1 (en) | Device for overvoltage protection of rectifier-type current converters with extinguishing from power network | |
| SU972628A2 (en) | Device for pulse protection of converting bridge | |
| SU1670733A1 (en) | Device for current protection of ac electrical plant | |
| SU1094128A1 (en) | Device for controlling ac bridge thyristor regulator | |
| SU693502A1 (en) | Electric equipment differential protection device | |
| SU1735983A1 (en) | Device for controlling converter for feeding velding trasformer | |
| SU1141497A1 (en) | Device for differential protection of lines with braking | |
| SU799066A2 (en) | Device for differential protection of power transformer | |
| SU858162A1 (en) | Current relay | |
| JPH04212A (en) | Ground fault detector | |
| SU907666A1 (en) | Device for differential protection of electric equipment | |
| SU462241A1 (en) | Low Voltage Relay |