Устройство для защиты шин от короткого замыкания

 

«е св:

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АвтореноМУ- свиДКткльСтву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3438062/24-07 (22) 31. 03. 82 (46) 15. 08. 83. Бюл. Р 30 (72) В.Ф.Королюк (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (53) 621. 316. 925(088. 8) (56) 1. Грек Г.Т., Петров С.Я .

Дифференциальная защита шин с торможением, - "Электричество", 1970, Р 10, с;. 42-48.

2. Федосеев A.Ì. Релейная защита электрйческих систем. М., "Энергия", 1976, с. 472-474. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ШИН

ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее на всех присоединениях шин измерительные преобразователи тока, объединенные по схеме суммирования,.к выходу ь .которых подключен пороговый орган тока, исполнительный орган, о т л и» а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, введены последовательно соединенные измерительный преобразователь напряжения шин, блок фиксации аварийных составляющих напряжения, орган выдержки времени, инвертор и логический элемент И, второй и третий входы которого подключены соответственно к выхо1дам порогового органа токаи блока фиксации аварийных составляющих напряжения,. а выход - к исполнительному ор- у гану.

1035722

Изобретение относится к области релейной защиты и автоматике и может быть использовано при выполнении защиты шин станций и подстанций.

Известна дифференциальная защита, использунщая торможение при внешних коротких .замыканиях f 1).

Измерительный орган такой защиты . включен на разность двух сигналов! рабочего и тормозного. Первый пропорционален выпрямленной сумме токов 10 присоединений, второй - сумме выпрямленных токов. При коротком замыкании на присоединениях выпрямленный ток суммы токов даже при насыщении одного из трансформаторов тока всег- 15 да значительно меньше суммы выпрямленных токов ° При коротком замыка.— нии на шинах эти токи примерно равны. За счет этого защита достаточно чувствительна и в то же время не срабатывает при внешних коротких замыканиях.

Недостатком этой защиты является возможность отказа срабатывания при расхождении угла между ЭДС генераторов, которые связаны присоединениями с защищаемыми шинами. При достаточно больших углах между ЭДС генераторов сумма выпрямленных токов значительно больше выпрямленного тока суммы и при коротком замыкании на шинах тормозной сигнал может быть больше рабочего.

Известна также дифференциальная токовая защита с одним пороговым органом включенным на сумму токов присоединений p2).

Защита .основана на сравнении величины суМмы токов присоедйнений с установкой и срабатывает, еслИ сумма токов присоединений больше 40

1 уставки, защита достаточно проста, но слабо отстроена от внешних коротких замыканий, сопровождаемых насы- щением трансформаторов тока, поэтому она применяется только в сочетании . 45 с устройствами, идентифицирующими короткое замыкание от насыщения трансформаторов тока, что не по" эволяет выполнить ее с временем ра° боты менее 80-100 мс. 50

Целью изобретения является повышение чувствительности.защиты.

Поставленная цель достигается тем,что в устройство для защиты шин от короткого заьыкания, содержащее на.всех присоединениях шин измерительные преобразователи тока, объединенные по схеме суммирования, к выходу которых йодключены пороговый орган тока, исполнительный орган, введены последовательно соединенные 60 измерительный преобразователь напря-: жения шин, блок фиксации аварийныХ составляющих напряжения, орган выдержки времени, инвертор и логиче ский элемент И, второй и третий вхо", 65 ды которого подключены соответственно к выходам порогового органа тока и блока фиксации аварийных составляющих напряжения, а выход - к исполнительному органу.

На чертеже приведена Функциональ" ная .схема устройства.

Устройство подключено к измерительным преобразователям 1 и 2 соответственно тока и напряжения шин и содержит пороговый орган тока 3, включенный на сумму токов измерительных преобразователей тока 1 всех присоединений, и блок Фиксации аварий-, ных составляющих приращения напряжения 4, подключенный к измерительному преобразователю 2 напряжения шин. К выходу блока фиксации аварийных составляющих напряжения 4 подключены орган выдержки времени 5 и одним входом- — трехвходовый логический элемент И б. Два других входа логического элемента И б подключены к выходам соответственно органа вы.держки времени 5 через инвертор 7 и порогового органа тока 3. Выход логичеокого элемента И б включен на вход исполнительного органа 8 защиты.

Устройство работает следующим образом.

До возникновения короткого заьыкания нет ни аварийной составляющей напряжения, ни дифференциального тока. На входе органа выдержки времени 5 присутствует логический ноль ("0"). На входах логического элемента И б имеются два "0" с выходом блока фиксации аварийных составляющих напряжения 4 и порогового органа тока 3 и одна логическая единица ("1"), полученная в результате инвертирования "0" с выхода органа выдержки времени 5 инвертором 7. С выхода логического элемента И б на исполнительщюй орган 8 защиты подается "0", и защита не срабатывает.

При коротких замыканиях как в зоне защиты, так и вне зоны, за счет внезапного снижения напряжения появляется аварийная составляющая напряжения и при ее достаточном значении на выходе блока фиксации аварийных составляющих напряжения 4 появляется "1", которая включает орган выдержки времени 5.

Орган выдержки времени 5 работает следующим образом.

Когда на входе появляется "1" даже кратковременно (достаточно импульса) на выходе в течение времени остается "0", а затем в течении времени 4g - "1", после чегО восстанавливается исходное. состояние.

При коротком замыкании в зоне за щиты сумма токов присоединений стаиовится отличной от нуля и по величине превышает уставку срабатывания

1035722

Составитель Ю. Барабанов

Редактор С. Тимохина Техред И.Гайду Корректор Г. Решетник

Эаказ 5849/56 Тираж 617

ВНИИПИ Государственного . комитета CCCI? по делам изобретений.и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент"; г. ужгород, ул. Проектная, 4 порогового органа тока 3. Пороговый, .. орган срабатывает и на выходе его формируется "1". Эа счет снижения напряжения на шинах подстанции срабатывает блок фиксации аварийной составляющей напряжения 4 и на выходе

его также формируется "1". На выходе инвертора 7 в течении времени тоже "1". Таким образом, на всех входах логического элемента И 6 по является "1" и устройство срабатывает.

При коротком замыкании вне эоны тоже снижается напряжение, и сраба-. тывает блок фиксации аварийной состав ляющей напряжения 4. Если не насыщаются измерительные преобразователи тока 1 присое щнений, сумма токов присоединений равна нулю и пороговый орган тока 3 не работает. На одном входе логического элемента И 6 присутствует "0" и устройство не срабатывает.

Если происходит. насыщение измери- тельных преобразователей тока 1, то это наступает не одновременно с возникновением короткого замыкания, а через интервалы времени, больше некоторого времени т, которое зависит от конструктивных данных измерительных преобразователей тока и от кратности тока, к.э. к номинальному току измерительного преобразователя тока. Время можно определить предварительно расчетным путем. При на:,стройке органа выдержки времени устанавливается меньшим .

Насыщение измерительных преобразователей тока приводит к появлению небаланса на входе порогового орга5 на тока 3, от которого последний может сработать, но через время большее 4а, при внешнем коротком заьыканин на входах логического элемента

И 6 присутствуют "1" от блока фикЩ.сации аварийных составляющих напряжения 4 "0" - с порогового органа тока 3 и "1" — с органа выдержки времени 5 через инвертор 7. На выходе логического элемента И б - "0". В теу5 чение времени », которое определяется расчетным путем, большего времени ликвидации к.з. на присоединении, на входе логического элемента

И 6 в случае насыщения измерительного преобразователя тока 1 появляется "1" с выхода порогового органа тока 3, но с органа выдержки времени

5 через. инвертор б постоянно поступает "0" и устройство не срабатыва15 eT °

Предлагаемое, усТройство обладает . высоким быстродействием {короткое заьыкание фиксируется за 2-3 мс), высокой чувствительностью, устойчивостью функционирования при коротЗО ких замыканиях практически. во всех режимах электрических систем. Эащита проще в исполнении, чем дифференциальная с торможением и диффе.ренциально-фазная, но обладает более

35 высоким, быстродействием.