Устройство для токовой защиты секционированной системы шин

 

УСТРО-ЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ СЕКЦИОНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ШИН содержащее трансформаторы тока в цепи каждого из присоединений шин, датчики тока питающего присоединения, датчики тока каждого из питаемых присоединений , первый максиселектор, первый и второй измерительные блоки, логический блок, включающий элемент ИЛИ, и отключающий блок, выход трансформаторов тока питающего и какого из питае и1ых присоединений подключены к входу соответствующего датчика тока, выход датчика тока каждого из питаемых присоединений подключен к соответствующему входу первого максиселектора , к выходу которого подключен вход первого измерительного блЬка , выхоя|-логического блока подключен к входу отключающего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости его функционирования путем увеличения чувствительности, в него введены миниселектор, второй максиселектор, третий измерительный блок и датчик тока секционного выключателя, вход которого подключен к выходу трансформатрра тока секционного выключателя , первый выход - к первому входу миниселектора, а второй выход к первому входу втюрого максиселектора , первый выход датчика тока питающего присоединения подключен к первому входу второго максиселектора ,а второй его выход - к второму входу миниселектора, выходы второго (Л С максиселектора и миниселектора подключены соответственно к входу второго измерительного блока и входу третьего измерительного блока, логит С ческий блок дополнительно включает s элемент ЗАПРЕТ, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам первого и третьего измерительных блоков, ра.эрешаю4 щий вход элемента ЗАПРЕТ - к выходу со второго измерительного блока, выход элемента ИЛИ w к запрещающему входу М si элемента ЗАПРЕТ, а выход элемента ЗАПРЕТ является выходом логического блока. 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) О1) :

3(51) Н 02 Н 3/28

f, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3378287/24-07 (22) 06.01.82 (46 ) 23.09.83. Бюл. )) 35 (72) Л.M. Колесов, B.Ô. Коротков и А.В. Колобов (71 ) Ивановский ордена"Знак Почета" энергетический институт им.В.И.Ленина (53) 621.316.925(088 8) .(56) 1. Гельфанд Я.С. Релейная .защи-.. та распределительных сетей. М., "Энергия", 1975, с. 295-296.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 597044, кл. Н 02 Н 7/26, 1979. (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ

ЗАЩИТЫ СЕКЦИОНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ШИН содержащее трансформаторы тока в цепи каждого из присоединений шин, датчики тока питающего присоединения, датчики тока каждого из питаемых присоединений, первый максиселектор, первый и второй измерительные блоки, логический блок, включающий элемент

ИЛИ, и отключающий блок, выход трансформаторов тока питающего и каждого из питаемых присоединений подключены к входу соответствующего датчика то" ка, выход датчика тока каждого из питаемых присоединений подключен к соответствующему входу первого макси-. селектора, к выходу которого подклю-. чен вход первого измерительного бло- ка, выход логического блока подключен к входу отключающего блока, о т лич ающеес я. тем, что, с целью повышения устойчивости его функционирования путем увеличения чувствительности, в него введены миниселектор, второй максиселектор, третий измерительный блок и датчик тока секционного выключателя, вход которого подключен к выходу трансформатора тока секционного выключателя, первый выход - к первому входу миниселектора, а второй выходк первому входу второго максиселектора, первый выход датчика тока питающего присоединения подключен к .первому входу второго максиселектора, а .второй его выход — .к второму Е входу миниселектора, выходы второго максиселектора и миниселектора подключены соответственно к входу второго измерительного блока и входу третьего измерительного блока, логи+ ческий блок дополнительно включает элемеНт ЗАПРЕТ, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам первого и третьего измерительных блоков, разрешающий вход элемента ЗАПРЕТ вЂ” к выходу второго измерительного блока, выход элемента ИЛИ,- к запрещающему входу элемента ЗАПРЕТ, а выход элемента ЗАПРЕТ является выходом логического блока.

1043778

Изобретение относится к релейной защите элементов электрических систем и может быть использовано,, например, в качестве быстродействующей защиты шин 6- 10 кВ .подстанций и распределитель, пунктов с двумя секциями 5 .шин, в нормальном режиме работающими раздельно. . Известны защиты сборных.шин, выполненные в виде токовых и дистанционных защит, устанавливаемых на питающем присоединении (1J .

Недостатком таких устройств является отключение коротких замыканий на шинах с большой выдержкой времени.

Наиболее близким к изобретению является устройство для токовой защиты шин, обеспечивающее отключение коротких замыканий (на шинах) без выдержки времени. Это устройство состоит из подключенных к трансформаторам тока присоединений преобразо. вателей тока в напряжение, выпрямителей, входы которых подключены к выходам преобразователей, реагирующего элемента напряжения, двух токовых элементов. Первый токовый элемент подключен между одним из выхо.дов выпрямителя питающего присоединения и одним из входов реагирующего элемента напряжения. Второй токовый элемент r.одключен между тем же входом реагирующего элемента напряжения и общей .точкой выпрямителей пи1 таемых присоединений. Второй вход реагирующего элемента напряжения подключен к второй точке объединения 35 выходов выпрямителей питаемых присоединений и второго выхода выпря-, мителя питающего присоединения. ВыхОды второго, токового элемента через логический элемент НЕ, а выходы 40 первого токового элемента и реагирующего элемента напряжения непосредственно, через последовательно соединенные первый логический элемент И и логический элемент ИЛИ, подклю- 45 чены к выходному элементу. Выход реагирующего элемента напряжения через, элемент времени и выходы второго то кового элемента непосредственно, через последовательно соединенные второй логиЧеский элемент И и упомянутый логический элемент ИЛИ, также подключены к выходному элементу (2) .

Недостатком известного устройства является то, что при использова нии его для защиты секционировацной системы шин преобразователь тока в напряжение питающего присоединения должен включаться на сумму токов питающего присоединения и секци онного выключателя. При этом для 60 обеспечения несрабатывания устройст ва в случае короткого замыкания на смежной секции шин или на питаемом . присоединении этой секции в режиме, . когда ее питание осуществляется от 65 данной секции через секционный выключатель, ток срабатывания устройства должен выбираться по условию отстройки от токов небаланса при этих коротких замыканиях, что часта ограничивает чувствительность защиты.

Целью изобретения является повышение устойчивости. функционирования устройства. !

Поставленная цель достигается. тем, что в устройство для токовой защиты секционированной системы шин,. содержащее трансформаторы тока в цепи каждого из присоединений шин, датчики тока питающего присоединения, датчики тока каждого из питаемых присоединений, первый максиселектор,первый .и второй измерительные блоки, логический блок, включающий элемент ИЛИ, и от ключающий блок, выход трансформаторов тока питающего и каждого из питаемых присоединений подключены к входу соответствующего датчика тока, выход датчика тока каждого из питаемых присоединений подключен к соответствующему входу первого максиселектора, к выходу которого подключен вход первого измерительного блока, выход логического блока подключен к входу отключающего блока, введены миниселектор, второй максиселектор, третий из-: мерительный блок и-.датчик тока сек-.. ,ционного выключателя, вход которого подключен к выходу трансформатора тока секционного выключателя, первый выход — к первому входу миниселектора, а второй выход — к первому входу второго максиселектора, первый выход датчика тока питающего присое- дйнения подключен к первому входу второго максиселектора, а второй его выход — к второму входу миниселектора, выходы второго максиселектора и миниселектора подключены соответственно к входу второго измерительного блока и входу третьего измерительного блока, логический блок дополнительно включает элемент

ЗАПРЕТ, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам первого и третьего измери-. тельных блоков, разрешающий вход элемента ЗАПРЕТ - к .выходу второго измерительного блока, выход элемента ИЛИ вЂ” к запрещающему входу эле-. мента ЗАПРЕТ, а выход элемента ЗАПРЕТ является выходом логического блока.На чертеже представлены схема сети и структурная схема устройства..

Электрическая сеть содержит секцию 1 шин, смежную секцию 2 шин, питающие присоединения защищаемой 3 и смежной 4 секций .шин, источники

5 и б питания защищаемой и.смежной секций шин, выключатели 7 и 8 питающих присоединений защищаемой и

1043778

40 смежной секций шин, секционный выключатель 9, питаемые присоединения

10 защищаемой секции шин, выключатели 11 питаемых присоединений .за- щищаемой секции шин, трансформаторы

12 тока. 5

Устройство для токовой защиты шин состоит из датчика 13 тока питающего присоединения, датчика 14 тока секционного выключателя, выходы которых соединены с входами элемен»,. 10 та 15 выделения максимального сигна- ла (максиселектора) и элемента 16 выделения минимального .сигнала (мини-, селектора), датчиков 17 .тока питаемых присоединений, выходы которых 15 соединены с входами максиселектора 18.

Выход второго максиселектора 15 соединен с входом второго измерительного блока 19, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ логичес-20 кого блока 20. Выход миниселектора 16 соединен с входом третьего измери-. тельного блока 21, выход которого подключен к второму входу элемента .1

ИЛИ логического блока 20. Выход пер.вого максиселектора 18 соединен .с входом первого измерительного элемента 22, выход которого подключен к входу элемента ЗАПРЕТ логического блока 20, выход которого подключен к входу отключающего блока 23.

Устройство работает следующим ,образом.

В нормальном режиме секционный выключатель 9 отключен и питание защищаемой секции 1 шин осуществляется от источника 5. . При коротком замыкании на шинах по питающему присоединению проте. кает ток повреждения, по питаемым присоединениям — токи нагрузки, которые значительно меньше тока ко-. роткого замыкания, а через секционный выключатель ток не протекает.

Значение информационного парамет-" ра сигнала на выходе датчика тока 45 пропорционально значению входного тока. Поэтому значение информационного параметра выходного сигнала датчика 13 тока соответствует току короткого замыкания, значение инфор"

Мационного параметра выходного сигнала датчика 14 тока равно нулю, а значения информационного параметра выходных сигналов датчиков 1 тока соответствуют токам нагрузки.

Выходные сигналы датчиков 13 и, 14 тока поступают на входы максиселектора 15 и миниселектора 16,а датчиков 17 тока — на входы максиселектора 18.

Значение информационного параметра выходного сигнала максиселектора равно наибольшему из значений информационных .параметров сигналов на его входах. Поэтому значение информацион. ного параметра сигнала на выходе. ; 65 максиселектора 15 соответствует току короткого замыкания, а значение информационного параметра сигнала на выходе максиселектора 18 соответствует. току нагрузки наиболее нагруженного присоединения.

Значение информационного параметра сигнала на. выходе миниселектора равно наименьшему из значений. информационных параметров - сигналов на его входах. Поэтому значение информационного параметра сигнала на выходе миниселектора 16 равно нулю.

Параметры срабатывания измеритель,ных блоков 1 9 и 21 выбираются по условию отстройки от токов. нагрузки секции шин, а измерительного блока

22 — по условию отстройки от тока нагрузки отдельного питаемого присоединения. Поэтому измерительный элемент 19 срабатывает, а измерительные блоки 21 и 22 не срабатывают.

Логический блок 20 выполнен таким образом, что на его выходе появляется сигнал, и устройство действует на отключение выключателя питающего присоединения и секционного выключателя, если измерительный блок 19 срабатывает,. а измерительные блоки 21 и 22 не срабатывают.

При коротких замыканиях на шинах это условие выполняется и устройство действует на отключение выключателя.

При коротком замыкании на питаемом присоединении ток повреждения протекает и через питающее и через поврежденное питаемое присоединение.

Поэтому на выходе датчика 17 тока поврежденного питаемого присоеди.нения имеется сигнал, эиачение информационного параметра которого пропорционально току короткого замыкания. Этот сигнал появляется на выходе максиселектора 18,и измерительный .блок 22 срабатывает.

Срабатывание измерительного блока 22 исключает возможность появления сигнала на выходе логического блока 20 и, следовательно, действия устройства на отключение выключателей.

При отключении питающего присоединения .защищаемой секции шин включается секционный выключатель 9 ипитание секции 1 осуществляется от смежной секции 2 шин. В этом случае при коротких замыканиях на шинах и на питаемых присоединениях устройство действует аналогичным образом. ОтлиЧие состоит лишь в том, что сигнал, значение информационно" го параметра которого соответствует току повреждения, поступает от датчика 14 тока секционного)выключателя, а сигнал, .значение информационного параметра которого равно нулю,10437

Составитель В. Молчанов

Техред И.Гайду Корректор С. Шекмар редактор A. Шандор

Заказ 7352/58 . Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 от датчика 13 тока питающего присоединения.

При отключении питающего присоединения: смежной секции шин включается секционный выключатель, и питание смежной секции осуществляется от секции шйн, защищаемой предлагаемым устройством.

В этом режиме при коротком замыкании на смежной секции шин или на питаемых присоединениях этой секции 10 ток повреждения протекает по питающему присоединению и секционному выключателю. На выходах датчиков 13 и 14 тока имеются сигналы, значение информационных параметров которых 5 соответствует току короткого замыкания.. Поэтому на выходе миниселектора 1б имеется сигнал, значение информационного параметра которого. соот6 ветствует току повреждения. При этом измерительный блок 21 срабатывает, и исключается возможность действия устройства на отключение выключателей. .Такнм образом,. несрабатывание устройства при внешних коротких замыканиях на смежной секции шин или на питаемых присоединениях этой секций в режиме, когда питание ее осуществляется от данной секции через секционный выключатель, обуславливается принципом действия устройства. Поэтому при выборе тока срабатывания защиты не требуется учитывать условие обеспечения несрабатывания в этом режиме, что приводит к повышению чувствительиости,,благодаря чему достигается новый положительный эффект.