Устройство для дифференциально-токовой защиты сетей постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее датчики тока на питающих фидерах, соединенные с автоматами отключения через последовательно включенные сумматор, первый блок сравнения, первый реагирующий орган, первый злемент И и первый блок ЬМдержки времени, датчик тока на питаемом присоединении, подключенный к первому блоку сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности, в него дополнительно введены максиселектор, блок определения присоединения и максимальным значением тока, коммутатор, блок определения среднего арифметического значения, второй блок сравнения, второй реагирующий орган, вторрй элемент И, элемент НЕ, второй блок выдержки времени, при этом входы максиселектора и блока определения присоединения с максимальным значением тока подключены к выходам датчиков тока питающих фидеров, выход макси електора соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен через последовательно включенный блок определения среднего арифметического значения с выходом i сумматора, выход второго блока сравнения соединен через второй реагирующий орган с первым входом второго элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом пер вого элемента И, а второй вход второго элемента И соединен с выходом первого реагирующего органа, выход второго элемента И соединен через второй блок выдержки времени с сигнальным входом коммутатора, входы управления которого соединеьты с выходами блока со определения присоединения с максимальО ) ным значением тока, а выходы подклю 00 О) чены к автоматам отключения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) А (б)) Н 02 Н 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3478965/24-07 (22) 09.08.82 (46) 30.04.84. Вюл. У 16 (72) Г.П.Фоменко, М.Г.Шестаков, Н.Я.Шут и А.С.Дордий (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. М., "Энергия", 1976, с. 313-314.

2. Сравнительный анализ токовых защит сети постоянного тока. Сборник . научных трудов НПИ, т. 292, "Прибо ры и устройства автоматики", 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬ

НО-ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ СЕТИ ПОСТОЯННОГО

ТОКА, содержащее датчики тока на питающих фидерах, соединенные с автоматами отключения через последовательно включенные сумматор, первый блок сравнения, первый реагирующий орган, первый элемент И и первый блок ()ь(держки времени, датчик тока на питаемом присоединении, подключенный к первому блоку сравнения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыще" ния селективности, в него дополнительно введены максиселектор, блок определения присоединения а максималь. ным значением тока, коммутатор, блок определения реднего арифметического значения, второй блок сравнения, второй реагирующий орган, вторрй элемент И, элемент НЕ, второй блок выдержки времени, при этом входы максиселектора и блока определения присоединения с максимальным значением тока подключены к выходам датчиков тока питающих фидеров, выход макси електора соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход кое торого соединен через последовательно включенный блок определения среднего арифметического значения с выходом сумматора, выход второго блока сравнения соединен через второй реагирующий орган с первым входом второго элемента И и входом элемента НЕ, выход ( которого соединен с вторым входом первого элемента И, а второй вход второго элемента И соединен с выходом первого реагирующего органа, выход второго элемента И соединен через второй блок выдержки времени с сигнальным (;; входом коммутатора, входы управления Сф которого соединен) с выходами блока определения присоединения с максималь-: ным значением тока, а выходы подклю чены к автоматам отключения.

j 08968;

Изобретение относится к элек r >o.— технике и может быть и.:поль=->oíeíî для защиты в сетях постоянного ток=; от коротких замьеканий.

ИзвестнО устройство для p,кффее>е!-.:— детальной токовой защиты, содержащее датчики тока на концах защищаемого участка, реле тока, промежуточное реле, автоматы отключе еия 1)

Недостатком устройства является невозможность внедрения при большом количестве источников постоянного тока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и,достигаемому результату является устройство для дифференциально-то-; îâî.é =защиты... содержащее датчики тока на питаеощих фидерах, соединенные с автоматами отключения через последовательно включенные сумматор, блок сравнения„ реагирующий орган, элемент И, блок выдержки времени., датчик тока на питаемом присоединении 121

Данное устройство характеризуется недостаточной селективв:ос.тьео, поскольку при коротком замыкании на участке между истачнккам така и преобразователем .(еецелесообразнс от.-. ключать все источники пи=ения, а достаточно отключить лишь фидер, на котором произошло повреждение;

Цель кэобрет"-ния — повьппение с"-лективности устройства цля защиты сетей пос" îÿííîãî =:îêà.

Наставленная цель достеее.ается тем, что в устрой-тво для дифферен= циальнО тОкОВОЙ зашктье сете(у пасаo...... янного тока, содержащее датчики тока на питающих фидерах соединенные автоматами отключеееи» Je»".=, последо-вательно вкгпоченные с,-..е еатар,, первый блок сравнения. ".зрзый реагирую.— щий орган, первьгй эдеме ет И к nep." вый блок выдержки воеме:и> датчик тока на питаемом присоединении, подкевоченньей к первому бло(у сравнения,, дополнительно введены rl>аксиселектор, блок определения ц>исае,>ксения с мак симальным значением тока,, коммута=тор, блок определееекя с >еднего арнфметического значения. в:-арой блок сравнения, второй реаги->,"яоепкее орган, Е второй элемент И,, элемент НЕ> второй блок выдержки времени, пр:;- этом Вхо-. ды максиселектора и блое;а onределе-. ния присоединения с максимале>ньем значением тока:-;:одключены к Выходам датчиков тока питающих лидеров,, вы-. ход мак иселектора соединен с первы:" входом Вт<орого блока сравнения, второй вход которого соединен чеpeç последовательно включенный блок определения среднего арифметического значения с вьг<одом сумматора, выход второго блока сравнения соединен через второй реагирующий орган с первым входом второго. элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с Вторым входом первого элемента И, а второй вход второго элемента

И соединен с выходом первого реагирующего органа, выход второго элемента И соединен через второй блок выдержки времени с сигнальньем входом коммута гора, входы управления которого соединень: с выходами блока определения пркеоединения с максимальным значением тока, а выходы подключеки к автоматам отключения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство включает датчики 1 ,.> тока питаюцих фидеров, соединенные через сумматор 2, первый блок 3 срав. кения, первый реагирующий орган 4, первый элемент И 5 с первым блоком 6 выдержки времени „Выход датчика 7 тока на питаемoM присоединении подключен к

30 первому блоку 3 сравнения. Иаксисепектор 8 ". îåä.èíåí с выходами датчиков тока питающих фкдеров, его выход подключен к первому входу второго блока 9 сравнений, второй вход кото.Е5

>ого соединен через последовательно

Включенный бло" l0 определения среднего арчфметического значения с выходом сумматора 2, выход второго блока сравнения соединен через втоi(j эой реагирующий орган 11 с первым

:,;õoäoì второго элемента И 12 и входом элемента НЕ 13, выход которого

:.-:оедкнен " вторым входом первого элемента И 5., а второй вход второго элемента И 12 соединен с выходом первого реагирующего органа 4, выход второ-,о эиемента И l2 соединенчерез второй блок 14 выдержки времени с сигнальным входам коммутатора (Е

:.5,, :*,>roäû управления которого соединее1ье с выходами блока 16 определе-:на присоединения с максимальным

:-начавшем тока, соединенного с выходами датчиков тока питающих фиде-! ров. выходы первого блока 6 выдержки

:.е коепеутатора l,5 подключены к автоматам-. 17 отключения электромагнитных клапанов, установленных в це108968б лях подачи топлива и окислителя для электрохимических генераторов 18, служащих источниками питания постоянного тока.

В связи с тем, что напряжение, 5 снимаемое с батареи топливных элементов, не превышает 24 В, то для обеспечения нормальной работы потребителей электроэнергии необходимо поднять величину этого напряжения до стандартной (220 В), для чего и служат преобразователи 19 постояннога напряжения в постоянное.

Блок 10 определения среднего арифметического значения представля- 15 ет собой усилитель с коэффициентом усиления

К

К где N — число суммируемых сигналов.

Блок 16 определения присоединения 20 с максимальным значением тока содержит генераторы напряжения переменного тока определенной частоты, подключенные к входным шинкам этого блока. В зависимости от того, на 25 какой из входов подается наибольшее по величине напряжение постоянного тока, открывается диод на этом входе.

На выходе блока установлен ряд узкополосных усилителей, резонансные 30 частоты которых равны частотам накладываемых маркирующих напряжений.

Выходной сигнал появляется на выходе тога усилителя, резонансная частота которого равна частоте дополнительного маркирующего напряжения, наложенного на источник наибольшего напряжения °

Блок 15 представляет собой выходной коммутатор, входы управления которого подключены к блоку определе ния присоединения с максимальным значением тока (блок 16),, а сигнальный вход подключен к блоку 14 выдержки времени ° Выходной сигнал поступает только на тот клапан, на входе управления которого присутству ет управляющий сигнал.

Устройство работает следующим образам.

При возникновении короткого замыкания на питаемом присоединении вне зоны, в точке К 1, датчики l тока на питающих фидерах выделяют сигналы, пропорциональные току короткого замы55 кания, которые подаются на входы сумматора 2 и максиселектора 8. В максиселектаре 8 выделяется максимальный сигнал, который сравнивается во втором блоке 9 сравнения со срг. ;". .пн зплченпем сигналов датчиков токл, ноступлющих с выхода блока 1О

cоо,.него значения. Полученная величинл сигпалл нл выходе блока 9 срави п-.,я мллл и недостаточна для срабл-ивлния второго реагирующего оргапл .1, Сигнал с блока сумматора 2, пре,,стлвляющий собой сумму значений си. нл.ян с цлтH!гьаВ тОКа питаюЩИХ филеров, лопается нл первый блок 3 срлвнгн «, где полностью компенси" руется си Hàëñì с датчика 7 тока nu-,àñttUi.ç присоац1-:. .;ния. На выходе пер. ваг": блока 3 ср.- HBHHH сигнал отсутств,-e .-,, с;."до-:.:- -льна, команды на атк.!;,:..еннг лв . лтов не поступит.

Сгв. -азии:"... гиии- короткого замыкл,--::Hi::à ш.: . !> -,очке К2,. датчики

1 ток".. H": льщих фидерлх выделяют сигплгь1, кс порыв подаются на входы су::.:лторл 2 г лксиселектора 8. В млкс: селах .оде 8 выделяется максимллт-;ныл:-. сигнал,, который сравнивается ва втором блоке 9 сравнения со сред им ".Hлчанием сигналов датчиков ток;-, гостуллющим с выхода блока 10 среднего значения. Полученная величина сигнала нл выходе блока 9 срав- непкя мллл и недостаточна для сраблт 1влпия второго реагирующего оргл-л 11: Нл выходе первого блока 3 срл,п;tii я †::::c ...Hëëÿòñÿ сигнал, предстлвляющ-« ;ct.о.:: разность между сигилло ., постуг люшим из блока сумматор;-. 2 и сигналом с датчика 7 питаемого присоединения ° Этот сигнал при .эдит к срлблтывлнию первого реа--Hï - «..:- го орглнл и с. вь,хода пер" ваг-.: блок;. - .üöñðæêè времLHH пода,;о;..;лн: пл .-:--ключение всех автома-c, При возник -.овг.-:ии короткого замыкл -.я в псд:- оне до преобразователя, HQ c„".i D; H9 1п 1 яиих фидерав в тач ке КЗ, сигнлль с длтчиков 1 поступают ..л вхо. :."..-..-.я..лторл 2, максисе лента;=: 8;:. био -.л 16 определения

HG. ; =-РЛ Л-.ИС1:; †: .-:i .!tß ; ИЛКСИМЛЛЬНЫМ значением сиг:-::.лл датчика тока. Ток нл паврежд=HH питающем фидере сущестBCHHQ превышает номинальной.

В млксиселек"г.а.е 8 выделяется максимлль. :;- "-H=t«ение сигнала которое срлвпивлется во втором блоке 9 сравкения са средним значением сигналов всех длт-и;ков- питающих фидеров с выхода блока 10. Величина сигналанл вьхаде блока 9 сравнения даста10

Составитель А.Бондаренко

Редактор В.Петраш Техред N,Òåïåð

Корректор Г.Решетник

Заказ 2947/51 Тираж 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 точна для срабатывания второго реагирующего органа II.Ñèãíàë подается на первый вход второго элемента И 12.

В первом блоке 3 сравнения сигнал с блока сумматора 2 не компенсируется значением сигнала датчика 7 питаемого присоединения, на выходе появляется сигнал, приводящий к срабатьг ванию первого реагирующего. органа.

С первого реагирующего органа 4 сигнал подается на второй вход второго элемента И 12 и на один иэ входов первого элемента И 5, на второй вход которого подается блокирующий (нулевой) сигнал с элемента HE 13.

На выходе первого элемента И 5 сигнала не будет. Сигнал с выхода второго элемента И 12 поступает на второй блок 14 выдержки времени. Второй блок 14 выдержки времени подает сигнал на сигнальный вход коммутатора

I5„H 0 p 8 eH K подаются сигналы с блока 16 определения присоединения с максимальным значением тока. С выхода коммутатора

15 подается сигнал иа отключение лишь того питающего фидера, на котором произошло короткое замыкание.

Предлагаемое устройство, обладая повышенной селективиостью, может найти применение для защиты сетей посто. янного тока различного назначения.