Устройство для дифференциальной защиты шин с торможением

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАШИТЫ ШИН С ТОРМОЖЕНИЕМ, содер ,жащее датчики тока, подключенные .к входам блоков формирования диффе ренциального и тормозного токов, I выходы которых подключены к выпрямителю и к блоку преобразования тормозного тока соответственно, выходы которых подключены к последовательно соединенным компаратору, ограничителю длительности импульсов, первому элементу вьщержки времени на возврат и элементу выдержки времени на срабатывание, причем элемент вьщержки времени на срабатывание связан с выходным органом, отличаю|Щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введен второй элемент выдерж (Л ки времени на возврат, включенный ,между элементом вьщержки времени .на срабатьшание и выходным органом. if /iff/ 1Д в СО sj гт Сл ю Фиг.1

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

it 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3665153/24-07 (22) 25.11.83 (46) 23.02.85. Бюл.М 7 (72) М.Г.Линт, В.С.Фурашов и А.М.Дмитренко (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский н технологический институт релестроения и Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Федосеев А.М. Релейная защи1та электрических систем. M., "Энер-. гия", 1976, с. 327-329, 2. Новые устройства защиты и про-. тивоаварийной автоматики . М., Информэлектро, 1970, с.35-48. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДНЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАШИТЫ ШИН С ТОРМОЖЕНИЕМ, содер,жащее датчики тока, подключенные к входам блоков формирования диффе,ренциального и тормозного токов, выходы которых подключены к выпря мителю и к блоку преобразования тормозного тока соответственно, выходы которых подключены к последовательно соединенным компаратору, ограничителю длительности импульсов, первому элементу выдержки времени H;? возврат н элементу выдержки времени на срабатывание, причем элемент выдерж ки времени на срабатывание связан с выходнь?м органом, о т л и ч а.ю -. щ е е с я тем, что,-с целью повыше-!

::ния быстродействия, в него дополни. тельно введен второй элемент выдержки времени на возврат, включенный ,между элементом выдержки времени .на срабатывание и выходным органом.

1141497

30

Изобретение относится к эпектротехнике, а именно к релейной защите электрических систем, и можег применяться для защиты сборных шин, подстанций и электростанций, Известно устройство для дифференциальной защиты с торможением, содержащее датчики тока, дифференциальное реле на насыщающемся трансформаторе с.тормозными обмотками и :реагирующий орган 1.11.

Недостатком данного устройства является низкая чувствительность и большое время срабатывания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является устройство для дифференциальной защиты шин с торможением, содержащее датчики тока, блоки формирования дифференциаль- 20 .ного и тормозного токов, компаратор, ограничитель длительности импульсов, элемент выдержки времени на возврат, элемент выдержки времени на срабатытывание и выходной орган r2l, Однако время срабатывания известного устройства сравнительно велико и больше периода промьпнленной частоты, а при коротких замыканиях с апериодической слагающей в токе в зоне действия защиты ее время срабатывания возрастает, что в конечном итоге приводит к нарушению устойчивости работы частей энергосистемы. 35

Цель изобретения — повышение быстродействия реле.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальной защиты шин с торможением, содер- 40 жащее датчики тока, подключенные к входам блоков формирования дифференциального и тормозного токов, выходы которых. подключены к выпрямителю и к блоку преобразования тор- 45 мозного тока соответственно, выходы которых подключены к последователь- г но соединенным компаратору, ограничителю длительности импульсов, первому элементу выдержки времени на возврат и элементу выдержки времени на срабатывание, причем элемент выдержки времени на срабатывание связан с выходным органом, дополнительно введен второй элемент выдержки времени на возврат, включенный между элементом выдержки времени на срабатывание и выходным органом, На фиг,l показана блок-схема устройства; на фнг.2 — один из вариантов выполнения блоков формирования дифференциального и тормозного токов,на фнг.3 - диаграммы напряжений и токов при коротком замыкании в зоне действия защиты, на фиг.4 — то же, при внешнем коротком замыкании.

Устройство содержит блок 1 формирования дифференциального тока, выход которого соединен с входом выпрямителя 2 и блок 3 формирования тормозного тока, выход которого соединен с входом блока 4 преобразования тормозного тока. Выход выпрямителя

2 и выход блока 4 преобразования тормозного тока соединяются с входами компаратора 5, выход которого соединяется с входом ограничителя 6 длительности импульсов. Выход последнего соединен с входом элемента 7 выдержки времени на возврат, выход которого соединен с входом элемента 8 выдержки времени на срабатывание. Выход последнего соединен с входом дополнительного элемента 9 выдержки времени на возврат, выход которого соединен с входом выходного органа 10.

Входы блоков формирования дифференциального и тормозного тока подключаются к датчикам тока (не показаны), Блок 1 формирования дифференциального тока осуществляет суммирование токов плеч защиты (при условном положительном направлении их от линии в шины).

Блок 3 преобразования тормозного тока осуществляет сглаживание тор-. мозного тока и деление его на коэффициент, болыпий 1. Блоки формирования - дифференциального и тормозного токов плеч могут быть выполнены как показано на фиг.2. В качестве выходных величин в данной схеме используются напряжения. Тормозное напряжение снимается с резисторов ll u

12, а дифференциальное — с резисто- . ра 13.

На фиг.З и 4 показаны диаграммы изменений дифференциального тока 14, тормозного тока или тока 15 смещения, выпрямленного дифференциального тока, а также напряжений на выходах соответствующих блоков.

Устройство работает следующим образом, 1141497

Пауза между вторым и третьим импульсами при КЗ всегда мала (мень.не 5 мс) . Длительность самих импуль,сов не менее 2 — 3 мс. Длительность . паузы между первым и вторым импульсами на фиг.3 превьппает уставку

7 мс элемента 7, поэтому первый им" пульс на его выходе менее уставки

15 мс элемента 8 и последний не срабатывает. Сумма длительностей второго и третьего импульсов, паузы между ними и уставки 7 мс элемента 7 превьппает 15 мс. Через 15 мс после

В нормальном режиме (устройство находится в статическом состоянии) сумма токов, протекающих к шинам, ! примерно равна сумме токов, вытекающих из шин, поэтому сигналы на вы- 5 ходах блока 1 формирования дифференциального тока и выпрямителя 2 весьма малы. На выходах с блока 3 формирования тормозного тока и блока 4 преобразования тормозного тока сиг- 1О нал может достигать значительной величины, однако компаратор 5 при этом не срабатывает, поскольку на .его входе сигнал имеет отрицательную полярность. Сигналы на выходах ком- t5 паратора 5, ограничителя 6 длитель" ности, элементов 7 и 9 выдержки времени на возврат, элемента 8 выдержки времени на срабатывание равны О.

Выходной орган не сработан. m

При коротком замыкании (КЗ) в зоне действия защиты (фиг.З) на выходе блока появляется дифференциальный ток 1 4, который выпрямляется выпрямителем 2. Одновременно появляется 25 сигнал и на выходе блока 3 формиро. вания тормозного тока, который сглаживается и делится блоком 4 преобразования тормозного тока. На выходе последнего возникает ток 15 смеще- ЗО ния, максимальное значение которого меньше максимального значения сиг.нала на выходе выпрямителя 2.

На выходе компаратора 5 появляются прямоугольные импульсы. Ограничи35 тель 6 длительности пропускает без изменения импульсы, длительность которых меньше 5 мс и ограничивает до 5 мс более длинные импульсы. Первый элемент 7 выдержки времени на

40 возврат расширяет импульсы на 7 мс, элемент 8 выдержки времени на сраба: тывание имеет выдержку 15 мс, прихода второго импульса на выход элемента 8 выдержки времени на срабатывание повляется короткий импульс, который расширяется вторым элементом 9 выдержки времени на возврат на 25 мс. Поэтому на вход выходного органа 10 подается непрерывный сигнал и он срабатывает.

Рассмотренный на фиг.3 случай

К3 является весьма редким, так как апериодическая слагающая тока К3 близка с предельному значению. При меньших значениях апериодической слагающей передний фронт второго импульса на выходе компаратора 5 смещается влево, пауза между первым и вторым импульсами на выходе ограничителя 6 длительности становится меньше 7 мс и срабатывание происходит через 15 мс после прихода первого импульса. Таким образом, время срабатывания предлагаемого устройства равное примерно 15 мс и.может увеличиваться в переходном режиме КЗ до 30 — 32 мс.

При внешнем коротком замыкании (фиг.4) дифференциальный ток равен току небаланса, достигающему в переходном режиме больших значений, и на выходе компаратора 5 формируются прямоугольные импульсы с периодом следования 20 мс. Эти импульсы ограничиваются ограничителем 6 длительности до 5 мс, затем расширяются первым элементом 7 выдержки времени на возврат до 12 мс, но элемент вьгдержки времени не срабатывает, так как его выдержка времени принята

l5 мс. Выходной орган 9 также не срабатывает.

Предлагаемая схема позволяет при токе срабатывания и коэффициенте торможения, равных току срабатывания и коэффициенту-торможения известного устройства, получить меньшее время срабатывания реле, либо при равных временах срабатывания позволяет работать с большим коэффициентом торможения, что существенно повышает устойчивость функционирования устройства. Снижение времени отключения короткого замыкания, приводящего к нарушению устойчивости работы частей энергосистемы, разделенных поврежденным участком, например шинами, позволяет увеличить пропускную способность линий электропередач.

1141497

1141497

1,оставитель А. Бондаренко

Редактор Н.Яцола Техред:О.Ващншина Корректор И.Демчпк

Заказ 508/41 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óÿòîðîä, ул. Проектная, 4