Устройство для дифференциальной защиты с торможением

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЩАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ С ТОРМОЖЕНИЕМ, содержащее датчики тока, установленные по. концам защищаемого объекта, выходы которых соединены с входами блока фop шpoвaния рабочего сигнала и блока формирования тормозного сигнала , выходы которьк подключены к соединенным последовательно блоку сравнения и пороговому органу, о тличающее ся тем , что, с целью повьпиения чувствительности и улучшения селективности, блок формирования тормозного сигнала выполнен в виде соединенньк последовательно аналогового умноясителя и блока запоминания амплитуды отрицательньк полуволн , содержащего дифференцирующий элемент, нуль-орган, дифференцирующую цепочку, элемент выборки и хранения, причем входы аналогового умножителя подключены к входным зажимам блока формирования тормозного сигнала, выход аналогового умножителя соединен с входами дифференцирующего элемента и элемента выборки (Л и хранения,выход дифференцирующего элемента выборки и хранения, выход дифференцирующего элемента через Последовательно соединенные нуль-ор-, ган и дифференцирующую цепочку подключен к управляющему входу элемента выборки и хранения, выход которого соединен с выходным зажимом блоел ка формирования тормозного сигнала. О ) о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

O»

9 А

4(s» Н 02 Н 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г

t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3653367/24-07 (22) 11. 10. 83 (46) 23. 05. 85. Бюл. Р 19 (72) Л.Ф.Борисов и Ю.И.Кашицин (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (53) 621 316.925(088.8) (56) Чернобровов Н.В. Релейная защита.М., "Энергия" .1971, с. 501, рис. 16-19.

Федосеев А.И. Релейная защита и ю электрических систем. М., Энергия, 1976, с. 327-328, рис. 6-12. (54) (57) УСТРОИСТИО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦ 4АЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ С ТОРМОМЯНИЕМ, содер- жащее датчики тока, установленные по концам защищаемого объекта, выходы которых соединены с входами блока формирования рабочего сигнала и блока формирования тормозного сигнала, выходы которых подключены к соединенным последовательно блоку сравнения и пороговому органу, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и улучшения селективности, блок формирования тормозного сигнала выполнен в виде соединенных последовательно аналогового умножителя и блока запоминания амплитуды отрицательных полуволн, содержащего дифференцирующий элемент, нуль-орган, дифференцирующую цепочку, элемент выборки и хранения, причем входы аналогового умножителя подключены к входным зажимам блока формирования тормозного сигнала, выход аналогового умножителя соединен с входами дифференцирующего элемента и элемента выборки и хранения, выход дифференцирующего элемента выборки и хранения, выход дифференцирующего элемента через последовательно соединенные нуль-орган и дифференцирующую цепочку подключен к управляющему входу элемента выборки и хранения, выход которого соединен с выходным зажимом блока формирования тормозного сигнала.

1157609 р< в р р.,в р1 „ S " ч

1 =,3 1 +1 \ COS ° рж mph 1 ®тех ns 6Idii 1в ее1 вв мак

f0

Ч вЬ ахеи Si

9 f + I сои

is max ъв iiiw

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для дифференциальной токовой защиты от коротких замыканий таких электроустановок как синхронные генераторы, компенсаторы, двигатели, и неразветв.пенных линий электропередач.

Цель изобретения — IIoBblllleíèå чувствительности и улучшение Селектнвности.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2— схема блока запоминания амплитуд отрицательных полуволн, на фиг. 3 вариант выполнения элемента выборки и хранения.

Устройство (фиг. 1) содержит ус тановленные с обеих сторон защищаемой электроустановки 1, датчщси 2 и 3 тока, вторичные обмотки которых подключены к блоку 4 формирования рабочего сигнала и к блоку формирования:тормозного сигнала, состоящему из аналогового умножителя 5 и блоха 6 запоминания амплитуды отри- 2 цательных полуволн. Выходы блоков 4 и 6 подключены к блоку 7 сравнения, соединенном с пороговым органом 8.

Блок 6 запоминания амплитуд отрицательных полуволн (фиг. 2) состоит из дифференцирующего элемента 9, нуль"органа 10 и дифференцирующей цепочки 11 соединенных последовательно, из элемента 12 выборки и хранения, к стробирующему входу которого подсоединен выход дифференцирующей цепочки

В блоке 4 формирования рабочего сигнала происходит формирование рабочего сигнала по закону где ф — угол между 7 щ и 1, При внешнем коротком замыкании

При внутреннем коротком замыкании (Ч = О) рабочий сигнал равен.

0 = K l(7 i I i silat,l

Р Ь p iВ| мд iiSп вк

Аналоговый умножитель 5 производит умножение вторичных токов датчиков по закону где,0в„„ » — выходное напряжение аналогового умножителя; — коэффициент пропорциональности.

В качестве аналогового умножителя можно взять серийно выпускаемую микросхему.

После преобра -ования выходное напряжение 0 „„ можно представить следующим образом.

iSвмн Sm> (COSH -COB(2wt4V))

I вами щ фф гдето v l — вторичные токи датчиl S НВ ков, Кр " коэффициент пропорциональности1 рс,в — выходное напряжение, у)

В соответствии с алгоритмом рабсты блока формирования рабочего сигнала его можно выполнить в виде последовательно соединенных сумматора на операционном усилителе и выпрями- Я теля.

Рабочий сигнал (Ui,} на выходе блока 4 равен

При внешнем коротком замыкании (I,s„„„=1„s,„„„= 1;,, g = 180 ) к, 1

llÅÜà м = " COS2utpi UâbiÊа

При внутреннем коротком замыкании

Ц iseesii |ивою I$-COS253t)

К

Sbir Ч

Ц вмк aq о дифференцирующий.элемент 9 предо назначен для сдвига по фазе на 90 и устранения постоянной составляющей выходного сигнала аналогового умножителя. Он может быть выполнен на операционном усилителе н RC -цепочке.

1157609

10 на операционном

Нуль-орган 10 предназначен для выделения момента времени прохождения выходным сигналом дифференцирующего устройства через нуль. Он может быть выполнен на основе нуль- 5 компаратора.

Дифференцирующая цепочка t 1 предназначена для выделения узкого импульса при положительном фронте вьгходнсго напряжения нуль-органа и представляет собой С -цепочку, Элемент 12 выборки и хранения предназначен для записи поступающего на него напряжения в момент появления строб-импульса и хранения его до следующего строб-импульса с последующим использованием его как тормозного сигнала.

В качестве элемента выборки и хранения может использоваться элемент, схема которого приведена на фиг. 3.

При поступлении на его управляющий (стробирующий) вход положительных строб-импульсов транзисторы 13и 14 открываются, и происходит заряд запоминающего конденсатора 15 до амплитуды входного сигнала. При отсутствии строб-импульсоя транзисторы 13 и 14 закрыты и схема находится в режим.е хранения амплитуды сигнала.

Транзистор 14 и резистор 1б служат для уменьшения токов утечки транзистора 13 в режиме хранения сигнала.

Блок 7 сравнения производит суммирование рабочего и тормозного сигналов, поступающих с разными знаками с блоков формирования рабочего сигнала 4 и запоминания амплитуд отрицательных полуволн 6.

В качестве его может быть исполь эован сумматор усилителе.

Порог срабатывания защиты, обусловленный небалансом датчиков тока, обеспечивает пороговый орган 8, который срабатывает прн превышении разности рабочего и тормозного сиг налов уставки.

Устройство работает следующим образом.

При внешнем коротком замыкании на выходе блока 4 формирования рабочего сигнала появляется сигнал, обусловленный разбалансом датчиков тока, имеющий положительный знак. На выходе аналогового умножителя появляется сигнал с двойной частотой сети, имею-. щий только отрицательные. значения.

Амплитуда этого сигнала запоминается в блоке запоминания амплитуд отрицательных сигналов и поступает как тормозной сигнал на вход блока 7 сравнения, обеспечивая тем самым надежное несрабатывание порогового органа 8. Величина амплитуды тормозного сигнала пропорциональна квадрату амплитуды протекающего сквозного тока, т.е. обеспечивается сильное торможение при больших сквозных токах селективности и малое торможение при малых сквозных токах.

При коротком замыкании в зоне при одностороннем питании защищаемого объекта с любой стороны один из вторичных токов равен нулю, тормозной сигнал, который пропорционален произведению амплитуд вторичных токов, тоже равен нулю, загрубления защиты не происходит. При коротком замыкании в зоне при двустороннем питании защищаемого объекта при отсутствии сквозного тока напряжение на выходе аналогового умножителя всегда больше нуля, напряжение тормозного сигнала, который пропорционален отрицательной амплитуде выходного сигнала аналогового умножителя, равно нулю. Защита срабатывает без торможения, что способствует ее хорошей чувствительности. При коротком замыкании в зоне при наличии сквозного тока появляется тормозной сигнал, зависящий от угла сдвига фаэ.между токами плеч и произведения амплитуд вторичных токов. Он всегда меньшЬ, чем при внешнем коротком замыкании, и эа счет нелинейности зависимости тормозного сигнала от вторичных токов, достаточно мал, чтобы обеспечить срабатывание защиты.

1157609

Составитель А. Бондаренко

Редактор P.Öèöèêà Техред А,Бабинец

Корректор A.Тяско

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 3386!51 Тираж 620 Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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