Устройство для дифференциальной защиты сборных шин

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите ,, и может быть использовано для защиты сборных шин электрических станций и подстанций от коротких замыканий . Цель изобретения - повьппение чувствительности устройства при перегруженных трансформаторах тока (ТТ. Устройство содержит трансформаторы тока 1, первый 4 и второй 5 токовые органы, генератор высокой частоты 6, реле с быстронасьпдающимся трансформатором тока, исполнительный орган 12 и полупроводниковый ключ на основе мостового выпрямителя 15 с тиристором 16 в диагонали. При внешнем КЯ до насыщения трансформаторов тока 1 ток в дифференциальной цепи отсутствует ,, а токовый орган 4 находится в несработанном состоянии. При этом генератор высокой частоты 6 подключен к дифференциальной цепи. В момент насыщения ТТ 1 резко снижается сопротивление источника, питающего дифференциальную цепь, что приводит к увеличению значения высокочастотного тока, создаваемого генератором высокой частоты 6, и срабатыван1по второго токового органа 5, замыкающий контакт 18 которого подготавливает цепь управления тиристора 16. При появлении тока небаланса в дифференциальной цепи срабатывает орган 4 и обрывает цепь высокочастотного тока, что приводит к возврату органа 5. Благодаря временной задержке на размыкание контактов 18 органа 5, тиристор 16 остается открытым, пгунтируя по.туобмотку 10 и загрубляя тем реле, Три внутренних КЗ бестоковые паузы в дифференциальном токе отсутствуют. Орган 4 находится в сработавшем состоянии, предотвращая загрубление защиты. 2 ил. ю (Л 00 ;о о OD 00 QO

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИК (5ц 4 Н 02 Н 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITl44

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4087533/24-07 (22) 14.07.86 (46) 23.04.88 ° Бюл. 15 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) H.È.Öûãóëåâ (53) 621. 316. 925 (088.8) (56) Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. — И.: Энергия, 1976, с. 476.

Авторское свидетельство СССР

¹ 811386, кл, Н 02 Н 3/28, Н 02 Н 7/041 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ

ЗАЩИТЫ СБОРНЫХ ШИН (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите,. и может быть использовано для защиты сборных шин электрических станций и подстанций от коротких замыканий. Цель изобретения — повышение чувствительности устройства при перегруженных трансформаторах тока (YT)

Устройство содержит трансформаторы тока 1, первый 4 и второй 5 токовые органы, генератор высокой частоты 6, реле с быстронасыщающимся трансформатором тока; исполнительный орган

12 и полупроводниковый ключ на осно„.SU 1390689 А I ве мостового выпрямителя 15 с тиристором lá в диагонали. При внешнем КЗ до насыщения трансформаторов тока 1 ток в дифференциальной цепи отсутствует,а токовый орган 4 находится в несработанном состоянии. При этом генератор высокой частоты 6 подключен к дифференциальной цепи. В момент насыщения ТТ 1 резко снижается сопротивление источника, питающего дифференциальную цепь, что приводит к увеличению значения высокочастотного тока, создаваемого генератором высокой частоты б, и срабатыванию второго токового органа 5, замыкающий кон— такт 18 которого подготавливает цепь управления тиристора 16. При появле— нии тока небаланса в дифференциальной цепи срабатывает орган 4 и обрывает цепь высокочастотного тока, что приводит к возврату органа 5. Благодаря временной задержке на размыкание контактов 18 органа 5, тиристор 16 остается открытым, шунтируя полуобмотку

10 и эагрубляя тем самым реле. При внутренних КЗ бестоковые пауэы в дифференциальном токе отсутствуют. Орган

4 находится в сработавшем состоянии, предотвращая загрубление защиты.

2 ил. 139068

Изобретение относится к электро,,технике и может быть использовано .,для релейной защиты сборных шин электрических станций и подстанций от коротких замыканий, Цель изобретения - повышение чувствительности устройства при перегруженных трансформаторах тока.

На фиг, 1 приведена принципиаль- 10 ная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — временные. диаграммы, поясняющие работу устройства при внешнем (a) и внутреннем (S) коротких замыканиях. 15

Устройство содержит измерительные трансформаторы 1 тока (ТТ), устанавливаемые в фазах присоединений 2, отходящих от сборных шин 3, первый 4 и второй 5 токовые органы, генератор 20

6 высокой частоты и реле с быстронасыщающимся трансформатором тока, на магнитопроводе 7 которого расположены рабочая 8 и вторичная 9 обмотки и короткозамкнутая обмотка из двух по- 25 следовательно включенных полуобмоток

10 и 11. Исполнитеьный орган 12 подключен к вторичной обмотке 9. Первый

13 и второй 14 регулировочные резисторы. включены соответственно параллельно исполнительному органу 12 и

s цепь короткозамкнутой обмотки. Параллельно полуобмотке 10 включен полупроводниковый ключ„ выполненный на основе мостового выпрямителя 15 с тиристором 16 в диагонали. Между управляющим выводом тиристора 16 и его анодом включена цепь из последовательно соединенных резистора 17 и за-, мыкающего контакта 18 второго токово- 40 го органа 5 с небольшой (2-3 мс) задержкой на возврат. Рабочая обмотка

8, первый токовый орган 4 и его за мыкающий контакт 19 соединены после-. довательно и включены B дифференци-, 45 альную цепь соединенных по схеме на

Циркуляцию тОкОВ втОричных ОбмОток

ТТ 1. Параллельно замыкающему контакту 19 включена цепь из последовательно соединенных второго токового органа 5, размыкающего контакта 20 первого токового Органа 4 и генератора высокой частоты.

На фиг, 2 показаны: i — кривая тока в дифференциальной цепи, i = 0 — контакты разомкнуты), — состояние контактов 18 токовоro органа 5, i — огибающая тока генератора высокой частОты 6 ° 1 KpHвая тока через тиристор 16 i — состояние контактов исполнительного органа 12.

Работа предлагаемого устройства

Основана на различии значения внутреннего сопротивления источника, питающего дифференциальную цепь, при отсутствии насыщения и при насыщении хотя бы одного из ТТ 1. Значение внутреннего сопротивления источника определяется при отсутствии принужденного тока в дифференциальной цепи по величине высокочастотного тока, создаваемого генератором 6 высокой частоты.

Устройство функционирует следующим образом.

При внешнем повреждении в бестоковую паузу (интервал времени 0 - t<) токовый орган 4 находится в несработанном состоянии, его контакты 19 разомкнуты, а 20 — замкнуты. В дифференциальной цепи под действием

В4 генератора протекает ток, значение которого определяется внутренним сопротивлением источника (трансформаторов 1 тока). При насыщении одного из ТТ (момент t } сопротивление источника падает, что приводит к увеличению высокочастотного тока и срабатыванию токового органа 5, контакты 18 которого замыкаются, подготавливая цепь управления тиристора 16.

После появления в дифференциальной цепи тока небаланса (момент,) срабатывает токовый орган 4, размыкая контактом 20 цепь высокочастотного тока и замыкая контактом 19 дифференциальную цепь. Токовый орган 5 возвращается в исходное положение.

При этом его контакт 18 в течение некоторого времени (2-3 мс) остается замкнутым. Одновременно с током в рабочей обмотке 8 появляется пропорциональный ему ток в короткозамкнутой обмотке, на последней наводится

ЭДС, и благодаря замедлению на возврат контакта 18 открывается тиристор полупроводникового ключа. Тиристор открывается и шунтирует короткозамкнутую обмотку, следовательно, двойная трансформация во вторичную обмотку 8 отсутствует и реле загрубляется.

При внутреннем повреждении обычно ТТ не насыщаются, так как выбира1390689 ются по условияю 101 погрешности.

Следовательно, бестоковые паузы отсутствуют, и токовый орган 4 постоянно находится в сработанном состоянии, 5 предотвращая протекание высокочастотного тока. Цепь открытия тиристора не собирается, тиристор закрыт, реле не эагрубляется и надежно сраба-. тывает.примерно в течение периода 1р промыпленной частоты. Ситуация не меняется при насыщении магнитопроводов одного или нескольких ТТ. Если все ТТ насыщаются, возможна задержка при срабатывании защиты (следует 15 иметь в виду, что токи ТТ при внутреннем повреждении имеют различные фазовые сдвига,что снижает вероятность их одновременного насыщения).

К тому же открытие полупроводниково- эп го ключа только загрубляет защиту.

Поэтому при больших кратностях тока защита срабатывает с загрубленным дифференциальным реле.

Для предотвращения срабатывания 25 токового органа 4 от протекания высокочастотного тока его чувствительность выбирается на порядок ниже чувствитсльности токового органа 5.

30 . Таким образом, введением двух токовых органов и генератора высокой частоты обеспечивается возможность различать режимы внешнего и внутреннего повреждений, и путем загрубления защиты при внешних повреждениях по. вышается чувствительность защиты при внутренних повреждениях.

Формула изобретения 40

Устройство для дифференциальной защиты сборных шин, содержащее устанавливаемые в фазах отходящих присоединений трансформаторы тока, вторичные обмотки которых включены по схеме на циркуляцию токов, реле с быстронасыщающимся трансформатором тока, на магнитопроводе которого расположены рабочая и вторичная обмотки и короткозамкнутая обмотка из двух последовательно включенных нолуобмоток, исполнительный орган, подключенный к вторичной обмотке, первый и второй регулировочные резисторы, включенные соответственно параллельно исполнительному органу в цепь короткозамкнутой обмотки, и полупроводниковый ключ на основе мостового выпрямителя с тиристором в диагонали, при этом рабочая обмотка включена в дифференциальную цепь, образованную вторичными обмотками трансформаторов тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения чувствительности устройства при перегруженных трансформаторах тока, в него дополнительно введены первый и второй токовые органы и генератор высокой частоты, при этом первый токовый орган и его замыкающий контакт включены в дифференциальную цепь последовательно с рабочей обмоткой, параллельно замыкающему контакту первого токового органа подключена цепь из последовательно соединенных размыкающего контакта первого токового органа, генератора высокой частоты и второго токового органа, замыкающий контакт которого и соединенный с ним последовательно резистор включены между управляющим выводом и анодом ткристора полупроводникового ключа, который включен параллельно одной иэ полуобмоток короткозамкнутой обмотки.

1390689

Фиа2

Составитель В,Онучин

Редактор И.Горная Техред М.Дидык

Корректор B.Áóòÿãà

Заказ 1775/50 Тираж 650 Подписное

В%ШЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4