Способ дифференциальной токовой защиты электроустановки

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите линий. трансформаторов, генераторов, щин станций и подстанций. Цель изобретения - повыщение чувствительности и быстродействия защиты . Поставленная цель достигается тем, что измеряют значения токов на выходах датчиков тока 3 и 4, установленных по концам защищаемого объекта I. С помощью блоков суммирования 5 и вычитания 6 формируют величины, пропорциональные соответственно су.мме и разности из.меренных токов . Блоками 7 и 8 выделяют аварийные составляющие суммы и разности измеренных токов и с помощью пороговых органов 9 и 10 сравнивают мгновенные значения полученных аварийных составляющих с заданными уставками. Сигнал на отключение защищаемого объекта формируют при опережг.ющем срабатывании порогового органа 9, включенного на аварийную составляющую суммы токов. 5 ил. | сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1412095 А 1 (5g 4 Н 02 Н 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4101227/24-07 (22) 14.08.86 (46) 15.08.88. Бюл. № 30 (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики и Районное энергетическое управление «Тюменьэнерго» (72) А. С. Вольхин, Ю. Ф. Королюк, Л. Х. Райзвих и A. А. Сойвер (53) 62! .316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 558343, кл. Н 02 Н 3/28, 1971.

Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем. М вЂ”: Энергия, 1976, с. 325—

327. (54) СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ

ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУ СТАНОВКИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите линий, трансформаторов, генераторов, шин станций и подстанций. Цель изобретения — повышение чувствительности и быстродействия защиты. Поставленная цель достигается тем, что измеряют значения токов на выходах датчиков тока 3 и 4, установленных по концам защищаемого объекта 1. С помощью блоков суммирования 5 и вычитания 6 формируют величины, пропорциональные соответственно сумме и разности измеренных токов. Блоками 7 и 8 выделяют аварийные составляющие суммы и разности измеренных токов и с помощью пороговых органов 9 и 10 сравнивают мгновенные значения полученных аварийных составляющих с заданными уставками. Сигнал на отключение защищаемого объекта формируют при опереж.-.ющем срабатывании порогового органа 9, включенного на аварийную составляющую суммы токов. 5 ил.

1417095

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электричес-: ких систем, и может быть использовано для выполнения дифференциальных защит о"г внутренних повреждений синхронных генера торов, шин станций и подстанций, крупных электродвигателей и других объектов.

Целью изобретения является повышение чувствительности и быстродействия защиты.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 и 3 приведены схемы. замещения для определения аварийных составляющих токов соответственно при внутреннем и внешнем коротких замыканиях; на фиг. 4 — временные диаграммы работы отдельных узлов устройства при различных повреждениях без насыщения трансформаторов тока; на фиг. 5 — то же, при насыщении.

По концам за щи щае мого объекта (электроустановки) 1, являющегося частью электрической сети 2, установлены измеритель. ные трансформаторы 3 и 4 тока, входц которых подключены к объекту 1 зашиты, а выходы — к входам блоков суммиро, вания 5 и вычитания 6, выходы которых через блоки 7 и 8 выделения аварийныХ: составляющих подключены к входам пороговых органов 9 и 10 соответственно. Выход порогового органа 9 включен на канал срабатывания, а выход органа !Π— на канал блокировки.

С двух сторон через защиш,аемый элемент 1 протекают токи i> и 14, которые после трансформации суммируются блоком 5 и вычитаются блоком 6. Затем полученные сигналы поступают на входы блоков 7 и 8 вы. делении аварийных составляющих соответственно, на выходах которых в нормальном режиме сигналы отсутствуют (равны нулю).

Выделение аварийных составляющих в блоках 7 и 8 осуществляется в соответствии с выражением

;" (1) =i(t)+(1)хч(. i(t Кт) где !" (t) мгновенное значение аварийной составлякгщей тока в момент времени t;

i(t) — - мгновенное значение тока в момент времени

i(t — К ) -- мгновенное значение тока К полуЯ периодов промышленной частоты тому назад;

Т вЂ” — период промышленной частоты.

Схемы замещения для определения аварийных составляющих токов .не содержит

3ДС нормального режима. В месте к. з. в этом случае вклк чают 3ДС е. с параметрами, определяемыми напряжением в этой точке в момент возникновения повреждения.

При к. з. вне зоны загциты (фиг. 3) аварийная составляющая суммы токов по-прежнему остается равной нулю, а аварийная составляющая разности равна двойной аварийной составляющей тока, протекающего через объ50

55 в обоих случаях соблюдаются условия правильной работы защиты.

Для защищаемого объекта, имеющего число присоединений больше двух (например, m), однозначное определение понятия разности токов плеч отсутствует. Для защиты такого объекта в предлагаемом способе формируют m разностей токов, соответствующих разности между суммой токов, отходящих от узла, и суммой токов, втег ект 1. защиты. После этого срабатывает пороговый орган 10 и заьцита блокируется.

Работа канала срабатывания возможна только из-за неточной настройки органа 7 вы- деления аварийной составляющей, однако сигнал на его выходе на порядок ниже сигнала на выходе органа 8 и канал блокировки включается быстрее. Каналы срабатывания и блокировки взаимно блокируют друг друга на время существования переходного процесса.

Г!ри к. з. в зоне защиты (фиг. 2) на выходах органов 7 и 8 выделения аварийных составляющих появляются, сигналы

i««, и is, определяемые выражениями:

1у = U»oав (— + — );

С 1

Х» Х»

1» У»о»в (- - — — ), 1 Ъ л где Б»- -- напряжение в месте повреждения . 0 в доаварийном режиме; х, и х. — эквивалентные сопротивления соответственно в правом и левом плечах от места к. з.

Величина i7, как правило, всегда больше величины 4, что обусловливает опережающее срабатывание порогового органа 9 и отключение загцишаемого объекта (фиг. 4). Од нако в частном случае повреждения в защищаемом объекте в условиях его одностороннего подключения к источнику пита- ния (например, в режиме опробования) ве .личины 17 и 1, равны. Для обеспечения ра- ботоспособности устройства в этом случае уставка порогового органа 9 выбирается меньшей уставки органа 10, что обеспечивает замедление в срабатывании последнего.

35 . На правильность работы защиты не оказывают практически никакого влияния глубокие насыщения измерительных трансформаторов тока.

При насыщении одного из трансформаторов тока при внешнем к. з. аварийная составляющая суммы вторичных токов равна току, протекающему через ветвь намагничивания насыщенного трансформатора, а аварийная составляюш,ая разности — двойному току без протекающего через ветвь

45 намагничивания (фиг. 5), т. е. аварийная составляющая суммы токов является частью их разности. Г1ри внутреннем повреждении и насыщении одного из трансформаторов тока аварийная составляющая суммы токов всегда больше их разности. Таким образом, кающих в узел, в зависимости от стороны, на которой произошло кз. Выделяют аварийные составляющие сформированных разностей токов и в качестве блокирующей величины используют максимальную из них.

В сочетании с органом, выявляющим режим броска тока намагничивания предлагаемый способ может быть использован для защиты трансформаторов и автотрансформаторов.

Уставки срабатывания и, следовательно, чувствительность защит, основанных на предлагаемом способе, определяются величинами небалансов на выходах органов выделения аварийных составляющих. Последние могут быть выполнены, например, на основе временной задержки сигнала (на полпериода) промышленной частоты с последующим сложением с исходным сигналом или с использованием инерционных фазоповоротных схем. Небаланс на выходе подобных схем обусловлен только отклонением частоты в системе от номинальной, наличием в токах объекта высокочастотных составляющих и точностью настройки схемы в целом.

В то же время в величину небаланса не входят составляющие, обусловленные регулированием напряжения под нагрузкой, разными коэффициентами трансформации трансформаторов тока и неодинаковыми их характеристиками намагничивания, что позволяет снизить значение уставки и следовательно, повысить чувствительность защиты.

При выполнении органов выделения аварийных составляющих на цифровой технике с введением автоматической подстройки по частоте значение небаланса на выходе этих

>..., (.. б<: Т,, .IIIIIT(. I!>Il() Ill!:!. °

> i!(,, | !! i II I О" К II<1 I(I! II(<;.1:..><.<1;>< ...:Р: Ф:)К(3 ()И«!)(жг!К)5 ! (< !, (),: ): t . l lit! > 1!<1 ОГ(i!>(>I О ОР! Illlll III(,11()

Ч (1; ) " ) " <, I i! I I! I! t !О С < i(I E3 1 Я К) Н 3 IO С 3 31 М 1>!

Т () К < ) Н, i! < . i i < i. I и (Т:3!! ) I I i (, 1 Ь I I O I I O 13 hl (. È Т!> () I >I <. ÒI ) < ). с i! (i ч i I (з i 11(I! I I >I Б I (. м Я (. 1) 1! 6 а т ы 13 а I I и

2 ti() I > II(. К, 1)О 111ТI> В. 111 Я I! Н(!11!СI>11!!(. Ii i! Я трг!Я«(1)<)1)(1;)п>ро!! !Ока на функцион! р<)10 ванне з;! цнтi>l.

Фщ)>!1гу.г(г тстретения

Спо(. Об л!(ф(ререн циа.1 bI(oH токовои за lцl1ты электроустановки, основанный на измерении токов по концам зацг!3щаех!Ой электроустановки, определении суммы и разности измеренных токов, формировании рабочей и блокирующей величин, сравнении последних

20 с заданными уставками и формировании по результатам сравнения сигнала на отключение электроустановки, отличающий ея тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия защиты, выделяют аварийные составляющие суммы и разности измеренных токов и используют Нх в качестве рабочей и блокирующей величин соответственно, при этом сигнал на отключение электроустановки формируют при условии, что мгновенное значение рабочей величины

30 превысит первую заданную уставку раньше, чем мгновенное значение блокирующей величины превысит вторую заданную уставку, значение которой выбирают боль!пич значения первой заданной уставки.

Фиг.2

1 ус/77

Lycm уст

К. з.

Р зоне ус

1417095 уст

6у

К.g. Уме

ЯРИСЬ

4уоо 6

L L к.

Ю зоие

i< (у

Составитель В. Онучин

Редактор А. Лежни на Техред И. Верес Корректор М. Г!ожо

° 3aказ 4073 52 Тираж 650 Поп ясное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, Ж вЂ” -35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. I!роектная, 4