Устройство для дифференциальной защиты тиристорного преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение чувствительности путем снижения порога срабатывания реагирующего органа защиты. На первый вход элемента И 13 поступают треугольные импульсы "провалов", а на второй вход - прямоугольный импульс, формируемый элементами 14 - 21 в момент возникновения всплесков тока, связанных с переходными режимами в трансформаторе постоянного тока. Поскольку блокировка реагирующего органа 6 осуществляется только в моменты всплесков, порог срабатывания реагирующего органа 6 может быть выбран ниже, что повышает чувствительность устройства. 2 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflVSЛИК

g5g)5 Н 02 Н 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4469471/24-07 . (22) 04.08.88 (46) 30.07.90. Бюл. N 28 (71) Севастопольский приборостроительный институт и Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) А.Е. Гуревич и Е.Т. Шаров (53) 621,316,925,4(088.8) (56) Мелик-гчркисов Б.С. Защита электропередачи постоянного тока. Известия

НИИПС, 1957, Н 2, с. 88, рис.. 4.

Шаров Е.Т. и др. Дифференциальное реле повышенной селективности для защиты преобразователей. Известия

ВУЗов, сер. "Электромеханика", 1975„ 3, с. 333-334...SU„„1582266 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ

ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

{57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение чувствительности путем снижения порога срабатывания реагирующего органа защиты. На первый вход элемента И 13 поступают треугольные импульсы "провалов", а на второй вход " прямоугольный импульс, формируемый элементами 14-21 в момент возникновения вплесков тока, связанных с переходными режимами в трансформаторе постоянного тока. Поскольку блокировка реагирующего органа 6 осуществляется только в моменты всплесков, порог срабатывания реагирующего органа 6 монет быть выбран нные, что Щ повышает чувствительность устройства. 2 ил.

1582266

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах защиты тиристорных преобразо- . вателей от нарушений коммутации вен-.

S тилей, например в электропередачах и вставках постоянного тока, систе- . мах нагружения ИГД-генераторов и т.д.

Цель изоЬретения - повышение чувствительности устройства для дифференциальной защиты тиристорного пре" образователя путем снижения порога срабатывания реагирующего органа защиты.

На Фиг. 1 изображена Функциональ ная схема устройства; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие его работу.

В фазных шинах тиристорного пре образователя 1 (фиг. 1) установлены 20 трансформаторы тока 2, вторичные обмотки которых через трехфазный выпрямитель 3 включены в первое плечо дифференциальной схемы сравнения, во второе плечо которой включены выходы полукомплектов трансформаторов постоянного тока (ТПТ - выпрямители 4 и 5).

В дифференциальной ветви схемы сравнения установлен реагирующий Орган 6 защиты. Во вторичных цепях 30 полукомплектов ТПТ установлены вспомогательные трансформаторы тока 7 и 8, вторичные обмотки которых соответственно через однофазные выпрямители 9 и 10 включены в плечи дополни- 35 тельной схемы сравнения, s дифференциальную ветвь которой через однофазный выпрямитель 11 и нагрузочный резистор 12 включен первый вход двухвходового элемента И 13. В плечи дополнительной схемы сравнения включена первичная обмотка трансреактора

14, вторичная обмотка которого разделена на две полуобмотки соединением средней точки с шиной нулевого по- . 45 тенциала устройства.

Выход полуоЬмотки положительной полярности через диод 15 подключен

K пороговому элементу 16, а выход полуобмотки отрицательной полярности 50 через, диод 17 - к пороговому элементу 18.

Выход порогового элемента 18 подключен к расширителю импульсов 19, 55 инверсный выход которого совместно с выходом порогового элемента 16 подключен через элемент И 20 .к расширителю импульсов 21, выход которого подключен на второй вход элемента

И 13. На Фиг..2 приведена временная диаграмма работы устройства в стационарных режимах и при возникновении всплесков вторичного тока TllT, а также показаны сигналы выходов основных элементов устройства.

Устройство для дифференциальной защиты тиристорного преобразователя работает следующим образом, В стационарных режимах,тиристор-. ного преобразователя 1 токи плеч i<, i - (фиг. 1) дифференциальной защиты практически равны и в дифференциальной ветви есть небольшой ток небаланса i> = 1„, От которого реагирующий орган 6 отстроен порогом срабатывания („= 0,03 0,51 днам)

В плечах дополнительной дифференциальной схемы сравнения циркулируют выпрямленные выпрямителями 9 и 10 вторичные токи вспомогательных трансформаторов тока 7 и 8, т.е. токи полукомплектов сдвоеннОГО ТПТ: iz„ Iи

l.. дифференциальной ветви дойолнительной схемы сравнения ток ig представляет собой в режимах ТПТ без потери управляемости только ток "провалов". "-8 1 г1 11и

При правильно выЬранных параметрах ТПТ угол провала . у в токах по" лукомплектов не превышает в стационарных режимах 5-7 . С достаточной для практики точностью можно считать вторичные токи полукомплектов в интервале у изменяющимися линейно.

Тогда потенциальный сигнал U 1 - ig (фиг. 2) на выходе выпрямителя 11, снимаемый с нагрузочного резистора

12, представляет собой нормально треугольный импульс длительностью и амплитудой I

Сигнал U поступает на первый вход элемента И 13.

На выходе элемента И 13 сигнал на уровне логической "1 должен быть только при всплесках вторичного тока.

ТПТ. В остальных интервалах, включая провалы вторичного тока полукомплек" тов ТПТ, на выходе элемента И 13 дол" жен быть логический "0". Такой порядок работы элемента И 13 достигается с помощью схемы на элементах 13-21, датчиком которой является трансре5

1582 актор 14, первичная обмотка которого установлена в обоих плечах дополнительной схемы сравнения. Трансреактов

14, диоды 15 и 17 и логические элементы 16 18-21 реализуют на втором

ыходе элемента И 13 логическую функцию

Y = (х В Ф Лх )РФ, где Y - сигнал на выходе расширителя 21;, x - двоичный сигнал на выходе

1 второго порогового элемен1 ° та 18; х - сигнал на выходе первого по.й рогового элемента 16;

0,1, D + временные операторы расширения соответствующих сигналов по длительности.

Логическая функция Y выявляет отличие "выделенного" всплесках гока

ТПТ и "выделенных" провалов вторичных токов 1,, is полукомплектов, ТПТ.

Для этого используется особенность в токах плеч l iq l, zz f дополнительной схемы сравнения: в начале интервала провала 1 ток плеча резко снижается от ig< до нуля (со скоростью d;/d g-2Ы м/, Л/С () )- а1, а затем уве° I ы 30 личивается до i (примерно с той же скоростью). При всплесках, же вторичного Тока ig хотя Ьы в одном из полукомплектов TflT такой особенности нет: ток сначала резко возрастает, а затем уменьшается до i< (приведенный первичный ток TRT)..

При снижении до нуля тока в одном из плеч li l, li 1, дополнительной схемы сравнения на одной из вторичных полуоЬмоток (условно - полуобмотка отрицательной полярности) трансреактора 14 диодом 17 выделяется потенциальный импульс, пропорциональный производной d /d уменьшающегося тока

1 45 плеча. Этот импульс поступает на пороговый элемент !8, уставка которого

Р выбирается на уровень ниже, чем у реагирующего органа 6 защиты. На выходе порогового элемента 18 формируется прямоугольный .импульс х, =

= Ц1 на уровне логической "1" длительностью d

Аналогично при увеличении тока полукомплекта от 0 до i при окончании угла провала на полуобмотке положи55 тельной полярности трансреактора 14 диодом 15 выделяется потенциальный импульс, по которому пороговым эле266

6, ментом 16, уставка которого выбира= ется аналогично уставке порогового элемента 18, формируется прямоугольный импульс х = О, на уровне "1" в интервале возрастания тока.

Уставка Т расширителя импульсов

19 выбирается из условия перекрытия длительности максимально возможных углов провалов в динамических режимах тиристорного преобразователя 1.

Достаточно выбрать Т на уровне 5060, т.е. 3,03-3,33 мс, тогда в стационарных и в динамических режимах преобразователя 1 на инверсном выходе расширителя 19 (фиг. 2) сигнал на уровне "0" в интервале Т 1 „„„„ перекрывающем угол провала. Поэтому в интервалах угла провала у на выходах логического элемента И 20 и расширителя 21 сигнал всегда на уровне "0", т.е. в этих интервалах логическая функция Y = (х,f)„9x }В Ф=О.

Функция Y = О и во внекоммутацион« ных интервалах токов полукомплектов

TRT, поэтому при выборе порога срабатывания реагирующего органа 6 ток неЬаланса со стороны дополнительной схе" мы сравнения не учитывается, При всплесках вторичного тока одного из полукомплектов ТПТ (на фиг.2 показан всплеск при появлении переменной составляющей в выпрямленном токе i преоЬразователя 1) на перед" нем фронте всплеска. функция x D 5 л х реализуемая на,выходе элемента И 20, принимает значение логической "1", что оЬусловлено отмеченной особенностью всплеска. Сигнал U< с выхода элемента И 20 увеличивается по длительности расширителем 21, уставка Т которого выбирается по, условию перекрытия длительности максимальных всплесков (200-240, т .е. 1- 13 мс) .

Достаточно выбрать Т = .6-7 мс, тогда длительность сигнала,Y = U « на выходе расширителя 21 перекрывает длительность всплесков тока ТПТ. Так как на первом входе элемента И 13 длительность входного сигнала равна длительности сигнала U с выхода резистора

12, то длительность выходного сигнала равна длительности всплеска тока ТПТ.

Сигнал на выходе элемента И 13 блокирует неселективные срабатывания реагирующего органа 6 защиты при всплесках тока ТПТ.

1582266

При нарушениях коммутации вентилей тиристорного преобразователя в дифференциальной ветви защиты появ" ляется ток, превышающий поРог срабатывания реагирующего органа 6; и реа,гирующий орган 6 срабатывает.

Таким образом, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным отсутствует торможение реагирующего, органа при импульсных токах провалов, ТПТ. Это позволяет не учитывать эти токи при выборе порога срабатывания реагирующего органа защиты и выбрать, этот порог на уровне 0,03-0,05+„,„, что существенно повышает чувствитель; ность дифференциальной защиты пре- . образователя и, в конечном счете,, .приводит к повышению показателей ка, чества функционирования основного 20, технологического оборудования. ,Формула изобретения

Устройство для дифференциальной 25 защиты тиристорного преобразователя,, содержащее три основных трансформатора тока, первичные обмотки которых предназначены для включения в фазы преоЬраэователя на стороне перемен-. 30, ного тока, а вторичные оЬмотки соединены в звезду и подключены к входу трехфазного выпрямителя, трансформатор постоянного тока, выполненный по сдвоеннои схеме из двух полукомплектов, вход которого предназначен для последовательного включения в силовую цепь преобразователя на стороне постоянного тока, а выход подключен параллельно выходу трехфазного вы- 40 прямителя и входу реагирующего органа, снабженного блокирующим входом, первый и второй вспомогательные трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены соответственно, 45 последовательно с входами выходных выпрямителей соответствующих полукомплектов трансформатора постоянного тока, а вторичные обмотки подключены к входам первого и, второго, однофазных выпрямителей, выходы которых соединены последовательно и согласно, причем их оБъединенные выводы подключены к.первому входному выводу третьего однофазного выпрямителя, и резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности путем снижения порога. срабатывания реагирующего органа защиты, введены трансреактор, первичная и вторичная обмотки которого снабжены средними выводами, первые и вторые диоды, пороговые элементы, расширители импульсов и элементы И, причем первичная обнотка трансреактора крайними выводами подключена между разобценными выводами первого и второго однофазных выпрямителей, средним выводом подключена к второму входному выводу третьего однофазного выпрямителя, выходные выводы которого, шунтированные резистором, включены между первым входом первого элемента И и шиной нулевого потенциала, соединенной со средним выводом вторичной обмотки трансреактора, крайние выводы которой соответственно через первый и второй диоды подклюцены к входам соответственно, первого и второго пороговых элементов, при этом выход первого порогового элемента соединен с первым входом второго элемента И, выход второго порогового элемента соединен с входом первого расширителя импульсов, инверсный выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого через второй расширитель импульсов:соединен с вторым входом первого элемента И, выходом подключенного к блокирующему ходу реагирующего органа.

1582266! сгг!

XÌâ

Корректор О. КРавцова

Редактор Н, Швыдкая

Заказ 2093 Тираж 4./8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета;по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101

° !!

012

Составитель В. Широков

Техред Л.Олийнык

I ф Ь