Устройство для дифференциальной защиты

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электроустановок. Цель изобретения - повышение селективности при несимметричных к.з. вне зоны защиты и насыщении ТТ неповрежденных фаз. Указанная цель достигается путем выполнения дополнительного канала блокировки выходных органов всех фаз защит, на вход которого поступает сигнал с выхода логической части тех фаз защиты, где зафиксировано внешнее к.з. и через 3 мс дополнительный канал заблокирует все фазы защиты. 1 ил.

союз соеетсних .

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕС ЪБЛИН „„SU 1ßÙß А2 щ) Н 02 H 3/28 "ц :"

@- Ф--:ч14дВьг.,, н

lan, t, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1429212 (21) 4498572/24-07 (22) 26.07.88 (46) 30.11.90. Бюл. Р 44 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) Л.В.Багинский, М.Б.Додонов и И.O.THìoôååâ (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1429212, кл. Н 02 Н 3/28, 198?. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ,ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ "

ЗАЩИТЫ

C (0

Изобретение относится к электро- технике, а именно к релейной защите электроустановки, и может быть использовано для защиты сборных шин электростанций и подстанций, ошиновок силовых трансформаторов и автотрансформаторов, высоковольтных электродвигателей и.синхронных вращающихся машин.

Цель изобретения — повышение селективности при несимметричных коротких замыканиях вне зоны защиты и насыщении трансформатора тока неповрежденной фазы.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для дифференциальной защиты на электроэнер."етическом объекте 1, например на Сорных шинах, имеющих несколько присоединений с выключателями и трансформаторами тока (ТТ), содержащее в каждой фазе блок 2 датчиков тока по числу присоединений

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ОРИ ГКНТ СССР

2 (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электроустановок. Цель изобретения— повышение селективности при несимметричных к.з, вне зоны защиты и насыщении ТТ. неповрежденных фаз. Указанная цель достигается путем выполнения дополнительйого канала блокировки выходных органов всех фаз защиты, на вход которого поступает сигнал с выхода логической части тех фаз защиты, где зафиксировано внешнее к.з. и через.3 мс дополнительный канал заблокирует все фазы защиты. 1 ил. шин, первичные обмотки которых предна1 значены для подключения к выходам трансформаторов тока соответствующих присоединений шин, первые выводы вторичных обмоток датчиков тока объединены один с другим, а вторые подключень; к многоплечевому диодному полумосту 3, катоды и аноды диодов которого соответственно объединены и подключены к двуплечевой схеме 4 сравнения со средней точкой, сумматор 5, формирующий токи циркуляции защиты, чнвертирующий вход которого соединен с анодами диодов многоплечевого диодного полумоста 3, а неинвертирующий вход — с катодами, реагирующий орган 6, соединенный первым входом схемы 4 сравнения через птрвый выпрямитель 7, пусковой орган 8, включенный первым входом последовательно с дифференциальным сопротивлением 9 нагрузки между общей точкой вторичных

1610533 обмоток блока 2 датчиков тока и средней точкой схемы 4 сравнения, которая при этом заземлена, блок 10 нелинейности, вход которого соединен с вы- 5 ходом сумматора. 5, а выход - с вторыми входами пускового 8 и реагирующего 6 органон, первый логический элемент 1 11, первый и второй входы которого соединены с выходами пусково- 10 го 8 и реагирующего 6 органов, а выход — с входом выходного органа 12, два компаратора 13 и 14, второй логический элемент И 15, первый вход которого соединен с выходом первого ком-15 паратора 13, первый расширитель 16 импульсов, выход которого соединен с входом логического элемента НЕ 17, а выход последнего - с третьим входом первого логического элемента 11, 20 блок 18 дифференцирования, вход которого соединен с незаземленным концом дифференциального сопротивления 9 нагрузки, формирователь 19 опорного напряжения, выход которого соединен 25 с инвертирующим выходом первого компаратора 13, ждущий мультивибратор 20, вход которого, как и вход первого расширителя 16 импульсов, соединен с выходом второго элемента И 15. Первый и второй выходы ждущего мультивибратора 20 соединены соответственнс с вторым и третьим входами формирователя 19 опорного напряжения, блок 21 задания уставки, первый вход которого, как и первый вход формирователя

19 опорного напряжения и неинвертирующий вход первого компаратора 13, соединен с выходом сумматора 5, а выход — с инвертирующим входом второго компаратора 15, неинвертирующий вход которого соединен с выходом блока 18 дифференцирования через второй выпрямитель 22, первый транзисторный ключ 23 с задержкой на возврат, блок

24 задержки, вход которого соединен с выходом первого компаратора 13, а выход — с первым входом третьего логического элемента И 25, второй вход которого соединен с выходом инвертора 17, выход — .с входом второго расширителя 26 импульсов.„ выход которого в свою очередь соединен с входом второго транзисторного ключа 27, выход которого соединен с объединенными

55 катодами разделительных диодов 28 и 29, а аноды последних подключены соответственно к выходу блока 10 нелинейности и второму входу блока 21 задания уставки. Идентичную структуру имеют и другие фазы защиты 30 и 31, В устройство дополнительно вве-, дены элемент ИЛИ 32, селектор отрицательного фронта (СОФ) 33, четвертый логический элемент И 34, формирователь короткого импульса (ФКИ) 35, RH-триггер. 36, блок начальной установки (БНУ) 37 и третий транзисторный ключ 38.

Каждый,из трех входов элемента

ИЛИ 32 соединен с выходом первого расширителя импульсов (РИ) 16 в соответствующей фазе и объединены с соответствующими входами СОФ 33, а выход элемента ИЛИ 32. соединен с первым входом четвертого элемента И 34 и входом ФКИ 35, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента

И 34 и с S-входом RS-триггера (с инверсными входами) 36, (-выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И 34, R-вход RS-триггера 36 соединен с выходом СОФ 33, а дополнительный установочный вход RSтриггера соединен с выходом БНУ 37, вход третьего транзисторного ключа 38 соединен с выходом: четвертого элемента И 34, а выход — с дополнительньпьы входами выходных органов 12 каждой из фаз реле защиты.

Элемент ИЛИ 32 может быть выполнен в виде трех диодов и резистора, один конец которого заземлен, а другой соединен с объединенными катодами диодов и является выходом элемента ИЛИ 32, входами которого являются аноды указанных диодов.

СОФ 33 выполнен в виде резистора и трех диодно-емкостных цепочек, в каждой из которых соединены последовательно одна обмотка конпенсатора и анод диода, катод которого является входом СОФ 33, .а вторые обмотки этих конденсаторов объединены между собой, являясь выходом СОФ 33, и соединены с ojTHHM концом резистора, второй конец которого соединен с плюсом источника питания.

БНУ 37, служащий для исходной установки положения RS-триггера 36 при включении питания, может быть выполнен в виде последовательно соединенногo конденсатора и резистора, один конце которого соедине:: с плюсом источника питания, а другой " с одной обкладкой конденсатора, другая обкладка которого заземлена.

1610533

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При режиме внешнего несимметричного к.з. все блоки всех фаз реле защиты в течение 6-8 мс работают так же, как в известном устройстве, а именна, логическим элементом И 15 зафиксируется качественный признак внешнего к.з. (совпадение скачкообразного изме- 1ð нения токов плеч и паузы в производной дифференциального тока) и через первый РИ 16 и инвертор 17 сигналом от блока 15 заблокируется срабатывание логического элемента И 11 и реле в поврежденных фазах будет надежно заблокировано. На при внешнем несимметричном к.з в неповрежденной фазе из-эа отсутствия токов в этом время такой блокирующий сигнал не формиру- 20 ется, а: спустя определенное время (6 — 8 мс) один иэ ТТ неповрежденной фазы насыщается от взаимодействия с

ТТ других фаз и по его вторичной об.мотке начинает протекать ток. Это яв- 25 ( (ление дает признак внутреннего к.з. в данной неповрежденной фазе при переходном процессе внешнего несимметричного к ° з. и может привести к несе-. лективному срабатыванию заь(иты. ЗР

Длл предотвращения этого в защите введен дополнительный канал блокировки реле при насьш(елии ТТ неповрежденной фазы, который работает следующим образом. Лри внешнем несимметричном к.з. на входы элемента ИЛИ 32 посту35 пают блокирующие импульсы "Запрет" с выхода логической части тех фаз, где зафиксировано внешнее к.з. При любом количестве и сочетании cpa()OTaf»!!11(x 40 фаз элемент И. !И 32 выдает свой сигнал на первый вход элемента И 34 и на вход ФКИ 35, с выхода которого импульс лог. "0" в течение 5 мс поступает на второй вход элемента И 34 и на S-вход RS-триггера 36, который переключается и выдает с !?-выхода сигнал лог. "1" на третий вход элемента И 34. Лри появлении лаг."1" иа всех трех входах элемента И 34 с его выхода поступает сигнал на транзисторный ключ 38, который блокирует срабатывание выходных органов 12 всех трех фаэ, тем самым предотвращая неселективнае срабатывание защиты при насыщении TT неповрежденной фазы. Та, 55 ким образам, на пер;»О л и третьем вхо-; дах элемента И 34 сигналы лог."1" устанавливаются сразу после фиксации внешнего несимметричного к.з., а на втором входе — па истечении времени

3 мс. Это обусловлено тем, что блокирование до насыщения ТТ неповрежденной фазы недопустимо, поскольку при несимметричном режиме внутреннего к.з. логическая часть неПоврежденной фазы может сформировать сигнал

"Запрет" под действием сквозных первичных токов неповрежденной фазы и защита будет заблокирована при к.з ° в зоне защиты.

При внутреннем симметричном и несимметричном к. з. импульсы срабатыва— ния реагирующего 6 и пускового 8 органов поврежденных фаз прп сохранеш7л(лог . "1" пл 13(! соле элемента !!Е 1 7 (отсутствие сигналя "Запрет" ) обеспечат срлблтываш(е эс!(3?(е((та 1! 11 да формирования сигнала блокирования, и выходное устройство зл время 5 Мс заff)IIf

11)аз реле, клк и (» 3(э(»естном устройстве, способны перелр!(слтировлтьсл 3( снять с(п нл(1 "Зл(!!)ет" 1 ло истечеш!и времени Р11 16 (25 ?(i ) e!!c!(ei!T НГ 17

11 11

1»ер((етс5! 13 исходное Ifo>loi с il! lo лог. 1

При этом 13 другo>l по(»реждс».!!!О(1 флзе с((Г((лл Злпрет" мОжет с О. :! л>>ит(.сл.

tl

Б таком рс)(лм» с!(гl!! t !)3!О!11((ро!»л(л(е долже(! быт! ..(. ". С: О Tn:f це>и.ю с11Г((13лы Зл!! !) с»т 11Р "„ 1! 7 гс .!1 1!л входы

001() 33 )сo! ()7)!!> .; .: ;:. : л ) --)if);f 1) 8>) л))

Т(31(гl с»() л I(i)f) Î Ã:,if! f (;11 !! !. (.! !)г, 0 в

C Р,>(>P 37-, » . > - 1 ",1- с> т P !1Of О

>)

TPC.< ЛХОДЛI."i СЛГ!(..,P 3 >;!1!) .СT C Bbf сокОГО У!)О(1(я (:1)г. !") Лл;и:экий (! О! . r ) ..>Г! (! li «! О! !«1: 1 i ll! 1!ЛЛОМ про(1.31»од> (сл лорел?л)чсллс т()!(Ггерл

13 (IСХОДIIОЕ Oi ."05! i!1С 1! !!;1 i ÃО Q ВЬ( (Одс с) °;(с>т i«o("(.>", что !!риледет

К 1(С(СЗЛО-:С:1.:1: "...— (ЛЛЛ >(Л ВЫХОДЕ

ОЛС !О(1 л 11 34 ) 3(!Я1)(1! 11!3 Tpeff(31?CTOp

í".Г-О (с;(:-3)!л S:1 с(!51т!(ю блокирования

1»ь(ЛО>;1!1.()(устра((ст>» 12 .33сех трех !

1)лэ т)еле.

А! f 2:1 о Ã l i! i 0 л т) О 1(c : о Äf f T 13 О 3 в Р ат В ис?сО,! Ioi? састал!!1(е Оп((сл((ЯОГО дапалн((тель (ОГО (сл(((»с!а б !Окпровалпл после

От КЛ(С>)! С:(1 (51 131(С!1!1(С ГО К, 3, ДЛЯ УС тан ОВ

1«1:р;(ггсрл в !(скад(!Ое О!!ределенное

СОСТО5!1(не I!pff 1»Ь(д 1Т(е II!ITS!II(5(предуСМОТ рен БНУ, саед((не((ный с дополнительным ("„(cT :1oBo - If ((I3xop7of (RS триггep8

1630533 предусматривающий небольшую временную задержку сигнала лог. "1" по этому входу после выдачи питания, тем самьм обеспечивающий определенное исходное ,состояние К$- триггера.

Таким образом, предлагаемое устройство дифференциальной защиты благодаря введению дополнительного канала блокирования выходных органов всех

Ass защиты в режиме внешнего несимметричног к.з. при насыщении трансформатора тока неповрежденной фазы обеспечивает повышение селективности в указанных сложных переходных про- 1 цессах с учетом взаимодействия трансформаторов тока по вторичным цепям, что позволяет снизить ущерб от неправильного отключения объекта при повреждениях вне его зоны. 20

Ф о р м у л а и s.î б р е т е н и я

Устройство для дифференциальной защиты по авт.cs. Р 1429212, о т — 25 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективиости при несимметричных коротких..замыканиях вне эоны защиты и насыщении трансформатора тока неповрежденной фазы, в него 30 дополнительно введены логический элемент ИЛИ, селектор отрицательного фронта, четвертый логический элемент И, формирователь короткого импульса, RS-триггер с установочным входом, блок начальной установки и третий транзисторный ключ, при этом каждый иэ трех входов логического элемента ИЛИ и селектора отрицательного фронта объединены межцу собой и соединены с выходами первых расширителей импульсов соответствующих фаэ, а выход элемента ИЛИ соединен с перо вым входом четвертого элемента И и с входом формирователя короткого импульса, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и

S-входом RS-триггера, неинверсный выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И, R-вход

RS-триггера соединен с выходом селектора отрицательного фронта, а установочный вход RS-триггера — с выходом блока начальнои установки, выход четвертого элемента И соединен с входом третьего транзистора того ключа, выход которого соединен с блокирующими входами выходных органов каждой из фаз дифференциальной защиты.

1610533

Составитель С.Бочков

Редактор М.Петрова Техред Л.Сердюкова I .орректор П.Бескид

Заказ 3742 Тираж 476 Подписное

ВНИИПК Государственного комитета по изобретениям н открытиям при Т KHT СССР

11:""5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

1I It

101

Производственно-издательский комбинат Патент, r, Ужгород, ул. Гагарина, 10,