Устройство для формирования тормозного сигнала дифференциальной защиты

 

ратентно --:;=" -и1ч ="- "" байбин ""а "" "" и

АНИ

E О П

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

»653668

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.02.76 (21) 2327924/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 25.03 79.Áþëëåòeíü № 11 (51) М. Кл.

H 02 Н 3/28

Государственный комитет сссР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 621.316.. 925(088.8) Дата опубликования описания 27.03.79 (72) Автор изобретения

Ю. И. Каринский (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОГО

СИГНАЛА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Настояшее устройство относится к области электротехники и предназначено для дифференциальной защиты от коротких замыканий синхронных генераторов и компенсаторов, силовых трансформаторов и сборных шин электрических станций и подстанций.

Известны устройства диффереIlèèàJIbной защиты (! ), (2), содержащие блоки формирования тормозных сигналов, в которых осуществляется арифметическое суммирование сигналов, пропорциональных токам всех или части присоединений зашпшаемой электроустановки.

Основным недостаткам этик устройств является уменьшение тормозного сигнала при искажении формы вторичных токов трансформаторов тока при насыщении их магнитопроводов, понижающее селективность зашиты при внешних коротких замыканиях.

Прототипом настоящего изобретения является устройство для формирования тормозного сигнала по способу торможения дифференциальной защиты (3), содержа шее блок раздельного суммирования протекаюшпх и вытекаюших токов присоединений за ши гцаемой электроуста новки.

Недостатком прототипа является несоответствие тормозного сигнала степени искажения вторичных токов трансформаторов тока прп насышении их магнптопроводов. определяюшей ток дебаланса дифференциальной защиты прп внешних коротких замыканиях. Это ооусловлено тем, что в блоке формирования тормозного сигнала. пропорционального минимальной по абсолютному значению cóìèå протекаюших к зашигцаемой электроустановке плп вытекаюших из нее токов, тормозной сигнал соответствует искаженному вторичному току насыщенного трансформатора тока поврежденного присоединения электроустановки.

Целью настоящего изобретения является улучшеHIIp соответствия тормозного сигнала степени искажения формы вторичного тока трансформа оров тока при насыщении нх магнитопроводов.

Поставленная цель достигается тем. что в предложенном устройстве для формирования тормозного сигнала дифференциальной за шитик соде ржашем блоки формпро653668 вания тормозного сигнала, установленные в каждом плече защиты, выходы которых присоединены ко входу сумматора, блок формирования тормозного сигнала, включенный в плечо дифференциальной защиты, выполнен в виде резистора и дифференцирующего элемента, при этом к одному выходу резистора присоединен первый вход дифференциального усилителя, выход которого через интегратор тока присоединен к выходному пороговому элементу, а ко второму выходу резистора и выходу дифференцирующего элемента присоединен элемент выделения времени совпадения и времени несовпадения знаков сигналов, выход которого через электронный коммутатор присоединен ко второму входу дифференциального усилителя. Выходы пороговых элементов всех блоков формирования тормозных сигналов каждой фазы присоединены ко входам сумматора тормозного сигнала.

В предложенном устройстве формирование тормозного сигнала, прямо зависящего от степени искажения формы токов плеч, позволяет отстроить дифференциальную защиту от токов дебаланса, обусловленных отсечкой вторичного тока трансформаторов тока при насыщении их магнитопроводов.

На фиг. 1 изображена структурная схема в однофазном изображении дифференциальной защиты электроустановки с устройством для формирования тормозного сигнала, а на фиг. 2 — временные диаграммы формирования тормозного сигнала.

В каждом присоединении защищаемой электроустановки 1 (фиг. 1) включены трансформаторы тока 2, вторичные обмотки которых соединены на циркуляцию токов. В дифференциальной цепи защиты включена рабочая цепь дифференциального реле 3, тормозная цепь которого подключена к выходу сумматора тормозных сигналов 4, подсоединенного входами к выходам всех блоков формирования тормозного сигнала 5, установленных в плечах защиты. Блок 5 выполнен в виде резистора 6 и дифференцирующего элемента 7, при этом к одному выходу резистора 6 присоединен первый вход дифференциального усилителя 8, выход которого через интегратор тока 9 и пороговый элемент 10 присоединен к одному из входов сумматора 4, а ко второму выходу резистора 6 и дифференцирующего элемента ? присоединен элемент выделения времени совпадения и времени несовпадения знаков мгновенных значений сигналов 11, который через электронный коммутатор 12 присоединен ко второму входу дифференциального усилителя 8.

Резистор 6 формирует сигнал, пропорциональный току плеча защиты, а дифференцирующий элемент 7 формирует сигнал, пропорциональный первой производной по

1О

15 го

55 времени мгновенных значений тока плеча.

Элемент 11 выделяет время совпадения и время несовпадения знаков выходных сигналов элементов 6 и 7, которые соответствуют возрастающему и убывающему токам каждого полупериода. Электронный коммутатор 12 переключает плечи дифференциального усилителя 8 на возрастающий и убывающий токи каждого полупериода. Интегратор тока 9 совместно с пороговым элементом 10 выделяет на выходе усилителя 8 тормозной сигнал, пропорциональный разности количеств электричества возрастающего и убывающего токов. При отсутствии искажения тока i> (фиг. 2), тормозной сигнал i =О, а при отсечке тока i> — i, 0.

Напряжение открытия порогового элемента 10 определяет длительность переходного процесса в устройстве и при соответствии этого напряжения удвоенному потокосцеплению насыщения магнитопровода трансформатора тока, переходный процесс длится не более одного периода тока Т.

При внутренних коротких замыканиях с малыми токами магнитопроводы трансформаторов тока не насыщаются, форма их вторичных токов, а следовательно и токов плеч дифференциальной защиты, не искажается, вследствие этого тормозной ток устройством не формируется и обеспечивается высокая чувствительность защиты.

При внутренних коротких замыканиях с большими токами возможно насыщение магнитопроводов трансформаторов тока, искажение формы их вторичных токов и формирование тормозного тока, однако высокая чувствительность защиты обеспечивается большим рабочим током дифференциальных реле.

При внешних коротких замыканиях с большими токами насыщение магнитопроводов трансформаторов тока сопровождается искажением их вторичных токов и формированием тормозного тока, предотвращающе го неселективное срабатывание защиты от тока дебаланса.

Броски тока намагничивания при включении под напряжение ненагруженного силового трансформатора сопровождаются насыщением магнитопроводов трансформаторов тока, искажением их вторичных токов и формированием тормозного тока,улучшающего отстройку дифференциальной защиты от этого режима.

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства для формирования тормозного сигнала дифференциальной защиты состоит в уменынении экономических потерь электрических систем и систем электроснабжения от излишних срабатываний дифференциальной защиты при внешних коротких замыканиях и отказов в срабатывании при внутренних коротких замыканиях, что обусловлено повышением чувст653668

Формула изобретения фиг.! фиг. Е

Составитель Л. Корнеева

Редактор Il. Мепуришвили ТехредО. Луговая Корректор В. Куприянов

Заказ 1298 38 Тираж 856 Подписное

UHHHflH Государственного комитета СССР по делам изобретений и откр ыти и

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

Филиал П11П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вительности и селективности защиты вследствие использования более совершенного устройства для формирования тормозного сигнала.

Устройство для формирования тормозного сигнала дифференциальной защиты, содержащее блоки формирования тормозного сигнала, установленные в каждом плече защиты, выходы которых присоединены ко входу сумматора, отличающееся тем, что, с целью улучшения соответствия тормозного сигнала степени искажения формы вторичного тока трансформаторов тока при насыщении их магнитопроводов, блок формирования тормозного сигнала выполнен в виде резистора и дифференцирующего элемента, к одному выходу резистора присоединен первый вход дифференциального усилителя, выход которого через интегратор тока присоединен к выходному пороговому эле5 мецту, а ко второму выходу резистора и выходу дифференцирующего элемента присоединен элемент выделения времени совпадения и времени несовпадения знаков сиге налов, который через электронный коммутатор присоединен ко второму входу дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 254627, кл. Н 02 Н 3/26, 1970.

1S 2. Патент ФРГ № 19365!2, кл. 21 с 68/50, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР № 439046, кл. Н 02 Н 3 28, 1974.