Устройство для дифференциальной защиты преобразовательной подстанции постоянного тока от коротких замыканий на землю

 

«»684665

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 010777 (21) 2501296/24-07 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет—

Опубликовано 05.09.79. Бюллетень NP ЗЗ

Дата опубликования описания 0809.79

Союз Советских

Социалистических

Республик (51)М, Кл.2

Н 02 Н 3/28

Государственный «омнтет

СССР по делам нзобретеннй н от«рытнй (53) УДК 821. З18.

925 (088 8) (72) АВтОРы изобретения

Г.B. Шинкаренко и R.A. Аллилуев (71) Заявитель Ордена ленина производственное энергетическое объединение Донбассэнерго (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗИЦИТЫ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ ПОСТОЯННОГО

ТОКА OT КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ HA ЗЕМЛЮ

Изобретение от носитс я к области релейной защиты и может быть использовано для защиты преобразовательной подстанции постоянного тока от коротких замыканий на землю, например, в электропередачах энергии постоянного тока .

Известны устройства дифференциальной защиты преобразовательных подстан-10 ций от перекрытий на землю, где в качестве реагирующего органа используется электромагнитное реле, а датчиками выпрямленного тока преобразователя являются электромагнитные транс- 15 форматоры постоянного тока (ТПТ) (1).

К недостатку таких устройств относится возможность ложной работы при всплесках тока во вторичной цепи

ТПТ.

Наи6 ол ее бли з к им к и з о брет ению,п о технической сущности является устройство для дифференциальной защиты преобразовательной подстанции постоянного тока от коротких замыканий на землю, которое содержит две пары ТПТ, установленных на сторонах различных полюсов преобразователя, промежуточные трансформаторы тока и регистрирующий орган, включенный в дифференциальную цепь схемы сравнения, образованной вторичными обмотками промежуточных трансформаторов тока, подсоединенными через мостовые выпрямители. Секции первичных обмоток промежуточных трансформаторов тока соединены попарно-последовательно и подсоединены к выходам ТПТ, питаемых синфазными напряжениями, причем выходы мостовых выпрямителей в одном плече схемы сравнения соединены последовательно, а в другом — параллельно 22.

Недостатком известного устройства является его сложность.

Цель настоящего изобретения — упрощение устройства для дифференциальной защиты преобразовательной подстанции постоянного тока от коротких замыканий на землю.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для дифференциальной защиты преобразовательной подстанции постоянного тока от коротких замыканий на землю, содержащем две пары трансформаторов постоянного тока (ТПТ), установленных на сторонах различных полюсов преобразователя, промежуточные трансформаторы тока, 684665 первичные обмотки которых соедин ены попарно-последовательно и подсоединены к выходам ТПТ, питаемых синфаэными н апряжени ями, и регистрирующий орган, включенный в дифференциальную цепь органа сравнения, образованного вторичными обмотками промежуточных трансформаторов тока, подсоединенными через выпрямители, выпрямители включены в две параллельные ветви для каждого плеча органа сравнения, при этом каждая ветвь выполнена на трех последовательно соединенных диодах, кроме того одноименные концы вторичных обмоток промежуточных трансформаторов тока одного плеча соединены между собой через средние диоды соответствующих ветвей, а вторичные обмотки промежуточных трансформаторов тока другого плеча соединены через средние диоды соответствующих ветвей своими разноименными концами.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства дифференциальной за10

20 щиты; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Последовательно включенные первичные обмотки 1 и 2 дифференциальных трансформаторов тока 3 и 4 подключены через промежуточные трансформаторы тока 5 и 6 к трансформаторам постоянного тока 7 и 8 соответственно, которые расположены на разных полюсах преобразователя и питаются через промежуточные трансформаторы 9 и 10 от одного источника переменного напряжения. Первичные обмотки 11 и 12 дифференциальных трансформаторов 13 и 14 соединены с промежуточными трансформаторами 15 и 16 трансформаторов постоянного тока 17 и 18 также питающихся от одного источника напряжения через промежуточные трансформа- 40 торы 19 и 20. Напряжение питания ТПТ

7 и 8 сдвинуто по фазе относительно напряжения питания ТПТ 17 и 18 на угол аС (60 или 90 ). Начало обмотки 21 дифференциального трансформа- 45 тора 3 объединено с катодом диода 22 и анодом диода 23. Конец обмотки 21 соединен с катодом диода 24 и анодом диода 25. Начало обмотки 26 дифференциального трансформатора 13 объедине- 50 но с катодом диода 27 и анодом диода

22. Конец обмотки 26 соединен с катодом диода 28 и анодом диода 24. Начало обмотки 29 дифференциального трансформатора 4 подключено к катоду диода 30 и аноду диода 31, а конец— к катоду диода 32 и аноду диода 33.

Начало обмотки 34 дифференциального трансформатора 14 соединено с катодом диода 33 и анодом диода 35, а конец — с катодом диода 31 и анодом 60 диода 36. Аноды диодов 27, 28 и катоды диодов 36, 35 объединены с одним концом обмотки электромагнитного реле 37. Другой конец обмотки электромагнитного реле 37 соединен с катодами диодов 23, 25 и катодами диодов 30, 32.

В стационарном режиме иэ-эа разных нагрузок ТПТ, а также при возникновении всплесков тока ТПТ во вторичных обмотках всех дифференциальных трансформаторов появляются токи, которые носят импульсный характер, причем в обмотках 21 и 29, также как и в обмотках 26 и 34, эти токи одинаковы.

Импульсы тока в обмотках 21, 29 и

26, 34 не совпадают во времени иэ-за фазового сдвига напряжений, питающих

ТПТ 7, 8 и ТПТ 17, 18 . Для таких импульсов рассматриваемое устройство представляет собой обычный орган сравнения на циркуляцию выпрямленных токов. Причем токи плеч органа сравнения i и 1 получаются одинаковыми.

Поэтому ток i> в цепи, содержащей обмотку электромагнитного реле 37, будет отсутствовать. Устройство работает совершенно иначе, когда происходит нарушение равенства токов по обе стороны преобразователя, Во вторичных обмотках 21, 26, 29 и 34 появляютСЯ тОки 1 f 1 и 1 f 13ф к пРОпОРциональные разности вторичных токов

ТПТ 7, 8 и ТПТ 17, 18 соответственно.

Токи, направленные от начала вторичных обмоток дифференциальных трансформаторов будем считать положительными. Рассмотрим, как формируется ток 11 . В интервале углов О а В <Ч (где 9 — фазовый сдвиг между блоками вторичных токов ТПТ 7, 8 и ТПТ 17, 18) токи i < и i <9 положительны, а токи i u i 4 — отрицательны.

При равенстве абсолютных значений

1.уь будут открыты диоды

27, 24 и 23. В таком случае

iZ = /igql = /1аа/ если /i >

/1 g6 / ) /1g /ОТКрыТ ДОПОЛНИТельНО диод 25 и i . = /i

Следовательно, диоды 22, 23, 24, 25, 27 и 28 работают в режиме токового максиселектора. Проанализируем формирование тока 1 на интервале Ч« 9<%.

-I

Все вторичные токи дифференциальных трансформаторов положительны. Под действием токов 1 и i>6 независимо от соотношения их абсолютных величин открыты диоды 22,23,28 и 24 и

/1д / + /1>s/, т.е. в данном случае диоды 22,23,24,25,27 и 28 работают в режиме токового сумматора. В интервале углов 1s < 6 <Ж+Ч снова получается режим токового максиселектора и т.д. Так как вторичные обмотки 29 и

34 дифференцильных трансформаторов 4 и 14 соединены через диоды 31 и 33 своими разноименными концами, то формирование тока i g происходит противоположно формированию тока i>, т.е. на интервале, где ток равен сумме абсолютных значений токов 1 2 и ток ig равен наибольшему из абсолют5 684бб ных значений токов iz> и i>4 и наоборот. В результате обмотка электромагнитного реле 37 будет обтекаться знакоперемен ным ток ом i .

Применение определенным образом включенных диодов в плечах органа сравнения устройства позволяет его упростить при сохранении основных преимуществ.

Формула -изобретения

Устройство для дифференциальной защиты преобразовательной подстанции постоянного тока от коротких замыканий на землю, содержащее две пары 15 трансформаторов постоянного тока (ТПТ), установленных на сторонах различных полюсов преобразователя, промежуточные трансформаторы тока, первичные обмотки которых соединены попарно-последовательно и подсоединены к выходам ТПТ, питаемых синфазными напряжениями, и регистрирующий орган, включенный в дифференциальную цепь органа сравнения, образованного вторичными обмотками промежуточных трансформаторов тока, подсоеднненными через выпрямители, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, выпрямители включены в две параллельные Ветви для каждого плеча органа сравнения, каждая ветвь выполнена на трех последовательно соединенных диодах, одноименные концы вторичных обмоток промежуточных трансформаторов тока одного плеча соединены между собой через средние диоды соответствующих ветвей, а вторичные обмотки промежуточных трансформаторов тока другого плеча соединены через средние диоды соответствующих ветвей своими разноименными концами °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отчет НИИ ПТ Р 1024, 1958, Защита передачи постоянного тока

Волгоград-Донбасс.

И

2. Авторское свидетельство СССР

Р 519990, кл. Н 02 Н 2/28, 1974.

684665

П Р9

1Риг.2

Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5302/50

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Щеголькова ,Редактор Д. Мепуришвили Техред M. Келемщд Корректор В. Бутяга