Устройство для дифференциальной защиты электроустановки

 

(7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ

ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

1 для дифференциальной защиты участков сетей (например, сборных шин) переменного и постоянного тока.

Известно устройство для дифференциальной защиты сборных шин сетей переменного тока, выполненное на основе измерительных преобразователей ток-напряжение $1 ).

Указанное устройство применяется для дифференциальной защиты участков сети переменного тока, но может быть использовано и для защиты участков сети постоянного тока, поскольку

15 выходные сигналы упомянутых измерительных преобразователей пропорциональны производным токов защищаемых присоединений. Однако эффективное использование стали магнитопровода разделительного трансформатора устройства затруднено его несимметрич— ным перемагничиванием при повреждениях в сети постоянного тока.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дифференциальной защиты электроустановки, которое содержит преобразователи ток-напряжение, многоплечевой выпрямительный мост, к выходу которого подключена группа резисторов, два реагирующих органа, два логических блока НЕ, два логических блока И-HE логический блок И и выходной орган.

Известное устройство не содержит индуктивных элементов (трансформаторов), а также тиристоров и может быть использовано для защиты электроустановок как персменного так и постоянного тока j 2).

Недостаток устройства заключается в том, что в его состав входит значительное число логических блоков, что в целом усложняет, так называемую логическую часть защп m.

Цель изобретения — упрощение устройства для дифференциальной - anom> элек троустановки.

902138 4 мого присоединений) . С увеличением числа плеч и защиты принцип работы о- схемы не изменяется, так как при люе- бом количестве датчиков в выпрямительном мосте 3 открыто не более одной пары диодов. При этом может иметь место лишь изменение соотношед- ния между напряжениями U и U по причине погрешности, вызванной разной

10 степенью насыщения датчиков. Различным соотношениям 0,1 и U а также

I отрицательному и положительному полупериодам переменного тока, в условии ях которого рассматривается работа о- 1$ защиты, соответствует своя схема замещения. В качестве примера на фиг.2о и д приведены схемы замещения соответствующие режиму внутреннего к.з. и соотношению

20 U =(о-о,л u„.

40 формирующиеся в схеме защиты напряжения воздействуют на реагирую- щие органы 7 и 8, полярность напряжений срабатывания которых определяется соотношением

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для дифференциальной защиты электроустановки, с держащем преобразователи ток-напряж ние питающих и питаемых присоединений, выходные обмотки которых подключены ко входу многоплечевого выпрямительного моста, к выходу после него присоединены три резистора и по одному входу каждого .из двух реагирующих органов, выходы последних через элемент И-HE функционально связаны с выходным органом, резисто ры соединены в треугольник, первый второй выводы которого подключены с ответственно к катоду и аноду много плечевого выпрямительного моста, а третий вывод — к общему выводу выхо ных обмоток преобразователей и ко вторым входам реагирующих органов, при этом вновь введенный элемент вы держки времени включен между выходом элемента И-НЕ и выходным органом .

На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг, 2 — схемы замещения устройства защиты, поясняющие его работу.

Устройство содержит преобразова— тели ток-напряжение питающих 1 и питаемых 2 присоединений, многоплече30 вой выпрямительный мост 3, ж выходу которого подключены три резистора

4-6, соединенные треугольником, два реагирующих органа 7 и 8, логический блок И-НЕ 9, схему 10 выдержки времени и выходной орган 11.

Принцип действия устройства заключается в том, что в качестве информационных сигналов для логической части защиты используются напряжения на резисторах 4-6, алгоритм формирования которых зависит от режима работы защищаемой энергосистемы.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Ф

Датчики (преобразователи ток-напряжение) установлены на токоведущих шинах таким образом, что нормальному режиму, а также режиму внешнего короткого замыкания (к.з.) соответствует согласное включение их выходных обмоток, а режиму внутреннего к.з, встречное. В соответствии с этим для каждого из указанных режимов построены схемы замещения, которые для наглядности выполнены с учетом выход в З5 кых напряжений датчиков двуплечевой защиты (U и U > — напряжения датчиков соответственно питающего и питаеПри расчете напряжений, формирующихся на резисторах 4-6, принято, что эти резисторы равны между собой, а выходные напряжения преобразователей (поскольку последние работают практически в режиме к.з.) равны их

ЭДС. Условные положительные направления формирующихся напряжений указаны стрелками на фиг,la Правильность выражений, полученных в результате расчета и сведенных в таблицу, подтверждена экспериментально.

Выражения таблицы, соответствующие двум полупериодам волны переменного тока, справедЛивы соответственно для режимов увеличения и уменьшения токов защищаемых присоединений сети постоянного тока.

"ср = "

0срВ = 06 т О

Если факт появления напряжения на выходах реагирующих органов (это имеет место при их срабатывании) считать логической "1", а обратный случай — логическим "0", то в различных режимах имеют место сочетания

"1" и "0" указанные в таблице. Кз анализа этой логической информации видно, что только в нормальном эксплуатационном режиме и режиме внешнего к.з. на выходе схемы И-НЕ не

902138

Соотношение . выходных напряжений датчиков Ц1 и 1.

Логическая информация на выходах реагирующих органов

Положительный о и отрицательный полуперио ды переменного тока,(+/- ) Режим энергосистемы (включение датчиков) 7 8

0 0 0

-1/2 01 1 0

0=0 O

4 2 (. -l)0

Отключ ена

1/2 1 0, 1/2 0„ — 1/2 0

0„- Uà Ui

Режим

Внутреннего к.э. (встречное) U = (0-0,5)U

0 1

1 2

Нормальный и внешнего к.з. (согла оное) 0+0 U<

0+0, 1

0 = (0-1) 0 появляется сигнал на срабатывание выходного органа 11 защиты.

Предлагаемое устройство реализует алгоритм формирования сигналов, которые нельзя назвать рабочими или тормозными. Лишь сочетание этих сигналов может быть рабочим или нерабочим т.е. вызывать либо срабатывание, либо несрабатывание защиты.

Реагирующие органы, чтобы их под- 10 ключение не влияло на алгоритм формирования напряжений, выполнены со входным сопротивлением на порядок большим, чем сопротивление резисторов 4-6. !5

В реальном режиме внешнего повреждения в энергосистеме переменного тока может иметь место сдвиг фаз между токами к.з. и, следовательно, нарушение приведенной в таблице ло- ip гической информации. Чтобы исключить при этом возможность ложного срабатывания, в защите осуществляется отстройка по времени от указанного ре,жима с помощью схемы 10 выдержки 25 времени. Например, выдержка времени

3 мс позволяет отстроиться от сдвига фаэ 55 при частоте переменного тою ка 50 Гц. При этом реагирующие орга- . ны могут срабатывать при выходных " ЗО напряжениях датчиков значительно меньших, чем номинальные, и, тем

1 самым, обеспечивать высокую чувстви тельность защиты.

Следует отметить, что алгоритм формирования напряжений Ц., 0 при соединении резисторов в звезду (фиг.28) во всех режимах полностью идентичен алгоритму формирования

U:g u U6 в предлагаемой схеме, а реагирующие органы 7 и 8 функционируют аналогичным образом, Если вместо преобразователей ток-напряжение использовать трансформаторы тока, то алгоритм формирования информационных сигналов, реализуемый предлагаемой схемой, будет другим, иным будет и подключение реагирующих органов. Это обуслоглено различием их принципов работы: первые работают как источники ЭДС, а вторые — как источники тока.

Таким образом, предлагаемое устройство правильным образом функционирует при защите сетей как переменного, так и постоянного токов, что достигается при значительно меньшем числе логических блОков (всего лишь один логический блок И-НЕ), чем в известном устройстве, а это обуславливает значительное упрощение логической части защиты и обеспечивает существенный положительный эффект.

Формирование напряжения на резисторах

u u =0 =0

5 ср> 6 с

902138 лючение

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты электроустановки, содержащее преобразователи ток-напряжение питае- 5 мых и питающих присоединений, выходные обмотки которых подключены ко входу многоплечевorо выпрямительного моста, к выходу последнего присоединены три резистора и по одному входу 10 каждого из двух реагирующих органов, выходы последних через элемент И-НЕ функционально связаны с выходным органом, отличающееся тем, что, с целью упрощения, упомяну † тые резисторы соединены в треугольник, первый и второй выводы которого подключены соответственно к катоду и аноду многоплечевого выпрямительного моста, а третий вывод — к общему выводу выходных обмоток преобразователей и ко вторым входам реагирующих органов, при этом вновь введенный элемент выдержки времени включен между выходом элемента И-НЕ и выходным органом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

-626463, кл. Н 02 Н 3/28, 1978, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2800145/24-07, кл. Н 02 Н 3/28, 1979.

902138

Составитель Л.Корнеева

Редактор Л.Пчелинская Техред Т. Маточка

Корректор А,Дэятко

Заказ 12401/65 Тираж 669 Подписное

BHKQIil Государственного комитета СССР по делам и зобретений и открытий

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

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