Устройство для дифференциальнофазной защиты электроустановки

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

О П И С А Н И Е 936165

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свиа-ву

<Ы>М. К . (22) Заявлено 24. 10. 80 (21) 2997171/24-07 с присоединением заявки,%

Н 02 Н 3/28

Гасударственный комитет (2В) Приоритет по делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 15. 06. 82. Бктллетень Ле 22

Дата опубликования описания 15 . 06 .82

{БЗ) УДК 621. 316.

925(088.8) (72) Авторы изобретения Л.В. Багинский, П.И. Гурьянов, С.И. Исаев и В.Н. Максимов (71) Заявитель

Новосибирский электротехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

Изобретение относится к релейной защите, может быть использовано для защиты сборных шин, ошиновок, силовых трансформаторов (автотрансформаторов), генераторов, крупных высоковольтных электродвигателей.

Известно устройство дифференциально-фазной защиты трансформатора, содержащее датчики тока, диодную схему преобразования входных величин., схему сравнения на резисторах и стабилитронах L11.

Однако это устройство имеет сложную схему преобразования входных величин и малое быстродействие при внутренних повреждениях, так как в качестве регулирующего органа используется поляризованное реле, имеющее относительно большое собственное время срабатывания.

Известно также устройство дифференциально-фазной защиты шин, содержащее датчики тока, включенные в каждое плечо защиты, многоплечевой диодный полумост, присоединенную к нему двухплечевую схему сравнения на резисторах и стабилитронах, фазный орган, логический блок И, два входа которого, 5 соединены с выходами пускового и фазного органов (2).

Однако это устройство неприменимо для защиты трансформатора, так тО как измерительный элемент фазного органа имеет постоянный порог измерения длительности входного сигнала и при уровне сигнала 0,25-0,3 защита не срабатывает. Кроме того, устройст15 во имеет малое быстродействие при внутренних повреждениях, так как угол блокировки соответствует времени срабатывания при внутренних коротких замыканиях.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устройство для дифференциально-фаэной защиты электроустановки, содержащее блок входных датчиков тока, диодную схему преобразования входных вели. чин, схему сравнения выполненную на

Резисторах, диодах и стабилитронах, пусковой орган, фазный орган, логи ческий блок И, два пороговых элемента, выходы которых соединены с входом опорного напряжения фазного органа (3).

Однако это устройство может ложно срабатывать при тяжелых переходных процессах внешнего повреждения из-за значительной погрешности трансформаторов тока. Это обусловлено тем,что в таких переходных процессах уменьшается величина напряжения на входе первого порогового элемента и он открывается. Чувствительность измерительного элемента фаэного органа не уменьшается, что приводит к срабатыванию последнего, то есть к ложному срабатыванию устройства..

Цель изобретения — повышение устойчивости функционирования при высоком быстродействии.

Поставленная цель достигается тем что в предлагаемое устройство дифференциально-фазной защиты, содержащее блок датчиков тока, к вторичным обмоткам которых подключен диодный блок преобразования входных величин, блок сравнения, выполненный на резис торах и стабилитронах, катоды и ано, ды которых соединены соответственно с катодами и анодами диодного блока преобразования входных величин,пусковой орган, включенный между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и стабилитронами блока сравнения, фазный орган, включенный между резисторами и стабилитронами блока сравнения,. блок управления углом блокировки, вход которого соединен с блоком сравнения, а выход - с фазным органом, логический блок И, входы которого соединень1. с выходами фазного и пускового органов, введены конденсатор с последовательно сое диненным диодом, включенные в блок срввнения, и транзистор, эмиттер которого соединен с катодом, коллектор - с анодом, а база через другой диод - с входным резистором пускового органа и через резистор с землей.

На фиг. l представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - осциллограммы, поясняющие работу устройства без конденсатора при внешних коротких замыканиях на фиг. 3 - то же, с конденсатором. з 936165 4

Устройство (фиг. 1) содержит блок

1 входных датчиков тока, одноименные выводы вторичных обмоток которых соединены, а к другим подключен диодный блок 2 преобразования входных величин, блок 3 сравнения, выполненный на резисторах и стабилитронах, катоды и аноды которых соединены соответственно с катодами и анодами диодно10 ro блока 2 преобразования входных величин, фазовый орган 4, включенный между резисторами и стабилитронами блока 3 сравнения, блок 5 управления углом блокировки фазного органа, вход которого соединен с блоком 3 сравнения, а выход — с фазным органом 4, пусковой орган 6, элемент И 7, входы которого соединены с выходами.фазного 4 и пускового 6 органов, диод 8 с

20 последовательно соединенным конденсатором 9, включенные в блок 3 сравнения и транзистор 10, эмиттер которого соединен с катодом, коллектор — с анодом диода 8, база соединена через резистор 11 с общей точкой и через диод 12 с пусковым органом 6, который через трансформатор 13 и выпрямительный мост 14 и резистор 15 соединен с диодным блоком 2.

Устройство работает следующим образомм.

При внешнем коротком замыкании большой кратности (фазный режим) открываются оба стабилитрона блока 3 сравнения, и ограничивают напряже35 ние на его плечах. Если трансформаторы тока не насыщаются, то на выходе блока 3 сравнения, т.е. входе фазного органа 4, сигнала нет. На вход блока 5 управления углом блокировки ао фазного органа поступает напряжение равное 20 т(фиг. 2), где 0ст - напряжение стабилизации одного стабилитрона блока 3 сравнения. Транзистор 10 открыт и конденсатор 9 заряжается

45 до напряжения 20 т . При насыщении одного из трансформаторов тока транзистор 10 закрывается, так как потенциал эмиттера уменьшается, а потенциал базы - увеличивается.Конденсатор 9 разряжается через резисторы блока 3 сравнения, заполняя срыв в напряжении 20 .В результате этого на выходе блока 3 сравнения не появляется последовательности импульсов, пропорциональной фазовой погрешности трансформатора тока.фазный орган 4 при этом не срабатывает (фиг. 3) и на одном из входов логи5 9361 ческого блока И 7 сигнал U1L1, равен нулю, поэтому, даже если сработает пусковой орган 6, на выходе логического блока И 7 сигнал. не появится (защита не срабатывает).

При внутреннем коротком замыкании большой кратности (фазный режим) током обтекается только одно плечо блока 3 сравнения. Напряжение на входе блока 5 управления углом блокировки 16 фазного органа равно 0, что приводит к уменьшению напряжения на выходе блока. В результате увеличивается чувствительность измерительного элемента фазного органа 4 и угол бло- 1s кировки уменьшается по сравнению с режимом внешнего короткого замыкания.

Транзистор t0 закрыт и конденсатор

9 не заряжается. Пусковой орган 6 в этом режиме срабатывает, на оба входа логического блока И 7 поступает напряжение, следовательно, на выходе блока появляется сигнал (защита срабатывает).

При малых токах короткого замыка- д ния защита работает в дифференциальном режиме, так как сигналы в блоке

3 сравнения не ограничиваются по амплитуде. Чувствительность защиты в целом определяется порогом срабатывания пускового органа 6, так как порог срабатывания фазного органа

4 ниже, чем пускового.

Предлагаемое устройство для дифференциально-фазной защиты обеспечи3$ вает высокую устойчивость функционирования в режиме внешнего короткого замыкания llpH сохранении высокого быстродействия в режиме внутреннего короткого замыкания.

Лабораторные испытания на модели,. имитирующей переходные процессы при коротких замыканиях, а также в установившемся режиме, полностью подтвердили преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным, 65 6 так как надежно не срабатывает при внешних коротких замыканиях. формула изобретения

Устройство для дифференциальнофазной защиты электроустановки,.содержащее блок датчиков тока,, к вто" ричным обмоткам которых подключен диодный блок преобразования входных величин, блок сравнения, выполненный на резисторах и стабилитронах,катоды и аноды которых соединены соответственно с катодами и анодами диодного блока преобразования входных величин, пусковой орган, включенный между общей точкой вторичных обмоток датчи" ков тока и стабилитронами блока сравнения, фазный орган, включенный между резисторами и стабилитронамй блока сравнения, блок управления углом блокировки фазного органа, вход которого соединен с блоком сравнения, а выход - с фазным органом, элемент И, входы которого соединены с выходами . фазного и пускового органов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования, в блок сравнения введены конденсатор с последовательно включенным диодом, транзистор, второй диод и резистор, при этом эмиттер транзистора соединен с катодом,кол" лектор - с анодом диода, а база через второй диод соединена с входным резистором пускового органа и через резистор - с землей.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 473354, кл. Н 02 Н 3/28, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2465437/24-07, кл. Н 02 Н 3/28. 1972

3. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2619108/24-07, кл. Н 02 Н 3/28, 1977.

СТ

Составитель Л. Корнеева

Редактор Н. Воловик Техред Л. Пекарь КорректоР С. Цомак

«й

Заказ 4235/63 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4