Устройство для дифференциально-фазной защиты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Д ополнительное к авт. свид-ву (54)hA Nn з (22) Заявлено 170681 (21) 3303050/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Н 02 Н 3/28

Государственный комитет

СССР о делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. .925 (088.,8) Опубликовано 30.1?.82 . Бюллетень Мо 4

Дата опубликования описания 301282

Л.В. Багинский; П.И. Бандура, С.И. Исаев и А;А:. .:Ъщев

/ (72) Авторы изобретения

Новосибирский электротехнический институт. (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ

ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для защиты сборных шин, ошиновбк трансформаторов, силовых трансформаторов (автотрансформаторов), генераторов, крупных высоковольтных электродвигателей.

Известно 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, пусковой орган; логический блок И, два входа которого соединены с выходами пускового и фазного органов (1).

Однако это устройство неприменимо для защиты трансформатора, так как измерительный элемент фазного орга- на имеет постоянный порог измерения длительности входного сигнала и при уровне сигнала 0,25-0,3 Äa зашита не будет срабатывать. Кроме того, устройство имеет малое быстродействие при внутренних поврежденнях,так как угол блокировки соответствует времени срабатывания при внутренних коротких замыканиях.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дифференциально-фазной защиты электроустановки, содержащее блок входных датчиков тока, диодный блок преобразования входных величин, блок сравнения, выполненный на резисторах, диодах и стабилитронах, пусковой орган,фазтп ный орган, логический блок и два пороговых элемента, выходы которых соединены с входом опорного напряжения фазного органа g2).

Однако известное устройство soжет ложно срабатывать при тяжелых переходных процессах внешнего повреждения as-за значительной погрешности трансформаторов тока..В таких режимах уменьшается .величина напряжения на входе первого порогового элемента, и он не открывается, что приводит к ложному срабатыванию фазного органа и устройства в целом.

Цель изобретения — повывение селективности устройства при тяжелых переходных процессах в режимах внутреннего и внешнего поврежденйй при сохранении высокого быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальнофазной защиты, содержащее блок дат985878 чиков тока, к вторичным обмоткам которых подключен диодный блок преобразователя входных величин, блок сравнения, выполненный на резисторах и стабилитронах, катоды и аноды которых соединены с катодами и анодами диодов блока преобразования входных величин, пусковой орган, разделительный трансформатор с выпрямительным мостом на выходе, фазный орган,соединенный с выходом блока управления 10 угла блокировки, элемент И, входы которого соединены с"выходами пускового и фазного органов, а выход предназначен для подключения отключающей . цепи, дополнительно введены.транзис,тор, стабилитрон, два диода, три резистора и конденсатор, причем,,вход фазного органа подключен к точкам соединения стабилитронов и резисторов блока сравнения, первичная обмотка разделительного трансформатора вклюЧена между общей точкой соединения атабилитронов блока сравнения и общей точкой вторичных обмоток датчи ков тока, выход выпрямительного моста подключен к входу пускового органа, к которому также подключены конденсатор и через включенный согласно первый дополнительный диод база транзистора, соединенная через первый дополнительный резистор с корпусом, анод стабилнтрона блока сравнения соединен с первым входом блока управления угла блокировки, а через встречно включенный дополнительный стабилитрон — с эмиттером транзисто- 35 ра, соединенным также через второй дополнительный резистор с корпусом, причем коллектор транзистора через согласно включенный второй дополнительный диод соединен с вторым вхо- 40 дом блока управления. угла блокировки, а через третий дополнительный ре зистор — с корпусом.

На чертеже представлена структурная схема устройства. 45

Устройство содержит блок 1 датчиRoB тока, одноименные t„ выводы вто" ричных обмоток которых соединены между собой, а к другим подключен блок

2 преобразования. входных величин, блок 3 сравнения, выполненный на резис-. торах н стабилитронах,катоды и аноды

*„которых соединены соответственно с като дами и анодами диодного блока преобразования входных величин, фазный орган

4, включенный между резисторами и стабилитронами блока сравнения, блок ,5 управления углом блокировки фазного органа, один из входов которого соединен с блоком сравнения, а вы« ход — с фазным органом, пусковой 60 орган 6, трансформатор 7, включенный между общей точкой вторичных обмоток входных датчиков тока и диодами блока сравнения, выпрямительный мост,8, логический блок И 9, входы 65 которого соединены с выходами фазного и пускового органов, транзистор

10, стабилитрон 11, второй диод 12, резисторы 13-15, первый диод 16 и конденсатор 17, подключенный к входу пускового органа 6.

Устройство работает следующим образом.

При внешнем коротком замыкании большой кратности Сфазный режим работы устройства ) открываются оба стабилитрона блока 3 сравнения 3 и ограничивают напряжение на его плечах. Если при этом трансформаторы тока не насыщаются, то на входе фазного 4 и пускового 6 органов сигнала нет. На эмиттер транзистора 10 поступает напряжение, равное 20с,-U T<

Р не где Ос — напряжение стабилизации од- ного стабилитрона блока З,а 0 т „- напряжение стабилизации стабилитройа 11. Tàê

KiRK напряжение на базе транзистора 10 равно нулю, он открывается и на второй вход блока 5 управления углом блокировки поступает напряжение, определяющее увеличение угла блокировки фазного органа 4 прй внешнем коротком замыкании. При насыщении одного из трансформаторов тока транзистор 10 закрывается, так как на входе пускового органа 6, т.е. на базе транзистора 10, появляется напряжение.

Несмотря на это, выходной сигнал блока 5 управления не изменяется так как он имеет запоминающий эле-, мент, а в период "идеальной" .транс- . формации транзистор 10 был открыт и на вход блока 5 управления посту-пало напряжение 20 -U T<

Таким образом, ложного срабатывания фазного органа, как и устройства в целом, не происходит.

При внутреннем коротком замыка.нии большей кратности (фазный режим работы устройства) током обтекается только одно плечо блока 3 сравнения.

На эмиттер транзистора 10 поступает напряжение U -О„тн, приблизительно равное нулю, а на базу — входное . напряжение пускового органа 6.Транзистор 10 закрыт и увеличение угла блокировки фаэного органа 4 не происходит. При внутреннем же коротком замыкании при сдвинутых по фазе токах напряжение на базе транзистора

10 появляется раньше, чем на эмиттер поступает напряжение 20 -0 . Поэтому транзистор 10 будет закрыт и увеличения угла блокировки фазного органа 4 также не происходит. На выходе фазного органа 4 и пускового ор:гана б появляется напряжение, т.е. устройство срабатывает.

При малых кратностях токов короткого замыкания устройство защиты работает в дифференциальном режиме, 985878!

Формула изобретения

- Устройство для дифференциальнофазной защиты, содержащее блок датчиков тока, к вторичным обмоткам которых подключен диодный блок преобразования входных величин, блок сравнения, выполненный на резисторах и стабилитронах, катоды и аноды которых соединены с катодами и анодами диодов блока преобразования входных величин, пусковой орган, разделительный трансформатор с выпрямительным мостом на выходе, фазный орган, соединенный с выходом блока управления угла блокировки, элемент

И, входы которого соединенй с выходами пускового и фазного органов, а выход предназначен для подключения к

Ъ так как напряжение в блоке 3 сравнения не ограничивается по амплйтуде..

Чувствительность защиты в целом определяется порогом срабатывания пускового органа б, потому что,пока на оба входа логического блока И 9 не поступит сигнал с пускового 6 и фазного

4 органов, защита не сработает, а чувствительность пускового органа 6 ниже, чем чувствительность фазного органа 4.

Таким образом, предлагаемое устройство для дифференциально-фазной защиты обеспечивает более высокую устойчивость функционирования в режимах внешнего и внутреннего корот- f5 кого замыкания при сохранении высокого быстродействия в режиме внутреннего короткого замыкания. отключающей цепи, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что,с целью повышения селективности, дополнительно введены транзистор, стабилитрон, два диода, три резистора и конденсатор, причем вход фазного органа подключен к точкам соединения стабилитронов и резисторов блока сравнения, первич:чя обмотка разделительного трансформатора включена между общей тОчкой соедилния стабилитронов блока сравнения и общей точкой вторичных обмоток датчиков тока, выход выпрямительного моста подключен к входу пускового органа, к которому также подключены конденсатор и через включенный согласно первый .дополнительный диод база транзистора, соединенная через первый дополнительный резистор с корпусом, анод стабилитрона блока сравнения соединен с первым входом блока управления угла блокировки, а через встречно включенный дополнительный стабилитрон — с эмиттером транзистора, соединенныч также через второй дополнительный резистор с корпусом,.причем коллектор транзистора через согласно включенный второй дополнительный диод соединен с вторым входом блока управления угла блокировки, а через третий дополнительный резистор - с корпуLoM.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 729718, кл. H 02 Н 3/28, 1977.

2. Авторское свидетельство -СССР

Р 758357, кл. Н -02 н 3/28, 1978.

985878

Составитель A.Áîíäàðåíêî

Редактор A. Orap Техред N.Tenep Корректор А.дэятко

Закаэ 10176/73 Тираж 669 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Ю Э

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