SU1029303A1 - Устройство дл направленной дистанционной защиты - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ, содержащее промежуточные трансформаторы тока и напр жени , вторичные обмотки которых выполнены со средней точкой и нагружены через выпр мители на потенциометры регулировки уставки, соединенные с резисторами элемента сравнени , подключенного к входу первого нуль-органа, св занного через последовательно соединенные первый элемент И, реле времени и усилитель с исполнительным элементом, к второму входу первого элемента И подключен выход фазочувствительного элемента, выполненного в виде двух формирователей пр моугольных импульсов тока и напр жени , св занных через ограничивающие резисторы соответственно с промежуточными трансформаторами тока и напр жени , выход формировател  пр моугольных импульсов тока подключен через первый элемент задержки к первым входам второго и третьего элементов И, выход формировател  пр моугольных импульсов напр жени  подключен через последовательно соединенные второй и третий элементы задержки и инвертор к второму входу третьего элемента И, выход третьего элемента задержки соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого и выход третьего элемента И подключены к входам RS-триггера, выход последнего  вл етс  выходом фазочувствительного элемента, блок пам ти предшествующего режима, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  надежности и селективности работы путем исключени  мертвой зоны защиты при близких коротких замыкани х , блок пам ти предществующего режима выполнен в виде формировател  синхронизирующих импульсов, мультивибратора , второго элемента сравнени , второго нуль-органа, элемента выдержки времени, второго и третьего инверторов, четвертого и п того элементов И, при этом один резистор второго элемента сравнени  подключен через резистор регулировки уставки и выпр митель к промежуточному транс (Л форматору напр жени , другой резистор указанного элемента - к минусу источника опорного .напр жени , выход второго элемента сравнени  -через последовательно соединенные второй нуль-орган, второй элемент выдержки времени, п тый элемент И и второй инвертор подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого через последовательно соединенные мультивибратор и формирователь синIs3 хронизирующих импульсов подключен к со со о со выходу формировател  пр моугольных импульсов напр жени , вход которого соединен через резистор и разв зывающий диод с выходом четвертого элемента И, третий инвертор включен между выходом второго нуль-органа и вторым входом п того элемента И, объединенные средние точки промежуточных трансформаторов тока и напр жени  соединены со средней точкой делител  напр жени  в цепи питани  и с вторыми входами нуль-органов и формирователей пр моугольных импульсов тока и напр жени .

Description

Изобретение относитс  к релейной защите электроустановок энергосистем от токов короткого замыкани .

Известно устройство защиты от токов короткого замыкани , содержащее измерительные органы защиты и элементы сравнени  токов в смежных фильтрах по абсолютному значению, элементы И, ИЛИ, исполнительный элемент 1.

Однако это устройство не учитывает истинное направление токов при повреждени х и поэтому не может обеспечить селективную работу в сложных схемах питани . Направленные защиты, использующие напр жение электроустановки при близких замыкани х, когда напр жение снижаетс  до нул , имеют мертвые зоны. Известно применение контуров пам ти, представл ющих собой резонансный контур, включенный в цепь напр жени  защиты и настроенный на частоту питающей сети дл  устранени  мертвой зоны направленных защит 2.

Однако дл  частоты 50 Гц выполнить контур с высокой добротностью весьма сложно , а при малой добротности не удаетс  запомнить предществующее напр жение на длительное врем .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  направленной дистанционной защиты фидеров контактной сети электрических железных дорог, содержащее промежуточные трансформаторы тока и напр жени , элемент сравнени , нуль-орган, элемент И, реле времени, усилитель, фазочувствительный элемент, блок пам ти предшествующего режима, исполнительный элемент .

В данном устройстве блок пам ти предществующего режима выполнен в виде элемента , выдел ющего из трехфазного напр жени  напр жение, сдвинутое на 90° относительно напр жени  фазы, противопоставленной используемому в направленной защите линейному напр жению сети. Дл  этого используютс  разв зывающий трансформатор со средней точкой и сдвигающа  RC-цепь f3 .

Однако на контактной сети не везде имеетс  трехфазное напр жение и поэтому это рещение дл  защиты, устанавливаемой на постах секционировани  не может примен тьс .

Целью изобретени   вл етс  повыщение надежности и селективности работы путем исключени  мертвой зоны при близких коротких замыкани х.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  направленной дистанционной защиты, содержащем промежуточные трансформаторы тока-и напр жени , вторичные обмотки которых выполнены со средней точкой и нагружены через выпр мители на потенциометры регулировки уставки, соединенные с резисторами элемента сравнени  подключенного ко входу первого нуль-органа,

св занного через последовательно соединенные первый элемент И, реле времени и усилитель с исполнительным элементом, к второму входу первого элемента И подключен выход фазочувствительного элемента, выполненного в виде двух формирователей пр моугольных импульсов тока и напр жени , св занных через ограничивающие резисторы соответственно с промежуточными

0 трансформаторами тока и напр жени , выход формировател  пр моугольных импульсов тока подключен через первый элемент задержки к первым входам второго и третьего элементов И, выход формировател  пр мЪугольных импульсов напр жени  подключен через последовательно соединенные второй и третий элементы задержки и инвертор по второму входу третьего элемента И, выход третьего элемента задержки соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого и выход третьего

0 элемента И подключен к входам RS-триггера , выход последнего  вл етс  выходом фазочувствительного элемента, блок пам ти предществующего режима выполнен в виде формировател  синхронизирующих импульсов, мультивибратора, второго элемента сравнени , второго нуль-органа, элемента выдержки, второго и третьего инверторов , четвертого и п того элементов И, при этом один резистор второго элемента сравнени  подключен через резистор регулировки

0 уставки и выпр митель к промежуточному трансформатору напр жени , другой резистор указанного элемента - к минусу источника опорного напр жени , выход второго элемента сравнени  через последовательно соединенные второй нуль-орган, второй элемент выдержки времени, п тый элемент 4 и второй инвертор подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого через последовательно соединенные мультивибратор и формирователь синхронизирующих импульсов подключен к

О выходу формировател  пр моугольных импульсов напр жени , вход которого соединен через резистор и разв зывающий диод с выходом четвертого элемента И, третий инвертор включен между выходом второго нуль-органа и вторым входом п того элемента И, объединенные средние точки промежуточных трансформаторов тока и напр жени  соединен со средней точкой делител  напр жени  в цепи питани  и с вторыми входами нуль-органов и формирователей пр моугольных импульсов тока и напр жени .

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит: промежуточный

5 трансформатор тока 1, выпр митель 2, потенциометр регулировки уставки 3, промежуточный трансформатор напр жени  4, выпр митель 5, потенциометры регулировки 6

и 7, элемент сравнени  8 с резисторами 9 и 10, первый нуль-орган 11, первый элемент И 12, реле времени 13, усилитель 14, исполнительный элемент 15, фазочувствительный элемент 16, включающий ограничивающий резистор 17, формирователь пр моугольных импульсов тока 18, первый элемент задержки 19, второй элемент И 20, RS-триггер 21, состо щий из двух элементов И 22 и НЕ 23, третий элемент И 24, ограничивающий резистор 25, формирователь пр моугольных импульсов напр жени  26, второй и третий элементы задержки 27 и 28, первый инвертор 29, блок пам ти предшествующего режима 30, выполненный в виде резистора 31, разделительного диода 32, формировател  синхронизирующих импульсов 33, мультивибратора 34, четвертого элемента И 35, второго элемента сравнени  36 с резисторами 37 и 38, второго нуль-органа 39, элемента выдержки времени 40, п того элемента И 41, инверторов 42 и 43, резисторов делител  напр жени  44 и 45.

Устройство работает следующим образом .

В нормальном эксплуатационном режиме первый нуль-орган 11 находитс  в несработанном состо нии, так как протекающий в сети ток недостаточен дл  его срабатывани . Фазочувствительный элемент 16 находитс  в одном из своих устойчивых состо ний в зависимости от угла сдвига фаз между током и напр жением заы1ищаемой электроустановки. При этом на выходе первого элемента И 12 отсутствует сигнал и исполнительный элемент 15 находитс  в обесточенном состо нии.

На входе второго нуль-органа 36 присутствует номинальное напр жение, поэтому на выходах второго нуль-органа 36, элемента выдержки времени 40, п того элемента И 4 сигнал отсутствует. Четвертый элемент И 35 закрыт, так как на его втором входе присутствует запрещающий сигнал с выхода второго инвертора 42. Формирователь пр моугольных импульсов напр жени  переключаетс  с частотой напр жени  сети, поступающего на его вход через резистор 25.

При коротком замыкании, увеличиваетс  ток и соответственно пропорциональное ему напр жение на обмотках промежуточного трансформатора тока 1 и уменьшаетс  напр жение на обмотках промежуточного трансформатора напр жени  4. С потенциометров 3 и 7 регулировки уставки защиты выпр мленные при помощи диодов выпр мителей 2 и 5 напр жени / через резисторы 9 и 10 элемента сравнени  8 подаютс  на вход первого нуль-органа И, который срабатывает при некотором соотношении трансформаторов тока 1 и напр жени  4, подаютс  на Фазочувствительный элемент 16 через ограничивающие резисторы 17 и 25. Формирователи пр моугольных импульсов тока 18 и напр жени  26 формируют пр моугольные импульсы, совпадающие по фазе с током и напр жением защищаемой электроустановки . Первый элемент задержки 19 формирует узкий импульс шириной 2-1°, а 5 второй и третий элементы задержки 27 и 28 импульсы, определ ющие зону работы фазочувствительного элемента. Если импульс с выхода первого элемента задержки 19 совпадает с импульсом с выхода третьего элемента задержки 28, то через второй элемент

И 20 триггер 21 срабатывает так, что на его выходе по вл етс  сигнал «1, разрешающий срабатывание первого элемента И 12, сигнал с его выхода через реле времени 13, усилитель 14 поступает на вход

, исполнительного элемента 15, который срабатывает . Если направление тока обратное, т. е. импульс с выхода первого элемента задержки 19 не совпадает с импульсом с выхода первого элемента задержки 28, а совпадает с импульсом с выхода первого

0 инвертора 29, тогда срабатывает третий элемент И 24 и третий триггер 21 остаетс  в положении запрета работы защит.ы, с его выхода поступает сигнал «О, запрещающий срабатывание первого элемента И 12, исполнительный элемент 15 не срабатывает.

5 При значительном понижении напр жени  срабатывает второй нуль-орган 36 и на его выходе по вл етс  сигнал «О, который запускает элемент выдержки времени 40 и переключает третий инвертор 43 в состо ние «1, на выходе п того элемента И 41

0 по вл етс  сигнал «О, на выходе второго инвертора 42 - .сигнал «1, который снимает блокирующий сигнал с первого входа четвертого элемента И 35. На выходе четвертого элемента И 35 периодически по вл ютс  сигналы «О и «1 в соответствии с переключением мультивибратора 34, имеющего частоту, равную частоте питающей сети {50 Гц), которые через разделительный диод 32 и резистор 31 подаютс  на вход формировател  пр .моугольных импульсов

0 напр жени  26, переключа  его с частотой и фазой предшествующей моменту короткого замыкани . Так как частота мультивибратора 34 может несколько отличатьс  от частоты сети, то спуст  некоторое врем  может по витьс  ошибка в определении фазового сдвига тока относительно напр жени . Поэтому прохождение импульсов с выхода четвертого элемента И 35 на вход формировател  пр моугольных импульсов напр жени  26 разрешаетс  только кратковременно , пока не накопитс  значительна 

0 ошибка в фазовом сдвиге. Это врем  определ етс  выдержкой времени элемента 40, который при срабатывании блокирует п тый и четвертый элементы И, соответственно 41 и 35.

Таким образом, данное устройство поз5 вол ет запомнить частоту и фазу предшествующего короткому замыканию напр жени  и устранить мертвую зону дистанционной направленной зашиты.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ, содержащее промежуточные трансформаторы тока и напряжения, вторичные обмотки которых выполнены со средней точкой и нагружены через выпрямители на потенциометры регулировки уставки, соединенные с резисторами элемента сравнения, подключенного к входу первого нуль-органа, связанного через последовательно соединенные первый элемент И, реле времени и усилитель с исполнительным элементом, к второму входу первого элемента И подключен выход фазочувствительного элемента, выполненного в виде двух формирователей прямоугольных импульсов тока и напряжения, связанных через ограничивающие резисторы соответственно с промежуточными трансформаторами тока и напряжения, выход формирователя прямоугольных импульсов тока подключен через первый элемент задержки к первым входам второго и третьего элементов И, выход формирователя прямоугольных импульсов напряжения подключен через последовательно соединенные второй и третий элементы задержки и инвертор к второму входу третьего элемента И, выход третьего элемента задержки соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого и выход третьего элемента И подключены к входам RS-триггера, выход последнего является выходом' фазочувствительного элемента, блок памяти предшествующего режима, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и селективности работы путем исключения мертвой зоны защиты при близких коротких замыканиях, блок памяти предшествующего режима выполнен в виде формирователя синхронизирующих импульсов, мультивибратора, второго элемента сравнения, второго нуль-органа, элемента выдержки времени, второго и третьего инверторов, четвертого и пятого элементов И, при этом один резистор второго элемента сравнения подключен через резистор регулировки уставки и выпрямитель к промежуточному трансформатору напряжения, другой резистор указанного элемента — к минусу источника опорного напряжения, выход второго элемента сравнения -через последовательно соединенные второй нуль-орган, второй элемент выдержки времени, пятый элемент И и второй инвертор подключен к первому входу четвертого элемента й, второй вход которого через последовательно соединенные мультивибратор и формирователь синхронизирующих импульсов подключен к выходу формирователя прямоугольных импульсов напряжения, вход которого соединен через резистор и развязывающий диод с выходом четвертого элемента И, третий инвертор включен между выходом второго нуль-органа и вторым входом пятого элемента И, объединенные средние точки промежуточных трансформаторов тока и напряжения соединены со средней точкой делителя напряжения в цепи питания и с вторыми входами нуль-органов и формирователей прямоугольных импульсов тока и напряжения.