SU1101958A1 - Устройство дл комплексной защиты электроустановок - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК , содержащее в каждой фазе три датчика тока, соединенные с фазным измерительным блоком, состо щим из трансформаторных преобразователей тока, выходы измерительного блока соединены с блоком логики, содержащим реле максимального тока, реле перегруза и дифференциальное реле, при это.м первый выход блока логики, общий дл  всех вход щих в этот блок реле, св зан с исполнительным органом, общим дл  всех трех фаз, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  аппаратной надежности и увеличени  чувствительности, дополнительно введены в каждую фазу три органа контрол  наличи  тока и логический анализатор , общ.ие дл  всех трех фаз первый элемент ИЛИ и логический орган с измен емым порогом, причем блок логики своим первым выходом соединен с одним из информационных входов логического органа с измен емым порогом, к управл югдему входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, выход логического органа с из.мен емым порогом соединен с исполнительным органо.м, причем органы контрол  наличи  тока подключены к каждому датчику тока, свои.ми выходами соединены с первыми тре.м  входами логического анализатора , к четвертому входу которого подк-тючен второй выход блока логики,  вл ющийс  выходом только дифференциально го реле, причем второй выход логического анализатора подключен к управл ющему входу блока логики, а первый выход логического анализатора соединен с одним из входов первого -элемента ИЛИ. 2.Устройство ло п. 1, отличающеес  тем. что логический орган с измен емым порогом содержит шесть элементов И и три элемента ИЛИ, при это.м первый информационный вход логического органа соединен с первыми входа.ми первого, -второго и четвертого элементов И, второй информацион ,ный вход логического органа соединен с первыми входами третьего и п того элементов И, а также с вторым в.ходом первого элемента И, третий информационный вход логического органа соединен с первым входо .м шестого и вторы.ми входа.ми второго и (/) третьего элементов И, управл ющий вход логического органа соединен с втор-ыми выходами четвертого, п того и щестого элементов И, выходы первого, второго и третьего элементов И через второй элемент ИЛИ соединены с первым входо.м четвертого элемента ИЛИ, выходы четвертого, п того и щестого элементов И соединены через третий элемент ИЛИ с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом логического органа с измен емым порогом. СП 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что логический ана тизатор содержит щесть логических эементов И, четыре инвертора и три элемента ИЛИ, при это.м первый вход логического анализатора соединен с первым входом седьмого элемента И, первы.м и третьим инвертором, а также с первым входом п того элемента ИЛИ, второй вход логического анализатора соединен с вторы.м входо.м седь.мого, первым входо.м восьмого и вторым входом дев того элементов И, вторы.м инвертором, вторым входом п того и первым входом щестого элементов ИЛИ, третий вход логического анализатора соединен с вторы.м входом восьмого

Description

и третьим входом дес того элементов И, а также с вторым входом шестого элемента ИЛИ, четвертый вход логического анализатора подключен к первому входу дес того элемента И, К второму входу которого подключены через седьмой элемент ИЛИ выходы седьмого и одиннадцатого элементов И, выход  вл етс  первым выходом логического анализатора, при этом выходы первого и второго инверторов подключены к одиннадцатому элементу И, выход п того элемента ИЛИ подключен к первому входу двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен через четвертый инвертор с выходом восьмого элемента И, выход  вл етс  вторым выходом логического анализатора , причем к первому и третьему входам дев того элемента И подключены выходы третьего инвертора и шестого элемента ИЛИ а выход дев того элемента И  вл етс  третьим , сигнальным выходом логического анализатора .

1

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  релейной защиты электроустановок с выведенной изолированной нейтралью, не требующих отключени  при однофазных замыкани х на землю в обмотке статора.

Известно устройство дл  комплексной защиты генератора, содержащее датчики тока, блок защиты от междуфазных коротких замыканий, блок защиты от перегрузок, блок перегрузки по активной мощности и блок контрол  частоты. Выходы всех блоков по схеме ИЛИ соединены с исполнительным органом защиты 1.

Недостатками устройства  вл ютс  отсутствие блока защиты от внутренних повреждений , а также возможность ложного срабатывани  из-за отсутстви  контрол  исправности цепей датчиков тока.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  комплексной защиты генератора, содержащее датчики тока, соединенные с измерительно-вы вительным блоком от внутренних повреждений и междуфазных коротких замыканий, выход которого подключен к исполнительному органу 2.

Однако известное устройство имеет низкую надежность из-за возможности ложного срабатывани  защиты при ложном срабатываниииз .мерительно-вы вительного блока защиты, а также низкую чувствительность из-за отсутстви  быстродействующего контрол  исправности линий св зи с датчиками тока, в св зи с чем уставка по току срабатывани  дифзащиты от внутренних повреждений должна быть более номинального тока.

Цель изобретени  - повышение аппаратной надежности и увеличение чувствительности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  комплексной релейной защиты электроустановок, содержащее в каждой фазе три датчика тока, соединенных с фазным измерительным блоком, состо щим

из трансформаторных преобразователей

тока, выходы измерительного блока соеди иены с блоком логики, содержащим реле

максимального тока, реле перегруза и дифференциальное реле, при этом первый выход блока логики, общий дл  всех вход щих в этот блок реле, св зан с исполнительным органом, общим дл  всех трех фаз, дополнительно введены в каждую фазу три органа контрол  наличи  тока, логический анализатор, а также общие дл  всех трех фаз первый элемент ИЛИ и логический орган с измене емым порогом, причем блок логики своим первым выходом соединен с одним из информационных входов логического органа с измен емым порогом, к управл ющему входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, а выход логического органа с измен емым порогом соединен с исполнительным органом, причем органы контрол  наличи  тока подключены к каж0 дому датчику тока, а своими выходами соединены с первыми трем  входами логического анализатора, к четвертому входу которого подключен второй выход блока логики,  вл ющийс  выходом только дифферен , циального реле, причем второй выход логического анализатора подключен к управл ющему входу блока логики, а первый выход логического анализатора соединен с одним из входов первого элемента ИЛИ.

При этом логический орган с измен е0 мым порогом содержит шесть элементов И и три элемента ИЛИ, при этом первый информационный вход логического органа соединен с первыми входами первого, второго и четвертого элементов И, второй информационный вход логического органа соединен

5 с первыми входами третьего и п того элементов И, а также с вторым входом первого элемента И, третий информационный вход логического соединен с первым входом шестого и вторыми входами второго и третьего элементов И, управл ющий вход

логического органа соединен с вторыми выходами четвертого, п того и шестого элементов И, выходы первого, второго и третьего элементов И через второй элемент ИЛИ соединены с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выходы четвертого. п того и шестого элементов И соединены через третий элемент ИЛИ с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом логического органа с измен емым порогом Причем логический анализатор содержит шесть логических элементов И, четыре инвертора и три элемента ИЛИ, при этом первый вход логического анализатора соединен с первым входом седьмого элемента И, первым и третьим инвертором, а также с первым входом п того элемента ИЛИ, второй вход логического анализатора соединен с вторым входом седьмого, первым входом восьмого и вторым входом дев того элементов И, вторым инвертором, вторым входом п того и первым входом шестого элементов ИЛИ, третий вход логического анализатора соединен с вторым входом восьмого и третьим входом дес того элементов И, а также с вторым входом шестого элемента ИЛИ, четвертый вход логического анализатора подключен к первому входу дес того элемента И, к второму входу которого подключены через седьмой элемент ИЛИ выходы седьмого и одиннадцатого элементов И, а выход  вл етс  первым выходом логического анализатора, при этом выходы первого и второго инверторов подключены к одиннадцатому элементу И, выход п того элемента ИЛИ подключен к первому входу двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен через четвертый инвертор с выходом восьмого элемента , о,« „nocy.uH . OO..UMV.™ „v..omv.,v. ...сш.о.с. И, а выход  вл етс  вторым выходом логического анализатора, причем к первому и третьему входам дев того элемента И подключены выходы третьего инвертора и шестого элемента ИЛИ, а выход дев того элемента И  вл етс  третьим сигнальным выходом логического анализатора. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема возникновени  двойного короткого замыкани  на землю; на фиг. 3 - схема логического органа с измен емым порогом; на фиг. 4 - схема логического анализатора. Предлагаемое устройство содержит датчики I-9 тока, установленные на фазных и Нулевых выводах защищаемой электроустановки , выходы датчиков тока каждой фазы соединены с входами фазного измерительного блока 10, выходы которого соединены с входами блока 11 логики. Первые выходы блока логики каждой фазы соединены с информационными входами общего дл  всех фаз логического органа 12 с измен емым порогом, выход которого соединен с исполнительным блоком 13. Входы органов 14-16 контрол  наличи  тока соединены с соответствующими датчиками тока в каждой фазе, а их выходы соединены с первым, вторым и третьим входами логического анализатора 17, четвертый вход которого соединен с вторым выходом блока 11 логики, а первый выход соединен с входом обшего д-т  всех фаз элемента ИЛИ 18, второй выход блока 17 соединен с управл ющим входом блока 11 логики, а третий выход предназначен дл  сигнализации исправности линий св зи датчиков токовых защит. Выход элемента ИЛИ 18 соединен с управл ющим входом порогового логического органа с измен емым порогом. Измерительный блок 10, блок 11 логики, органы 14-16 контрол  наличи  тока и логический анализатор 17 образуют фазные измерительно-вы вительные блоки 19-21. Измерительный блок 10 содержит разв зывающие измерительные преобразователи тока и напр жени , выполненные в виде трансформаторов с применение.м операционных усилителей. В измерительном блоке 10 осуществл етс  гальваническа  разв зка токовых сигналов от логической схемы, компенсаци  погрешностей измерительных преобразователей и формируетс  однородна  по уровню аналогова  из.мерительна  информаци  о состо нии защищаемого объекта. Блок 11 логики содержит реле перегрузки , максимальное токовое реле и дифференциальное реле. В блоке 11 логики происходит количественный анализ измерительной информации в соответствии с заложенными алгоритмами зашиты, и на выходе формируетс  соответствующа  цифрова  информаци  при откло режима работы объекта от допусти „ределов. Дл  дифференциальной формируютс  дифференциаль (рабочий) и тормозной сигналы, задаетс  нужный коэффициент торможени , про„зводитс  сравнивание рабочего и тормозсигналов Дл  токовых защит производитс  сравнение измерительных сигналов с уставками, и в случае превышени  порогового уровн  на выходе блока по вл етс  логическа  единица . Сигнал на первом выходе блока 11 по вл етс  при срабатывании любого из реле. Сигнал на втором выходе блока 11 по вл етс  только при срабатывании дифференциальной защиты. При по влении сигнала на управл юще .м входе блока 11 блокируетс  прохождение сигнала от дифференциальной защиты на первом выходе блока 11. Логический орган 12 с измен емым порогом содержит щесть логических элементов И 22-27 и три логических элемента ИЛИ 28-30, причем первый информационный вход логического органа с измен емым порогом подключен к первым входам первого

22, второго 23 и четвертого 24 элементов И, второй ннформациолный вход логического органа подключен к нервому входу третьего 25, п того 26 и второму входу первого 22 элементов И, третий информационный вход логического органа подключен к первому входу шест010 27 и второму входу третьего 25, второго 23 элеме1ггов И, управл ющий вход логического органа подключен к вторым входам четвертого 24, п того 26 и HjecToro 27 элементов И, причем выходы первого, второго и третьего (22-24) элементов И подключены через второй элемент ИЛИ 28 к первому входу четвертого элемента ИЛИ 29, к второму входу которого через третий элемент ИЛИ 30 подк чючены выходь четвертого, п того и niecToro элементов И.

При наличии на управл ющем входе логического «О логический орган с измен емым порогом функционирует как мажоритарный орган 2 и 3, если на управл ющий вход поступае-г логическа  «1, то на выходе по вл етс  1 при наличии сигнала на любом из информационных входов.

Органы 14-16 (онтрол  наличи  тока  вл ютс  измерительными устройствами на операционных усилител х, на выходе которых , в случае наличи  тока в датчике, находитс  логическа  единица, а в случае отсутстви  -- логический нуль.

Логический анализатор 17 (фиг. 4) содержит щесть логических элементов И, четыре инвертора НЕ и три логических элемента ИЛИ.

Первый вход логического анализатора подключен к первому входу седьмого элемента И 31, к входам первого инвертора 32, третьего инвертора 33 и к первому входу п того элемента ИЛИ 34, второй вход логического анализатора подключен к входу второгх) инвертора 35, второму входу седьмого элемента И 31, второму входу п того эдемента ИЛИ 34, первому входу восьмого элемента И 36, второму входу дев того элемента И 37 и первому входу шестого элемента ИЛИ 38. Третий вход логического анализатора подключен к вторым входам восьмого элемента И 36 и шестого элемента ИЛИ 38 и к третьему входу дес того элемента И 39, выход которого  вл етс  первым выходом логического анализатора, первый вход соединен с четвертым входом логического анализатора, а второй вход соединен через седьмой элемент ИЛИ 40 с выходом седьмого элемента И 31 и с выходом одиннадцатого элемента И 41, входы которого подключены к выходам первого и второго инверторов 32 и 35.

Выход восьмого элемента И 36 подключен через четвертый инвертор 42 с вторым входом двенадцатого элемента И 43, первый вход которого соединен с выходом п того элемента ИЛИ 34, а выход  вл етс  вторым выходом логического анализатора.

третьим выходом которого  вл етс  выход дев того элемента И 37, первый и третий входы которого соединены соответственно с выходами третьего инвертора и шестого элемента ИЛИ 38.

Сигналы на первом выходе логического анализатора завис т от того, сработана ли дифференциальна  защита, т.е. от по влени  сигнала на втором выходе блока 11 логики .

При несработанной дифференциальной защите первый выход логического анализатора равен О, т.е. при этом нет необходимости измен ть логический порог органа 12. Первый выход анализатора 17 равен

единице при двойных коротких замыкани х, в этом случае па всех входах логического анализатора 17 будут единицы при наличии нагрузки па генераторе или комбинаци  1001 при отсутствии нагрузки на генераторе .

0 (л-1гнал на втором выходе по вл етс  независимо от состо ни  дифференциальной защиты при неисправности линии св зи датчиков тока с измерительно-вы вительным блоком.

Сигнал на втором выходе по вл етс  при наличии тока датчика 2 и отсутствии тока датчиков 1 и 3; наличии тока датчика i и отсутствии тока .датчиков 2 и 3; наличии тока датчиков 1 и 3 и отсутствии тока датчика 2; наличии тока датчиков 1 и 2

0 и отсутствии тока датчиков 3 и не зависит от сработанного состо ни  дифференциальной защиты; т.е. от сигнала на четвертом входе анализатора.

Третий выход ана.тизатора  вл етс  сигнальным и по вл етс  при обрыве датчи5 ка 1 тока и наличи  тока от датчиков 2 или 3.

Устройство работает следующим образом .

При внутреннем междуфазном коротком замыкании сигналы от датчиков тока поступают в измерительные блоки 10 и блоки 11 логики двух измерительно-вы вительных фазных блоков, например 19 и 20. На первый и второй входы логического органа с измен емым порогом поступают сигналы срабатывани  (логические «1) и с выхода логического органа поступает логическа  «1 на вход исполнительного органа.

При внешних междуфазных коротких замыкани х токова  защита действует аналогично с выдержкой времени.

При по влении ложного сигнала на i:epво .м выходе блока i 1 логики одного иг измерите .;) ько-вы  вительных блоков сигнала на отключение не будет, так как логический орган 12 не сработает.

При обрыве одной из линий св зи да;чиков 2 и 3 тока или им соотБетствуюи:.нх в другой фазе, с измерительным б.гоко.ч 10,

на втором выходе логического анализатора 17 по вл етс  сигнал, блокирующий прохождение сигнала от дифференциальной защиты на первый выход блока 11.,

При двойном коротком замыкании на землю (фиг. 2) срабатывает дифференциальна  защита только фазы А.

Логический анализатор позвол ет отличить этот случай от ложного при обрыве цепей датчиков тока.

При наличии тока во всех трех датчиках или при наличии тока в нулевом датчике тока (когда генератор не несет нагрузку) на первом выходе блока 17 по вл етс  логическа  единица, а на втором выходе блока 17 - логический нуль. Логическа  единица с первого выхода логического анализатора , пройд  через схему ИЛИ 18, уменьщает порог срабатывани  логического органа 12, на его выходе по вл етс  сигнал,

который заставл ет срабатывать исполнительный блок 13.

Использование дополнительно введенных элементов в предлагаемом устройстве позвол ет обнаруживать двойное короткое замыкание в установке и мгновенно реагировать на него при сохранении повыщенной надежности, обеспеченной резервированием, обнаруживать обрывы и короткие затиыкани  линий св зи с датчиками токов и мгновенно реагировать на их возникновение, что дает возможность уменьшить уставку срабатывани  дифференциальной защиты до величины, определ емой неидентичностью характеристик датчиков (0,1 1н - 0,2 1н). где 1н - номинальный ток генератора, без опасности ложных срабатываний.

Изобретение .может найти широкое применение дл  защит электроустановок, например генераторов малой и средней мощности .

фиг. 2

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК, содержащее в каждой фазе три датчика тока, соединенные с фазным измерительным блоком, состоящим из трансформаторных преобразователей тока, выходы измерительного блока соединены с блоком логики, содержащим реле максимального тока, реле перегруза и дифференциальное реле, при этом первый выход блока логики, общий для всех входящих в этот блок реле, связан с исполнительным органом, общим для всех трех фаз, отличающееся тем, что, с целью повышения аппаратной надежности и увеличения чувствительности, дополнительно введены в каждую фазу три органа контроля наличия тока и логический анализатор, общие для всех трех фаз первый элемент ИЛИ и логический орган с изменяемым порогом, причем блок логики своим первым выходом соединен с одним из информационных входов логического органа с изменяемым порогом, к управляющему входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, выход логического органа с изменяемым порогом соединен с исполнительным органом, .причем органы контроля наличия тока подключены к каждому датчику тока, своими выходами соединены с первыми тремя входами логического анализатора, к четвертому входу которого подключен второй выход блока логики, явля ющийся выходом только дифференциально го реле, причем второй выход логического анализатора подключен к управляющему входу блока логики, а первый выход логического анализатора соединен с одним из входов первого элемента ИЛИ.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем. что логический орган с изменяемым порогом содержит шесть элементов И и три элемента ИЛИ, при этом первый информационный вход логического органа соединен с первыми входами первого, -второго и четвертого элементов И, второй информационный вход логического органа соединен с первыми входами третьего и пятого элементов И, а также с вторым входом первого элемента И, третий информационный вход логического органа соединен с первым входом шестого и вторыми входами второго и третьего элементов И, управляющий вход логического органа соединен с вторыми выходами четвертого, пятого и шестого элементов И, выходы первого, второго и третьего элементов И через второй элемент ИЛИ соединены с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выходы четвертого, пятого и шестого элементов И соединены через третий элемент ИЛИ с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого является выходом логического органа с изменяемым порогом.

3. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что логический анализатор содержит шесть логических эементов И, четыре инвертора и три элемента ИЛИ, при этом первый вход логического анализатора соединен с первым входом седьмого элемента И, первым и третьим инвертором, а также с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход логического анализатора соединен с вторым входом седьмого, первым входом восьмого и вторым входом девятого элементов И, вторым инвертором, вторым входом пятого и первым входом шестого элементов ИЛИ, третий вход логического анализатора соединен с вторым входом восьмого и третьим входом десятого элементов И, а также с вторым входом шестого элемента ИЛИ, четвертый вход логического анализатора подключен к первому входу десятого элемента И, к второму входу которого подключены через седьмой элемент ИЛИ выходы седьмого и одиннадцатого элементов И, выход является первым выходом логического анализатора, при этом выходы первого и второго инверторов подключены к одиннадцатому элементу И, выход пятого эле мента ИЛИ подключен к первому входу двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен через четвертый инвертор с выходом восьмого элемента И, выход является вторым выходом логического анализатора, причем к первому и третьему входам девятого элемента И подключены выходы третьего инвертора и шестого элемента ИЛИ а выход девятого элемента И является третьим. сигнальным выходом логического анализатора.