SU1101962A1 - Устройство дл защиты установки с параллельно включенными выпр мител ми - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПРТЫ УСТАНОВКИ С ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ, содержащее три трансформаторных функциональных преобразовател  тока в напр жение, первичные обмотки первого и второго из которых предназначены дл  включени  соответственно в первый и второй фазные провода питающей сети первого вьтр мител , а вторичные обмотки через узел суммировани  сигналов и блок формировани  аварийного сигнала подключены к исполнительному органу защиты, отличающеес  тем, что, с целью повьщ1ени  селективности в переходных режимах внешних коротких замыканий, в него введены трансформатор, выпр мительный мост, реагиругаций орган, расщиритёль импуль сов , формирователь положительных и отрицательных импульсов, элемент И, RC-цепочка и резистор, а первична  обмотка третьего трансформаторного функционального преобразовател  предназначена дл  включени  в третий фазный провод питающей сети второго вьшр мител , при этом узел суммировани  сигналов выполнен в виде трансформатора , первична  обмотка которого подключена к соединенным последовательно вторичным обмоткам всех трансформаторных функциональных преобразователей , а вторична  обмотка соединена с входом вьтр мительного моста , блок формировани  аварийного i сигнала вьтолнен в виде расширител  импульсов, выход которого  вл етс  выходом блока формировани  аварийного сигнала, а вход соединен с выходом элемента И, первый вход которого через реагирующий орган подключен к выходу выпр ю тельного моста, а второй вход соединен с RC -цепочкой, подключенной к выходу формироват ел  положительных и отрицательных импульсов , вход которого подключен к од СО О5 ному из входных полюсов выпр мительного моста, соединенному с его выходtsO ным отрицательным полюсом через резистор .

Description

f11 Изобретение относитс  к релейной защите и противоаварийной автоматике и предназначено дл  вы влени  повреждений в установках, содержащих источник питани , работающий на параллельно включенные выпр мители. Известно устройство дл  дифференциальной защиты установки, состо щей из источника питани  и преобразоватез , содержащее защитные трансформаторы тока, многофазный выпр митель и датчи посто нного тока, имеющий сердечник с пр моугольной характеристикой намагни чивани  1 . Недостатком устройства  вл етс  низка  селективность при внешних коротких замыкани х ввиду того, что в дифференциальной цепи возникает большой ток небаланса, обусловленный искажением формы токов плеч защиты вследствие насыщени  магнитопроводов трансформаторов тока под действием апериодической составл ющей первичного тока и большой вторичной нагрузки. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  защиты устано ки с параллельно включенными вьтр мител ми , содержащее три трансформаторных функциональных преобразовател  тока в напр жение, первичные обмотки первого и второго из которых предназначены дл  включени  соответственн в первый и второй фазные провода питающей сети первого выпр мител , а втр ричные обмотки через узел суммировани  сигналов и блок формировани  аварийного сигнала подключены к исполнитель- . ному органу защиты 2. Недостатком известного устройства  в л етс  низка  селективность при внеш них коротких замыкани х и искажени х формы вторичного сигнала вследствие насьщени  магнитопроводов трансформаторных функциональных преобразователе сопровождающихс  болыпими токами неба ланса. Цель изобретени  - повьшение селек тивности в переходных режимах внешних коротких- замыканий. Дл  достижени  этой цели в устройс во дл  защиты установки с параллельно включенными выпр мител ми, содержащее три трансформаторных функциональных преобразовател  тока в напр жение, пе вичные обмотки первого.и второго из к торых предназначены дл  включени  соответственно в первый и второй фазные провода питающей сети первого выпр ми тел , а вторичные обмотки через узел 22 суммировани  сигналов и блок формировани  аварийного сигнала подключены к исполнительному органу защиты, ввеены трансформатор, выпр мительньй MOCT, реагирующий орган, расширитель импульсов, формирователь положительных и отрицательных импульсов, элемент И, RC-депочка и резистор, а первична  обмотка третьего трансфорг маторного функционального преобразовател  предназначена дл  включени  в третий фазный провод питающей сети второго выпр мител , при этом узел суммировани  сигналов вьтолнен в виде трансформатора, первична  обмотка которого подключена к соединенным последовательно вторичным обмоткам всех трансформаторных функциональных преобразователей, а вторична  обмотка соединена с входом выпр мительного моста, блок формировани  аварийного сигнала вьтолнен в виде расширител  импульсов, выход которого  вл етс  выходом блока формировани  аварийного сигнала, а вход соединен с выходом элемента И, первый вход которого через реагирующий орган подключен к выходу вьшр мительного моста , а второй вход соединен с RC-цепочкой , подключенной к выходу формировател  положительных и отрицательных импульсов, вход которого подключен к одному из входных полюсов вьшр мительного моста, соединенному с его выходным отрицательным полюсом через резистор. На фиг.1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - кривые мгновенных значений напр жений небаланса при внешних к.з. с максимальной апериодической составл ющей , Устройство дл  защиты установки, состо щей из источника 1 питани , работающего через параллельно включенные выпр мители 2 и 3 на общую нагрузку , содержит три трансформаторньк функциональных преобразовател  (трансреактора) 5-7 с магнитопроводами из магнитодиэлектрика, первьй 5 и второй 6 трансреакторы установлены в первую и вторую фазу на входе первого вьшр мител  2, третий трансреактор 7 установлен в третью фазу на входе второго выпр мител  3, их вторичные обмотки соединены последовательно , а общие выводы подключены к узлу 8 суммировани  сигналов, содержащему выпр мительный мост 9, к вы31 ходу которого подключен реагирующий орган 10, который через один из входов элемента И 11, расширитель 12 импульсов , подсоединен к исполнительному органу 13, причем выпр мительный мост 9 через резистор 14, подсоединенный между одним из его входов и отрицательным полюсом, подключен к формирователю 15 положительных и отрицательных импульсов, выход последнего через RC-цепочку 16 и 17 подсое динен к другому входу элемента И 11i Так как при внешних коротких замык ни х первичные токи содержат большие апериодические слагающие, а внутренние повреждени  характеризуютс  однопол рным током и синусоидальным с апе риодической слагающей, в устройстве целесообразно примен ть трансформатор ные функциональные преобразователи токов в напр жение с сердечниками из магнитодиэлектрика. При этом обеспечиваютс  идентичность характеристик ветвей намагничивани  преобразователей , незначительные погрешности мгновенньк значений напр жений на выходе каждого из преобразователей и малые угловые погрешности по переходу тока через нуль, даже при работе преобразователей за пределами линейного участка характеристик намагничивани  сердечников. Уставка срабатывани  реагирующего органа 10 выбираетс  из услови  отстройки от напр жений небаланса, имею щих место при работе трансформаторных преобразователей 5-7 в пределах линейного участка характеристик намагничивани  и обусловленных их не- идентичностью (аддитивными и мультипликативными погрешност ми характерис тик вход-выход трансформаторных преобразователей 5-7). Уставка срабатыва ни  формировател  положительных и отрицательных импульсов выбираетс  минимально возможной, чтобы исключить погрешности в определении длител ностей положительных полуволн напр жени  на резисторе 14 блока 9 формировани  рабочего сигнала. I Устройство работает следующим обра зом. Если трансреакторы работают на линейных участках характеристик намагни чивани  их сердечников, то при внешнем коротком замыкании, на выходе бло ка 8 по вл етс  напр жение небаланса с частотой, равной частоте источника 624 1 питани , которое обусловлено неидентичностью характеристик намагничивани  трансформаторт1ых преобразователей 5-7. Формирователь 15 пр моугольных положительных и отрицательных импульсов срабатывает в моменты переходов напр жени  небаланса через нуль. Сформированный таким образом положительньм импульс на его выходе, по длительности равный половине периода напр жени , поступающего на его вход, подаетс  на RC -цепочку 16 и 17, конденсатор 17 которой через резистор 16 успевает зар дитьс  до порога срабатывани  расширител  12, определ емого резистивным делителем 18 и 19. Так как уставка срабатывани  реагирующего органа отстраиваетс  от максимального значени  напр жени  небаланса, имеющего место на линейном участке характеристик намагничивани  трансреакторов 5-7, то реагирующий орган 10 находитс  в области отрицательного ограничени  (в несработанном состо нии ) и через один из входов элемента И 11 осуществл ет запрет -на срабатывание защиты. При возникновении внутреннего повреждени  выпр мителей на выходе блока 8 по вл етс  сигнал, привод щий к срабатыванию реагирующего органа 10 и формировател  15 пр моугольных положительных и отрицательных импульсов . Так как частота рабочего сигнала при внутреннем повреждении остаетс  равной частоте основной гармонической составл ющей напр жени  источника питани , то при данной длительности положительных сигналов на выходе формировател  15 пр моугольных положительньЕх и отрицательных импульсов конденсатор 17 успевает зар дитьс  до порога срабатывани  расширител  12. При совпадении двух сигналов на первом и втором входе элемента И 11 происходит срабатывание расширител  12 и исполнительного блока 13. Если преобразователи 5-7 работают за пределами линейного участка характеристик намагничивани  их сердечников , то при внешнем коротком замыкании , которое представл ет собой трехфазное симметричное короткое замыкание на стороне переменного тока, на выходе блока 8 по вл етс  напр жение небаланса, которое имеет утроенную частоту по сравнению с частотой тока повреждени . По вление напр жени  небаланса утроенной частоты в переходном режиме с большими апериодическими составл ющими (фиг.2а) обусловлено наличием погрешностей у трансреакторов 5-7 и сдвигом максимумов

(фиг.26)

, UB . с

выкодньк напр жений U

преобразователей 5-7 на одну треть периода. Так, в момент времени t (фиг.2в) напр жение небаланса достигает максимума, так как преобразова- О тель фазы А в этот момент работает практически без погрешностей, а преобразователи фазы В и фазы С имеют максимальные токовые погрешности. Ввиду того, что положительные максимумы 15 несинусоидальньпс напр жений U,(Jg,Uc Сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода основной составл ющей напр жени  источника питани , напр жение небаланса трг-шды за период20 достигает положительных максимумов. Аналогично происходит формирование отрицательных максимумов напр жени  небаланса

Поэтому в данном аварийном режиме 25 длительность выходных импульсов формировател  15 пр моугольных положительных и отрицательных импульсов втрое меньше длительности соответствук цих импульсов при внутреннем повреждении зо выпр мителей. Посто нна  времени РСцепи (16,17) выбираетс  таким образом , чтобы в течение длительности положительного импульса на выходе формировател  15 при напр жении небаланса 5 конденсатор 17 не успел зар дитьс 

до порога срабатывани  расширител  12. При этом, даже в случае срабатывани  реагирующего органа 10, срабатывани  расширител  12 импульсов и выходного органа 13 не произойдет, так как в данное врем  на один из входов логи-; ческого элемента И 11 с выхода RC -цепочки 16 и 17 поступает запрещающий сигнал.

При трехфазных коротких замыкани х на входе, например, вьтр мител  2, блокирование защиты не происходит ввиду того, что аварийные токи протекают только через трансреакторы 5 и 6. На выходе вьшр мительного моста 9 по вл етс  напр жение, под действием которого срабатьшает реагирующий орган 10, а RC -цепочка 16 и 17 зар жаетс  до напр жени  срабатывани  расширител  12, который при совпадении сигна-ов лов на двух входах логического элемента И 1 1 срабатьгеает, так как длительность положительных импульсов с формировател  15 равна половине периода напр жени  с частотой основной гармонической составл ющей. Аналогично, защита срабатывает при симметричных коротких замыкани х на входе выпр мител  3.

Таким образом, высока  селективность устройства при внешних коротких замыкани х достигаетс  установкой третьего трансреактора в третью фазу на входе второго вьтр мител  и вновь введенными в него элементами, включенными соответствующим образом.

tsJ

-« br«Н Ы 0bsl

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ УСТАНОВКИ С ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ, содержащее три трансформаторных функциональных преобразователя тока в напряжение, первичные обмотки первого и второго из которых предназначены для включения соответственно в первый и второй фазные провода питающей сети первого выпрямителя, а вторичные обмотки через узел суммирования сигналов и блок формирования аварийного сигнала подключены к исполнительному органу защиты, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности в переходных режимах внешних коротких замыканий, в него введены трансформатор, выпрямительный мост, реагирующий орган, расширитель импульс сов, формирователь положительных и отрицательных импульсов, элемент И, RC-цепочка и резистор, а первичная обмотка третьего трансформаторного функционального преобразователя предназначена для включения в третий фазный провод питающей сети второго выпрямителя, при этом узел суммирования сигналов выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к соединенным последовательно вторичным обмоткам всех трансформаторных функциональных преобразователей, а вторичная обмотка сое динена с входом выпрямительного моста, блок формирования аварийного сигнала выполнен в виде расширителя импульсов, выход которого является выходом блока формирования аварийного сигнала, а вход соединен с выходом элемента И, первый вход которого через реагирующий орган подключен к выходу выпрямительного моста, а второй вход соединен с RC -цепочкой, подключенной к выходу формирователя положительных и отрицательных им-

   СО пульсов, вход которого подключен к одному из входных полюсов выпрямительного моста, соединенному с его выходным отрицательным полюсом через резистор .