SU1141498A1

SU1141498A1 - Device for differential protection of electric installation

Info

Publication number: SU1141498A1
Application number: SU833673240A
Authority: SU
Inventors: Леонид Викентьевич Багинский; Михаил Борисович Додонов; Иван Петрович Тимофеев
Original assignee: Новосибирский электротехнический институт
Priority date: 1983-12-19
Filing date: 1983-12-19
Publication date: 1985-02-23

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ, содержащее блок датчиков тока, одии концы вторичных обмоток которых объединены а другие присоединены к многоплечевому диодному полумосту, катоды,и аноды диодов которого объединены и подключены к двухплечевой схеме сравнени со средней точкой, реагирующий орган, соединенный с выходом схемы сравнени через выпр - митель, пусковой орган, включенный последовательно с дифференциальным сопротивлением нагрузки между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и средней точкой схемы сравнени , котора при этом заземлена, логический элемент И, первый и второй входы которого соедине1ны с выгходом фазного и пускового органов, ; а вьIXo - с входом выходного органа ,два компаратора, причем неинвертирующий вход первого компаратора соединен с катодами, инверти рующий вход второго - с анодами мкогоплечевого диодного полумоста, а их выходы вл ютс ,первым и вторым входами второго элемента И, расширитель импульсов, выход которого соединен с входом .инвертора, а выход последнего - с третьим входом первого элемента И, блок дифференцировани , вход которого соединен с незаземлешгьм концом дифференциального со.прот11влени , нагрузки, а выход вл етс входом формировател сигналов запрета, при этом формирователь сигналов запрета содер.г жит два компаратора, три диода, 5 . нагрузочный резистор, конденсатор (Л и инвертор, причем вход формировател соединен с неинвертирующим с входом первого и инвертирующим вхо,; дом второго компаратора, инвертирующий вход первого компаратора соединен с плюсом источника питани , а неинвертирующий вход второго компаратора - с минусом, выходы Компараторов подключены к анодам двух диодов, катоды которых объединены в общ5по точку с входом инвертора, одним концом нагрузочного резисто4 СО ЭО ;ра и конденсатора, другие концы ко торых заземлены, выход инвертора соединен с катодом третьего диода, анод которого вл етс выходом формировател сигналов запрета, о тличающеес тем, что, с ,целью повышени надежности работы устройства путем обеспечени устойчивого формировани блокирующего сигнала при внешних коротких замыкани х и быстродействи переориентации защиты 1;ри переходе от внешнего1. DEVICE FOR DIFFERENTIAL ELECTRICAL INSTALLATION PROTECTION, which contains a block of current sensors, one ends of the secondary windings of which are combined while others are connected to a multi-shoulder diode half-bridge, the cathodes, and the anodes of the diodes of which are combined and connected to a two-shoulder circuit with a medium layer, a reacting body. comparison circuits through a rectifier, a triggering organ connected in series with the differential load resistance between the common point of the secondary windings of the current sensors and the average m chkoy comparison circuit which thus grounded, the NAND gate, the first and second inputs of which soedine1ny with vyghodom starting phase and organs; and bIXO - with the input of the output organ, two comparators, the non-inverting input of the first comparator is connected to the cathodes, the inverting input of the second - with the anodes of the microenticular diode half-bridge, and their outputs are the first and second inputs of the second element I, the pulse expander, the output of which connected to the input of the inverter, and the output of the latter to the third input of the first element I, the differentiation unit, the input of which is connected to the non-gland end of the differential control section, the load, and the output is the input of the driver Prohibit signals, while the prohibit signal generator contains two comparators, three diodes, 5. load resistor, capacitor (L and inverter, the driver input is connected to the non-inverting input of the first and inverting input; the house of the second comparator, the inverting input of the first comparator is connected to the power source, and the non-inverting input of the second comparator is minus, the outputs of the Comparator are connected to the anodes of two diodes, the cathodes of which are combined into a common point with the inverter input, one end of the load resistor 4 SO E; pa and a capacitor, the other ends of which are grounded, the output of the inverter is connected to Odom third diode, the anode of which is the output of the signal prohibition of tlichayuschees in that, with the aim of improving the reliability of the device by providing a stable form of the locking signal when external short circuit's operating speed and reorientation protection 1; ri transition from external

Description

короткого замыкани во внутреннее, введены два формировател опорного напр жени , два элемента ИЛИ, третий элемент И и ждущий мультивибратор , при этом первый вход первого формировател опорного напр жени соединен с катодами,а первый вход второго - с анодами многоплечевого диодного полумоста, их вторые входы соединены с первым и вторым выходами ждущего мультивибратора соответственно , выход первого формировател опорного напр жени соединен с инвертирующим входом первого компаратора, а Еыход второго - с неинвертирующим входом второго Компаратора, выходы обоих компараторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого вл етс первым входом третье-, го элемента И, второй вход последнего соединен с третьим входом второго элемента И, выходом формировател сигналов запрета и через резистор св зан с плюсом источника питани , третий вход третьего элемента И сое .дииен с вторым выходом ждущего мультивибратора , а выход - с первым входом BTQporo элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом вто рого элемента И и входом ждущего мультивибратора, а выход- с входом расширител импульсов.short circuit in the internal one, two voltage suppressors, two OR elements, a third AND element and a standby multivibrator are introduced, the first input of the first voltage suppressor device is connected to the cathodes, and the first input of the second one is connected to the anodes of the multi-arm diode half-bridge, their second inputs connected to the first and second outputs of the waiting multivibrator, respectively, the output of the first reference voltage driver is connected to the inverting input of the first comparator, and the output of the second to the non-inverting input of the second Comparator, the outputs of both comparators are connected to the inputs of the first element OR, the output of which is the first input of the third element AND, the second input of the last element is connected to the third input of the second element AND, the output of the inhibitor signal generator and is connected via a resistor to a positive power source , the third input of the third element And soi. diien with the second output of the waiting multivibrator, and the output with the first input of the BTQporo OR element, the second input of which is connected to the output of the second And element and the input of the waiting multivibrator, and home pulse expander.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес тем, что первый фор1-шрователь опорного напр жени 2. The device according to claim 1, about tl and which is so that the first form-1 shrovetel reference voltage

9898

содержит три диода, три резистора и конденсатор, причем анод первого диода вл етс первым входом формировател , катод соединен с одним концом первого резистора, другой конец которого св зан с.вторым резистором и конденсатором с задемленным вторым концом, другой конецвторого резистора соединен с анодами второго и третьего диодов, катод второго диода сбёдинен с одним концом третьего резистора и вл етс вторым входом формировател , катод третьего диода соединен с другим концом третьего резистора и вл етс выходом формировател ,contains three diodes, three resistors and a capacitor, the anode of the first diode being the first input of the former, the cathode is connected to one end of the first resistor, the other end of which is connected to the second resistor and the capacitor with the ground second end, the other end of the second and the third diode, the cathode of the second diode is connected to one end of the third resistor and is the second input of the driver, the cathode of the third diode is connected to the other end of the third resistor and is the output of the driver

3. Устройство по пп, I и 2, отличающеес тем, что второй формирователь опорного напр жени , содержит два диода, стабилитрон, три резистора и крнденсатор, причем катод первого диода вл етс первым входом формировател , анод соединен с одним концом первого резистора, другой конец которого св заасо вторым резистором и конденсатором с заземленным вторым концом, другой конец второго резистора соединен с катодом второго диода и анодом стабилитрона , катод стабилитрона соединен с одним концом третьего резисто ра и вл етс вторым входом формировател , анод второго диода соединен с другим концом третьего резистор и вл етс выходом формировател .3. The device according to PP, I and 2, characterized in that the second voltage driver, contains two diodes, a Zener diode, three resistors and a clamper, the cathode of the first diode being the first input of the former, the anode is connected to one end of the first resistor, the other the end of which is connected by a second resistor and a capacitor with a grounded second end, the other end of the second resistor is connected to the cathode of the second diode and the anode of the zener diode, the cathode of the zener diode is connected to one end of the third resistor and is the second input ers, the anode of the second diode is connected to the other end of the third resistor and a shaper is output.

1one

Изобретение относитс к релейной защите и может быть использовано дл защиты сборных шин электростанций и подстанций, ошиновок силовых трансф .орматоров и автотрансформаторов, высоковольтных электродвигателей и синхронный компенсаторов.The invention relates to relay protection and can be used to protect busbars of power plants and substations, busbars of power transformers and autotransformers, high-voltage electric motors and synchronous compensators.

Известно устройство дл дифференциапьно-фазной защиты электроустановки , содержащее блок сравнени , пусковой и фазный органы, пороговые органы, ограничитель напр жени , блок гальванического разделени цепей , обладающее высокой чувствительностью и быстродействием ij. A device for differentiating-phase protection of an electrical installation is known, comprising a comparison unit, starting and phase organs, threshold organs, a voltage limiter, a galvanic separation circuit with high sensitivity and speed ij.

Однако дл надежности отстроенности от виещних коротких замыканий (КЗ) необходимо значительное увеличение угла блокировки в этом режиме , дл чего используетс признак возрастани напр жени на блоке сравнени до удвоенного значени порога ограничени напр жени и запоминание этого признака на несколько периодов (на случай его исчезновени при глубоких насыщени х трансформаторов тока (ТТ). Такой принцип исполнени защиты может привести к за держке в срабатывании пртт переходе внешнего КЗ во внутренне, а такжеHowever, to reliably remove all short circuits (short circuits), a significant increase in the blocking angle in this mode is needed, for which the sign of an increase in the voltage of the comparison unit up to twice the voltage limiting threshold and memorizing this feature for several periods is used (in case of its disappearance). deep current transformer (CT) saturations. Such a principle of protection performance may result in a delay in the operation of prpt transition of an external short circuit in the internal, as well as

33

к отказу защиты при определенных услови х внутренних КЗ со сдвинутыми по фазе токами.to failure of protection under certain conditions of internal short circuits with phase-shifted currents.

Известно также устройство дл дифференциально-фазной защиты сборных шин, содержащее датчики тока, включенные в каждое плечо защиты, многоплечевой диодный полумост, схему сравнени на резисторах .и стабилитронах , формирователи входных логических сигналов, блоки апрещёг ни и разрешени срабатывани . 0тстроенность этого устройства от ;внешних КЗ при глубоких насыщени х ТТ обеспечиваетс путем использовани признака идеальной трансформации ТТ до момента насыщени сердечника С 2.It is also known a device for differential-phase protection of busbars, containing current sensors included in each protection arm, a multi-shoulder diode half-bridge, a comparison circuit on resistors and zener diodes, input logic signal drivers, intercept signal blocks and actuation permission. The structure of this device is from; external short circuits at deep TT saturations is provided by using the sign of an ideal transformation of the TT until the moment of saturation of the core C 2.

Однако этот признак в устройстве может быть верно использован в большинстве случаев лишь в первом периоде переходного процесса, если он вл етс периодом первоначального насьШ1ени . Если ТТ работает в области средних индукций (в области характеристики намагничивани , расположенной непосредственно за ее перегибом ), возможна ложна выдача разрешающего на- срабатывание защиты сигнала при внешних КЗ. Кроме того, при глубоких насьщ1ени х ТТ напр жение на входе формировател логического сигнала может оказатьс недоста ,точным дл его запуска, и блокирующий сигнал не будет вырабатыватьс именно тогда, когда погрешность ТТ максимальна. Обеспечить гарантированную отстроенность защиты от .внешних КЗ в этом устройстве можно, заблоки;ровав логической частью защиту по информации от первого периода на такое врем , когда разностна фазова погрешность в самом неблагопри тном переходном процессе будет меньше угпа блокировки фазного органа. Однако lipH этом возможна задержка в срабатывании защиты при переходе внешнего КЗ во внутреннее или при внутреннем КЗ со сдвинутыми по фазе токами.However, this feature in the device can be correctly used in most cases only in the first period of the transition process, if it is the period of the initial end. If the CT operates in the field of medium inductions (in the field of the magnetization characteristic located immediately behind its bend), a false alarm may be issued to an on-triggered signal with external faults. In addition, with deep CTs, the voltage at the input of the logic driver may be insufficient, accurate to trigger it, and the blocking signal will not be generated exactly when the TT error is at its maximum. Ensuring guaranteed protection against external short circuits in this device can be ensured by blocking the information protection from the first period by a logical part for a time when the differential phase error in the most adverse transition will be less than the phase organ lock. However, lipH this may cause a delay in the operation of the protection when an external short circuit transitions into an internal one or with an internal short circuit with currents shifted in phase.

Известно также устройство защиты, содержащее датчик тока, включенные в каждое плечо защиты, многоплечевой диодный полумост, схему сравнени на резисторах и стабилитронах, фазный (реагирующий) и пусковой органы, два компаратора, блок дифференцировани , формирователь сигналов запрета, расширитель импульсовIt is also known a protection device containing a current sensor included in each protection arm, a multi-shoulder diode half-bridge, a comparison circuit on resistors and zener diodes, phase (reacting) and starting organs, two comparators, differentiation unit, prohibitor signal generator, pulse expander

414984414984

логические элементы, обладающие высоким уровнем отстроенности от внешних повреждений и высоким быстродействием - при внутренних. 5 Однако область использовани известного устройства ограничена объектами , номинальный ток которых незначительно отличаетс от номинальных токов ТТ присоединений, поскольку уровень запуска логической части устройства,, определ ющей отстроенность защиты от внешних КЗ, необходимо отстраивать от максимального сквозного тока в рабочем режиме. Наlogical elements with a high level of separation from external damage and high speed - with internal ones. 5 However, the use area of the known device is limited to objects whose rated current is slightly different from the rated current of the CT connections, since the trigger level of the logical part of the device, defining protection against external short circuits, must be tuned from the maximum through current in the operating mode. On

fS сборных шинах мощных ГЭС мощность подключенных генераторов может быть резк-о различной или в течение суток или в определенные времена года. При этом будет резко различным и уровеньfS busbars of powerful hydroelectric stations, the power of connected generators can be sharply different or during the day or at certain times of the year. In this case, the level will be sharply different.

20 токов внешних КЗ, который может в минимальном режиме работы станции оказатьс менее максимального сквозного тока в рабочем режиме. Это относитс и к сборным шинам мощных20 external short-circuit currents, which in the minimum operating mode of the station can be less than the maximum through current in the operating mode. This also applies to heavy duty busbars.

25 узловых подстанций, максимальный сквозной ток которых значительно отличаетс от номинальных токов ТТ присоединений. Кроме того, ус .тойчивость идентификации внешних25 node substations, the maximum through current of which differs significantly from the rated current TT connections. In addition, the usability. Identification of external

30 КЗ этим устройством в периодах, следующих за периодом первоначального насьш ени одного из ТТ, невысока. Таким образом, известное устройство на наиболее ответственных объектах30 short circuits by this device in the periods following the period of the initial end of one of the CT are low. Thus, the known device on the most critical objects

, энергосистем имеет недостаточный уровень надежности и устойчивости идентификации режимов внешних и внутренних КЗ в течение переходного процесса.The power system has an insufficient level of reliability and stability of identification of external and internal short-circuit modes during the transition process.

Q , Цель изобретени - повышение надежности работы устройства путем обеспечени устойчивого формиро-. вани блокирующего сигнала при внешних коротких замыкани х /КЗ/ и строй переориентации защиты приQ, The purpose of the invention is to improve the reliability of the device by providing a stable form. vanishing of the blocking signal during external short circuits of x / KZ / and the protection reorientation system for

переходе от внешнего КЗ во внутреннее .transition from external short circuit to internal.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл дифференJQ циальной защиты электроустановки, содержащее блок датчиков ток-, одни концы вторичных обмоток которых объедине1ш, а другие присоединены к.многоплечевому диодному полумо-This goal is achieved by the fact that in a device for differential protection of an electrical installation, which contains a block of current sensors, some of the ends of the secondary windings of which are combined, and others are connected to a multiple-circuit diode

JJ сту, катоды и аноды диодов которых объединены и подключены к дву: плечевой схеме сравнени со средней точкой, фазньш (реагирующий) орган.JJ stu, whose cathodes and anodes of the diodes are combined and connected to a two: humeral comparison circuit with a midpoint, phasing (responsive) organ.

соединенный с выходом схемы срав нени через выпр митель, пусковой орган, включенный последовательно с диффвр1внциальным сопротивлением нагрузки между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и средней точкой схемы сравнени , котора при этом заземлена, логический элемент И, первый и второй входы которого со.единены с выходом фазного и пускового органов, а выход - с входом выходного органа, два компаратора , причем неинвертирующий вход первого компаратора соединен с катодами , инвертирующий вход второго с анодами многоплечевого диодного полумоста, а их выходы вл ютс первым и вторым входами второго элемента И, расширитель импульсов, выход которого соединен с входом ннвертора .,, а выход последнего - с третьим входом первого элемента И, блок дифференцировани , вход которого соединен с незаземленным концом дифферен1 ,иального сопротивлени нагруз- ки,а выход вл етс входом формировател сигналов запрета, при этом формирователь сигналов,запрета содержит два компаратора, три диода, нагрузочный резистор, конденсатор и инвертор, причем вход формировател соединен с неинвертирующим входом первого и инвертирующим входом второго компаратора, инвертирующий вход первого компаратора соединен с плюсом источника питани , а неинвертирующий вход второго компаратора - с минусом, выходы компараторов подключены к анодам двух диодов, катоды которых объединены в общую точку с входом инвертора, одним концом нагрузочного резистора и конденсатора , другие концы которых заземлены, выход инвертора соединен с катодом третьего диода, анод которого вл етс выходом формировател сигналов запрета, -введены два формировател опорного напр жени , два элемента ИЛ третий элемент И и ждущий мультивибратор , при этом первый вход первого формировател опорного напр жени сдинен с катодами, а первый вход второго - с анодами многоплечевого диодного полумоста, их вторые входы соединены с первым и вторым выходами ждущего мультивибратора соответсвенно , выход первого формировател опорного напр жени соединен -с инвертирующим входом первого компаратора , а выход второго - с неинвертирующим входом второго компаратора выходы обоих компараторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого вл етс первым входом третьего элемента И, второй вход последнего соединен с третьим входом второго элемента И, выходом формировател сигнадов запрета и через резистор св зан с плюсом источника питани , третий вход третьего элемента И соединен с вторым выходом ждущего мультивибратора, а выход с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с чыходом второго элемента И и входом ждущего мультивибратора, а выход - с входом расширител импульсов .connected to the output of the comparison circuit via a rectifier, a triggering organ connected in series with a differential load resistance between the common point of the secondary windings of the current sensors and the middle point of the comparison circuit, which is also grounded, the logical element I, the first and second inputs of which are connected to the output of the phase and starting organs, and the output - with the input of the output organ, two comparators, the non-inverting input of the first comparator being connected to the cathodes, the inverting input of the second with the anodes of the multi-brace iodine half bridge, and their outputs are the first and second inputs of the second element AND, the pulse expander, the output of which is connected to the input of the inverter., and the output of the latter is connected to the third input of the first element AND, the differentiation unit, the input of which is connected to the unearthed end of the differential1, The output resistor is the input, and the output is the input of the inhibitor signal generator, while the inhibitor signal generator contains two comparators, three diodes, a load resistor, a capacitor and an inverter, and the input of the imager is connected with a non-inverting input of the first and an inverting input of the second comparator, the inverting input of the first comparator is connected to the power supply source plus, and the non-inverting input of the second comparator is negative, the outputs of the comparators are connected to the anodes of two diodes, the cathodes of which are combined into a common point with the input of the inverter, one end of the load a resistor and a capacitor, the other ends of which are grounded, the output of the inverter is connected to the cathode of the third diode, the anode of which is the output of the inhibitor signal generator, two pins are inserted the supporter of the reference voltage, the two elements of the IL, the third element AND and the waiting multivibrator, the first input of the first driver of the reference voltage is in contact with the cathodes, and the first input of the second is connected to the anodes of the multi-shoulder diode half-bridge, their second inputs are connected to the first and second outputs of the waiting multivibrator accordingly, the output of the first driver of the reference voltage is connected to the inverting input of the first comparator, and the output of the second to the non-inverting input of the second comparator the outputs of both comparators are connected the inputs of the first OR element, the output of which is the first input of the third element AND, the second input of the last element is connected to the third input of the second element AND, the output of the inhibitor signal generator and is connected via a resistor to the positive power source, the third input of the third element AND is connected to the second output waiting for the multivibrator, and the output with the first input of the second element OR, the second input of which is connected to the chopper of the second element AND and the input of the waiting multivibrator, and the output - to the input of the pulse extender.

Первый формирователь опорного напр жени содержит три диода, три резистора и конденсатор, причем ано первого диода вл етс первым входом формировател , катод соединен с одним концом первого резистору, другой конец которого св зан с вт.орым резистором и конденсатором с заземленным вторым концом, другой конец второго резистора соединен с, анодами второго и третьего диодов, катод второго диода соединен с одним концом третьего резистора и вл етс вторым входом формировател , катод третьего диода соединен с другим концом третьего резистора и вл етс выходом формировател .The first reference voltage driver contains three diodes, three resistors and a capacitor, with the first diode being the first input of the driver, the cathode connected to one end of the first resistor, the other end of which is connected to the second resistor and the capacitor to the grounded second end, the other the end of the second resistor is connected to the anodes of the second and third diodes, the cathode of the second diode is connected to one end of the third resistor and is the second input of the former, the cathode of the third diode is connected to the other end of the third resis ora and is output shaper.

Второй формирователь опорного напр жени аналогичен первому за исключением того, что первьй и третий диоды имеют обратную пол рность включени , а вместо второго диода используют стабилитрон.The second reference voltage driver is similar to the first one, except that the first and third diodes have a reverse polarity, and a zener diode is used instead of the second diode.

На фиг. 1 изображена структурна схема предлагаемого устройства дифференциальной защиты; на фиг. 2 эпюры работы устройства при внешнем КЗ; на фиг. 3 - эпюры работы устройства при внутреннем КЗ со сдвинутыми по фазе токами.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed differential protection device; in fig. 2 diagrams of the device operation with external short circuit; in fig. 3 - diagrams of operation of the device with an internal short-circuit with currents shifted in phase.

Устройство защиты используетс на сборных шинах 1, которые имеют несколько присоединений с линейными трансформаторами тока. Устройство защиты (фиг. 1) содержит б;гок 2 датчиков тока, одни концы вторичных обмоток которых об7 ди11ены. а друт-ир присоединены к многоп.печеч.му дигдному полумосту 3, катоды и аноды диодов которого объединены и подклю чены к двухплечевой схеме 4 сравнени со средней точкой. Реагирующий орган 5 соединен с выходом схемы 4 сравнени через вьтр митель 6. Пусковой орган 7 включен между общей т кой вторичных обмоток, датчиком тока и средней точкой схемы 4 сравнеци . Логический элемент И1 8, первы и второй входы которого соединены с выходами реагирующего 5 и пускового 7 органов, подключен к входу выходного органа 9. Дифференциальное сопротивление 10 нагрузки включено последовательно с пусковым органом 7 между общей точкой вторичных обмо ток датчиков тока и средней точкой схемы 4 сравнени , причем средн : точка схемы 4 сравнени соединена с одним, концом дифференциального сопротивлени 10 нагрузки и заземле на. Неинвертирующий вход первого i компаратора I1 соединен с катодами, а инвертирующий вход второго компаратора 12 - с анодами многоплечевог диодного полумоста 3, причем инвертирующий вход первого компаратора I и неинвертирующий вход второго компаратора 12 вл ютс их управл ющими входами. Два входа второго элемента И2 13 соединены с выходами компараторов 11 и 12. Вход блока 14 дифференцировани соединен с незаземпенным концом.диф ференциального .сопротивлени 10, а выход - с входом формировател 15 сигналов запрета. Вход последнего соединен с неинвертирующим входом компаратора 16 и инвертирующим входом компаратора 17, причем, инвертирующий вход компаратора 16 соединен с плюсом источника питани , а неинвертирующий вход компаратора 17-с минусом. Выход компаратора юдключен -к аноду диода 18, а выход компаратора 17 - к аноду диода 19, катоды диодов 18 и 19 объединены в общую точку с входом инвертора 20, одним концом нагрузочного резистора 21 и конденсатора 22, другие концы которых заземлены. Выход инвертора j20 соединен .с катодом диода 23, ано которого вл етс выходом формирова тел 15 сигналов запрета. Первый вгход первого формировател 24 опорного напр жени соединен с катодами а первый вход второго формировател 25 - с анодами многоплечевого диодного полумоста 3. Вторые входы формирователей 24 и 25 соединены с первым и вторым выходом ждущего мультивибратора 26 соответственно. Выход первого формировател 24 опорного напр жени соединен с инвартируюпщм входом первого компаратора 11, выход второго формировател 25 - с неинвертирующим входом второго компаратора 12.. Выходы компараторов I 1 и 12 соединены с входами первого элемента ИЛИ 27, выход которого вл етс первым входом третьего элемента ИЗ 28. В.торой вход третьего элемента ИЗ 28 соединен с третьин ;... входом второго элемента И2 13, выходом формировател 15 сигналов запрета и через резистор 29 - с плюсом источника питани , Третий вход третьего элемента ИЗ 28 соединен с вторым выходом ждущего мультивибратора 26, а выход - с первым входом второго элемента ШШ 30, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И2 13 и входом ждущего мультивибратора 26, а выход с входом расширител 31 импульсов. Выход, последнего св зан с входом инвертора 32, выход которого вл етс третьим входом первого логического элемента И1 8. Первым входом первого фop rapoвaтeл оперного на- пр жени 24 вл етс анод первого даода 33, катод которого соединен с одним концом первого резистора 34, другой конец которого св зан с вторым резистором 35 и конденсатором 36с заземленным вторым концом. Другой конец второго резистора 35 соединен с анодами второго 37 и третьего 38 диодов. Катод второго диода 37соединен с одним концом третьего резистора 39 и вл етс вторым входом формировател 24. Катод третьего диода 38 соединен с другим концом третьего резистора 39 и i;вл eтc выходом формировател 24. Второй формирователь опорного напр жени 25 аналогичен первому формирователю 24 за исключением того, что пеузый его диод 40 и третий диод 41 имеют обратную пол рность включени , а вместо второго диода используетс стабиитрон 42. Назначение первого 43, второго 44, Третьего 45 резисоров конденсатора 46 также аналогичо соответствующим резисторам 34,The protection device is used on busbars 1, which have several connections with linear current transformers. The protection device (Fig. 1) contains b; hok 2 current sensors, one ends of the secondary windings of which are about 7.11. and the Drute-Ir is connected to a multi-furnace printing digital half-bridge 3, the cathodes and anodes of the diodes of which are combined and connected to a double-arm circuit 4 with a midpoint. The reacting organ 5 is connected to the output of the comparison circuit 4 via the coupler 6. The starting organ 7 is connected between the common secondary windings, the current sensor and the midpoint of the circuit 4 comparison. Logic element I1 8, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the reacting 5 and starting 7 bodies, is connected to the input of the output body 9. Differential load resistance 10 is connected in series with the starting body 7 between the common point of the secondary current sensor current and the midpoint of the circuit 4 Comparison, moreover: the point of the comparison circuit 4 is connected to one, the end of the differential resistance 10 of the load and the ground on. The non-inverting input of the first i comparator I1 is connected to the cathodes, and the inverting input of the second comparator 12 is connected to the anodes of the multi-shoulder diode half-bridge 3, and the inverting input of the first comparator I and the non-inverting input of the second comparator 12 are their control inputs. The two inputs of the second element I2 13 are connected to the outputs of the comparators 11 and 12. The input of the differentiation unit 14 is connected to a non-specific differential differential resistor 10, and the output to the input of the inhibitor 15. The input of the latter is connected to the non-inverting input of the comparator 16 and the inverting input of the comparator 17, moreover, the inverting input of the comparator 16 is connected to the plus of the power source, and the non-inverting input of the comparator is 17-minus. The output of the comparator is connected to the anode of the diode 18, and the output of the comparator 17 is connected to the anode of the diode 19, the cathodes of the diodes 18 and 19 are combined at a common point with the input of the inverter 20, one end of the load resistor 21 and the capacitor 22, the other ends of which are grounded. The output of the j20 inverter is connected to the cathode of the diode 23, ano which is the output of the inhibiting signal body 15. The first input of the first driver 24 of the reference voltage is connected to the cathodes, and the first input of the second driver 25 is connected with the anodes of the multi-shoulder diode half bridge 3. The second inputs of the driver 24 and 25 are connected to the first and second outputs of the waiting multivibrator 26, respectively. The output of the first driver 24 of the reference voltage is connected to the input terminal of the first comparator 11, the output of the second driver 25 is connected to the non-inverting input of the second comparator 12. The outputs of the comparator I 1 and 12 are connected to the inputs of the first element OR 27, the output of which is the first input of the third element FROM 28. The second input of the third element FROM 28 is connected to a third; ... the input of the second element I2 13, the output of the driver 15 of the inhibit signals and through a resistor 29 to the positive power source, the third input of the third element FROM 28 is connected to torym output monostable multivibrator 26, while the output - to the first input of the second element Hilti 30, a second input coupled to an output of the second member 13 and the input I2 monostable multivibrator 26 and the output to the input of the dilator 31 pulses. The output last connected to the input of the inverter 32, the output of which is the third input of the first logic element I1 8. The first input of the first drive voltage generator 24 is the anode of the first daod 33, the cathode of which is connected to one end of the first resistor 34, the other end of which is connected to the second resistor 35 and the capacitor 36 with the grounded second end. The other end of the second resistor 35 is connected to the anodes of the second 37 and third 38 diodes. The cathode of the second diode 37 is connected to one end of the third resistor 39 and is the second input of the driver 24. The cathode of the third diode 38 is connected to the other end of the third resistor 39 and i; it is the output of the driver 24. The second driver of the reference voltage 25 is similar to the first driver 24 except that its peioid diode 40 and the third diode 41 have the reverse polarity of switching on, and instead of the second diode, stabilitron 42 is used. The purpose of the first 43, second 44, Third 45 resistor of the capacitor 46 is also analogous to the corresponding p ican 34

35, 39 и конденсатору 36 первого формировател 24 опорного напр жени .35, 39 and the capacitor 36 of the first driver 24 of the reference voltage.

Устройство работает следующим оразом .The device works as follows.

Сигналы от блока 2 датчиков тока раздел ютс по знаку полупериода с помощью многоплечевого диодного полумоста 3 и поступают на вход схемы 4 сравнени , где ограничиваютс по амплитуде до величины напр жени стабилизации стабилитронов. При это по пусковому органу 7 и сопротивлению 10 протекает дифференциальный ток, а с выхода схемы 4 сравнени снимаетс напр жение, пропорциональное длительности несовпадени огра- HH4eHiftix по амплитуде сигналов с ее плеч токах, более тока стабилизации , при токах же менее стабилизации - пропорциональное дифференциальному току. Защита срабатывает , если срабатывает реагирующий 5. И пусковой 7 органы и на третьем входе логического элемента И1 8 будет при этом сигнал высокого уровн . Врем срабатывани защиты состал ет 3-4 мс и определ етс углом блокировки реагирующего органа 5.The signals from the current sensor unit 2 are separated by a half-period sign using a multi-shoulder diode half-bridge 3 and fed to the input of the comparison circuit 4, where they are limited in amplitude to the value of the stabilization voltage of the zener diodes. In this case, starting current 7 and resistance 10 differential current flows, and the output of circuit 4 compares the voltage proportional to the duration of the mismatch of the signals HH4eHiftix in amplitude of signals from its shoulders, more current stabilization, at current less stabilization proportional to the differential current . The protection is triggered if the reacting 5 is triggered. And the start-up 7 organs and at the third input of the logic element I1 8 there will be a high level signal. The protection response time is 3-4 ms and is determined by the blocking angle of the reacting body 5.

II

Описанна часть схемы не можетThe described part of the scheme cannot

обеспечить необходимый уровень отстроенности от внешних КЗ при указанном быстродействии, поскольку фазовые погрешности ТТ (или да тчика тока) в переходных режимах могут превышать 200, а угол блокировки из услови работоспособности при внутренних КЗ со сдвинутыми по фазе токами целесообразно иметь не более 60-70. Кроме того, уровень тока стабилизации (переход в фазный режим работы) в защите сборных шин, питающих мощную нагрузку с большой додей асинхронных двигателей , может оказатьс достаточно высоким по условию отстройки от вытекающего тока нагрузки при внутреннем несимметричном КЗ на землю. Этот уровень може;т оказатьс выше минимальных токов КЗ 5 способных вызвать достаточно т желый переходный процесс , когда защита работает как дифференциальна . Поэтому, как и в известном устройстве, в заиште предусматриваетс логическа часть, принцип действи которой основан на следующих свойствах переходногоIt is advisable to have no more than 60-70 from the working condition for internal short circuits with phase-shifted currents to provide the required level of separation from external short-circuits at the specified speed, since the phase errors of the CT (or current sensor) in transient conditions exceed 200. In addition, the level of stabilization current (transition to phase operation) in the protection of busbars supplying a powerful load from a large induction motor asynchronous motors can be quite high due to the condition of detuning from the flowing load current with an internal asymmetrical short-circuit to earth. This level may turn out to be higher than the minimum short-circuit currents 5 capable of causing a rather heavy transient process when the protection operates as differential. Therefore, as in the known device, the logical part provides for a logical part, the principle of which is based on the following properties

процесса в ТТ при преимущественно активной нагрузке.process in the TT at a predominantly resistive load.

В переходном процессе даже при самых неблагопри тных услови х ТТ входит в насыщение не сразу, а спуст определенное врем , в течение которого трансформаци тока осуществл етс практически без погрешносг ти. Таким образом, при внешнем КЗ .по вление тока, небаланса, равного току намагничивани насытившегос ТТ, будет во времени отставать от момента по влени напр жени на схеме 4 сравнени . Однако при последующих за первым периодах такой характер переходного процесса возможен лишь при глубоких. насьш ени х ТТ и активной нагрузке, близкой по величине предельной (переходной процесс первого рода). При ЭТОМ ТТ в каждо.й Положительной полуволне (совпадающей по знаку с апериодической слагающей ) входит в насыщение, а в от-; рицательной - выходит, и трансформаци вновь происходит без погрешности В большинстве случаев нагрузка ТТ и ток КЗ значительно меньше предельных , что при больших посто нных времени первичной сети может также обусловить насыщение ТТ, однако характе этого процесса (назовем его процессом второго рода) будет иным. При этом в периодах, следующих за периодом первоначального насьпцени , ТТ в течение нескольких периодов не выходит из насыщени , мгновенное значение тока намагничивани (ток небаланса ) не равно нулю в начале положительных полуволн первичного тока, ток небаланса носит, как правило, однопол рный характер. Однако при переходном процессе первого рода в одном плече защиты и переходном процессе второго рода в другом возможен и разнопол рный ток небаланса.In the transition process, even under the most unfavorable conditions, the TT does not immediately become saturated, but after a certain time, during which the current is transformed almost without error. Thus, when an external short circuit occurs, the current unbalance equal to the magnetizing current of the saturated TT will lag in time from the time the voltage appears in the comparison circuit 4. However, during subsequent periods of the first such a nature of the transition process is possible only with deep. all TT x and resistive load, close in magnitude limit (transient process of the first kind). At THIS, the TT in each Positive half-wave (coinciding in sign with the aperiodic component) enters saturation, and in -; negative — it goes out and the transformation occurs again without error In most cases, the load of the CT and the short-circuit current is much less than the limit, which with large constant times of the primary network can also cause the TT to saturate, but the nature of this process (let's call it the second kind of process) will be different. At the same time, in the periods following the initial Nascene period, the TT for several periods does not go out of saturation, the instantaneous value of the magnetization current (unbalance current) is not zero at the beginning of the positive half-waves of the primary current, the unbalance current is usually unipolar. However, in the case of a transient process of the first kind in one arm of protection and a transient process of the second kind in the other, a different polarity unbalance current is possible.

Идентификаци режима.в периодах, последующих за периодом первоначального насыщени , осложн етс в перBjOM роде переходного процесса, вопервых , значительным умёньпгением времени идеальной трансформации вследствие быстрого насыщени ТТ одного плеча защиты и, во-вторых, снижением напр жени на схеме сравнени менее порога запуска логической части . При втором роде переходного процесса , кроме того, в начале полуволн дифференциальный ток не равен нулю. т.е. отсутствует идеальна трансформаци даже на ограниченном интер вале времени. Воссталовление бестоковых пауз в устройстве достигаетс путем дифференцировани тока небаланса . Поставленна цель достигаетс путем повышени устойчивости идентификации режимов внешних и внутрен них КЗ в переходных процессах. Учитыва свойства переходного пр цесса в ТТ, в первом периоде при внешнем КЗ фиксируют несовпадение производной дифференциальной тока и напр жений на плечах схемы сравнени в интервале времени, когда последние совпадают между собой. Чтобы не было необходимости запоминать этот признак на весь переходный процесс, порог запуска логической части в последующих периодах при внешнем КЗ необходимо снизить . С целью повышени устойчивости идентификации режима внешнего КЗ в периодах, следующих после периода первоначального насьш1ени одного из ТТ, начина со второго пе:риода и до конца переходного проi цесса фиксируетс несовпадение про- :изводной дифференциального тока с первым по вившимс из напр жений сх мы сравнени . Кроме того, дл повышени устойчивости идентификации ре жимов внешних и внутренних КЗ в nep ходных процессах при защите шин узловых подстанций и ГЭС, порог ее за пуска зависит от амплитудного значени рабочего тока предаварийного режима, так как максимум мгновенного значени тока КЗ отличаетс от последнего как минимум в 1,5-2 раза и имеет место в первом периоде переходного процесса. Поскольку рабочий ток на шинах,мощных узловых под станций и ГЭС как правило не измен етс скачком в 1,5-2 раза за врем одного периода (исключа пуски сверхмощных электродвигателей, при которых, однако, возникают переходные процессы, аналогичные КЗ), запуск логической части схемы в рабочих режимах производитьс не будет, если плавно измен ющийс порог запуска по положительным полуволнам напр жени на плечах схемы 4 срав|Нени (и ) и отрицательным (U, ) будет превьшать максимум мгновенного значени предшествующего тока . нагрузки в Kfi l,5-2,0 раза. При внутренних КЗ напр жени на плечах схемы сравнени U и U либо не совпадают, либо производтп от дифференциального тока i d . совпадает с напр жени ми U и U на интервале совпадени последних. В предлагаемом устройстве, как и в известном, при внутреннем КЗ и наличии вытекающего тока нагрузки с взаимным углом, близким к 180 , на пр жени и° и и совпадают, при этом id принимает нулевые значени в интервале этого совпадени , что может быть восприн то устройством как признак внешнего КЗ, если величина вытекающего тока нагрузки превышает уровень запуска логической части. Дл устранени возможных действий устройства в таких режимах вводитс задержка на возврат измерительного органа, фиксирующего величину lidb Алгоритм работы логической части схемы можно описать следуюпщм образом . 1. По напр жени м плеч схемы сравнени U и U задаетс пеоеменный пороговый уровень Uyy , плавно отслеживающий амплитудные их значени и с запасом, превьш1ающим их. При быстром (в течение одного периода ) возрастании напр жений U и U более, чем в Кр раз по этим напр - , жени м на переменном уровне Uyy и U формируютс хот бы один раз в течение периода логические сигналы и$(и). 2.Из выпр мленных сигналов производной от дифференциального тока на определенном уровне (idy) формируютс логические сигналы (id), которые удлин ютс на врем t. 3.При совпадении логических сигналов и° и .и и отсутствии при этом логического сигнала lid|, удлиненного на t, формируетс сигнал Запрет , при этом сигнал Запрет удлин етс примерно на 25 мс и блокирует защиту; запускаетс элемент пам ти, который на врем существовани переходного процесса снижает уровень формировани логических сигналов до и и .Из входных си1иалов U и U в течение всего переходного процесса (после фиксации внешнего КЗ) форми;i3 . 1 руготс логические сигналы U° и U на более низком уровне, не завис щем от амплитуды входных сигналов. Сигна лы Запрет в последующих после первого периодах формируютс при отсутствии логического сигнала lidf: в по влени первого из сигналов момент И или Логическа функци Запрет R, соответствующа описанному алгоритму , может быть выражена следующим образом; R-CU AujAlidl D vjC(UvAUvAhdi-D)n A {UHVUH)A|7d|-D jJ, где D - оператор задержки логического сигнала на величину t ; П - оператор пам ти. При этом формирователи 24 и 25 опорного напр сени (фиг. 1) реализуют следующие требовани : при плавных и незначительных изменени х вход ного напр жени U и U (менее, чем в Кп ра;з) пороговое напр жение ,. ., . Uyy(U ) должно с запасом превышать входное, а при быстром (в течение .од ного периода) увеличении входного сигнала в Кр раз к моменту поступле ни максимума при наиболее неблагоI при тных углах включени амплитуда входного сигнала должна достигать величины порогового напр жени (vy); после вьщачи сигнала прет пороговое напр жение должно снизитьс до минимального уровн и ну и не зависеть от величины входного сигнала; закон изменени порогового напр жени должен восстанавливатьс после истечени вьщержки бремени С,, задаваемой элементом пам ти, с учетом возможного возрастани токов нагрузки в послеаварий ном режиме. Компараторы 11 и 12 (фиг. 1) пре назначены дл формировани логичес и и и или к;их сигналов зависимости от уровн опорного напр жени . Формирователи опорных напр жений.ФОН 1-24 и ФОН2-25 измен ют уровень опорного Напр жени и.уу в зависимости от интенсивности входных сигналов u(U): если начал ное опорное напр жение } меньше и (и), то ФОН 1-24 и ФОН2-25 стре8 м тс увеличить Ц,. до U(U ). Чтобы в рабочем режиме логическа часть не запускалась, на рабочий вход компараторов 11 и 12 подаетс только часть напр жени U° и U соответственно . При зтом изменение U,g во времени происходит таким образом, что при возрастании амплитуды последующей полуволны U°(U ) по сравнению7С предьщущей менев, чем в Kf, раз, величина превышает и° и uj и (1г) и логические сигналы не формируютс . При внешнем КЗ (фиг. 2) компараторы 11 и 12 срабатывают одновременно , поскольку в первом периоде (или части периода) ТТ еще не насыщены и ток в дифференциальной цепи отсутствует. Логические сигналы lidl формируютс при помощи дифференциатора- 14 и двух компараторов 16 и 17 на заданном уровне idy. Удлинение и инвертирова ше сигналов Ii d I производитс при помощи конденсатора 22 и инвертора 20, На диодах 18 и. 19 собрана схема ИЛИ. Поскольку в начальной части переходного процесса сигналы (i d) отсут .,....,.. ствуют, на всех трех входах элемента И 13 будут потенциалы высокого уровн . с выхода элемента И 13 сигнал подаетс на вход ждущего мультивибратора 26у выполн ющего функции элемента пам ти, и через элемент ИЛИ2 30 - на вход расширител 31 импульсов, где он удлин етс до 25мс, инвертируетс (инвертор 33) и в виде непрерывного сигнала низкого уровн поступает на третий вход элемента И 8,блокиру срабатывание защиты. Ждущнй мультивибратор 26формирует импульсы длительностью tn, гарантирующей затухание переходных токов небаланса. При этом с его первого выхода на второй вход первого формировател 24 опорного напр жени подаетс логический сигнал низкого уровн , а с второго выхода на второй вход второго формировател 25 - сигнал высокого уровн , благодар чему формирователи 24 и 25 снижают уровень опорного напр жени до минимально . необходимого () по услови м устойчивого запуска компараторов 11 и 12 при глубоких насыщени х ТТ. Таким образом., с момента по влени первого логического импульса R на выходе элемента И2 13 в течение всего переходного процесса вызывающего насьщение ТТ, формирование логических импульсов по напр жению с плеч схемы 4 сравнени производитс на сниженном уровне. Поскольку в конце отрицательной полуволны производна от тока небаланса невелика, логические сигналы 11d| к началу положительной полуволны вто рого и последующих периодов изчеза ют. При этом необходимо, чтобы задержка сигнала | i d| на врем t. не приводила бы к осуществованию послед него в .начале следующей положительной полуволны. . При втором роде переходного процесса в ТТ передний фронт вторичного тока насыщенного ТТ отстает от перед него фронта ненасыщенного (до 2,5 мс поэтому момент совпадени напр жени на плечах схемы сравнени в нача ле положительных полуволн после насы щени одного из ТТ практически совпадает с по влением небаланса в дифф ренциальной цепи ((idl). Это привело бы к сн тию блокирующих сигналов логической части. Поэтому в последующих полуволнах после определени факта внешнего КЗ в первой полуволне устройство мен ет алгоритм работы дл формировани импульсов R уже достаточно наличие логических сигналов и или и на выходах компараторов 11 и 12 и соответственно отсутствие ( Id) .с выхода формировател сигнапов запрета 15 (фиг. 2). Указанный алгоритм реализуетс при помощи схе-г мы ИЛИ1 27, ИЗ 28 и .:вступает в действие лишь после срабатывани ждущего мультивибратора 26, т.е. после по влени логической единицы на третьем входе элемента ИЗ 28. - В режиме внутреннего КЗ с односторонним питанием плечи схемы сравнени током обтекаютс поочередно, поэтому совпадени сигналов U и Uy на входах элемента И2 I3 не будет, логическа функци R не сформируетс В режиме внутреннего КЗ с двухсто ронним питанием о сдвинутыми по фазе токами (фиг. 3) в течение некоторого времени возможно совпадение сигналов и и и на входах элемента И2 13, однако при этом не равен нулю сигнал U d| и функци R попрежнему равна нулю. При внутреннем КЗ и наличии вытекающего тока нагрузки с взаимным уг1 18 близким к 180°, превышающим уровень формировани сигналов U и будет совпадение сигналов на двух входах элемента И 13 при наличии сигнала |i dI. Однако если взаимный угол близок к 180°, то i3 момент совпадени сигналов U° и U сигнал I i d| может отсутствовать в течение некоторого времени. Дл перекрыти последнего введена задержка на возврат lidf на врем t, Длительность которой в расчетном случае должна быть достаточной, чтобы на выходе HHBepfopa 20 посто нно был логический нзшь. Таким образом, описанный алгоритм работы защиты обеспечивает высокую устойчивость идентификации внешних . и внутренних КЗ как в первом периоде переходного процесса, так и в каждом последующем, включа периоды максимального намагничивани одного из ТТ, что. обеспечивает высокую отстроенность защиты от внешних КЗ при сохранении высокого быстродействи - при внутренних, в том числе при переходе внешнего КЗ во внутреннее . Использование измен емого порога запуска логической части устройства в зависимости от тока предшествующего режима, его резкое снижение в последующих после первого периодах переходного процесса при одновременном изменении алгоритма формировани сигналов Запрет обеспечивают достижение поставленной цели. По сравнению с базовым объектом, за который прин та начавша . выпускатьс промышленностью дифференциальна зaщIiтa шин с торможением (ДЭШТ), предлагаемое устройство защиты обладает лучшей отстроенностью от внешних КЗ и быстродействием при внутренних КЗ. Устройство обладает высокой отстроенностью при внешних КЗ, сопровождающихс наиболее неблагопри тными переходными процессами в цеп х защиты. При этом отстроенность устройства не снижаетс при использовании его дл защиты двойНОИ системы сборных шин, а также сборных шип мощных узловых подстанций или ГЭС, к.-ксималькый сквозной ток которых значительно отличаетс от номинальных токов ТТ. Быстродействие же защиты не снижаетс как при наличии апериоднчоскоГ слагающей в токе КЗ, так и сдвинутых по фазе токах или вытекающих из места повреждени токов нагрузки и составл ет 4-5 мс, если длительиость первой полуволны тока КЗ на уровне тока срабатывани устройства соответствует углу блокировки фазного органаIdentification of the mode. In the periods following the initial saturation period is complicated in the first type of transient process, firstly, by a significant decrease in ideal transformation time due to the fast TT saturation of one arm of protection and, secondly, by reducing the voltage on the comparison circuit less than the trigger threshold parts. In the second kind of transient, in addition, at the beginning of the half-wave differential current is not zero. those. there is no perfect transformation even on a limited time interval. Restoring the dead time in the device is achieved by differentiating the unbalance current. The goal is achieved by increasing the stability of the identification of external and internal short-circuit modes in transient processes. Taking into account the properties of the transient process in the CT, in the first period with an external short-circuit, the mismatch between the derivative of the differential current and the voltages on the arms of the comparison circuit is recorded in the time interval when the latter coincide with each other. In order to avoid the need to memorize this feature throughout the entire transition process, the trigger threshold of the logical part in subsequent periods with an external short circuit must be reduced. In order to increase the stability of the identification of the external short-circuit mode in the periods following the initial period of one of the TTs, starting from the second period and until the end of the transition process, a mismatch between the derivative of the differential current and the first one of the comparison voltage is fixed. . In addition, in order to increase the stability of identification of external and internal short circuit modes in nep current processes while protecting buses of hub substations and hydroelectric power stations, the threshold for starting them depends on the amplitude value of the operating current of the pre-fault mode, since the maximum instantaneous value of the short-circuit current differs from the latter by at least 1.5-2 times and takes place in the first period of the transition process. Since the operating current on buses, high-power node stations and hydroelectric power stations, as a rule, does not change abruptly by 1.5–2 times during a single period (excluding starts of high-power electric motors, at which, however, transients similar to short-circuit occur) parts of the circuit in operating modes will not be produced if the smoothly varying trigger threshold for the positive half-waves of the voltage on the shoulders of circuit 4 compare | Neney (and) and negative (U,) exceeds the maximum instantaneous value of the preceding current. load in Kfi l, 5-2.0 times. With internal short circuits, the voltage on the arms of the comparison circuit U and U either do not coincide or is derived from the differential current i d. coincides with the voltage U and U on the interval of the latter. In the proposed device, as in the well-known, with an internal short circuit and the presence of a flowing load current with a mutual angle close to 180, at the yarn and ° and and the same, the id takes zero values in the interval of this coincidence, which can be perceived device as a sign of external short-circuit, if the magnitude of the flowing load current exceeds the trigger level of the logical part. To eliminate the possible actions of the device in such modes, a delay is introduced for the return of the measuring organ, which fixes the lidb value. The algorithm of the logical part of the circuit can be described as follows. 1. On the voltage of the shoulders of the comparison circuit U and U, the warp threshold Uyy is set, which smoothly tracks their amplitude values and with a margin that exceeds them. With a rapid (within one period) increase of the voltages U and U by more than Kp times along these stresses, the charges at the variable level Uyy and U are formed at least once during the period logical signals and $ (and). 2. From the rectified signals derived from the differential current at a certain level (idy) logical signals (id) are formed, which are extended by a time t. 3. When the logical signals and ° and i coincide, and the logical signal lid | is not extended by t, the prohibiton signal is generated, and the prohibiton signal is extended by about 25 ms and blocks protection; a memory element is triggered, which, for the duration of the transition process, reduces the level of formation of logical signals to and from the input signals U and U during the entire transition process (after fixing the external short-circuit) to form; i3. 1 Routine logic signals U ° and U are at a lower level, independent of the amplitude of the input signals. Signals The prohibition in the subsequent after the first periods are formed in the absence of a logical signal lidf: in the appearance of the first signal, the moment I or the Log function The prohibition R corresponding to the described algorithm can be expressed as follows; R-CU AujAlidl D vjC (UvAUvAhdi-D) n A {UHVUH) A | 7d | -D jJ, where D is the operator of the delay of the logical signal by the value of t; P - memory operator. In this case, the formers 24 and 25 of the reference voltage (Fig. 1) fulfill the following requirements: with smooth and insignificant changes in the input voltage U and U (less than Kp; h) the threshold voltage,. .,. Uyy (U) should exceed the input by a margin, and with a fast (over one period) input signal increase by Kp times by the time of maximum arrival at the most adverse switching angles, the input signal amplitude should reach the threshold voltage (vy ); after the signal has been transmitted, the threshold voltage should be reduced to the minimum level and, well, not dependent on the size of the input signal; The law of variation of the threshold voltage should be restored after the discharge of the burden C, specified by the memory element, with due regard to the possible increase in load currents in the post-accident mode. Comparators 11 and 12 (Fig. 1) are assigned to form a logic and and or or to; their signals depending on the level of the reference voltage. Formers of reference voltages. BACKGROUND 1-24 and BACKGROUND 2-25 change the level of the reference BUT and UY depending on the intensity of the input signals u (U): if the starting reference voltage is less and (and), then BACKGROUND 1- 24 and FON2-25 stre8 mts increase C ,. to U (U). In order not to start up the logical part, the working input of the comparators 11 and 12 is supplied with only a part of the voltage U ° and U, respectively. In this case, the change in U, g in time occurs in such a way that with an increase in the amplitude of the subsequent half-wave U ° (U) compared to 7C, which changes by less than Kf, the magnitude exceeds both ° and uj and (1g) and no logical signals are generated. With an external short circuit (Fig. 2), the comparators 11 and 12 operate simultaneously, since in the first period (or part of the period) the CTs are not yet saturated and there is no current in the differential circuit. The lidl logic signals are generated using a differentiator 14 and two comparators 16 and 17 at a given level idy. The elongation and inversion of the signals Ii d I is performed using a capacitor 22 and an inverter 20, On the diodes 18 and. 19 assembled scheme OR. Since the signals (i d) are absent in the initial part of the transient process, ...., .. exist, all three inputs of the And 13 element will have high level potentials. From the output of element 13, the signal is fed to the input of a standby multivibrator 26u performing the function of the memory element, and through the element OR2 30 to the input of the pulse expander 31, where it is extended to 25ms, inverted (inverter 33) and as a continuous low level signal enters the third input element And 8, blocking the protection operation. The waiting multivibrator 26 generates pulses with a duration tn that guarantee the attenuation of transient unbalance currents. In this case, from its first output to the second input of the first driver 24 of the reference voltage, a logic signal of a low level is supplied, and from the second output to the second input of the second driver 25 a high level signal, whereby the drivers 24 and 25 reduce the level of the reference voltage to a minimum. the necessary () under the conditions of the stable launch of the comparators 11 and 12 at deep saturations of the TT. Thus, since the appearance of the first logical pulse R at the output of the element I2 13 during the entire transient process causing the saturation of the TT, the formation of logical pulses from the arms of the comparison circuit 4 is produced at a reduced level. Since at the end of the negative half-wave the derivative of the unbalance current is small, the logical signals 11d | by the beginning of the positive half-wave of the second and subsequent periods, they disappear. It is necessary that the signal delay | i d | at time t. would not lead to the realization of the latter at the beginning of the next positive half-wave. . In the second kind of transient in the TT, the leading edge of the secondary current of the saturated TT lags behind the front of the unsaturated front (up to 2.5 ms, therefore, the moment of coincidence of the voltage on the arms of the comparison circuit at the beginning of the positive half-waves after saturation of one of the TTs almost coincides with the appearance of unbalance in the differential circuit ((idl). This would lead to the removal of the blocking signals of the logical part. Therefore, in the subsequent half-waves, after determining the fact of an external short-circuit in the first half-wave, the device changes the operation algorithm for the Ani pulses R already have enough logical signals and or or at the outputs of comparators 11 and 12 and, accordingly, the absence (Id) from the output of the inhibitor signal generator 15 (Fig. 2). The indicated algorithm is implemented with the help of the scheme OR1 27, FROM 28 i.: it comes into effect only after the standby multivibrator 26 is triggered, i.e. after the logical unit appears at the third input of the item IZ 28. - In the internal short circuit mode with one-sided power, the comparison circuit current flows alternately, therefore the coincidences of the signals U and Uy element inputs I2 I3 will not, the logical function R will not be formed. In the internal short-circuit mode with two-hundred-hour power supply with currents shifted in phase (Fig. 3) for some time it is possible that the signals and and and at the inputs of the I2 13 element coincide, but the signal U d | and the function R is still zero. With an internal short circuit and the presence of a flowing load current with a mutual angle of 18 close to 180 °, exceeding the level of formation of the signals U, there will be a coincidence of the signals at the two inputs of the element I 13 in the presence of the signal | i dI. However, if the mutual angle is close to 180 °, then i3 is the instant of coincidence of the signals U ° and U signal I i d | may be absent for some time. To block the latter, a delay for the return of lidf for the time t is introduced, the duration of which in the design case should be sufficient for the output of HHBepfopa 20 to always be logical. Thus, the described algorithm of the protection operation ensures high stability of identification of external ones. and internal short-circuit both in the first period of the transition process and in each subsequent one, including periods of maximum magnetization of one of the CTs, which. provides high build-up of protection from external short-circuit while maintaining high speed - with internal, including the transition of external short-circuit to internal. Using the variable trigger threshold of the logical part of the device depending on the current of the previous mode, its sharp decrease in subsequent transient periods after the first while changing the algorithm of the Formation of Signals algorithm ensures the achievement of the goal. Compared with the base object, for which the prince started. manufactured by the industry differential brake tires with braking (DEST), the proposed protection device has the best build-up from external short-circuit and speed with internal short-circuit. The device has a high build-up in case of external short circuits accompanied by the most adverse transition processes in the protection circuit. At the same time, the build-up of the device is not reduced when it is used to protect the double-sided busbar system, as well as prefabricated studs of powerful hub substations or hydroelectric power stations, the k.-maximal through current of which differs significantly from the rated current TT. The speed of protection does not decrease either in the presence of an aperiodic component of the short-circuit component and phase-shifted currents or load currents flowing from the damage site and is 4-5 ms, if the duration of the first half-wave of the short-circuit current at the device actuation current level corresponds to the blocking phase angle body

60-65 . ,Ток срабатывани устройства защиты, если не предусматриваютс специальные блокировки от обрыва токовых цепей, составл ет 1,21 ,3 номинального тока наиболее мощного присоединени .60-65. The tripping current of the protection device, if special interlocks are not provided to break current circuits, is 1.21, 3 times the rated current of the most powerful connection.

icmicm

-- /id- / id

UK3UK3

V63V63

-ts-ts

VKLVKL

П ПA

ПГPG

гg

Claims

1. DEVICE FOR DIFFERENTIAL PROTECTION OF ELECTRICAL INSTALLATION, containing a block of current sensors, some ends of the secondary windings of which are combined, and the others are connected to a multi-arm diode half-bridge, cathodes. the output of the comparison circuit through the rectifier, the starting element, connected in series with the differential load resistance between the common point of the secondary windings of the current sensors and the middle point Comparison, which is grounded in this case, the logical element And, the first and second inputs of which are connected to the output of the phase and starting organs, and the output is connected to the input of the output organ, there are two comparators, the non-inverting input of the first comparator is connected to the cathodes, the inverting input the second - with anodes of a multi-arm diode half-bridge, and their outputs are the first and second inputs of the second element And, a pulse expander, the output of which is connected to the input of the inverter, and the output of the latter - with the third input of the first element And, the differential unit nci, the input of which is connected to the non-grounded end of the differential resistance, load, and the output is the input of the inhibitor of the inhibit signal, while the inhibitor of the inhibit signal contains two comparators, three diodes, a load resistor, a capacitor and an inverter, the input of the former being connected to a non-inverting input of the first and inverting input of the second comparator, the inverting input of the first comparator is connected to the plus ”of the power source, and the non-inverting input of the second comparator is connected to the minus, outputs Com The speakers are connected to the anodes of two diodes, the cathodes of which are connected to a common point with the input of the inverter, one end of the load resistor and capacitor, the other ends of which are grounded, the inverter output is connected to the cathode of the third diode, the anode of which is the output of the driver of the inhibit signals, characterized in that , in order to increase the reliability of the device by ensuring the stable formation of a blocking signal during external short circuits and the speed of reorientation of protection when switching from an external short circuit After a short circuit into the internal, two voltage drivers are introduced, two OR elements, a third AND element and a standby multivibrator, the first input of the first voltage driver being connected to the cathodes, 'and the first input of the second to the anodes of the multi-arm diode half bridge, their second inputs are connected with the first and second outputs of the standby multivibrator, respectively, the output of the first driver of the reference voltage is connected to the inverting input of the first comparator, and the output of the second to the non-inverting input of the second comp arator, the outputs of both comparators are connected to the inputs of the first OR element, the output of which is the first input of the third, AND element, the second input ^ of the last connected to the third input of the second AND element, the output of the inhibitor signal generator and through the resistor is connected to the `` plus of the power source , the third input of the third AND element is connected to the second output of the standby multivibrator, and the output is connected to the first input of the second OR element, the second input of which is connected to the output of the second AND element and the input of the standby multivibrator, and the output to the input asshiritelya pulses.

2. The device according to π. 1, characterized in that the first driver of the reference voltage comprises three diodes, three resistors and a capacitor, the anode of the first diode being the first input of the driver, the cathode connected to one end of the first resistor, the other end of which is connected to the second resistor and a capacitor to the grounded second end , the other end of the second resistor is connected to the anodes of the second and third diodes, the cathode of the second diode is connected to one end of the third resistor and is the second input of the driver, the cathode of the third diode is connected to the other ontsom third resistor and is the output of.

3. The device according to paragraphs. I and 2, characterized in that the second driver voltage reference; contains two diodes, a zener diode, three resistors and a capacitor, the cathode of the first diode being the first input of the driver, the anode connected to one end of the first resistor, the other end of which is connected to the second resistor and capacitor with a grounded second end, the other end of the second resistor is connected to the cathode of the second diode and the zener diode anode, the zener diode cathode is connected to one end of the third resistor and is the second input of the former, the anode of the second The diode is connected to the other end of the third resistor and is the output of the driver.