SU1372458A1

SU1372458A1 - Устройство дл защиты конденсаторной батареи

Info

Publication number: SU1372458A1
Application number: SU864114062A
Authority: SU
Inventors: Евгений Павлович Королев; Сергей Мордухович Куцовский; Эдуард Маркусович Либерзон
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1988-02-07

Abstract

Изобретение относитс к области электротехники, а именно к релейной защите конденсаторных батарей, примен емых в установках компенсации реактивной мощности в сет х 10-35 кВ. Целью изобретени вл етс повышение надежности путем улучшени чувствительности и селективности. Цель достигаетс введением в устройство трехфазного датчика напр жени 5, (фильтра напр жени пр мой последовательности 6, двух амплитудных детекторов 7 и 8, счетчика импульсов 20 и логического элемента ИЛИ 23. В случае быстрого изменени напр жени в лкг- бой фазе сети происходит скачкообразное изменение амплитуды напр жени пр мой последовательности. С помощью второго инерционного элемента 10,второго сумматора 12 и второго формировател модул 15 сигнал, пропорцио- /Л нальный скачку напр жени в сети,подаетс на второй тормозной вход второго дифференциального реле 17. 1 ил.

Description

вый и второй элементы 18 и 19 време- 30 от сети 4 выключателем 3.

ни о задержкой на срабатывание, счет- Устройство работает следующим образом .

Сигнал, пропорциональный току (i) между нейтрал ми секций КБ,- с датчи- 35 ка 1 тока поступает на вход амплитудного детектора 7, к выходу которого подключены рабочий вход инерционного элемента 9, второй вход первого дифференциального реле 16 и неинвертиоднофазное напр жение пр мой последо- 40 рующий вход первого сумматора 11,На

вательности относительно одной из первый вход первого дифференциально-

чик 20 импульсов, индикатор 21, дешифратор 22, логический элемент ИЛИ 23 и выходной орган 24.

Трехфазный датчик напр жени (трансформатор) 5 формирует фазные напр жени сети. Фильтр 6 напр жени пр мой последовательности преобразует систему трехфазных напр жений- в

фаз. Амплитудные детекторы 7 и 8 формируют выходное напр жение, пропорциональное амплитуде входного сигнала . Инерционные элементы 9 и 10 при наличии на управл ющем входе сигнала низкого уровн поддерживают на выходе с заданной относительно большой посто нной времени напр жение, поступавшее в предшествующем режиме на рабочий вход. При поступлении на управл ющий вход сигнала высокого уровн происходит ускорение .инерционного

го реле 16 поступает сигнал с блока 13 компенсации, пропорциональный току небаланса между нейтрал ми, обус-

45 ловленному начальным разбросом значений емкостей в разных фазах КБ. Уставка реле 16 выбираетс по условию отстройки от предельно допустиь«х эксплуатационных изменений парамет50 ров конденсаторов, составл ющих батарею 2 в нормальном режиме.

элемента и его выходное напр жение

Если длительность сигнала высокого уровн на выходе реле 16 превышабез замедлени устанавливаетс равным 55 врем задержки (tj элемеита 18 напр жению на рабочем входе.. Суммато- времени, то сигнал через логический ры 11 и 12 с инвертирующим и неинвер- элемент ИЛИ 23 поступает на выход- тирующим входами формируют разность ной орган 24, производ щий отключе- поступающих на его входы сигналов.

ние выключател 3.

ловленному начальным разбросом значений емкостей в разных фазах КБ. Уставка реле 16 выбираетс по условию отстройки от предельно допустиь«х эксплуатационных изменений параметров конденсаторов, составл ющих батарею 2 в нормальном режиме.

врем задержки ( времени, то сигнал элемент ИЛИ 23 пост ной орган 24, произ

ние выключател 3.

Так как на неинвертирующий вход первого сумматора 11 сигнал поступает непосредственно с первого амплитудного детектора 7, а на инвертирующий вход - через инерционный элемент 9, то при быстром изменении входного сигнала на выходе сумматора 1I формируетс напр жение, пропорциональное разности значений тока между нейтра- л ми в предществующем и новом установившемс режимах. Через заданное врем , определ емое посто нной времени инерционного элемента и состо нием управл ющего входа, его выходное напр жение устанавливаетс равным напр жению, поступающему на рабочий вход. Поэтому в установившемс режиме и при медленном изменении тока

if,, обусловленном, например, темпера-2о сов, увеличива его содержимое на турными факторами или старением элементов КБ, разностный сигнал, форми- руемьй сумматором 11, равен нулю.

Модуль выходного напр жени сумматора 11, формируемый блоком 14,преде-25 тавл ет собой рабочий сигнал, который поступает на первый вход второго дифференциального реле 17. На второй вход последнего поступает тормозной

единицу, и на управл ющие входы пе вого и второго инерционных элемент 9 и 10, перевод их в режим безыне ционных повторителей напр жени .Пр этом напр жени на выходах элемент 9 и 10 без замедлени устанавливаю с равными напр жени м на их рабоч входах, разность напр жений на обо входах сумматоров 11 и 12 становит

сигнал, формируемый цепочкой, состо -JQ равной нулю и происходит возврат дифщей из последовательно соединенных трехфазного датчика 5 напр жени , фильтра 6 напр жени пр мой последовательности , второго амплитудного детектора 8, второго инерционного элемента 10, второго сумматора 12 и вто рого формировател 15 модул .

При неизменном напр жении в сети или при его медленном изменении напр жени на входе и выходе второго инерционного элемента 10 равны,поэтому выходное напр жение второго сумматора 12, а следовательно, и тормозной сигнал равны нулю.

.-35

40

ференциального реле 17 и элемента 19 времени.

Если содержимое счетчика импульсов превышает заданное шсло, то на выходе дешифратора 22 вырабатываетр сигнал высокого уровн , поступающий через логический элемент ИЛИ 23 на выходной орган.

Одновременно новое содержимое счетчика 20 высвечиваетс в цифровой форме на индикаторе 21.

В нормальном режиме напр жение на выходе первого амплитудного детектора 7 пропорционально току небаланса

В случае быстрого изменени напр - ., (,« , обусловленному технологическим

жеНи в любой фазе сети происходит скачкообразное изменение гичплитуды напр жени пр мой последовательности формируемой блоками 6 и 8. С помощью второго инерционного элемента 10,

и температурным разбросом значений емкостей конденсаторов, составл ющих КБ 2, При этом несрабатывание первого дифференциального реле 16 обеспечиваетс отстройкой от максимального значени i по уставке, а второго дифференциального реле 17 - тем, что при неизменном или медленно измен ющемс значении тока небаланса рабочий сигнал, формируемый элементами 9, 11 и 14, равен нулю.

рого сумматора 12 и второго формировател 15 модул сигнал, пропорциональный скачку напр жени в сети,подаетс на второй тормозной вход второго дифференциального реле 17.

Уставка второго дифференциального реле выбираетс по условию срабатывани от рабочего сигнала по первому входу, возникающего при выходе- из

стро одного конденсатс а КБ и равенстве нулю тормозного сигнала иа втором входе реле 17. Поэтому в режиме изменени напр жени в сети без повреждени конденсаторов на выходе реле 17 сохран етс сигнал низкого уровн и не происходит срабатывани счетчика 20, индикатора 21 и выходного органа 24.

В случае превьт ени разностью рабочего и тормозного сигналов заданного значени , например, при повреж;ге- кии конденсатора в одной из секций Ко 2 на выходе второго дифференциального реле 17 устанавливаетс сигнал высокого уровн , который через врем tj задержки элемента 19 времени поступает на вход счетчиков 20 импулЬ-

сов, увеличива его содержимое на

единицу, и на управл ющие входы первого и второго инерционных элементен 9 и 10, перевод их в режим безынерционных повторителей напр жени .При этом напр жени на выходах элементов 9 и 10 без замедлени устанавливаютс равными напр жени м на их рабочих входах, разность напр жений на обоих входах сумматоров 11 и 12 становитс

JQ равной нулю и происходит возврат диф

35

40

ференциального реле 17 и элемента 19 времени.

При выходе из стро еди}шчного конденсатора в одной из секций КБ 2 с последующим отключением его встроенным предохранителем происходит быстрое изменение тока небаланса. При этом амплитудное значение установившегос тока небаланса может не превышать уставки первого дифференциального реле 16, Одновременно рабочий сигнал, пропорциональный изменению амплитуды тока поступает на первый вход второго .дифференциального реле 17. Так как при повреждении единичного конденсатора КБ напр жение сети остаетс неизменным, то подаваемый на второй вход реле 17 тормозной сигнал равен нулю. Поэтому разность рабочего и тормозного сигналов пре- вьшает уставку второго дифференциального реле I7 и на его выходе по вл етс сигнал высокого уровн . Так как

посто нна времени установлени инер-20 шегос значени тока небаланса,приционного элемента 9 значительно превышает врем задержки второго элемента 19 времени, сигнал высокого уровн с его выхода проходит на счетчик 20 импульсов, увеличива его содержи- мое на единицу, и на управл ющие входа обоих инерционных элементов,осуществл их ускоренный выход в режим повторителей входных напр жений.

Содержимое счетчика 20 импульсов, представл ющее собой число поврежденных конденсаторов, высвечиваетс на цифровом индикаторе 21 и одновременно сравниваетс с уставкой дешифратора - числом поврежденных конденсаторов , при котором напр жение на оставшихс в работе конденсаторах не превышает допустимого значени .Если число поврежденных конденсаторов превышает уставку дешифратора то сиг- нал высокого уровн через логический элемент ИЛИ 23 поступает на выходной орган 24, который воздействует на выключатель 3, осуществл юш 1й отключение КБ 2 от сети 4.

Ускорение инерционных элементов служит дл сокращени времени возврата схемы в исходное состо ние и повышени коэффициента готовности устройства к работе.

В случае лавинообразного хараЛте- ра выхода из стро конденсаторов или при металлических и дуговых к.з. р да уровень тока небаланса превышает уставку первого дифференциального реле 16, по каналу которого обеспечиваетс срабатывание выходного орга- иа 24.

0

При включении КБ под напр жение или при быстром изменении напр жени в сети в результате внешних к.з. или коммутации нагрузки, возможен крат- ковременньш бросок тока между нейтрал ми секций КБ, обусловленный переходными процессами в первичных и вторичных цеп х защиты. Уровень этого броска может превышать уставки первого и второго дифференциального реле 16 и 17. Однако сигнал срабатывани на выходной орган 24 и счетчик 20 импульсов не проходит, так как врем задержки элементов 18 и 19, времени превьопает длительность указанных переходных процессов.

При изменении напр жени в сети происходит также изменение установив5

о Q

5

0

5

чем указанное изменение i имеет наибольшее значение при включении и отключении КБ и при внешних трехфазных К.З., сопровождающихс снижением напр жени в сети до нул . В этих режимах ток небаланса либо возрастает от нул до своего установившегос значени в нормальном режиме, либо уменьшаетс от уровн последнего до нул . При этом рабочий сигнал, формируемый элементами 9, 11 и 14, пропорционально изменению i о„ может превысить значение уставки второго дифференциального реле 17. Однако одновременно с помощью элементов 5, 6, 8, 10, 12 и 15 формируетс тормозной сигнал, пропорционешьный изменению напр жени сети. Поэтому разность рабочего и тормозного сигналов не превышает уставку дифференциального реле 17. Если в этом режиме происходит повреждение конденсатора, то увеличение рабочего сигнала не компенсируетс возрастанием тормозного сигнала, что приводит к срабатыванию второго дифференциального реле 17 и увеличению суммарного числа поврежденных конденсаторов в счетчике 20 на единицу . I,

Предлагаемое устройство предназначено дл защиты КБ мощностью 10 12 Мвар на фазу в сет х 10-35 кВ и обеспечивает вы вление повреждени отдельных конденсаторов. Сигнализаци числа поврежденных конденсаторов дает возможность своевременно произвести их замену, предотвраща дальнейший выход из стро конденса-

торов, который может прин ть лавинообразный характер.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл защиты конденсаторной батареи, содержащее датчик тока неэаземленной нейтрали двух соединенных в звезду секций конденсаторной батареи, первое дифференциальное реле , к первому входу которого подключен блок компенсации, а к выходу - вход первого элемента времени с за держкой на срабатывание, индикатор и выходной орган, отличающеес тем, что, с целью повыие- ни надежности путем улучшени чувствительности и повышени селективности защиты, дополнительно введены трехфазный датчик напр жени сети,, два амплитудных детектора фильтр напр жени пр мой последовательности , два инерционных элемента с рабочим и управл ющим входами, два сумматора с инвертирующим и неинвертирую щим входами, два формировател модул , второе дифференциальное реле,второй элемент времени с задержкой на срабатывание, счетчик импульсов, де- шифратор и логический элемент ИЛИ, при этом вход первого амплитудного детектора соединен- с выходом упом нутого датчика тока, а выход - с вто- рым входом первого дифференциального реле, рабочим входом первого инерционного элеменха и неинвертирующим входом первого сумматора, инвертирую щий вход которого подключен к выходу первого инерционного элемента, а выход - к входу первого формировател модул , к выходу которого подключен первый вход второго дифференциального реле, вхо д фильтра напр жени пр мой последовательности соединен с выхода в1 трехфазного датчика напр жени сети, а выход - с входом второго амплитудного детектора,, соединенного выходом с рабочим входом второго инерционного элемента и инвертирующим входом второго сумматора, иеинверти- руюший вход которого соединен с выходом второго инерционного элемента, а выход через второй формирователь модул подключен к второму входу второго дифференциального реле, соединенного выходом с входом второго элемента времени с задержкой на срабатывание , выход которого подключен к управл ющим входам первого и второго инерционных элементов и к входу счетчика импульсов, выход которого подключен к входу индикатора непосредственно и через дешифратор к первому входу логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента времени с задержкой на срабатывание, а выход - с входом выходного органа.