SU1385180A1 - Способ дифференциально-фазной защиты от замыканий на землю последовательно соединенных участков электрической сети - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроэнергетике , в частности к релейной защите объектов энергосистем при повреждени х их изол ции, и может быть использовано в системах управлени  оборудованием энергосистем, в том числе автономных. Целью .предлагаемого способа дифференциально-фазной защиты от замыканий на землю последовательно соединенных участков электрической сети  вл етс  повьшё- ние надежности и расширение диапазона действи  защиты путем обеспечени  е,е работы в сети с измен ющейс  частотой . При замыкании вне зоны действи  (внешнем замыкании) длительность существовани  импульсов рабочего сигнала на выходе элемента ИЛИ 6 меньше длительности существовани  импульсов тормозного сигнала на выходе логического элемента ИЛИ 7. Полученные сигналы преобразуютс  в аналоговые в интеграторах 12 и 13 и поступают на ,входы компаратора 14, который не мен ет своего исходного состо ни  логической единицы, и срабатывани  исполнительного органа 15 не происходит . При замыкании в зоне длительность импульсов рабочего сигнала на выходе логического элемента ИЛИ 6 больше длительности импульсов тормозного сигнала на выходе логического элемента ИЛИ 7, на выходе компаратора устанавливаетс  уровень логического нул  и срабатывает исполнительный орган 15. Изобретение позвол ет повысить надежность работы защиты и расширить диапазон ее действи . 2 ил. i (Л со 00 сд 00 Наоткл. (или сигнал) фиг. 2

Description

Изобретение относитс  к электроэнергетике , в частности к релейной защите объектов энергосистем при повреждени х их изол ции, и может быть использовано в системах управлени  оборудовани  энергосистем, в том числе автономных.

Цель изобретени  - повышение надежности работы и расширение диапа- зона действи  защиты путем обеспечени  ее работы в сети с измен ющейс  частотой.

На фиг.1 приведены временные диаграммы сигналов, соответствующих внутренним и внешним замыкани м (а,б), а также схема, по сн юща  алгоритм работы защиты (в); на фиг.2 - функциональна  схема устройства дл  реализации предлагаемого способа.

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем.

Известно, что любое несимметричное замыкание (повреждение изол ционной конструкции электрооборудо- вани  энергосистемы) характеризуетс  изменением фазовых соотношений между векторами соответствующих токов и (или) напр жений, которые существовали в предшествующем (нормальном) ре- жиме эксплуатации указанного оборудовани . Следовательно, вы вить поврежденный элемент энергосистемы можно путем формировани  знаков токов от первичных преобразователей, установ- ленных по концам объекта аварийного управлени , и последующего формировани  сигналов, соответствующих сочетанию знаков токов при замыкании в зоне (фиг.1а). Действительно, из приведенной на фиг.1а временной диаграммы следует, что сигнал на выходе логической схемы устройства защиты объекта равен логическому нулю, так как замыкание дл  этого устройства  вл - етс  внешним .(вне зоны) . Дл  устройства защиты объекта В, замыкание  вл етс  внутренним (в зоне), токи направлены к месту повреждени  изол ции

поэтому логический сигнал на выходе устройства равен логической единице. Однако наличие угловой погрешности у первичных преобразователей тока и естественного сдвига фаз между первичными токами сети (из-за собственных емкостей изол ции электрооборудовани ) приводит к по влению фазовых сдвигов сигналов, снимаемых с выходов индикаторов пол рности. В результате

5 0

5 0 0 5

0

5

(фиг.1б) при замыкании вне зоны (дл  объекта А) на выходе устройства по вл ютс  импульсы с уровнем логической единицы, а при замыкании в зоне (дл  объекта В) сигнал на выходе соответствующего устройства становитс  не непрерывным (с уровнем логической единицы), а пульсирующим. Кроме того, из диаграмм на фиг.16 видно, что выходные сигналы устройств отличаютс  друг от друга скважностью. Скважность импульсов на выходе устройства защиты объекта А (режим внешнего замыкани ) больше, чем скважность импульсов на выходе другого устройства защиты объекта В (режим замыкани  в зоне). Следовательно, сформировав дл  каждого из устройств не один логический сигнал, соответствующий за- мьжанию в зоне, а два, т.е. дополнительно еще один логический сигнал, соответствующий замыканию вне зоны, и сравнив первый с вторым (предварительно преобразовав оба сигнала в форму, удобную дл  сравнени ), определ ют наличие повреждени  изол ции в данном объекте.

Если значение, первого сигнала, пропорциональное длительности существовани  логического сигнала, соответствующего сочетанию знаков при замыкании в зоне, превышает значение второго сигнала, пропорциональное длительности существовани  логического сигнала, соответствующего сочетанию знаков при замыкании вне зоны, то выдаетс  сигнал на отключение данного объекта. В противном случае сигнал на исполнительные органы не подаетс .

Устройство дл  реализации предла- faeMoro способа содержит измерительные преобразователи 1 и 2 тока (ИПТ), установленные по концам защищаемого объекта 3, индикаторы 4 .и 5 пол рности , подключенные к выходам ИПТ 1 и 2, первый 6 и второй 7 элементы ИЛИ, с первого по четвертый 8-11 элементы И, первый 12 и второй 13 интеграторы , компаратор 14 и исполнительный орган 15. Индикаторы 4 и 5 пол рности предназначены дл  формировани  .знаков полуволн токов (параметров а и Ь) и.представл ют собой два параллельно включенных компаратора. Один из KoivmapaTopoB подключен к выходу соответствующего ИПТ своим неинверти- РУЮЩИ1Ч входом, а другой - инвертирующим . Входы первого 8 и второго 9 элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами индикаторов

4и 5 пол рности. Входы третьего элемента И 10 соединены с первым выхбдо первого 4 и с вторым выходом второго

5индикаторов пол рности. Входы четвертого элемента И II соединены с вторым выходом первого 4 и с первым выходом второго 5 индикаторов пол рности . Выходы первого 8 и второго 9, третьего 10 и четвертого П. элементов И соединены с входами первого 6

и второго 7 элементов ИЛИ соответст- венно. Выход первого элемента ИЛИ 6 через первый интегратор 12 соединен с инвертирующим входом компаратора 14, выход второго элемента ИЛИ 7 через второй интегратор 13 соединен с неинвертирующим входом компаратора 14. Выход компаратора 14 соединен с входом исполнительного органа 15.

ИПТ 1 и 2 представл ют собой трансформаторы тока, к выходам которых ( подключены соответствующие фильтры, выдел ющие определенный спектр выходного сигнала. Например, дл  построени  устройства аварийного управлени  электрооборудованием при несимметрич ных замыкани х на корпус в качестве ИПТ 1 и 2 используют или трансформаторы тока нулевой последовательности (сердечник магнитопровода охватывает все фазы сети), или трансформаторы тока, установленные в каждой фазе се ти и соединенные в схему фильтра токов нулевой последовательности.

Устройство дл  реализации способа работает следующим образом.

При протекании токов через ИПТ 1 и 2 на их выходах по вл ютс  соответствующие сигналы а- и Ь; , характеризующие знак полуволн указанных токов Параметр а принимает значение логической единидь при положительной пол рности тока и значение логического нул  при отрицательной полуволне указанного тока, а параметр b принимает противоположные значени .

Если замыкание произощло вне зоны (внешнее замыкание), то логические сигналы на выходах элементов ИЛИ. 6 и 7, сформированные согласно выраже- ни м:

У У2 + ujb,,

Q

5

0

5

соответствуют: первый (рабочий) - диаграмме, изображенной на фиг.1б слева, а второй (тормозной) - диаграмме изображенной на фиг.16 справа, т.е., длительность сзпцествовани  импульсов рабочего сигнала на выходе логического элемента ИЛИ 6 меньше длительности существовани  тормозного сигнала на выходе элемента ИЛИ 7.

Полученные сигналы преобразуютс  в аналоговые в соответствующих интеграторах 12 и 13 и поступают на входы компаратора 14.

Поскольку тормозной сигнал, снимаемый с выхода интегр.атора 13 больше , чем рабочий сигнал, снимаемый с выхода интегратора 12, то компаратор 14 не мен ет своего исходного состо - ни  логической единицы и сигнал с выхода исполнительного органа 15 не подаетс .

При замыкании в зоне скважности импульсов тормозной и рабочий сигналы мен ютс  на противоположные, т.е. диаграмма, изображенна  на фиг.1 б справа соответствует рабочему сигналу , снимаемому с выхода первого элемента ИЛИ 6, а диаграмма, изображенна  на фиг.16 слева, соответствует тормозному сигналу, снимаемому с выхода второго .элемента ИЛИ 7. Поскольку рабочий сигнал превышает тормозной , то на выходе компаратора 14 устанавливаетс  уровень логического нул , который вызывает срабатывание исполнительного органа 15 и отключение обслуживаемого объекта.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет исключить ложные срабатывани  цри замыкани х вне зоны, повысить надежность работы при замыкани х в зоне, так как не требуетс  производить отстройку от пульсаций выходного сигнала, возникающих из-за- угловой погрешности измерительных преобразователей тока и (или) напр жени , расширить диапазон действи  защиты путем обеспечени  ее работы в сет х с измен ющейс  частотой , так как скважности рабочего и тормозного сигналов не завис т от частоты входных сигналов.

Claims (1)

1. Формулаизобретени 

   Способ дифференциально-фазной защиты от замыканий на землю последова

   Сигнал на ёшоде ai

   инбикатороЙ пол р-«- ности(ип)ип„иПз

   То же на бы коде

   Сигнал ко Выходе

   логииескоо сиены-

   Сигнал на StixoSe индикаторов ищ,

   Uffj

   Тоже ио StaxoSe Щ, UHif

   Сигнол но бшиде лаичекков ехены

   Ol

   0{

   M

   Oi

   Si

   bi

   .0 .f

   д)