SU1539861A1 - Устройство дл контрол исправности токовых цепей защиты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и позвол ет автоматически вы вл ть обрывы вторичных токовых цепей и короткие замыкани  вторичных обмоток трансформаторов тока с указанием поврежденной фазы при соединении токовых цепей по схеме неполна  звезда с нулевым проводом. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Формирователи 4-6 пр моугольных сигналов представл ют в дискретной форме информацию о распределении токов во вторичных цеп х. Элементы ИЛИ-НЕ 8, 7, первый 10, второй 13, третий 16 и четвертый 9 элементы И, первый 17 и второй 18 элементы ИЛИ, первый 21 и второй 22 элементы ЗАДЕРЖКА вы вл ют обрывы и фазах токовых цепей. Четвертый 9, п тый 14, шестой 15, седьмой 11 элементы И, третий 19 и четвертый 20 элементы ИЛИ, третий 23 и четвертый 24 элементы ЗАДЕРЖКА вы вл ют короткие замыкани  вторичных обмоток трансформаторов тока. 4 ил.

Description

Фиг. 1

ИЛИ-НЕ 8,7, первый 10, второй 13, третий 16 и четвертый 9 элементы И, первый 17 и второй 18 элементы ИЛИ, первый 21 и второй 22 элементы ЗАДЕРЖКА , вы вл ют обрывы и фазах токовых цепей . Четвертый 9, п тый 1, шестой

15, седьмой 11 элементы И, третий 19 и четвертый 20 элементы ИЛИ, третий 23 и четвертый 2k элементы ЗАДЕРЖКА вы вл ют короткие замыкани  вторичных обмоток трансформаторов тока. k ил.

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам, контролирующим исправность токовых цепей релейной защиты.t15

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности защиты и расширение ункциональных возможностей.

На фиг. 1 приведена блок-схема уст-20 ройства: на фиг. 2 - временные диаг- раммы его работы при обрыве токовой цепи одной из фаз; на фиг. 3 то же, при коротком замыкании вторичной обмотки трансформатора тока фазы; на 25 иг. k - то же, при отсутствии повреждений .

Устройство содержит включенные в азы линии 1 электропередачи, трансформаторы 2 тока, вторичные цепи ко- JQ торых соединены по схеме неполна  звезда с нулевым проводом. В фазы и нейтраль токовых цепей включены измерительные реле 3 релейной защиты. Последовательно с измерительными реле 3 защиты включены,первый формирователь k пр моугольных сигналов - в одну фазу, второй формирователь 5 пр моугольных сигналов - в другую фазу, третий формирователь 6 пр моугольных Q сигналов - в нейтраль токовых цепей. Устройство содержит также элементы ИЛИ-НЕ 7, 8, И 9 - 16, элементы ИЛИ 17 - 20, элементы 21 - 2k задержки.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы, по сн ющие работу устройства при обрыве токовой цепи в той фазе, где установлен второй формирователь 5 пр моугольных сигналов.

На диаграмме 25 (фиг. 2) показан график изменени  тока в той фазе, где установлен первый формирователь k пр моугольных сигналов. На диаграмме 26 показан график изменени  тока в поврежденной фазе (ток отсутствует).

На диаграмме 27 показан график из- менени  тока в нулевом проводе. Токи на диаграммах 25 и 27 наход тс  в противофазе.

50

5

0 5

Q Q

0

На диаграмме 28 показаны сигналы, существующие на первом выходе первого формировател  k пр моугольных сигналов .

На диаграмме 29 показаны сигналы, существующие на втором выходе первого формировател  k пр моугольных сигналов .

На диаграмме 30 показаны сигналы, существующие на первом выходе третьего формировател  6 пр моугольных сигналов .

На диаграмме 31 показаны сигналы, существующие на втором выходе третьего формировател  6 пр моугольных сигналов .

На диаграмме 31 показаны сигналы, существующих на втором выходе третьего формировател  6 пр моугольных сигналов .

На диаграмме 32 показан единичный сигнал, существующий на выходе второ- го элемента ИЛИ-НЕ 8. Единичный сигнал существует на выходе этого элемента потому, что ни на одном из выходов второго формировател  5 пр моугольных сигналов единичный сигнал не возникает.

На диаграмме 33 показаны сигналы ,. на выходе четвертого элемента И 9.

На диаграмме 3 показаны сигналы, существующие на выходе первого элемента И 10.

На диаграмме 35 показаны сигналы, существующие на выходе первого элемента ИЛИ 17.

На диаграмме 36 показан сигнал, существующий на выходе первого элемента ЗАДЕРЖКА 21.

На фиг. 3 представлены временные диаграммы, по сн ющие работу устройства при коротком замыкании вторичной обмотки трансформатора тока в той фазе , где установлен агорой формирователь 5 пр моугольных сигналов.

На диаграммах 37 - 39 показаны токи соответственно н фазе, где установлен первый формирователь k, второй

515

формирователь 5 и в нулевом проводе, где установлен третий формирователь 6 пр моугольных сигналов. Токи на диаграммах 38, 39 совпадают по фазе и противоположны по фазе с током на диаграмме 37.

На диаграмме 40 показаны сигналы, существующие на первом выходе первого формировател  4 пр моугольных сиг- налов.

На диаграмме 41 показаны сигналы, существующие на втором выходе первого формировател  4 пр моугольных сигналов .

На диаграммах 42 и 43 показаны сигналы , существующие соответственно на первом и втором выходах второго формировател  5 пр моугольных сигналов.

На диаграммах 44 и 45 показаны сиг налы, существующие соответственно на первом и втором выходах третьего формировател  6 пр моугольных сигналов .

На диаграмме 46 показаны сигналы, существующие на выходе второго элемента И 13.

На диаграмме 47 показаны сигналы, существующие на выходе п того элемента И 14.

На диаграмме 48 показаны сигналы, существующие на выходе третьего элемента ИЛИ 19.

На диаграмме 49 показан единичный сигнал, возникающий на выходе третьего элемента ЗАДЕРЖКА 23.

Временные диаграммы при отсутствии повреждений приведены на фиг. 4.

На диаграмме 50 показан график изменени  тока в той фазе, где установ- лен первый формирователь 4 пр моугольных сигналов (фазе А).

На диаграмме 51 показан график изменени  тока в этой фазе, где установлен второй формирователь 5 пр мо- угольных сигналов (фазе С).

На диаграмме 52 показан график изменени  тока в нейтральном проводе. В нормальном режиме ток в нейтральном проводе отсутствует.

На диаграммах 53 и 54 показаны сиг налы, существующие соответственно на .первом и втором выходах первого формировател  4 пр моугольных сигналов.

На диаграммах 55 и 56 показаны сигналы, существующие соответственно на первом и втором выходах второго формировател  пр моугольных сигналов .

5

86

(j

0

5

0

«

5

0

5

5

16

Устройство работает следующим обра зом.

При возникновении обрыва токовой цепи, например в фазе А, на обоих выходах первого формировател  4 пр моугольных сигналов осуществуют нулевые сигналы, а на выходе первого элемента ИЛИ-НЕ 7, и, следовательно, не первых входах седьмого элемента И 11 и восьмого элемента И 12 существует единичный сигнал. При обрыве токовой цепи фазы А токи в токовой цепи фазы Сив нейтральном проводе будут находитьс  в противофазе. Поэтому при существовании единичного сигнала на первом выходе третьего формировател  6 пр моугольных сигналов единичный сигнал будет существовать .на втором выходе третьего формировател  6 пр моугольных сигналов и, наоборот, в течение 10 мс (180 эл.град.). Следовательно , одновременно на втором и третьем входах седьмого элемента И 11 или одновременно на втором и третьем входах восьмого элемента И 12 будут существовать единичные сигналы в течение указанного времени. При этом на выходах седьмого элемента И 11 и восьмого элемента И 12 поочередно будут существовать единичные сигналы. На выходе второго элемента ИЛИ 18 единичный сигнал будет существовать с интервалом , соответствующим нескольким электрическим градусам, определ емым моментом перехода тока через нулевое значение и уровнем формировани  формирователей 5, 6.

Все элементы ЗАДЕРЖКА 21 - 24 настроены таким образом, что задержка на по вление единичного сигнала на выходе после его по влени  на входе составл ет 9 мс, а задержка на исчезновение единичного сигнала на выходе после его исчезновени  на входе Юме. Поэтому при обрыве токовой цепи фазы А на выходе второго элемента ЗАДЕРЖКА 22 по вл етс  единичный сигнал, который будет существовать непрерывно при наличии указанного повреждени .

Аналогично работают второй элемент ИЛИ-НЕ 8, четвертый элемент И 9, первый элемент И 10, первый элемент ИЛИ 17, первый элемент ЗАДЕРЖКА 21 при обрыве токовой цепи & фазе С.

При коротком замыкании вторичной обмотки трансформатора тока в фазе А. токова  цепь с закороченным трансформатором тока и нейтральный провод оказываютс  запараллельными. Поскольку нагрузка в этих цеп х одинакова, то ггоки в этих цеп х будут совпадать по фазе и находитьс  в противофазе с током неповрежденного трансформатора тока . Поэтому, при коротком замыкании трансформатора тока фазы А единичные сигналы поочередно существуют одновременно на первом выходе второго формировател  Б пр моугольных сигналов, на втором выходе первого формировател  Ц пр моугольных сигналов, на втором выходе третьего формировател 

ментов И У - 12 будут по вл тьс  кратковременно (импульсно) и сигналы на выходах первого 21 и второго 22 элементов ЗАДЕРЖКА по вл тьс  не будут. Поскольку в нормальном режиме ток в нулевом проводе отсутствует и соответственно на обоих выходах трет-ье- го формировател  6 единичные сигналы не возникают, то на выходах второго 13, п того 1, шестого 1Ь, и третьего 16 элементов И единичные сигналы по вл тьс  не будут. Поэтому на выходах третьего 23 и четвертого 2Ц эле6f-4 4 f ILSV ILSV l S -.Jrl-I ILJV-J- 1- I t C H пр моугольных сигналов или одновре- ментов ЗЛДЕРЖКА единичнь|е сигналы возменно на втором выходе второго формировател  5 пр моугольных сигналов, на первом выходе первого формировател  k пр моугольных сигналов в течение времени, близкого к 10 мс. Соответственно едини-чные сигналы будут поочередно существовать одновременно на трех входах шестого элемента И 15 или одновременно на трех входах третьего элемента И 16 в течение указанного времени. При этом на выходах указанных элементов возникают единичные сигналы, которые поступают на соответствующие входы четвертого элемента ИЛИ 20. На выходе четвертого элемента ИЛИ 20 единичный сигнал будет существовать с интервалом, обусловленным расхождением токов по фазе из-за несимметрии токовых цепей и уровн ми формировани  формирователей Ц - 6. Поскольку уровни формировани  формирователей близки к нулевому значению , несимметри  невелика, то указанный интервал составл ет менее ,1 мс. Поэтому на выходе четвертого - элемента ЗАДЕРЖКА 2k по вл етс  единичный сигнал, свидетельствующий о наличии короткого замыкани  вторичной обмотки трансформатора тока в фазе А.

Аналогично работают второй элемент И 13, п тый элемент И Ik, третий элемент ИЛИ 13, третий элемент ЗАДЕРЖКА 23 при возникновении короткого замыкани  вторичной обмотки трансформатора тока в фазе С.

Заметим, что при отсутствии повреждений в токовых цеп х токи существуют в обоих фазных проводах и отсутствуют в нулевом проводе. Поскольку при этом на выходах обоих элементов И ИЛИ-НЕ 7, 8 существуют преимущественно нулевые сигналы, то единичные сигналы на выходах первых четырех эле20

25

30

35

40

45

50

55

никать не будут.

Поскольку на выходах первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 7.8 будут существовать нулевые сигналы, то на выходах четвертого 9, первого 10, седьмого 1 1 , восьмого 12 элементов И будут также существовать нулевые сигналы. Соответственно на выходах первого 1 и второго 18 элементов ИЛИ и на выходах первого 21 и второго 22 элементов ЗАДЕРЖКА будут существовать нулевые сигналы.

Поскольку ток в нейтральном проводе отсутствует, то на первом и втором выходах третьего формировател  6 пр моугольных сигналов существуют нулевые сигналы. Соответственно нулевые сигналы существуют и на выходах второго 12, п того 14, шестого 15, третьего 16 элементов И. Поэтому нулевые сигналы существуют и на выходах третьего 19, четвертого 20 элементов ИЛИ и на выходах третьего 23 и четвертого 2k элементов ЗАДЕРЖКА, т.е. устройство находитс  в исходном состо нии.

Таким образом, устройство позвол ет вы вить обрыв токовой цепи одной из фаз и короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора тока в одной из фаз с указанием вида повреждени  и поврежденной фазы. Устройство не работает ложно при обрывах фаз и при коротких замыкани х в первичной цепи, поскольку в этих режимах распределение токов в токовых цеп х отлично от распределени  токов при повреждени х в токовых цеп х.

Применение данного устройства обеспечивает следующие преимущества: возможность автоматического вы влени  повреждений токовых цепей и экономию за счет исключени  ручных замеров циркул ции токов, производимых сейчас высококвалифицированным релейным персо

ментов И У - 12 будут по вл тьс  кратковременно (импульсно) и сигналы на выходах первого 21 и второго 22 элементов ЗАДЕРЖКА по вл тьс  не будут. Поскольку в нормальном режиме ток в нулевом проводе отсутствует и соответственно на обоих выходах трет-ье- го формировател  6 единичные сигналы не возникают, то на выходах второго 13, п того 1, шестого 1Ь, и третьего 16 элементов И единичные сигналы по вл тьс  не будут. Поэтому на выходах третьего 23 и четвертого 2Ц элеf-4 4 f ILSV ILSV l S -.Jrl-I ILJV-J- 1- I t C H ментов ЗЛДЕРЖКА единичнь|е сигналы воз0

5

0

5

0

5

0

5

никать не будут.

Поскольку на выходах первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 7.8 будут существовать нулевые сигналы, то на выходах четвертого 9, первого 10, седьмого 1 1 , восьмого 12 элементов И будут также существовать нулевые сигналы. Соответственно на выходах первого 1 и второго 18 элементов ИЛИ и на выходах первого 21 и второго 22 элементов ЗАДЕРЖКА будут существовать нулевые сигналы.

Поскольку ток в нейтральном проводе отсутствует, то на первом и втором выходах третьего формировател  6 пр моугольных сигналов существуют нулевые сигналы. Соответственно нулевые сигналы существуют и на выходах второго 12, п того 14, шестого 15, третьего 16 элементов И. Поэтому нулевые сигналы существуют и на выходах третьего 19, четвертого 20 элементов ИЛИ и на выходах третьего 23 и четвертого 2k элементов ЗАДЕРЖКА, т.е. устройство находитс  в исходном состо нии.

Таким образом, устройство позвол ет вы вить обрыв токовой цепи одной из фаз и короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора тока в одной из фаз с указанием вида повреждени  и поврежденной фазы. Устройство не работает ложно при обрывах фаз и при коротких замыкани х в первичной цепи, поскольку в этих режимах распределение токов в токовых цеп х отлично от распределени  токов при повреждени х в токовых цеп х.

Применение данного устройства обеспечивает следующие преимущества: возможность автоматического вы влени  повреждений токовых цепей и экономию за счет исключени  ручных замеров циркул ции токов, производимых сейчас высококвалифицированным релейным персо91539861

налом; экономию врейени релейного персонала за счет быстрого вы влени  места повреждени  благодар  индикации вида повреждени  и поврежденной фазы; повышение надежности электроснабжени  за счет уменьшени  времени работы линии с неисправными токовыми цеп ми.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  исправности токовых цепей защиты, состо щей из двух трансформаторов тока, вторичные ;обмотки которых соединены по схеме не (полна  звезда с нулевым проводом, со- шержащее измерительные датчики тока, соединенные с формировател ми пр моугольных сигналов, элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, элементы задержки, о т л и- чающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и расширени  функциональных возможностей, первый и второй формирователи пр моуголь ных сигналов подключены к измеритель- ным датчикам тока, предназначенным дл  включени  в разные фазы токовых цепей, а третий формирователь пр моугольных сигналов подключен к измерительному датчику тока, предназна- ценному дл  включени  в нулевой провод токовых цепей, пр мой выход первого формировател  пр моугольных сигналов соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, с вторыми входами первого, второго и третьего элементов И, инверсный выход первого формировател  пр моугольных сигналов соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ-НЕ и четвертого элемента И, с первым входом п того элемента И, с вторым входом шестого элемента И, пр мой выход второго формировател  пр моугольных сигналов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, с вто рыми входами седьмого и п того элемен . тов И, с первым входом шестого элемента И, инверсный выход второго формировател  пр моугольных сигналов соединен с вторыми входами второго эле-

   5 0 5 0 ,, 0

   5

   10

   мента ИЛИ-НЕ, со вторым входом восьмого элемента И, с третьим входом второго элемента И, с первым входом третьего элемента И, пр мой выход третьего формировател  пр моугольных сигналов соединен с третьими входами четвертого , восьмого, третьего и п того элементов И, инверсный выход третьего формировател  пр моугольных сигналов соединен с третьими входами первого и седьмого элементов И, с первым входом второго элемента И, с третьим входом шестого элемента И, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, выход второго элемента ИЛИ- НЕ - с первыми, входами первого и четвертого элементов И, выход четвертого элемента И - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента И - с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И- с первым входом второго элемента ИЛИ, выход восьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента И с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход п того элемента И - с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход шестого элемента И с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выходы первого - четвертого элементов ИЛИ соединены с входами первого - четвертого элементов задержки , выход-первого элемента задержки  вл етс  выходом сигнализации обрыва токовой цепи второй фазы, выход второго элемента задержки  вл етс  выходом сигнализации обрыва токовой цепи первой фазы, выход третьего элемента задержки  вл етс  выходом сигнализации наличи  короткого замыкани  вторичной обмотки трансформатора тока второй фазы, выход четвертого элемента задержки  вл етс  выходом сигнализации о наличии короткого замыкани  вторичной обмотки трансформатора тока первой фазы.

   ИППППППППШШПШНИПф

   иго тппштптгтпшф

   шшшпншмпшмишшшшншшшшш мин шмшинпншшшп ниши IIIIIIIIIIIIMI

   33

   ЭД |11111Ц11111Н1111111ЦИ11|1П1111111

   3$

   дшпишштшшппипппд

   IIIIIIUIIIIIIIIIIIIIIllllllllllllllllllilllllllllHIIIIIMIHItllUIUIIIIIIIilinillUlllnilllllUIIIIIIIIHIIII

   Ж

   IlllllllllllllllllllllllllllllllllllHlllllllllllllllllllllllllllllllllllilllllll

   Т Ш11111.11И111|111И1ЩЦ11111Щ.

   1Ш1111И111111111111Ш1 111111Ш1

   (liiiniimiiniiiiiiup iiiiiiiin

   тнииппинптшчнинишншп иишипишпннпипшниншшпшиишмиц

   iiminiiiiiiiiuuDiiutHiiiHiiiiiiuiiimiuiinintiiiiiinioniiiiiH

   50 5/

   5/

   -W

   I 5V

   5S S6

   Фиг Ч

   Составитель В. Зимаков Редактор 0. Спесивых Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

   Заказ 22k

   Тираж 455

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж-35, Раушска  наб., д. Ц/5

   1111Ш11Ч11.11П1 ШШ11П1ИЩ

   ж

   пищит

   дшпишштшшппипппд

   1Ш1111И111111111111Ш1 111111Ш1Д

   (liiiniimiiniiiiiiup iiiiiiiing

   Подписное