SU1545281A1 - Устройство блокировки дифференциальной защиты генератора автономной энергосистемы при повреждени х соединительных проводов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроэнергетике и предназначено дл  использовани  в качестве устройства контрол  дифференциальных защит. Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности устройства блокировки дифференциальной защиты генератора автономной энергосистемы при повреждени х соединительных проводов. Указанна  цель достигаетс  за счет того, что блок вычитани  сигналов поизводит сравнени  выпр мленного значени  дифференциального тока и суммы выпр мленных значений токов одного из плеч защиты. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к релейной защите автономных энергосистем, и может примен тьс  совместно с дифференциальными защитами генераторов и сборных шин.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности устр9Йства блокировки дифференциальной защиты генератора автономной энергосистемы при повреждени х соединительных проводов .

На фиг.1 показана принципиальна  схема предложенного устройства) на фиг.2 - диаграммы работы устройства при трехфазном КЗ в зоне защиты.

Устройство содержит датчики 1-6 тока, установленные в фазах защищаемого генератора со стороны выводов и нейтрали, промежуточные трансформаторы 7-12 напр жени , первичные обмотки которых подключены к соответствующим вторичным обмоткам датчиков тока, а вторичные обмотки подключены к входам первого сумматора 13. К входу последнего подключены последовательно соединенные первый выпр митель 14, блок 15 вычитани  сигналов, компаратор 16, элемент 17 выдержки времени , расширитель 18 импульсов и.выходной орган 19. Входы второго 20, третьего 21 и четвертого 22 выпр мителей

25

подключены соответственно к вторичным обмоткам промежуточных трансформаторов 10-12, а выходы подключены к входам второго сумматора 23, выход кото- 5 рого подключен к входу амплитудного детектора 24, подключенного к второму входу блока 15 вычитани  сигналов. В нормальном режиме (устройство находитс  в статическом состо нии) Ю по первичным обмоткам датчиков 1-6 тока протекают токи нагрузки генератора . При этом на вход первого сумматора 13 поступают напр жени  с вторичных обмоток промежуточных трансформа- 5 торов 7-12 одинаковой амплитуды и сдвинутые по фазе друг относительно друга на 120°. Напр жение на выходе первого сумматора 13 определ етс  погрешност ми датчиков тока и весьма ло. Далее оно выпр мл етс  первым выпр мителем 14 и поступает на первый вход блока 15 вычитани  сигналов. Напр жени  с промежуточных трансформаторов 10-12, пропорциональные токам фаз генератора со стороны нейтрали, поступают на второй 20, третий 21 и четвертый 22 выпр мители. Выпр мленные напр жени  суммируютс  вторым сумматором 23, после него происходит 30 сглаживание сигнала амплитудным детектором 24, причем значени  сглаженного напр жени  имеют малые пульсации и близки к максимальному в течение пе- риода значению напр жени  на выходе 35 второго сумматора 23, которое равно 2Ц , где IK- амплитуда выходного наш 1

пр жени  промежуточных трансформаторов 10-12. Коэффициент передачи амплитудного детектора 24 прин т равным 40 О,. 15. С выхода амплитудного детектора посто нное напр жение подаетс  на второй вход блока 15 вычитани  сигналов , с выхода которого пульсирующее напр жение, равное напр жению первого 45 выпр мител  14, уменьшенному на ве- личину напр жени  амплитудного детектора 24, подаетс  на вход компаратора 16. Порог срабатывани  компаратора 16 в этом режиме больше выходно- 50 го напр жени  блока 15 вычитани  сигналов , вследствие сигнал на выходе компаратора 16, а также элемента 17 выдержки времени, расширител  18 импульсов и выходного органа 19 бу- 55 дет равен О,

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

5

5 Ю 5 0 0 35

40 45 50 55

При обрыве или замыкании на корпус соединительного провода от одного из датчиков тока исчезает напр жение на вторичной обмотке соответствующего промежуточного трансформатора. Вследствие этого на выходе первого сумматора 13 по вл етс  синусоидальное напр жение, амплитуда которого равна Um. Выпр митель 14 выпр мл ет его и далее пульсирующее напр жение поступает на первый вход блока 15 вычитани  сигналов .

Если произойдет обрыв или замыкание на корпус соединительного провода от одного иэ датчиков тока 1, 2 или 3, максимальное значение напр жени  на 4- выходе второго сумматора 23 не изменитс  и будет равно 2Um. Если же произойдет повреждение соединительного провода от одного из датчиков 4,5 или 6, то максимальное значение напр жени  на выходе второго сумматора 23 несколько уменьшитс  и будет равным v3Uw, Поскольку коэффициент передачи амплитудного детектора прин т равным 0,15, то максимальное значение положительных импульсов на выходе блока

15вычитани  сигналов будет не менее 0,7Um. Порог срабатывани  компаратора

16прин т равным 0,lUHm, где UHm - , амплитуда выходного напр жени  проме-1- жуточного трансформатора при нормальном токе генератора 1н. При этом на выходе компаратора 16 по в тс  пр моугольные импульсы с частотой следовани  100-Гц. Длительность импульсов зависит от тока нагрузки генератора. При номинальном токе генератора длительность импульсов на выходе компаратора 16 составл ет около 7,5 мс. Врем  задержки элемента 17 выдержки времени прин то 5 мс, поэтому на его выходе также по вл етс  импульсный сигнал. На выходе расширител  импульсов по витс  сплошной сигнал, равный 1,и выходной орган 19 срабатывает.

При снижении нагрузки генератора уменьшаютс  напр жени  на выходе сумматоров 13 и 23. Это ведет к уменьшению длительности импульсов на выхо-- де компаратора 16. Максимальный ток нагрузки генератора, при котором срабатывает устройство, составл ет 0,21н. Устройство обеспечивает блокировку дифференциальной защиты генератора, имеющей минимальное врем  срабатывани  около 10 мс.

515

При возникновении трехфазного КЗ в зоне дифференциальной защиты в токах КЗ будут присутствовать апериодические составл ющие. В той фазе, где апериодическа  составл юща  тока КЗ максимальна , (фиг.2) датчик тока работает с большой погрешностью, что вызывает по вление напр жени  на ЁЫ- ходе первого сумматора 13, которое выпр мл етс  выпр мителем 14 и подаетс  на первый вход блока 15 вычитани  сигналов. После возникновени  КЗ напр жени  на выходах промежуточных трансформаторов растут очень быстро . Скорость роста напр жени  определ етс  посто нной времени вторич- ных цепей датчиков 1-6 тока, котора  имеет малую величину. Поэтому напр жение на выходе второго сумматора 23 достигает максимального значени  через 1,5-2 мс после возникновени  КЗ. Насыщение датчика тока в одной из фаз приводит к по влению провалов в выходном напр жении второго сумматора 23, но это не оказывает вли ни  на работу устройства, поскольку амплитудный детектор 24 сглаживает напр -, жение на уровне наибольшей амплитуды. С выхода амплитудного детектора 24 напр жение подаетс  на второй вход блока 15 вычитани  сигналов с коэффициентом передачи 0,15. К моменту по влени  первого импульса напр жени  на выходе первого выпр мител  14 напр жение на выходе амплитудного детектора 24 имеет достаточное значение, чтобы исключить вли ние на работу устройства пологого фронта указанного импульса, и уменьшает длительность импульсов на выходе компаратора 16 до 3 мс. Длительность паузы между первыми двум  импульсами составл ет примерно lf8 мс. Элемент 17 выдержки времени не успевает сработать за врем  3 мс. Сигнал на его выходе и соответственно на выходах .расширител  18 импульсов и выходного органа 19 равен О. После затухани  апериодической составл ющей тока КЗ насыщение одного из датчиков тока Прекратитс  и на выходе первого сумматора 13 будет

16

присутствовать синусоидальное напр жение , обусловленное погрешност ми датчиков тока. При токе КЗ, равном 81н, оно может достигать 0,4UHm. Однако предлагаемое устройство не сработает , так как сигнал на втором входе блока 15 вычитани  сигналов будет равен 0,15х2х8Ъ 2,4U. . . При этом

wп FTI н гг

сигнал на входе компаратора 16 будет иметь отрицательную пол рность и он не сработает.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   15

   Устройство блокировки дифференциальной защиты генератора автономной энергосистемы при повреждени х соединительных проводов, содержащее датчики тока с выходами по напр же- нию, предназначенные дл  установки в каждой фазе со стороны линейного вывода и нейтрали генератора, промежуточные трансформаторы напр жени ,

   вход каждого из которых подключен к входу соответствующего датчика тока, а выходы - к соответствующим входам первого сумматора, к выходу которого подключен первый выпр митель, амплитудный детектор, последовательно соединенные компаратор, элемент выдержки времени, расширитель импульсов, выходной орган, выход которого  вл етс  выходом устройства, о т л и чающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности, дополнительно введены второй сумматор, блок вычитани  сигналов, второй, третий и четвертый выпр мители, вход каждого из

   которых подключен к выходу промежуточного трансформатора напр жени  соответствующей фазы, подсоединенного к датчику тока со стороны нейтрали генератора , входы второго сумматора подключены к выходам второго, третьего и четвертого выпр мителей, а выход сумматора - к входу амплитудного детектора , первый вход блока вычитани  сигналов соединен с выходом первого вьгпр мител , второй вход - с выходом амплитудного детектора, а выход блока вычитани  - с входом компаратора,

   3789

   /7

   R

   24

   on

   nn

   /5

   Фиг. 2

   Составитель С.Бочков Редактор Ч.Гратилло Техред М.Дидык Корректор О.Кундрик

   . - . -. - -- Закат А94Тираж 475Подписное

   ВШИЛИ I -хгуларственнигр комитета по изобретени м и открыти м при Г К If Г СССР 114035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   t

   t