SU1621112A1 - Устройство дл блокировки дифференциальной защиты генератора автономной энергосистемы при повреждени х соединительных проводов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к релейной защите автономных энергосистем. Цель изобретени  - повышение надежности работы при внешних коротких замыкани х. Поставленна  цель достигаетс  тем, что к выходу амплитудного детектора 30 подключен вход второго компаратора 31, выход которого соединен с управл ющим входом элемента ЗАПРЕТ, включенного между выходом элемента выдержки времени 22 и входом расширител  импульсов 24. 2 ил,

Description

ФивЛ

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

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы при внешних коротких замыкани х.

На фиг.1 приведена принципиальна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства при трехфазном КЗ в зоне защиты.

Устройство содержит трансформаторы 1-6 тока, установленные в фазах защищаемого генератора со стороны выводов и нейтрали, промежуточные трансформаторы 7-12 тока, первичные обмотка которых подключены к вторичным обмоткам соответствующих трансформаторов тока, а вторичные обмотки, шунтированные резисторами 13 - 18, подключены к входам первого сумматора 19. К выходу последнего подключены последовательно соединенные первый выпр митель 20, первый компаратор 21, элемент 22 выдержки времени, элемент ЗАПРЕТ 23, расширитель 24 импульсов и выходной орган 25. Входы второго 26, третьего 27 и четвертого 28 выпр мителей подключены соответственно к вторичным обмоткам промежуточьых трансформаторов 10,11 и 12 тока, а выходы подключены к входам второго сумматора 29, к выходу которого подключены соединенные последовательно амплитудный детектор 30 и второй компаратор 31. Выход последнего подключен к управл ющему входу элемента ЗАПРЕТ 23.

Устройство работает следующим образом .

В нормальном режиме (устройство находитс  в статическом состо нии) по первичным обмоткам трансформаторов 1 - б тока протекают гоки нагрузки генератора. На резисторах 13 - 18 создаютс  падени  напр жени , пропорциональные первичному току соответствующего трансформатора тока. Эти напр жени , имеющие одинаковую амплитуду и сдвинутые друг относительно друга на 120°, поступают на вход первого сумматора 19. Напр жение на его выходе в этом режиме определ етс  погрешност ми трансформаторов тока и имеет малую величину. Далее оно выпр мл етс  первым выпр мителем 20 и поступает на вход первого компаратора 21. Порог срабатывани  этого компаратора устанавливаетс  равным 0,2 н. В рассматриваемом случае напр жение на входе первого компаратора 21 не превышает порога его срабатывани  и на его выходе присутствует нулевой сигнал. Элемент 22 выдержки времени служит дл  повышени  помехоустойчивости устройства, отстройки от импульсных помех. Выдержка времени элемента 22 прин та равной 2 мс. На выходе элемента 22 выдержки времени присутствует сигнал О, как и на выходе первого компаратора 21. Напр жени  с резисторов 16. 17 и 18, пропорциональные токам фаз гене0 ратора со стороны нейтрали, поступают на второй 26, третий 27 и четвертый 28 выпр мители . Выпр мленные напр жени  суммируютс  вторым сумматором 29, после чего происходит сглаживание сигнала амплиту5 ды детектором 30. Пульсаци  напр жени  на его выходе имеет малую величину, и значение напр жени  на выходе амплитудного детектора 30 близко к максимальному s течение периода значению напр жени  на вы0 ходе второго сумматора 29, которое равно 2 Um, где Um амплитуда падени  напр жени  на резисторах 16,17 и 18. Коэффициент передачи амплитудного детектора прин т равным Ка.д. 0,5. С выхода амплитудного

5 детектора 30 посто нное напр женке подаетс  на вход второго компаратора 31. Порог его срабатывани  выбираетс  таким, чтобы при увеличении тока защищаемого генератора он срабатывал позже первого компара0 тора 21. Порог срабатывани  компаратора 31 прин т равным (1,5 - 2) н. В рассматриваемом случае сигнал на выходе второго компаратора 31 равен О, при элемент ЗАПРЕТ разрешает прохождение сигнала

5 от элемента 22 выдержки времени к расширителю 24 импульсов. На выходе которого так же, как и на выходе выходного органа, будет сигнал О. Устройство е блокирует дифференциальную защиту.

0 При обрыве или з мыкании на корпус соединительного провода от одного из трансформаторов тока исчезает напр жение на шунтирующем сопротивлении соответствующего промежуточного трансформатора тока.

5 Вследствие этого на выходе первого сумматора 19 по вл етс  синусоидальное напр жение , амплитуда которого равна Um. Выпр митель 20 выпр мл ет его, и далее пульсирующее напр жение поступает на пер0 вый компаратор 21.

Если происходит обрыв или замыкание на корпус соединительного провода от одного из трансформаторов тока 1, 2 или 3. максимальное значение напр жени  на вы5 ходе второго сумматора 29 остаетс  равным 2 Um. Если же происходит повреждение соединительного провода от одного из датчиков 4, 5 или 6, то максимальное значение напр жени  на выходе второго сумматора 29 несколько уменьшаетс  и становитс 

равным УЗ Um. Величина посто нного напр жени  на выходе амплитудного детекУЗ тора 31 соответственно Um и -у Um

- 0,86 Dm. Компаратор 31 не срабатывает, сигнал на его выходе равен О. На выходе первого компаратора 21 присутствует импульсный сигнал частотой 100 Гц. Длительность импульсов зависит от тока нагрузки генератора. Если ток нагрузки превышает 0,2 IH. длительность импульсов превышает 2 мс. на выходе элемента выдержки времени 22 также по вл етс  импульсный сигнал, который через открытый элемент ЗАПРЕТ 23 поступает на расширитель 24 импульсов, на выходе которого по вл етс  посто нный сигнал 1. вызывающий срабатывание выходного органа 25. Минимальный ток нагрузки , при котором срабатывает устройство, составл ет 0,2 н. Врем  срабатывани  устройства при повреждении соединительных проводов зависит от момента времени, в который произошло повреждение , и составл ет 2-12 мс.

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), трансформатор тока работает с большей погрешностью, что вызывает по вление напр жени  на выходе первого сумматора 19, которое выпр мл етс  первым выпр мителем 20 и подаетс  на вход первого компаратора 21. После возникновени  КЗ напр жет/е на шунтирующих резисторах 16, 17 и 18, практически повтор ет форму первичного тока трансформаторов тока 4, 5 и 6. Поэтому напр жение на выходе второго сумматора 29 достигает максимального значени  через 10 мс после возникновени  КЗ. Наличие апериодической составл ющей в падении напр жени  на резисторах 16,17 и 18 и насыщение трансформатора тока в одной из фаз приводит к по влению значительных пульсаций в выходном напр жении второго сумматора 29, но это не оказывает вли ни  на работу устройства, поскольку амплитудный детектор 30 сглаживает напр жение на уровне максимальной амплитуды . Насыщение трансформатора тока в фазе с наибольшей апериодической составл ющей тока КЗ происходит не сразу, а спуст  некоторое врем  после возникновени  КЗ. В результате первый компаратор 21 срабатывает спуст  30 мс после начала КЗ, т.е. уже после того, как сработал второй компаратор 21. Это приводит к тому, что к моменту по влени  первого импульса на

выходе элемента 22 выдержки времени элемент ЗАПРЕТ 23 оказываетс  закрытым управл ющим сигналом с второго компаратора 31. Сигнал не проходит на расширитель 24

импульсов, в-, ходной орган 25 не срабатывает . Устройство не оказывает вли ни  на работу дифференциальной защиты генератора. При приближена места КЗ к генератору увеличиваетс  ток КЗ. Насыщение трансформатора тока в фазе, имеющей максимальную апериодическую составл ющую, наступает быстрее, соответственно первый компаратор 21 срабатывает рзньше. Но к ложному срабатыванию устройства это не приводит. Даже в

случае одновременного срабатывани  обоих компараторов прохождение сигнала на расширитель 24 импульсов блокируетс , так как элемент ЗАПРЕТ 23 стоит после элемента 22 выдержки времени. После устранени  перегрузкм первый и второй компараторы возвращаютс  в исходное состо ние, устройство работает, как описано выше.

В предлагаемом устройстве трансфер- матеры тока и промежуточные трансформаторы тока могут быть общими дл  устройства блокировки и дл  устройства дифференциальной защиты.

30

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  блокировки дифференциальной защиты генератора автономной энергосистемы при повреждени х соединительных проводов, содержащее датчики то5 ка, предназначенные дл  установки в каждой фазе со стороны линейного вывода и нейтрали генератора, промежуточные трансформаторы тока, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующе0 го датчика тока, а выходы подключены к соответствующим входам первого сумматора , к выходу которого подключен первый выпр митель, последовательно соединенные первый компаратор и элемент выдерж5 ки времени, последовательно соединенные расширитель импульсов и выходной орган, выход которого  вл етс  выходом устройства , к выходам проме; уточных трансформаторов тока соответствующей фазы со

   0 стороны нейтоали генератора подключены входы второго, третьего и четвертого выпр мителей , выходы которых подключены к соответствующим входам второго сумматора, выход которого соединен с входом ампли5 тудного детектор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности в работе при внешних коротких замыкани х, дополнительно введены элемент ЗАПРЕТ и второй компаратор, при этом выход первого выпр мител  подключен к входу первого

   компаратора, к выходу амплитудного детектора подключен второй компаратор, выход которого соединен с управл ющим входом

   элемента ЗАПРЕТ, который включен между выходом элемента выдержки времени и входом расширител  импульсов.

   20. 21

   пппппп

   22

   п п пшпг

   29

   31 25

   t i