SU1676001A1 - Устройство дл защиты реактора статического тиристорного компенсатора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к релейной защите электроустановок . Цель изобретени  - упрощение устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дополнительно введен ключ 3 с рабочим и управл ющим входами, Это позвол ет исключить установку дополнительного высоковольтного трансформатора напр жени  и формировать тормозной сигнал в виде интеграла напр жени  сети, поступающего через ключ, управление которым осуществл етс  нуль-органом, подключенным к выходу датчика тока реактора 1. В качестве рабочего сигнала вз т ток в реакторе 15, и если разность мгновенных значений рабочего и тормозного сигналов превысит некоторый порог в течение заданного времени не менее чем дважды за период , устройство отключает реактор 15. 2 ил. fe

Description

О

VI о о о

Я&сл. 1

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам релейной защиты реакторов статических тиристорных компенсаторов (СТК) реактивной мощности.

Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 эпюры по сн ющие его работу.

Устройство содержит датчик тока реактора 1 в цепи защищаемого реактора, датчик 2 напр жени  сети, ключ 3, рабочий вход которого подключен к выходу датчика 2 напр жени , интегратор 4, рабочий вход которого подключен к выходу ключа 3, сумматор 5, первый вход которого подключен к выходу интегратора 4, нуль-орган 6, соединенный входом с выходом датчика тока реактора 1, а выходом - с управл ющими входами ключа 3 и интегратора 4, инвертор 7, вход которого подключен к выходу датчика тока реактора 1, а выход - к второму входу сумматора 5, выход которого подключен к последовательно соединенным компаратору 8, первому элементу 9 времени с задержкой на срабатывание, элементу 10 времени с задержкой на возврат, второму элементу 11 времени с задержкой на срабатывание и исполнительному элементу 12. Позици ми на фиг. показаны шины 13 сети, высоковольтный выключатель 14, реактор 15, тиристорный ключ 16.

Ключ 3, при наличии на его управл ющем входе сигнала высокого уровн , обеспечивает прохождение на выход сигнала, поступающего на рабочий вход от датчика 2 напр жени  сети. При наличии на управл ющем входе ключа 3 сигнала низкого уровн  сигнал от датчика 2 напр жени  сети через ключ 3 не проводит. Ключ 3 может быть выполнен на микросхеме 1КТ241 В или в виде аналогового ключа (3).

Интегратор 4 имеет рабочий и управл ющий входы и формирует на выходе напр жение , пропорциональное интегралу сигнала, поступающего на рабочий вход, при наличии на управл ющем входе сигнала высокого уровн . При поступлении на управл ющий вход интегратора 4 сигнала низкого уровн  происходит сброс выходного напр жени  на нуль.

Нуль-орган б формирует выходной сигнал высокого уровн  при наличии на входе ненулевого сигнала и выходной сигнал низкого уровн  - при нулевом входном сигнале.

Компаратор 8 выполнен с двухпол р- ным порогом и формирует на выходе логический сигнал высокого уровн  в интервале превышени  входным сигналом любой пол рности установленного порога.

Элемент 9 времени служит дл  задержки в по влении сигнала высокого уровн  на выходе по отношению к моменту по влени  сигнала высокого уровн  на его входе на

врем  мс дл  уменьшени  вли ни  импульсных помех.

С помощью элемента 10 времени кратковременный сигнал с блока 9 расшир етс  на врем  мс, т. е. до поступлени  сигнала срабатывани  в следующем полупериоде .

Элемент 11 времени служит дл  предотвращени  ложных срабатываний при переходных процессах в элементах схемы.

Врем  1з задержки выбираетс  большим длительности одиночного расширенного импульса с элемента 10 и составл ет 15 мс. Устройство работает следующим образом ,

В момент включени  одного из тиристоров ключа 16 (при включенном выключателе 14) начинаетс  переходный процесс в активно-индуктивной цепи с реактором 15.

В случае исправного реактора 15 дол 

активной слагающей полного сопротивлени  по отношению к индуктивной слагающей мала (менее 0,5%) и активной частью его сопротивлени  можно пренебречь. При этом ток неповрежденного реактора 15 может быть представлен в виде интеграла из напр жени  в сети в интервале времени протекани  тока через реактор 15. Рабочий сигнал, пропорциональный действительному току в реакторе 15, от датчика тока реактора 1 поступает на вход нуль-органа 6 непосредственно и через инвертор 7 - на второй вход сумматора 5.

На первый вход сумматора 5 подаетс  тормозной сигнал, пропорциональный току

неповрежденного реактора, формируемый с помощью интегратора 4, ключа 3 и нуль- органа 6. При наличии тока через реактор 15 на выходе нуль-органа 6 формируетс  сигнал высокого уровн , ключ 3 срабатывает и

обеспечивает прохождение с чгнала с выхода датчика 2 напр жени  сети на вход интегратора 4, на выходе которого формируетс  тормозной сигнал.

В момент прекращени  тока в реакторе

15 (выключени  тиристорного ключа 16) на выходе нуль-органа 6 устанавливаетс  сигнал низкого уровн  и происходит запирание ключа 3, а также сброс выходного напр жени  интегратора 4 на нуль.

Таким образом, к началу протекани  тока через реактор 15 в следующем полупериоде , схема готова к работе, при этом накоплени  ошибки в интеграторе 4 не происходит .

В нормальном режиме рабочий и тормозной сигналы, поступающие на входы сумматора 5, равны по амплитуде и противоположны по знаку, ввиду чего выходное напр жение сумматора 5 равно нулю и, следовательно , компаратор 8 и устройство в целом остаютс  в несработанном состо нии .

При возникновении повреждени  в любой части обмотки реактора 15 снижаетс  его полное сопротивление и ток в цепи реактора 15, а следовательно и рабочий сигнал , возрастают по модулю.

Если замыкание в обмотке происходит в относительной близости вводов, то дополнительно происходит-изменение(уменьше- ние)угла реактора 15, ввиду чего ток в цепи реактора 15 сдвигаетс  относительно напр жени  на некоторый угол в сторону опережени .

Сформированный из напр жени  сети тормозной сигнал при повреждении реактора 15 может измен тьс  только в сторону уменьшени . Это обуславливает возникновение напр жени  рассогласовани , равного разности между рабочим и тормозным сигналами на выходе сумматора 5. В случае превышени  напр жением рассогласовани  уставки компаратора 8 на его выходе по вл етс  сигнал высокого уровн . Если длительность этих сигналов больше времени ti задержки первого элемента 9 времени сигнал высокого уровн  проходит на элемент 10 времени с задержкой, на возврат, осуществл ющий увеличение длительности импульса на врем  мс. Расширенный импульс поступает на вход второго элемента 11 времени с задержкой на срабатывание мс.

Так как сигналы срабатывани  повтор ютс  в каждом полупериоде промышленной частоты и интервал между ними не превышает 10 мс, то расширенные элементом 10 времени импульсы перекрывают паузы между сигналами на его входе, ввиду чего на вход элемента 11 времени поступает непрерывный сигнал высокого уровн . Через врем  мс задержки элемента 11 этот сигнал проходит на исполнительный элемент 12, который воздействует на выключатель 14, производ щий отключение реактора 15 от сети 13.

Если, например, в результате действи  одиночного импульса помехи или переходного процесса в элементах схемы произошло кратковременное срабатывание

компаратора 8, то срабатывани  устройства не произойдет, потому что длительность одиночного импульса расширенного элементом 10 времени меньше времени задержки

элемента времени 11, а дл  срабатывани  устройства необходимо поступление двух импульсов подр д в смежных полупериодах.

При внешних повреждени х, например, при коротких замыкани х в сети, напр жение на реакторе 15 снижаетс , что приводит к уменьшению сформированного из него тормозного сигнала. Однако, одновременно происходит пропорциональное уменьшение тока через реактор 15 и, следовательно,

рабочего сигнала, ввиду чего равенство амплитуд и фазовый сдвиг 180° между тормозным и рабочим сигналами сохран ютс  и срабатывани  устройства не происходит. Высока  чувствительность защиты при

повреждени х в любой части обмотки обеспечиваетс  тем, что при замыкании небольшого числа витков обмотки изменение параметра реагировани  - разности мгновенных значений рабочего и тормозного

сигналов обусловлено, главным образом, фазовым сдвигом между сигналами, з в случае замыкани  значительного числа витков - различием их амплитудных значений. Данное решение позвол ет упростить

Claims (1)

1. лащиту реакторов статических тиристорных компенсаторов при сохранении высокой чувствительности и быстродействи . Формула изобретени  Устройство дл  защиты реактора статического тиристорного компенсатора, содержащее датчик напр жени  сети, датчик тока реактора, вход которого предназначен дл  включени  в цепь питани  реактора, а к выходу подключены входы инвертора и нульоргана , выходы которых подключены соответственно к первому входу сумматора и управл ющему входу интегратора, выход последнего подключен к второму входу сумматора , выход которого подключен к последовательно соединенным компаратору, первому элементу времени с задержкой на срабатывание, элементу времени с задержкой на возврат, второму элементу времени с задержкой на срабатыв еие и исполнительному элементу, отличающеес  тем, что. с целью упрощени  устройства, в него дополнительно введен ключ, причем управл ющий вход ключа подключен к выходу нуль-органа, рабочий вход - к выходу

   датчика напр жени  сети, а выход - к рабочему входу интегратора.