SU1677762A1 - Device for differential-phase protection of electric plant - Google Patents
Device for differential-phase protection of electric plant Download PDFInfo
- Publication number
- SU1677762A1 SU1677762A1 SU874328007A SU4328007A SU1677762A1 SU 1677762 A1 SU1677762 A1 SU 1677762A1 SU 874328007 A SU874328007 A SU 874328007A SU 4328007 A SU4328007 A SU 4328007A SU 1677762 A1 SU1677762 A1 SU 1677762A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- signal
- phase
- unit
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к релейной защите и может быть использовано дл защиты основного электрооборудовани электрических станций и подстанций. Цель изобретени - повышение надежности функционировани . Идентификаци режимов внешних и внутренних КЗ при сохранении гарантированного быстродействи и высокой чувствительности производитс в устройстве путем использовани в совокупности качественно новых признаков, к которым относ тс удвоение напр жени на схеме сравнени при внешних КЗ, различие соотношений времен нарастани и уменьшени модул дифференциального тока при внешних и внутренних КЗ, отсутствие дифференциального тока при внешнем КЗ в течение первых нескольких миллисекунд после начала процесса, разновременность по влени напр жени на защищаемом трансформаторе и броска тока намагничивани в нем. наличие в каждом периоде переходного процесса в ТТ интервалов точной трансформации, врем превышени дифференциальным током заданного уровн измерени . 2 з.п. ф-лы, 11 ил.The invention relates to relay protection and can be used to protect the main electrical equipment of power plants and substations. The purpose of the invention is to increase the reliability of operation. The identification of external and internal short-circuit modes while maintaining the guaranteed speed and high sensitivity is performed in the device by using together qualitatively new features, which include voltage doubling in the comparison circuit for external short circuits, the difference in the ratios of rise times and reduction of the differential current modulus at external and internal short circuits, the absence of a differential current with external short circuits during the first few milliseconds after the start of the process, the difference in time detecting the voltage on the protected transformer magnetizing current and cast therein. the presence in each period of the transient in the TT of intervals of exact transformation, the time the differential current exceeds the specified measurement level. 2 hp f-ly, 11 ill.
Description
Изобретение относитс к релейной защите и может быть использовано дл защиты сосредоточенных объектов электрических систем: генераторов, синхронных компенсаторов , силовых трансформаторов (автотрансформаторов ), реакторов, ошиновок и сборных шин.The invention relates to relay protection and can be used to protect concentrated objects of electrical systems: generators, synchronous compensators, power transformers (autotransformers), reactors, busbars and busbars.
Целью изобретени вл етс повышение надежности функционировани устройства , а также обеспечение отстройки от броска тока намагничивани , и отстройки от повышенных погрешностей трансформаторов тока.The aim of the invention is to improve the reliability of the device, as well as providing detuning from the inrush of the magnetizing current, and detuning from the increased errors of the current transformers.
На фиг. 1 изображена структурна схема устройства; на фиг. 2 - структурна схемаFIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 - structural diagram
устройства дл защиты трансформаторов; на фиг. 3 - структурна схема устройства дл защиты сборных шин; на фиг. 4 - осциллограммы токов небаланса при внешнем (а) и внутреннем (б) повреждении; на фиг. 5-11 - эпюры напр жений в различных режимах работы.transformer protection devices; in fig. 3 is a block diagram of a busbar protection device; in fig. 4 - oscillograms of unbalance currents with external (a) and internal (b) damage; in fig. 5-11 - stress diagrams in various modes of operation.
Устройство содержит: 1 блок датчиков тока, 2 блок преобразовани входных величин , 3 блок давлени , 4 пусковой орган, 5 выпр митель, 6 разделительный трансформатор , 7 фазный орган, 8 блок управлени времени блокировки, 9, 10 первый и второй максиселекторы, 11 первый сумматор, 12 блок управлени , 13 дифференциатор, 14The device contains: 1 block of current sensors, 2 block of input parameters conversion, 3 block of pressure, 4 starting element, 5 rectifier, 6 isolating transformer, 7 phase element, 8 blocking time control unit, 9, 10 first and second max-selectors, 11 first adder, 12 control unit, 13 differentiator, 14
О VJAbout VJ
V4 VIV4 vi
ON ГОON GO
компаратор, 15 блок запрета, 16 формирователь управл ющего сигнала, 17 элемент задержки, 18 второй сумматор, 19 элемент И.comparator, 15 block prohibition, 16 driver of the control signal, 17 delay elements, 18 second adder, 19 element I.
Блок 1 датчиков тока содержит разделительные трансформаторы 20, количество которых соответствует числу сторон защищаемого объекта. Каждый разделительный трансформатор имеет первичную обмотку с промежуточными выводами, а также дополнительную вторичную обмотку, замкнутую на переменный резистор 21.Block 1 current sensors contains separation transformers 20, the number of which corresponds to the number of sides of the protected object. Each isolation transformer has a primary winding with intermediate leads, as well as an additional secondary winding, closed to a variable resistor 21.
Блок 2 преобразовани может быть выполнен в виде многоплечевого диодного моста , количество входов и диодных цепочек которого соответствует числу сторон защищаемого объекта.The conversion unit 2 can be made in the form of a multi-shoulder diode bridge, the number of inputs and diode chains of which corresponds to the number of sides of the protected object.
Блок 3 сравнени может быть выполнен на резисторах и стабилитронах.Comparison unit 3 can be performed on resistors and zener diodes.
Пусковой орган 4 выполнен на компараторе 22, управл ющий вход которого соединен с выходом делител напр жени , выполненного на резисторах 23 и 24 и включенного между источником питани и общей точкой, и катодом разделительного диода 25, анод которого вл етс управл ющим входом пускового органа 4.The trigger 4 is made on a comparator 22, the control input of which is connected to the output of a voltage divider made on resistors 23 and 24 and connected between the power source and the common point, and the cathode of the separation diode 25, the anode of which is the control input of the starting organ 4 .
Фазный орган 7 содержит последовательно включенные выпр митель 26, компаратор 27 и 28 элемент времени. Управл ющий вход компаратора 27 соединен с выходом делител напр жени , выполненного на резисторах 29 и 30 и включенного между источником питани и общей точкой, и вл етс третьим входом фазного органа 7. Угфав- л ющий вход 28 элемента времени соединен с выходом делител напр жени , выполненного на резисторах 31 и 32 и включенного между источником питани и общей точкой, и катодом разделительного диода 33, анод которого вл етс четвертым входом фазного органа 7.The phase element 7 contains a sequentially rectified rectifier 26, a comparator 27 and 28 element of time. The control input of the comparator 27 is connected to the output of a voltage divider, made on resistors 29 and 30 and connected between the power source and the common point, and is the third input of the phase element 7. The typing input 28 of the time element is connected to the output of the voltage divider made on resistors 31 and 32 and connected between the power source and the common point, and the cathode of the separation diode 33, the anode of which is the fourth input of the phase element 7.
Блок 8 управлени временем блокировки может быть выполнен в виде блока нелинейности с использованием операционного усилител .The blocking time control unit 8 may be implemented as a nonlinearity unit using an operational amplifier.
Блок 12 управлени содержит формирователь 34 импульсов, вход которого вл етс вторым входом блока 12. Выход формировател 34 импульсов соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 35, второй вход которого вл етс третьим входом блока 12 управлени , а выход соединен с входом формировател 36 импульса первого периода. Выход формировател 34 импульсов соединен с первым входом вы вител 37 признака идентификации режима , второй вход которого соединен с выходом формировател 36 импульса первого периода, а третий вход - с выходомThe control unit 12 comprises a pulse former 34, the input of which is the second input of the block 12. The output of the pulse former 34 is connected to the first input of an OR 35, the second input of which is the third input of the control unit 12, and the output is connected to the first pulse former 36 period The output of the pulse shaper 34 is connected to the first input of the indicator 37 of the mode identification feature, the second input of which is connected to the output of the shaper 36 of the first period pulse, and the third input is connected to the output
второго формировател 38 импульсов, вход которого вл етс первым входом блока 12. Выход вы вител 37 признака идентификации режима соединен с входом расширител 39 импульсов, выход которого вл етс первым выходом блока 12 управлени и соединен с входом ключевого элемента 40. Выход которого вл етс вторым выходом блока управлени . Выход расширител 39the second pulse generator 38, the input of which is the first input of the block 12. The output of the identifier 37 of the mode identification flag is connected to the input of the pulse expander 39, the output of which is the first output of the control unit 12 and connected to the input of the key element 40. The output of the second control unit output. Extender 39 output
импульсов через инвертор 41 подключен к первому входу логического элемента И 42. Второй вход логического элемента И 42 соединен с выходом блока 43 задержки, вход которого подключен к выходу формировател 34 импульсов. Выход логического элемента И 42 соединен с входом второго расширител 44 импульсов, выход которого подключен к входу инвертора 45. Инвертор 45 выполнен с открытым коллекторным выходом , соединенным через резистор 46 с источником питани . Выход инвертора 45 соединен с четвертым входом вы вител 37 признака идентификации режима и вл етс дополнительным выводом блока 12.pulse through the inverter 41 is connected to the first input of the logical element And 42. The second input of the logical element And 42 is connected to the output of the block 43 of the delay, the input of which is connected to the output of the driver 34 of pulses. The output of logic element 42 is connected to the input of the second pulse expander 44, the output of which is connected to the input of inverter 45. Inverter 45 is configured with an open collector output connected via a resistor 46 to a power source. The output of the inverter 45 is connected to the fourth input of the mode identification tag 37 and is an additional output of the block 12.
Формирователь 16 управл ющего сигнала может быть выполнен на инверторе и делител напр жени .Control signal generator 16 can be implemented on an inverter and a voltage divider.
Запоминающее устройство 17 может быть выполнено в виде цепи с эмиттернымThe storage device 17 may be made in the form of a chain with emitter
повторителем.repeater.
Формирователь 36 импульса первого периода может быть выполнен на транзисторе , работающем в ключевом режиме, с врем задающей цепью.The shaper 36 of the pulse of the first period can be performed on the transistor operating in the key mode, with the master circuit.
Вы витель 37 признака идентификации режима выполн ет логическую операцию И. Дл обеспечени отстройки от бросков намагничивающего тока при защите трансформаторов (автотрансформаторов) в устройство дополнительно введены блок 47 торможени , блок 48 управлени тормозным сигналом, второй компаратор 49, второй элемент ИЛИ 50, второй и третий элементы И 51 и 52, третий компаратор 53,The identifier 37 of the mode identification feature performs a logical operation I. In order to provide a detuning of magnetizing current surges while protecting transformers (autotransformers), braking unit 47, braking control unit 48, second comparator 49, second OR 50, second and the third elements And 51 and 52, the third comparator 53,
второй блок 54 задержки, третий элемент ИЛИ 55, блок 56 преобразователь напр жени , третий 57 и четвертый 58 блоки задержки , третий расширитель 59 импульсов, четвертый элемент ИЛИ 60, четвертый расширитель 61 импульсов.the second delay unit 54, the third element OR 55, the voltage converter unit 56, the third 57 and fourth 58 delay units, the third pulse expander 59, the fourth OR element 60, the fourth pulse expander 61.
Блок 47 торможени может быть выполнен в виде активного R-C-фильтра, не пропускающего сигнал 1-й гармоники, выпр мител и ограничител напр жени .The braking unit 47 may be implemented as an active R-C filter not transmitting the 1st harmonic signal, the rectifier and the voltage suppressor.
Блок 48 управлени тормозным сигналом может быть выполнен на транзисторе .The brake control unit 48 may be performed on a transistor.
Блок 56 преобразовани напр жени может быть выполнен в виде последовательно соединенных расширител напр жени , выпр мител и компаратора.Voltage conversion unit 56 may be implemented as a series-connected voltage expander, rectifier and comparator.
Дл обеспечени отстройки от повышенных погрешностей трансформаторов тока при защите сборных шин в устройство дополнительно ввод тс : второй выпр митель 62, п тый компаратор 63, п тый расширитель 64 импульсов, четвертый элемент И 65, блок 66 задани уставок, четвертый компаратор 67, формирователь 68 опорного напр жени , п тый блок 69 задержки, шестой расширитель 70 импульсов, одновибратор 71, первый инвертор 72, п тый элемент ИЛИ 73. Первый вход п тый элемент И 74, седьмой расширитель 75 импульсов, второй инвертор 76, шестой элемент И 77, шестой и седьмой 78 и 79 блоки задержки, третий инвертор 80, шестой элемент ИЛИ 81.To ensure detuning from the increased errors of current transformers when protecting busbars, the device additionally introduces: a second rectifier 62, a fifth comparator 63, a fifth expander 64 pulses, a fourth element And 65, a setting unit 66, a fourth comparator 67, a driver 68 the reference voltage, the fifth block 69 delay, the sixth expander 70 pulses, the one-shot 71, the first inverter 72, the fifth element OR 73. The first input of the fifth element And 74, the seventh expander 75 pulses, the second inverter 76, the sixth element And 77, sixth and seventh 78 and 79 delay blocks, third inverter 80, sixth element OR 81.
Блок 66 задани уставок может быть выполнен, например, по схеме, содержащей резисторные делители напр жени , конденсатор, транзистор n-p-n-типа и разделительные диоды.The setting unit 66 may be performed, for example, according to a circuit comprising resistor voltage dividers, a capacitor, an npn type transistor and separation diodes.
Формирователь 68 опорного напр жени может быть выполнен, например, по схеме, содержащей диод, конденсатор, транзистор и четыре резистора.The reference voltage driver 68 can be configured, for example, according to a circuit comprising a diode, a capacitor, a transistor, and four resistors.
Устройство 1 работает следующим образом .Device 1 operates as follows.
Токи от трансформаторов тока плеч защиты поступают на первичные обмокти разделительных трансформаторов 20 блока 1 датчиков тока, Сигналы со вторичных обмоток разделительных трансформаторов 20 раздел ютс по знаку полупериода с помощью схемы 2 преобразовани входных величин и поступает на вход схемы 3 сравнени . При внутреннем КЗ и совпадающих по фазе токах плечи схемы 3 сравнени попеременно обтекаютс токами положительной и отрицательной пол рности и напр жени на плечах образуют входные сигналы фазного органа 7. При внешних КЗ полуволны тока существуют одновременно в обоих плечах схемы 3 сравнени . Если эти тока соизмеримы с номинальными, то на фазный орган 7 поступает разность напр жений схемы 3 сравнени , пропорциональна дифференциальному току. При больших токах внешнего КЗ, в соответствии с принципом действи прототипа предлагаемого устройства, напр жени на плечах схемы 3 сравнени стабилизируетс и на входе фазного органа 7 образуетс сигнал, равный разности длительности полуволн токов, существующих на плечах схемы 3 сравнени . Таким образом, схема начинает действовать как дифференциально-фазна .The currents from the current transformers of the protection arms go to the primary frost of the isolation transformers 20 of the current sensor unit 1, the signals from the secondary windings of the isolation transformers 20 are separated by a half-period sign using the input conversion circuit 2 and fed to the input of the comparison circuit 3. In case of internal short circuit and phase coincident currents, the shoulders of the comparison circuit 3 alternately flow around the currents of positive and negative polarity and the voltage on the shoulders form the input signals of the phase element 7. With external short circuits, half-current flows simultaneously in both arms of the comparison circuit 3. If these currents are commensurate with the nominal, then the difference between the voltages of the comparison circuit 3, which is proportional to the differential current, flows to the phase phase element 7. At high external short-circuit currents, in accordance with the principle of operation of the prototype of the proposed device, the voltage on the arms of the comparison circuit 3 is stabilized and a signal equal to the difference of the half-current durations existing on the arms of the comparison circuit 3 is formed at the input of the phase element 7. Thus, the circuit begins to act as a differential phase.
Чтобы обеспечить надежное срабатывание защиты в первом периоде переходного процесса в том числе и при сдвинутых по фазе токах необходимо иметь врем блокировки фазного органа 7-3 мс. Однако такое врем не обеспечит селективной работы ззщиты при внешних КЗ со значительным содержанием апериодической слагающей (фиг. 5). Характер осциллограмм переходного тока небаланса (фиг. 56) таков, что врем от его начала до максимума (ti) всегда мень0 ше, чем от максимума до конца (тз). При внутренних же КЗ и насыщении ТТ (фиг. 5,а) . В св зи с этим в устройстве использовано ограничение длительности входного сигнала фазного органа 7 максимумом диф5 ференциального тока в режиме внешнего КЗ, Однако ограничение длительности входного сигнала фазного органа 7 приводит к снижению чувствительные™ защиты при внутренних КЗ, особенно со сдвинутыми поIn order to ensure reliable operation of the protection in the first period of the transition process, including when the currents are shifted in phase, it is necessary to have a blocking time of the phase element of 7–3 ms. However, such a time will not provide selective protection at external faults with a significant content of the aperiodic component (Fig. 5). The nature of the oscillograms of the transient unbalance current (Fig. 56) is such that the time from its beginning to the maximum (ti) is always less than from maximum to end (TK). At the same internal short circuit and saturation of the TT (Fig. 5, a). In this connection, the device uses the limitation of the duration of the input signal of the phase organ 7 by the maximum of the differential current in the external short circuit mode. However, the limitation of the duration of the input signal of the phase organ 7 leads to a decrease in sensitive protection with internal short circuits, especially
0 фазе токами и при внутренних КЗ с вытекающими токами нагрузки, когда из-за ограничени длительности входного сигнала фазный орган 7 искусственно укорачивает полезный сигнал. Снижение чувствительно5 сти возможно также в режиме внутреннего КЗ на землю, сопровождающемс высокочастотной составл ющей, обусловленной разр дным током сети. Дл предотвращени снижени чувствительности предусмотрено0 phase currents and internal short circuits with outgoing load currents, when, due to the limitation of the duration of the input signal, the phase element 7 artificially shortens the useful signal. A decrease in sensitivity is also possible in the internal short circuit to earth mode, accompanied by a high frequency component due to the discharge current of the network. To prevent desensitization provided
0 управление ограничением длительности входного сигнала фазного органа 7 по качественным признакам переходных процессов таким образом, чтобы это ограничение имело место только при внешних КЗ.0 control of the limitation of the duration of the input signal of the phase organ 7 according to the qualitative signs of transient processes in such a way that this limitation occurs only with external faults.
5В качестве признака внутреннего КЗ используетс то, что в этом режиме одновременно возникают токи плеч защиты и дифференциальный ток. При внешнем же КЗ дифференциальный ток по вл етс толь0 ко после насыщени ТТ, в результате чего имеет место его существенное отставание от токов плеч.5 As a sign of the internal short circuit, it is used that in this mode, simultaneously, currents of the protection arms and differential current arise. With an external short circuit, the differential current appears only after the saturation of the CT, as a result of which its significant lag from the arm currents takes place.
Дл этого блок 1 датчиков тока формирует сигнал, пропорциональный дифференциаль5 ному току защиты, который трансформируетс раздельным трансформатором 6, выпр мл етс выпр мителем 5 и поступает на вход 13 дифференциатора. Получаема на выходе блока 13 производна модул дифференци0 ального тока подаетс на второй формирователь 38 импульсов блока 12 управлени , на выходе которого по вл етс логический сигнал 1 в том случае, если производна положительна и ее значение превышаетFor this, the current sensor unit 1 generates a signal proportional to the differential protection current, which is transformed by a separate transformer 6, is rectified by rectifier 5 and fed to the input 13 of the differentiator. The derivative of the differential current module obtained at the output of the block 13 is fed to the second pulse generator 38 of the control unit 12, the output of which generates a logical signal 1 if the derivative is positive and its value exceeds
5 уставку. Уставка второго формировател 38 импульсов выбираетс так, чтобы он не срабатывал при дифференциальных токах, обусловленных установившимис токами небаланса, возможными s рабочем режиме защищаемого объекта. Таким образом, с выхода второго формировател 38 импульсов на второй вход вы вител 37 признака идентификации режима выдаетс сигнал логическа Г во всех случа х, когда производна модул диффенециального тока положительна и достаточно велика.5 set point. The setpoint of the second pulse shaper 38 is selected so that it does not work with differential currents due to steady-state unbalance currents, the possible s operating mode of the protected object. Thus, from the output of the second pulse shaper 38 to the second input of the mode identification tag 37, a logical G signal is output in all cases when the derivative of the differential current is positive and is large enough.
Кроме того, первый сумматор 11 формирует на своем выходе напр жение, равное падению напр жени на верхнем плече схемы 3 сравнени , которое подаетс на второй вход первого максиселектора 9, На первый вход первого максиселектора 9 подаетс напр жение нижнего плеча схемы 3 сравнени . Больша из поступивших величин с выхода максиселектора 9 подаетс на вход формировател 34 импульсов блока 12 управлени . Формирователь 34 импульсов формирует на своем выходе логический сигнал Г в том случае, если напр жение, хот бы на одном плече схемы 3 сравнени , превысит значение, соответствующее току защищаемого объекта в рабочем режиме. При по влении логического сигнала 1 на выходе формировател 34 импульсов он подаетс на первый вход вы вител 37 признака идентификации режима и первый вход логического элемента ИЛИ 35. По вление логической 1 на выходе логического элемента ИЛИ 35 И, соответственно, на входе формировател 36 импульсов первого периода переходного процесса запускает этот формирователь. Формирователь 36 импульса первого периода вырабатывает импульс длительностью 4 мс, а затем устанавливает на своем выходе логический уровень О до конца переходного процесса. Таким образом , логический уровень 1 подаетс на третий вход вы вител 37 признака идентификации режима только в течение 4 мс в начале первого периода переходного процесса . На четвертом входе вы вител 37 признака идентификации режима в исходном состо нии установлен логический уровень 1й. Поскольку вы витель 37 признака идентификации режима реализует логическую операцию И, импульс на его выходе возникает только при одновременном по влении тока плеча и дифференциального тока , что соответствует режиму внутреннего КЗ. При внешнем же КЗ дифференциальный ток возникает только после насыщени ТТ защиты, что никогда не бывает ранее 4 мс после начала переходного процесса. Поэтому при внешнем КЗ на выходе вы вител 37 признака идентификации режима логический уровень Г не по вл етс .In addition, the first adder 11 forms at its output a voltage equal to the voltage drop on the upper arm of the comparison circuit 3, which is applied to the second input of the first max selector 9, the first input of the first max selector 9 is supplied to the lower voltage of the comparison circuit 3. Most of the received values from the output of the Max-selector 9 are fed to the input of the driver 34 of the pulses of the control unit 12. The pulse shaper 34 generates a logical signal G at its output if the voltage, at least on one side of the comparison circuit 3, exceeds the value corresponding to the current of the protected object in the operating mode. When logical signal 1 appears at the output of pulse generator 34, it is fed to the first input of the feature identification indicator 37 and the first input of the OR 35 logic unit. The appearance of logical 1 at the output of the logic element OR 35 AND, respectively, at the input of the former 36 of pulses of the first a transient period starts this shaper. Shaper 36 pulse of the first period produces a pulse of 4 ms, and then sets at its output a logic level O until the end of the transition process. Thus, the logic level 1 is fed to the third input of the indicator 37 of the mode identification flag only for 4 ms at the beginning of the first period of the transient. At the fourth input of Marker 37, the mode identification indicator in the initial state is set to logic level 1. Since the identifier 37 of the mode identification feature implements a logical AND operation, a pulse at its output occurs only when a shoulder current and a differential current appear simultaneously, which corresponds to the internal short circuit mode. In the case of an external short circuit, the differential current occurs only after the protection TT is saturated, which is never earlier than 4 ms after the start of the transient. Therefore, with an external short circuit at the output of feature 37, the mode identification indicator does not appear logic level G.
Таким образом, при внутреннем КЗ на выходе вы вител 37 признака идентификации режима вырабатываетс импульс, который поступает на вход первого расширител Thus, with an internal short-circuit at the output of the visitor 37 of the mode identification indicator, a pulse is generated, which is fed to the input of the first expander
39 импульсов. Длительность импульса на выходе расширител 39 импульсов выбираетс такой, чтобы за врем , на которое он расшир ет импульс, защита надежно сработала при внутреннем КЗ. С выхода первого расширител 39 импульсов сигнал подаетс на управл ющий вход блока 15 запрета, исключа , таким образом, ограничение длительности входного сигнала фазного органа39 pulses. The pulse duration at the output of the pulse extender 39 is chosen such that during the time by which it expands the pulse, the protection reliably operates with an internal short circuit. From the output of the first expander 39 pulses, the signal is fed to the control input of the prohibition unit 15, thus excluding the limitation of the duration of the input signal of the phase element
0 7. Кроме того, сигнал с выхода первого расширител 39 импульсов подаетс на вход ключевого элемента 40, который шунтирует выход запоминающего устройства 17. Таким образом исключаетс увеличение уста5 вок пускового 4 и фазного 7 органов при внутренних КЗ со сдвинутыми по фазе токами плеч и внутренних КЗ, сопровождающихс вытекающими токами нагрузки.0 7. In addition, the signal from the output of the first pulse extender 39 is fed to the input of the key element 40, which shunts the output of the memory 17. Thus, an increase in the starting 4 and phase 7 organs is prevented when the internal short circuits with phase-shifted shoulder currents and internal Short circuit, accompanied by the resulting load currents.
При внешних КЗ (фиг. 6) на выходе вы 0 вител 37 признака идентификации режима импульс не по вл етс . На выходе первого расширител 39 импульсов сохран етс логический уровень 0й, а на выходе первого инвертора 41 логический уровень 1, кото5 рый подаетс на первый вход логического элемента И 42. Сигнал с выхода формировател 34 импульсов подаетс также на вход блока 43 задержки, который устанавливает на выходе логический уровень 1 через 5 мсWith an external short-circuit (Fig. 6), the output of the 0 symbol 37 of the mode identification indicator does not indicate a pulse. At the output of the first expander 39, the logic level 0y is saved, and at the output of the first inverter 41, the logic level 1, which is fed to the first input of the AND 42 logic element. The output signal of the pulse shaping unit 34 is also fed to the input of the delay unit 43, which sets to output logic level 1 after 5 ms
0 после поступлени сигнала на его вход. С выхода блока 43 задержки сигнал поступает на второй вход логического элемента И 42. На выходе логического элемента И 42 устанавливаетс логический уровень 1 только0 after a signal arrives at its input. From the output of the delay unit 43, the signal arrives at the second input of the AND 42 gate. At the output of the AND gate 42, logic level 1 is set only
5 в том случае, если к моменту поступлени на его второй вход сигнала о возникновении сверхтока (задерживаемого на 5 мс) на его первом входе сохранитс сигнал об отсутствии внутреннего КЗ. Таким образом, на вы0 ходе логического элемента И 43 по вл етс сигнал, информирующий о возникновении внешнего КЗ. Этот сигнал подаетс на второй расширитель 44 импульсов, который увеличивает длительность импульса на 605 in the event that by the time a signal on the occurrence of an overcurrent (delayed by 5 ms) arrives at its second input, a signal on the absence of an internal short circuit remains at its first input. Thus, at the output of the logic element AND 43, a signal appears informing about the occurrence of an external short circuit. This signal is applied to the second pulse expander 44, which increases the pulse duration by 60
5 мс. Полученный на выходе второго расширител 44 импульсов сигнал инвертируетс вторым инвертором 45, который имеет открытый коллекторный выход и через резистор 46 соединен с источником питани .5 ms The signal obtained at the output of the second pulse expander 44 is inverted by the second inverter 45, which has an open collector output and is connected via a resistor 46 to a power source.
0 Выход второго инвертора 45 вл етс дополнительным выводом блока 12, использование которого будет рассмотрено ниже.0 The output of the second inverter 45 is an additional output of block 12, the use of which will be discussed below.
К схеме 3 сравнени подключен блок 8 управлени временем блокировки. ВходнойA blocking time control unit 8 is connected to the comparison circuit 3. Input
5 сигнал этого блока имеет максимальное значение при внешних КЗ, поскольку на него поступает сумма напр жений плеч схемы 3 сравнени , а при внешних КЗ полуволны напр жений на плечах схемы 3 сравнени совпадают по времени. При внутренних КЗ5, the signal of this block has a maximum value with external short circuits, since the sum of the bar voltage of the comparison circuit 3 is applied to it, and with the external short circuit, the half-wave voltage on the arms of the comparison circuit 3 coincides in time. When internal short circuit
полуволны напр жений на плечах схемы 3 сравнени не совпадают по времени или же уровень одною из них ниже напр жени стабилизации стабилитронов схемы 3 сравнени . Поэтому напр жение со схемы 3 сравнени используетс дл выработки тормозного сигнала, формирующего характеристику срабатывани устройства. Блок 8 управлени временем блокировки выполнен в виде блока нелинейности с одним изломом характеристики, При значени х входного напр жени , соответствующих нормальному режиму работы защищаемого объекта, выходной сигнал остаетс посто нным и сравнительно низким по величине, обеспечива начальные параметры срабатывани защиты, При увеличении сквозного тока через защищаемый обьект до уровн , превышающего токи рабочих оежимов, выходное напр жение блока 8 управлени временем блокировки начинает возрастать и обеспечивает необходимое увеличение параметров срабатывани защиты. Это напр жение подаетс на второй вход второго максиселектора 10. С выхода второго макси- селектора 10 сигнал поступает на вход запоминающего устройства 17. Необходимость запоминани сигнала в данной цепи обусловлена тем, что при внешних КЗ высокий уровень напр жени на схеме 3 сравнени имеет место, пока ни один из ТТ не насыщен , а после насыщени одного из ТТ это напр жение уменьшаетс , но одновременно с этим резко увеличиваетс ложный сигнал на входах пускового А и фазного 7 органов. Запоминание же позвол ет обеспечить необходимый уровень параметров срабатывани , обеспечивающий отстройку от таких режимов. С выхода запоминающего устройства 17 через сумматор 18 тормозной сигнал подаетс на управл ющие входы пускового 4 и фазного 7 органов. Использование сумматора 18 необходимо дл того, чтобы обеспечить возможность введени тормозных сигналов от дополнительных блоков защиты. В отличие от прототипа тормозной сигнал подан на пусковой орган 4, Благодар этому обеспечиваетс отстройка от установившихс токов небаланса при использовании устройства в защите трансформатора . Разделительные диоды 33 и 25 исключают взаимное вли ние делителей напр жени , выполненных на резисторах 23, 24 и 31, 32 соответственно, подключенных к управл ющим входам компаратора 22 пускового органа 4 и элемента 28 времени фазного органа 7.the half-waves of the voltages on the arms of the comparison circuit 3 do not coincide in time, or the level of one of them is lower than the stabilization voltage of the zener diodes of the comparison circuit 3. Therefore, the voltage from the comparison circuit 3 is used to generate a brake signal forming the response characteristic of the device. Blocking time control block 8 is made in the form of a nonlinearity block with a single kink of characteristic. At input voltage values corresponding to the normal operation mode of the protected object, the output signal remains constant and relatively low in magnitude, ensuring the initial parameters of protection operation, With an increase in through current through the protected object to a level exceeding the currents of the working equipment, the output voltage of the blocking device 8 for controlling the locking time starts to increase and provides the necessary elichenie parameter protection is activated. This voltage is applied to the second input of the second max-selector 10. From the output of the second max-selector 10, the signal is fed to the input of the storage device 17. The need for storing the signal in this circuit is due to the fact that with external short circuits a high voltage level occurs in the comparison circuit 3 so far none of the CTs is saturated, and after saturation of one of the CTs, this voltage decreases, but at the same time the spurious signal at the inputs of the starting A and phase 7 organs increases sharply. Memorization, on the other hand, provides the necessary level of triggering parameters that provide detuning from such modes. From the output of the memory device 17, through the adder 18, the brake signal is applied to the control inputs of the starting 4 and phase 7 organs. The use of the adder 18 is necessary in order to provide the possibility of introducing brake signals from additional protection blocks. In contrast to the prototype, the brake signal is applied to the starting body 4. Due to this, a detuning from the established unbalance currents is provided when using the device in transformer protection. Dividing diodes 33 and 25 eliminate the mutual influence of voltage dividers made on resistors 23, 24 and 31, 32, respectively, connected to the control inputs of the comparator 22 of the starting organ 4 and the element 28 of the phase organ 7.
Дл выполнени ограничени входного сигнала фазного органа 7 при внешних КЗ к выходу блока 13 дифференцировани подключен компаратор 14, который срабатывает при отрицательном знаке производной модул дифференциального тока. Сигнал о срабатывании компаратора 14 через блок 15In order to comply with the limiting input signal of the phase organ 7 with external short circuits, a comparator 14 is connected to the output of differentiation unit 13, which is triggered by the negative sign of the derivative of the differential current module. The signal about the operation of the comparator 14 through block 15
запрета подаетс на третий вход фазного органа 7, увеличива порог срабатывани компаратора 27 таким образом, чтобы он возвратилс в исходное состо ние при любом возможном сигнале на его входе. Этоthe prohibition is applied to the third input of the phase organ 7, increasing the threshold of the comparator 27 so that it returns to the initial state at any possible signal at its input. it
0 позвол ет вернуть компаратор 27 в исходное состо ние и осуществить сброс отсчета элемента 28 времени. При внутренних же КЗ с блока 12 управлени поступает запрещающий сигнал, который исключает выдачу0 allows the comparator 27 to return to the initial state and reset the reference of time element 28. When the internal fault with the block 12 control prohibits the signal that prevents the issuance
5 сигнала от компаратора 14 через блок 15 запрета на третий вход фазного органа 7. В результате этого длительность сигнала, поступающего на элемент 2° времени не ограничиваетс , что обеспечивает повышение5 signals from comparator 14 through block 15 of the prohibition on the third input of the phase element 7. As a result, the duration of the signal entering the element 2 ° is not limited to time, which ensures an increase
0 чувствительности защиты к внутренним КЗ. Дл многоплечевых защит дополнительной причиной возникновени токов небаланса вл етс неточное уравнение номинальных токов плеч защиты. Дл иск5 лючени этого недостатка в предлагаемом устройстве разделительные трансформаторы 20 блока 1 датчиков тока имеют дополнительные витки с отводами, что позвол ет ступенчато измен ть коэффициент их транс0 формации. Кроме того, предусмотрена дополнительна вторична обмотка, котора замкнута на переменный резистор 21. Измен сопротивление резистора 21, можно плавно мен ть коэффициент передачи раз5 делительного трансформатора 20. Испытани показали, что диапазон регулировани с помощью резистора 21 может достигать 35% без существенного вли ни на остальные характеристики защиты.0 sensitivity of protection to internal short-circuit. For multiple shoulder protections, an additional reason for the occurrence of unbalance currents is the inaccurate equation of the rated currents of the protection arms. In order to eliminate this disadvantage in the proposed device, the separation transformers 20 of the current sensor unit 1 have additional turns with taps, which allows their transformation ratio to be changed stepwise. In addition, an additional secondary winding is provided, which is closed to the variable resistor 21. By varying the resistance of resistor 21, the transmission coefficient of the split transformer 20 can be smoothly changed. Testing has shown that the control range with the help of resistor 21 can reach 35% without significant effect other security features.
0 Использование дополнительного вывода блока 12 необходимо дл исключени ложных срабатываний защиты при внешних несимметричных КЗ. В этих режимах из-за насыщени ТТ неповрежденной фазы на0 The use of additional output of block 12 is necessary to avoid false positives of protection in case of external asymmetrical faults. In these modes, due to the saturation of the TT intact phase on
5 входе устройства по вл ютс сигналы, характерные дл внутренних КЗ, но несколько меньшей амплитуды, Дл исключени ложных срабатываний дополнительные выводы всех трех фаз объедин ютс , что обеспечи0 вает обмен информацией между фазами.At the input of the device, signals characteristic of internal short circuits appear, but with a slightly smaller amplitude. To eliminate false alarms, the additional terminals of all three phases are combined, which ensures the exchange of information between the phases.
В нормальном режиме на дополнительных выводах установлен логический уровень 1, поскольку во всех фазах закрыты выходные транзисторы вторых инверторовIn the normal mode, the additional level is set to logic level 1, since the output transistors of the second inverters are closed in all phases
5 45, а дополнительные выводы через резисторы 46 подключены к источнику питани . При внешнем КЗ, как уже описывалось выше, чем 5 мс после возникновени тока на выходе логического элемента И 42 в поврежденной фазе по вл етс логический уровень 1. Этот сигнал удлин етс по времени вторым расширителем 44 импульсов и поступает на вход инвертора 45. Его выходной транзистор устанавливает на дополнительном выводе логический уровень О, который передаетс также на все остальные фазы. Поступив в неповрежденную фазу, этот сигнал запрещает работу вы вител 37 признака идентификации режима, исключа ложное срабатывание блока 12 управле- ни , а также поступает на вход формировател 16 управл ющего сигнала. Этот формирователь вырабатывает тормозной сигнал, достаточный дл исключени срабатывани фазного органа 7 от входного сигнала, свойственного рассматриваемому режиму. Этот сигнал через второй максисе- лектор 10 поступает на вход запоминающего устройства 17, а затем через второй сумматор 18тзыдаетс на управл ющие входы пускового 4 и фазного 7 органов, предотвраща срабатывание. Если же происходит внутреннее КЗ, то блок 12 управлени поврежденной фазы устанавливает, что КЗ внутреннее, сразу же после возникновени тока, запрещает выдачутормозного сигнала и исключает ограничение длительности входного сигнала фазного органа 7,5 45, and additional leads through resistors 46 are connected to a power source. With an external short circuit, as already described above, than 5 ms after the occurrence of a current at the output of the logic element I 42, a logical level 1 appears in the damaged phase. This signal is extended in time by the second expander 44 pulses and is fed to the input of the inverter 45. Its output the transistor establishes on the auxiliary output the logic level O, which is also transmitted to all the other phases. On entering the undamaged phase, this signal prohibits the operation of the indicator 37 of the mode identification indicator, excluding the false operation of the control unit 12, and also enters the input of the driver 16 of the control signal. This driver generates a brake signal sufficient to eliminate the triggering of the phase element 7 from the input signal characteristic of the mode in question. This signal through the second max-selector 10 is fed to the input of the storage device 17, and then through the second adder 18 is fed to the control inputs of the starting 4 and phase 7 organs, preventing the operation. If an internal short circuit occurs, the damaged phase control unit 12 establishes that the internal short-circuit, immediately after the occurrence of the current, prohibits the release of the brake signal and eliminates the limitation of the input signal duration of the phase element 7,
Таким образом, при возникновении внутреннего КЗ устройство защиты в по- врех денной фазе работает следующим образом (фиг. 7),Thus, in the event of an internal short circuit, the protection device in the initial phase works as follows (Fig. 7),
Выпр мленный дифференциальный сигнал поступает на пусковой орган 4 и вызывает его срабатывание. Одновременно сигнал с выхода схемы 3 сравнени поступает в фазный орган 7, запуска в нем элемент 28 времени. Сработавший пусковой орган 4 выдает сигнал на третий вход блока 12 управлени , запуска в нем формирователь 36 импульса первого периода. Практически одновременно на первой и второй входы блока 12 управлени также поступают сигналы, достаточные дл срабатывани соответствующих формирователей (38, 34) импульсов. Получив эти сигналы, блок 12 /правлени фиксирует, что КЗ внутреннее, запреща торможение пускового 4 и фазного 7 органов, а также исключа ограничение длительное™ входного сигнала фазного органа 7. При этом фазный орган 7 срабатывает с минимальной установкой по времени и выдает сигнал на вход логического элемента И 19, на втором входе которого уже присутствует сигнал от пускового органа 4. В результате с выхода логического элемента И 19 выдаетс сигнал на отключение защищаемого объекта.The rectified differential signal arrives at the triggering organ 4 and causes it to trigger. At the same time, the signal from the output of the comparison circuit 3 enters the phase phase element 7, and a time element 28 is started therein. The triggered triggering unit 4 generates a signal to the third input of the control unit 12, which starts up the driver 36 of the pulse of the first period. Almost simultaneously, the first and second inputs of the control unit 12 also receive signals sufficient to trigger the corresponding drivers (38, 34) of the pulses. After receiving these signals, the block 12 / board records that the internal fault, inhibiting braking of the starting 4 and 7 phase organs, and also excluding the limitation of the long-term ™ input signal of the phase organ 7. At the same time, the phase organ 7 triggers with a minimum time setting and issues a signal to input of the logic element E 19, at the second input of which a signal from the triggering organ 4 is already present. As a result, from the output of the logic element E 19, a signal is issued to disconnect the protected object.
При внешнем КЗ до насыщени ТТ дифференциальный ток отсутствует. Поэтому вWith an external short circuit to saturation of the CT, there is no differential current. Therefore, in
блок 12 управлени в начале переходного процесса поступает сигнал только один сигнал , который запускает формирователь 36 импульса первого периода, Одновременноthe control unit 12 at the beginning of the transition process receives a signal of only one signal that triggers the first period pulse shaper 36, Simultaneously
с этим формируетс сумма напр жений плеч схемы 3 сравнени , котора подаетс на вход блока 8 управлени временем блокировки . В результате этого на его выходе формируетс тормозной сигнал, передавае0 мый на пусковой 4 и фазный 7 органы. Поскольку за врем идентификации режима на первый вход блока 12 управлени сигнал не поступает, блок 12 управлени устанавливает , что КЗ вл етс внешним. В результа5 те этого оно разрешает торможение, сохран ет ограничение длительности входного сигнала фазного органа 7 и выдает информацию соседним фазам, что КЗ вл етс внешним. В св зи с этим после насыщени ТТwith this, the sum of the voltages of the arms of the comparison circuit 3 is formed, which is fed to the input of the blocking control time block 8. As a result, at its output a brake signal is generated, transmitted to the starting 4 and phase 7 organs. Since no signal arrives at the first input of the control unit 12 during the identification of the mode, the control unit 12 determines that the fault is external. As a result, it resolves deceleration, maintains a limitation on the duration of the input signal of the phase element 7, and gives information to neighboring phases that the short circuit is external. Due to this, after saturation of the TT
0 и по влени токов небаланса на фазный орган 7 выдаютс все необходимые сигналы, обеспечивающие его высокую отстроен- ность от переходных режимов внешних КЗ. При защите трансформаторов (авто5 трансформаторов) устройство работает следующим образом.0 and the occurrence of unbalance currents to the phase organ 7, all necessary signals are issued, ensuring its high isolation from the transient modes of external short circuits. When protecting transformers (auto5 transformers), the device operates as follows.
С выхода разделительного трансформатора 6 сигнал, пропорциональный дифференциальному току, поступает на вход блокаFrom the output of the isolation transformer 6, a signal proportional to the differential current is fed to the input of the unit
0 47 торможени , который выполнен в виде режекторного фильтра, не пропускающего сигнал основной частоты, выпр мител и ограничител напр жени . Тормозной сигнал блоком 47 торможени вырабатываетс в0 47 deceleration, which is made in the form of a notch filter, which does not transmit the signal of the main frequency, the rectifier and the voltage limiter. The brake signal by the braking unit 47 is generated in
5 переходном режиме работы силового трансформатора . При этом в режиме апериодического броска тока намагничивани в выходном сигнале блока 47 торможени присутствуют апериодическа слагающа и5 transient operation of the power transformer. At the same time, in the mode of aperiodic inrush of the magnetizing current in the output signal of the braking unit 47 there are aperiodic component and
0 высшие гармоники, а в режиме периодического - высшие гармоники. В св зи с тем, что в блоке 47 торможени используетс широкополосный фильтр, врем запаздывани выходного сигнала значительно меньше0 higher harmonics, and in the periodic mode - higher harmonics. Due to the fact that in block 47 a wideband filter is used, the delay time of the output signal is much less
5 времени, соответствующего углу блокировки защиты, что обеспечивает селективную работу защиты при бросках тока намагничивани . При внутренних КЗ и насыщении ТТ блок 47 торможени так же5 times corresponding to the protection lock angle, which ensures the selective operation of the protection in the inrush current. With internal short circuits and saturation of the TT block 47 braking is also
0 будет вырабатывать тормозной сигнал. Высокое быстродействие защиты в этих режимах обеспечиваетс блоком 48 управлени тормозным сигналом, который запрещает выдачу тормозного сигнала на0 will generate a brake signal. High performance protection in these modes is provided by the brake control block 48, which prohibits the issuance of a brake signal on
5 второй вход второго сумматора 18 при наличии сигнала на своем управл ющем входе. В режиме броска тока намагничивани этот управл ющий сигнал отсутствует и выходное напр жение блока 47 торможени поступает на второй вход второго сумматора5, the second input of the second adder 18 when there is a signal at its control input. In the mode of magnetizing current surge, this control signal is absent and the output voltage of the braking unit 47 is fed to the second input of the second adder.
18, обеспечива необходимое увеличение уставок пускового 4 и фазного 7 органов.18, providing the necessary increase in the settings of the starting 4 and phase 7 organs.
Формирование сигнала на управл ющем входе блока 48 управлени тормозным сигналом осуществл етс следующим образом. При включении силового трансформатора под напр жение в режиме опробовани возможно возникновение либо броска тока намагничивани , либо внутреннего КЗ. В первом случае от момента выдачи напр жени до по влени тока существуют бестоковые паузы, обусловленные временем , необходимым дл насыщени сердечника силового трансформатора. Во втором случае одновременно с выдачей напр жени в каждой фазе по вл етс ток КЗ. Следовательно , наличие паузы перед броском тока намагничивани может служить отличительным признаком броска тока намагничивани и внутреннего КЗ в режиме опробовани .The formation of the signal at the control input of the brake control block 48 is carried out as follows. When the power transformer is turned on under test mode, either a magnetizing current rush or an internal short circuit can occur. In the first case, from the moment the voltage is delivered to the appearance of the current, there are current-free pauses due to the time required to saturate the core of the power transformer. In the second case, simultaneously with the output of the voltage in each phase, a short circuit current appears. Consequently, the presence of a pause before the surge of magnetizing current can be a distinctive sign of the surge of magnetizing current and internal short circuit in the test mode.
В нормальном режиме работы на обмотках силового трансформатора есть напр жение . При этом возможно возникновение режимов внутреннего и внешнего КЗ, распознавание которых обеспечиваетс устройством и не требует дополнительных сигналов от блока 47 торможени . Возникновение же броска тока намагничивани возможно только при восстановлении напр жени на обмотках силового трансформатора после внешнего КЗ. Следовательно, признаком идентификации режима броска тока намагничивани после выдачи напр жени на обмотки силового трансформатора вл етс наличие в предшествующем режиме внешнего КЗ.In normal operation, there is a voltage on the windings of a power transformer. In this case, the occurrence of internal and external short circuits is possible, the recognition of which is provided by the device and does not require additional signals from the braking unit 47. The occurrence of the magnetizing current surge is possible only when the voltage is restored on the windings of the power transformer after an external short-circuit fault. Consequently, a sign of identifying the surge current of the magnetizing current after the voltage is applied to the windings of the power transformer is the presence of an external short circuit in the previous mode.
При включении силового трансформатора на холостой ход (фиг. 8) на его обмотках и соответственно на входе блока 56 преобразовани напр жени по вл етс напр жение Up, которое блок 56 преобразовани напр жени расщепл ет, выпр мл ет, сглаживает , формирует на определенном пороге посто нное напр жение, а затем инвертирует его. Выходной сигнал блока 56 преобразовани напр жени Кбпн удлин етс третьим блоком 58 задержки на 2 мс. Напр жение, пропорциональное производной модул дифферециального тока Убд, с выхода 13 дифференциатора подаетс на вход второго компаратора 49 через врем , необходимое дл насыщени сердечника силового трансформатора. Второй компаратор 49 на уровне ипк2 формирует пр моугольные импульсы , первый из которых будет отставать от начала переходного процесса на врем , превышающее уставку блока 58 задержки (2 мс). Поэтому на входах элемента И 52 не произойдет совпадени When the power transformer is idled (Fig. 8), voltage Up appears on its windings and, accordingly, at the input of voltage conversion block 56, which voltage conversion block 56 splits, straightens, smoothes, forms at a certain threshold constant voltage and then inverts it. The output of voltage converter block 56 Qbpn is extended by a third delay block 58 of 2 ms. A voltage proportional to the derivative of the differential current module Ubd from the output 13 of the differentiator is fed to the input of the second comparator 49 through the time required to saturate the core of the power transformer. The second comparator 49 at the ipc2 level generates square-wave pulses, the first of which will lag behind the start of the transient process by a time longer than the setting of the delay block 58 (2 ms). Therefore, at the inputs of the element And 52 there will be no coincidence
положительных импульсов и на входе элемента ИЛИ 60, а следовательно, и на управл ющем входе блока 48 управлени тормозным сигналом напр жение будетpositive impulses and at the input of the element OR 60, and consequently, at the control input of the brake control block 48, the voltage will be
равно нулю. Благодар этому выходной сигнал блока 47 торможени проходит на второй вход второго сумматора 18. что обеспечивает несрабатывание защиты. Во врем импульсов тока нзмагничива0 ни напр жение на обмотках силового трансформатора может значительно снижатьс , поэтому блок 58 задержки имеет выдержку времени на возврат в исходное состо ние 20 мс, котора надежно перекры5 вает максимально возможную длительность указанных выше импульсов. Блок 57 задержки имеет выдержку времени на срабатывание и возврат 20 мс. Поэтому на второй вход элемента 55 ИЛИ в течение 20-20 мс отequals zero. Due to this, the output signal of the block 47 braking passes to the second input of the second adder 18. which ensures the failure of protection. During scattering current pulses, the voltage across the windings of the power transformer can be significantly reduced, therefore, the delay unit 58 has a 20 ms return time, which reliably covers the maximum possible duration of the above pulses. Delay unit 57 has a time delay for triggering and a return of 20 ms. Therefore, at the second input of the element 55 OR within 20-20 ms from
0 момента выдачи напр жени на обмотки силового трансформатора поступает положительный сигнал. Блок 54 задержки удлин ет выходной импульс элемента 50 ИЛИ на 20 мс, а затем задерживает передний его фрон0 the moment of the voltage output to the windings of the power transformer receives a positive signal. The delay unit 54 lengthens the output pulse of the element 50 OR by 20 ms, and then delays its leading edge.
5 на 4 мс. Пэтому через 4 мс после момента срабатывани компаратора 49 на выходе блока 54 задержки по витс положительное напр жение, которое будет поддерживатьс импульсами с выхода компаратора 49 на5 to 4 ms. Therefore, 4 ms after the moment when the comparator 49 triggers at the output of the delay delay unit 54, a positive voltage will be maintained by the pulses from the output of the comparator 49
0 прот жении всего переходного процесса. Следовательно, имеетс положительный сигнал хот бы на одном из входов элемента 55 ИЛИ, с инверсного выхода которого при этом снимаетс напр жение, равное нулю.0 throughout the transition process. Consequently, there is a positive signal at least at one of the inputs of the element 55 OR, from the inverse output of which, in this case, a voltage equal to zero is removed.
5 Поэтому совпадени положительных импульсов на входах элемента И 51 не произойдет и следовательно напр жени на выходах 59 и 61 расширителей импульсов будут равны нулю. В св зи с этим сн ти 5 Therefore, the coincidence of the positive pulses at the inputs of the AND 51 element will not occur and, therefore, the voltage at the outputs 59 and 61 of the pulse expanders will be zero. In connection with this
0 торможени блоков 48 управлени тормозным сигналом, а также запрета ограничени длительности входного сигнала фазного органа 7 не произойдет, и будет обеспечено несрабатывание защиты на прот жении0 braking of the brake control signaling blocks 48, as well as prohibition of limiting the duration of the input signal of the phase element 7, will not occur and protection will not be activated for
5 всего режима броска тока намагничивани . При внутреннем КЗ, возникающем в режиме опробовани (фиг. 9), блоки задержки 54, 57, 58 элемент ИЛИ 55, элемент И 51 и расширитель 59 импульсов работают так же,5 total surge current magnetization. When the internal short circuit that occurs in the test mode (Fig. 9), the delay blocks 54, 57, 58, the element OR 55, the element AND 51 and the expander 59 pulses work the same
0 как и при броске тока намагничивани . Однако в дифференциальном токе не будет бестоковой паузы от момента выдачи напр жени до по влени тока КЗ. Поэтому сигнал на выходе компаратора 49 по витс 0 as with the surge current magnetization. However, in the differential current there will be no current pause from the moment of voltage output to the appearance of a short-circuit current. Therefore, the signal at the output of the comparator 49 Vits
5 через врем , определ емое только его порогом переключени . На входах элемента И 52 произойдет совпадение сигналов во времени , и последний выработает импульс, который удлинитс расширителем 61 импульсов и поступит на управл ющий вход блока 485 through the time determined only by its switching threshold. At the inputs of the element And 52, the signals will coincide in time, and the latter will generate a pulse, which will be extended by the expander 61 pulses and will go to the control input of the block 48
управлени тормозным сигналом, который снимает торможение пускового 4 и фазного 7 органов, обеспечива высокое быстродействие защиты в режиме опробовани .control of the brake signal, which removes braking of the starting 4 and phase 7 organs, providing high performance protection in the test mode.
По окончании переходного процесса в режиме опробовани на обмотках силового трансформатора установитс номинальное напр жение, а ток в дифференциальной цепи будет равен нулю. В св зи с этим выходные сигналы блоков задержки 54, 57, 58 будут равны нулю, а элемента ИЛИ 55 - логической единице. В этом случае бросок тока намагничивани возможен только после отключени внешнего КЗ. При внутреннем же КЗ (фиг. 10) на выходе компаратора 49 по вл ютс импульсы, которые удлин ютс блоком 54 задержки на 20 мс, а их передний фронт задерживаетс на 4 мс. Поэтому на входах элемента И 51 совпадут во времени сигналы логической единицы элемента ИЛИ 55 и компаратора 49. Элемент 51 V сформирует положительный сигнал, который затем удлинитс и расширител ми импульсов 59 и 61. Выходное напр жение расширител 61 импульсов поступает на управл ющий вход блока 48 управлени тормозным сигналом, который снимает торможение. Выходной сигнал расширител 59 импульсов запрещает блокирование фазного органа 7 выходным сигналом компаратора 14, Это обеспечивает надежное срабатывание защиты в начале переходного процесса внутреннего КЗ.At the end of the transient process, the nominal voltage will be established on the windings of the power transformer in the test mode, and the current in the differential circuit will be zero. In this connection, the output signals of delay blocks 54, 57, 58 will be zero, and the element OR 55 will be a logical one. In this case, the magnetizing current surge is possible only after switching off the external short circuit. In the case of an internal short circuit (Fig. 10), the output of the comparator 49 appears pulses, which are extended by delay block 54 by 20 ms, and their leading edge is delayed by 4 ms. Therefore, at the inputs of the element 51, the signals of the logical unit of the element 55 and the comparator 49 coincide in time. The element 51 V will form a positive signal, which is then extended by the pulse expanders 59 and 61. The output voltage of the pulse extender 61 is fed to the control input of the block 48 brake control, which removes braking. The output signal of the expander 59 pulses prohibits blocking of the phase organ 7 by the output signal of the comparator 14. This ensures reliable protection operation at the beginning of the transition process of an internal short circuit.
При внутреннем КЗ после нормального режима работы и глубокой посадке напр жени (фиг. 11) на выходе блока 56 преобразовани напр жени по вл етс положительный сигнал. При по влении дифференциального тока компаратор 49 вырабатывает напр жение, которое с выдержкой времени 4 мс переключает блок 54 задержки в состо ние с положительным выходным сигналом. На выходах блоков задержки 57 и 58 по вл ютс положительные напр жени с задержкой 20 мс. Таким образом, в течение первых 4 мс после начала переходного гроцесса внутреннего КЗ на всех входах элемента ИЛИ 55 имеютс сигналы, соответствующие логическому нулю, а на его выходе будет сигнал, соответствующий логической единице, которое подаетс на второй вход элемента 51 И, В это же врем выходное напр жение компаратора 49 поступает на первый вход элемента И 51. В результате этого на его выходе по вл етс импульс длительностью, равной времени совпадени выходных сигналов компаратора 49 и элемента ИЛИ 55. Этот импульс удлин етс расширител ми 59 и 61 импульсов и поступают на третий вход блока 15With an internal short circuit after normal operation and a deep voltage fit (Fig. 11), a positive signal appears at the output of the voltage conversion unit 56. When a differential current appears, the comparator 49 produces a voltage that, with a time delay of 4 ms, switches the delay unit 54 to a state with a positive output signal. At the outputs of delay blocks 57 and 58, positive voltages appear with a delay of 20 ms. Thus, during the first 4 ms after the beginning of the transitional process of the internal short circuit, all the inputs of the OR 55 element have signals corresponding to a logical zero, and its output will be a signal corresponding to a logical one, which is fed to the second input of the element 51 And B time, the output voltage of the comparator 49 is fed to the first input of the element And 51. As a result, a pulse with a duration equal to the coincidence time of the output signals of the comparator 49 and the element OR 55 appears at its output. This pulse is extended ate E pulses 59 and 61 and fed to the third input of the block 15
запрета и на управл ющий вход блока 48 управлени тормозным сигналом соответственно . Это обеспечивает надежное срабатывание защиты в начале переходногоthe prohibition and the control input of the block 48 control brake signal, respectively. This ensures reliable protection operation at the beginning of the transition.
процесса внутреннего КЗ.internal fault process.
При внешних КЗ с выхода блока 3 сравнени поступает напр жение на вход компаратора 53, достаточное дл его срабатывани . Полученный таким образомWith external faults, the output of the comparator unit 3 is supplied with a voltage to the input of the comparator 53, which is sufficient for it to operate. Thus obtained
0 на его выходе положительный импульс вызывает срабатывание блока 54 задержки через 4 мс. В результате этого выходной сигнал элемента ИЛИ 55 в свою очередь блокирует элемент И 51. Поэтому бросок0 at its output a positive pulse triggers the delay block 54 after 4 ms. As a result, the output signal of the element OR 55 in turn blocks the element AND 51. Therefore, throwing
5 тока намагничивани , который может возникнуть при отключении внешнего КЗ не вызывает сн ти торможени защиты блоком 48 управлени тормозным сигналом. Таким образом, устройство обеспечива0 ет высокую устойчивость функционировани защиты трансформатора при всех экстремальных переходных процессах возможных на данном объеме защиты, то есть позвол ет надежно отстроитьс от бросков5, the magnetizing current, which may occur when the external short circuit is disconnected, does not cause the braking control unit 48 to release the braking control. Thus, the device provides a high stability of the transformer protection during all extreme transients possible at a given protection volume, i.e., it allows reliably being rebuilt from surges
5 тока намагничивани , обеспечива при внутренних КЗ высокое быстродействие защиты .5 magnetizing current, providing high protection performance at internal short circuit.
При защипе сборных шин устройство работает следующим образом.When tucked busbars device operates as follows.
0 Одной из особенностей сборных шин как объекта защиты вл етс значительное различие по величине номинального тока ТТ и максимального сквозного тока защиты сборных шин в рабочем режиме, от которого0 One of the features of busbars as an object of protection is a significant difference in the magnitude of the rated current of the TT and the maximum through-current protection of the busbars in the operating mode, from which
5 уровень запуска устройств идентификации режимов должен быть отстроен. Так на сборных шинах мощных ГЭС мощность подключенных генераторов может быть резко различной в течение суток и в определенныеLevel 5 startup devices identification modes must be rebuilt. So, on busbars of powerful HPPs, the power of connected generators can be drastically different during the day and in certain
0 времена года. При этом будет резко различным и уровень токов внешних КЗ, который может в минимальном режиме работы станции оказатьс меньше максимального сквозного тока в рабочем режиме, от кото5 рого устройства идентификации режимов по уровню запуска отстроены. Это относитс и к сборным шинам мощных узловых под- станций, максимальный сквозной ток которых значительно отличаетс от номи0 нальных токов ТТ присоединений.0 seasons. In this case, the level of external short circuit currents will be drastically different, which in the minimum operating mode of the station may be less than the maximum through current in the operating mode, from which the mode identification device has been rebuilt. This also applies to busbars of powerful node substations, the maximum through-current of which differs significantly from the rated currents of TT connections.
В св зи с этим к защите сборных шин должны быть предъ влены более жесткие требовани с точки зрени устойчивости и быстроты идентификации режимов внеш5 них и внутренних КЗ по сравнению со защитами других электроустановок:In this connection, more stringent requirements must be placed on busbar protection from the point of view of stability and speed of identification of external modes and internal short circuits as compared to protection of other electrical installations:
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874328007A SU1677762A1 (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Device for differential-phase protection of electric plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874328007A SU1677762A1 (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Device for differential-phase protection of electric plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1677762A1 true SU1677762A1 (en) | 1991-09-15 |
Family
ID=21336214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874328007A SU1677762A1 (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Device for differential-phase protection of electric plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1677762A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524926C1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Device to monitor operation and protection of three-phase electric motor |
| RU2666757C1 (en) * | 2014-10-10 | 2018-09-12 | Сименс Акциенгезелльшафт | Differential protection method and differential protection device for transformer |
-
1987
- 1987-11-16 SU SU874328007A patent/SU1677762A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР №1156184, кл. Н 02 Н 3/28, 1985. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524926C1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Device to monitor operation and protection of three-phase electric motor |
| RU2666757C1 (en) * | 2014-10-10 | 2018-09-12 | Сименс Акциенгезелльшафт | Differential protection method and differential protection device for transformer |
| US10707677B2 (en) | 2014-10-10 | 2020-07-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Differential protection method and differential protection device for a transformer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4173774A (en) | Parallel AC electrical system with differential protection immune to high current through faults | |
| SU1677762A1 (en) | Device for differential-phase protection of electric plant | |
| CA2020977C (en) | Sectionalizer control | |
| RU2244992C1 (en) | Device for detecting single-phase ground faults in insulated-neutral networks | |
| RU2788035C1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING PHASE-TO-PHASE AND GROUND FAULTS IN NETWORKS WITH AN ISOLATED VOLTAGE OF 6-10 kV NEUTRAL | |
| SU1156184A1 (en) | Device for differential-phase protection of electric installation | |
| SU904066A1 (en) | Device for centralized protection from earthing in the network with insulated or compensated neutral wire | |
| SU1141498A1 (en) | Device for differential protection of electric installation | |
| SU1601684A1 (en) | Device for differential-phase protection of electric installation | |
| SU907666A1 (en) | Device for differential protection of electric equipment | |
| SU1453506A2 (en) | Relay for differential protection of buses | |
| SU1019538A1 (en) | Differential protection device | |
| SU943970A1 (en) | Device for differential protection of transformer | |
| SU1113866A1 (en) | Device for providing differential-phase protection | |
| SU945937A1 (en) | Device for protecting collecting bars of electric power plants and substations | |
| JPH0442726A (en) | Ground fault indicator for distribution line | |
| SU1089685A1 (en) | Device for checking current circuits of differetial protection of any basic element of station and substation | |
| SU1001279A1 (en) | Device for differential protection and unit for testing serviceability of removable protection cassettes | |
| SU1418677A1 (en) | Protected power supply system | |
| SU1670733A1 (en) | Device for current protection of ac electrical plant | |
| SU1001280A2 (en) | Relay for differential protection of bus-bars | |
| RU1823102C (en) | Stabilized power supply source | |
| SU693502A1 (en) | Electric equipment differential protection device | |
| SU1043779A1 (en) | Apparatus for differentiatial protection of generator | |
| SU993376A2 (en) | Device for differential protection of transformer |