SU574812A1

SU574812A1 - Device for differential protection of electrical installation

Info

Publication number: SU574812A1
Application number: SU7602363082A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Шелест
Original assignee: Ставропольский политехнический институт
Priority date: 1976-05-27
Filing date: 1976-05-27
Publication date: 1977-09-30

Description

1one

Изобретение относитс к области релейной защиты и может использоватьс дл защиты электроустановки, например сборных шин генераторов , синхронных компенсаторов и электрических двигателей.The invention relates to the field of relay protection and can be used to protect electrical installations, such as generator busbars, synchronous compensators and electric motors.

Известны устройства дл дифференциальной защиты электроустановок, представл ющие собой тиристорный коммутирующий ключ, включенный последовательно с дифференциальным реле. Общий и основной недостаток этих устройств - это необходимость отстройки уставки открыти тиристоров от напр жени небаланса в переходном режиме, котора во многих случа х превышает напр жение , допустимое дл изол ции вторичных цепей.Devices for differential protection of electrical installations are known, being a thyristor switching key connected in series with a differential relay. A common and major drawback of these devices is the need to detun the thyristors open setting from the unbalance voltage in a transient mode, which in many cases exceeds the voltage allowed to isolate secondary circuits.

Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл защиты щин, в котором используетс серийное дифференциальное реле РНТ (реле с насыщающимс трансформатором ), которое по принципу действи отстроено от однопол рных токов, что позвол ет допустить открытие одного тиристора в переходном режиме внешнего короткого замыкани . При этом установка открыти тиристоров отстраиваетс от напр жени небаланса в установивщемс режиме, следовательно , она в этом случае меньше в два раза.Closest to the invention is a device for the protection of wrinkles, which uses a serial differential relay PHT (relay with saturating transformer), which is based on the principle of operating from single-pole currents, which allows to prevent the opening of one thyristor in an external short-circuit transient mode. At the same time, the installation of the opening of the thyristors is rebuilt from the voltage of the unbalance in the steady state mode, therefore, in this case it is twice as less.

Недостатком устройства дл дифференциальной защиты вл етс неравенство уставок открыти тиристоров из-за разброса характеристик полунроводниковых приборов. ПриA disadvantage of the device for differential protection is the inequality of the thyristor opening settings due to the variation in the characteristics of semiconductor devices. With

этом нагрузка на трансформаторы тока по полупериодам неодинакова , и их рабочие участки по кривой намагничивани смещаютс в сторону насыщени , что приводит к уменьшению тока в реле РНТ и к увеличению времени его срабатывани . При этом, как показали оныты, тиристор дл одной полуволны тока может не открыватьс , что приводит к отказу защиты. Кроме того, при малых кратиост х тока внутреннего короткого замыкани услови открывани тиристоров дл каждой полуволны тока происходит с опоздаиием до 3-4 мс. При этом форма тока в дифференциальной цени сильно искажаетс , возникает вибраци контактов реле, и снижаетс надежность его срабатывани .In this case, the load on current transformers is unequal over half-periods, and their working sections along the magnetization curve shift towards saturation, which leads to a decrease in the current in the PHT relay and an increase in its response time. In this case, as shown, the thyristor for one half-wave of the current may not open, which leads to a failure of protection. In addition, when the internal short circuit current is small, the opening condition of the thyristors for each half-wave of the current occurs with a delay of up to 3-4 ms. In this case, the current form in the differential value is strongly distorted, the relay contacts vibrate, and its reliability decreases.

Целью изобретени вл етс уменьшение времени срабатывани и повышение надел иости работы защиты.The aim of the invention is to reduce the response time and increase the usefulness of the protection operation.

Эта цель достигаетс тем, что в устройствеThis goal is achieved by the fact that in the device

дл дифференциальной защиты электроустановки , содержащем дифференциальиое реле, последовательно с которым и встречно-параллельно между собой включены два тиристора с блоками управлени , дополнительно введеиы элементы запоминани по числу тиристоров , входы которых через вновь введенные трапереакторы включены в анодные цепи еоответствующнх тириеторов, а выходы - между анодами этих тиристоров и анодами диодов , катоды которых нодключены к их управл ющим диодам, причем элемент заноминани выполнен в виде полупроводникового реле времени с герконом.for differential protection of an electrical installation containing a differential relay, in series with which, two thyristors with control units are connected in parallel with each other, additionally input memory elements by the number of thyristors, whose inputs through newly introduced trapereactors are included in the anode circuits of the corresponding thyriors, and outputs between the anodes of these thyristors and the anodes of the diodes, the cathodes of which are connected to their control diodes, and the element of the memory is made in the form of a semiconductor relay Change with reed switch.

На чертеже дана электрическа схема предложенного уетройетва, содержаща дифференциальное реле 1, тиристоры 2, 3, блоки 4, 5 управлени тиристорами, делители напр жени 6, 7, стабилитрон 8, конде сатор 9, диод 10, трансреакторы 11, 12, диоды 13, 14, элементы 15, 16 задержки.The drawing shows an electrical circuit of the proposed device comprising differential relay 1, thyristors 2, 3, thyristor control blocks 4, 5, voltage dividers 6, 7, zener diode 8, capacitor 9, diode 10, transreactors 11, 12, diodes 13, 14, the elements 15, 16 delay.

При внешнем коротком замыкании напр жение , приложенное к закрытым тиристорам, определ етс соотношением сопротивлений плеч защиты, величиной вторичного тока и моментом насыщени трансформаторов тока. В установившемс режиме амплитуда этого напр жени меньше наир л ени открыти тиристоров , они закрыты, и ток небаланса мал. В переходном режиме возможно открытие одного тиристора. При этом в дифференциальной цепи протекает однопол рный ток и реле РНТ не срабатывает.During an external short circuit, the voltage applied to closed thyristors is determined by the ratio of the resistances of the protection arms, the magnitude of the secondary current, and the saturation moment of the current transformers. In the steady-state mode, the amplitude of this voltage is less than the accumulation of thyristors, they are closed, and the unbalance current is small. In transient mode, it is possible to open one thyristor. In this case, a unipolar current flows in the differential circuit and the PHT relay does not operate.

В режиме внутреннего короткого замыкани наличие закрытых тиристоров в дифференциальной цеии ведет к тому, что при по влени тока в трансформаторах тока на их вторичных обмотках наводитс быстронараетающа ЭДС. Под действием этой ЭДС в первый полупериод открываетс один тиристор , и нротекает полуволна тока. По вление сигнала на вторичной обмотке трансформатора запоминаетс на 20 мс с помощью элемента 15, который своим контактом шунтирует цепь управлени и уменьщает напр жение открыти тиристора до нескольких вольт. Следовательно, тиристор фактически остаетс открытым до отключени короткого замыкани .In the internal short circuit mode, the presence of closed thyristors in the differential circuit leads to the fact that when current appears in current transformers, a fast emf is induced on their secondary windings. Under the action of this EMF, one thyristor opens in the first half cycle, and a half-wave of current flows. The appearance of a signal on the transformer secondary winding is memorized for 20 ms by means of element 15, which by its contact shunts the control circuit and reduces the voltage of the thyristor to a few volts. Consequently, the thyristor actually remains open until the short circuit is turned off.

Во второй иолупериод аналогично предыдущему случаю, происходит открытие второго тиристора, срабатывает элемент 16, уменьша напр жение открыти этого тиристора также до нескольких вольт. Следовательно,In the second period, as in the previous case, the opening of the second thyristor occurs, element 16 is triggered, reducing the opening voltage of this thyristor to a few volts. Consequently,

уставка открыти тиристора сохран етс только до протекани первой полуволны тока, соответствующей пол рности. После первого открыти тнристоров они перевод тс в режим работы диодов.the thyristor open setting is maintained only until the first half wave of current, corresponding to polarity, flows. After the first discovery of the tristors, they are switched to the diode operation mode.

Открытие каждого тиристора надо запоминать отдельно, иначе, когда после открыти первого тиристора схема управлени подает сигнал на открытие обоих тиристоров, возможна неселективна работы защиты в переход 1ом режиме внешнего короткого замыкани . Дл устранени песелективности работы уставку открытн тиристора нрпдете отетраивать от нанр жспи небаланса в нереходном режиме.The opening of each thyristor must be memorized separately, otherwise, when after opening the first thyristor, the control circuit sends a signal to open both thyristors, non-selective protection operation is possible in the transition 1 of the external short circuit mode. To eliminate the peselectivity of the operation, the open thyristor setpoint can be removed from the unbalance mode in non-transition mode.

Конденсаторы 9 повышают помехоустойчивость тиристорного ключа. Стабилитроны 8 обеепечивают стабильную уставку открыти тиристоров. Диоды 13 и 14 выполн ют разделительные функции. Диоды 10 защищают управл ющие переходы тиристоров от обратных напр жений.The capacitors 9 increase the noise immunity of the thyristor key. Zener diodes 8 provide a stable open thyristor setting. Diodes 13 and 14 perform separation functions. Diodes 10 protect thyristor control junctions from reverse voltages.

Паличие элементов запоминани в цеи х управлени позвол ет устранить возможность задержки и отказа в срабатывании дифференциального реле. Кроме того, так как после первого периода форма тока дифференциальной цепи поеле открыти тиристоров уже не искажаетс , то устран етс вибраци конт.ктов реле и повышаетс надежность работы защиты.The memory elements in control circuits eliminate the possibility of delay and failure in the operation of the differential relay. In addition, since after the first period the form of the current of the differential circuit of the opening of the thyristors is no longer distorted, the vibration of the relay contacts is eliminated and the reliability of the protection increases.

Claims

Invention Formula

A device for differential protection of an electrical installation, containing a differential relay, with which two thyristors with a control unit are connected in parallel with each other, characterized in that, in order to reduce the response time of the differential protection and increase its reliability, thyristors, the inputs of which through the newly introduced transreactors are included in the anode circuits of the corresponding thyristors, and the outputs between the anodes of these thyristors and anodes iodov, cathodes which nodklyucheny to their control electrode.