SU723716A1

SU723716A1 - Arrangement for differential protection of dc network portions

Info

Publication number: SU723716A1
Application number: SU772484930A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Михайлов; Владимир Романович Проус; Александр Леонидович Шумский
Original assignee: Предприятие П/Я В-2015
Priority date: 1977-05-03
Filing date: 1977-05-03
Publication date: 1980-03-25

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для релейной защиты участков сети постоянного тока.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for relay protection of sections of a direct current network.

Известны дифференциальные токовые защиты элементов электрических систем от ⁵коротких замыканий, сравнивающие электрические величины в заданных местах защищаемых элементов (1J .Differential current protection of elements of electrical systems against ⁵ short circuits is known, comparing electrical quantities at specified locations of protected elements (1J.

Известно также устройство для защиты электроэнергетических объектов,-Основанное на контроле полярности токов. В этом устройстве в качестве воспринимакэщих органов используют датчики тока, подключенные к первичной сети и являкхцие-т' ся границами зоны защиты. Нагрузкой датчиков тока служат индикаторы полярности тока, выходы которых подключены к логической части защиты. Последняя содержит две логические схемы ИЛИ, схему jq ЗАПРЕТ, элемент выдержки времени и выходной орган.It is also known a device for the protection of electric power facilities, based on the control of the polarity of currents. In this device, current sensors connected to the primary network and being the boundaries of the protection zone are used as perceiving organs. The load of current sensors are indicators of current polarity, the outputs of which are connected to the logical part of the protection. The latter contains two OR logic circuits, the FORBID jq circuit, a time delay element, and an output organ.

Указанные элементы защиты выполняют на полупроводниковых приборах, для пи— гания которых требуется специальный стабилизированный источник питания ^2^.The indicated protection elements are carried out on semiconductor devices, for which they require a special stabilized power supply ^ 2 ^.

Необходимость иметь специальный источник стабилизированного питания цепей защиты, наличие полупроводниковых индикаторов полярности по числу датчиков тока, а также сравнительная сложность логической части являются недостатками такого устройства. Кроме того, большое количество полупроводниковых функциональных преобразователей снижает надежность защиты в целом.The need to have a special source of stabilized power supply for the protection circuits, the presence of semiconductor polarity indicators for the number of current sensors, as well as the comparative complexity of the logical part are the disadvantages of such a device. In addition, a large number of semiconductor functional converters reduces the reliability of protection as a whole.

Целью изобретения является упрощение устройства защиты и повышение надежности.The aim of the invention is to simplify the protection device and increase reliability.

Это достигается тем, что предложенное устройство для дифференциальной защиты участков сети постоянного тока, содержащее воспринимающие органы, подключенные к первичной сети, включенный на напряжение сети тиристор, , в анодную депь которого включены диод и обмотка расцепителя автоматического выключателя питающего присоединения, накопитель ный конденсатор, подключенный через упомянутый диод к полюсам первичной сети, дополнительно снабжено дифференциальным резистором, конденсатором и двумя одинаковыми резисторами, а воспринимающие органы выполнены в виде датчиков производной тока, начала выходных обмоток которых соединены в общую точку, а концы подключены к входам вновь введенных, по количеству присоединений, диодных полумостов, на общих выводах которых включены два соединенных последовательно одинаковых резистора, к общей точке которых· подсоединены управляющий электрод тиристора и один из выводов дифференциального резистора, другой вывод которого подсоединен к катоду тиристора и к одному из выводов конденсатора, второй вывод которого подключен к общей точке датчиков производной тока.This is achieved by the fact that the proposed device for differential protection of sections of the DC network, containing the sensing organs connected to the primary network, a thyristor connected to the mains voltage, the anode depot of which includes a diode and a winding of the release of the power supply circuit breaker, a storage capacitor connected through the mentioned diode to the poles of the primary network, it is additionally equipped with a differential resistor, a capacitor and two identical resistors, and the gangs are made in the form of sensors of the derivative of the current, the beginning of the output windings of which are connected to a common point, and the ends are connected to the inputs of the newly introduced, by the number of connections, diode halfbridges, on the common terminals of which are connected two identical resistors connected in series, to the common point of which · a control thyristor electrode and one of the terminals of the differential resistor, the other terminal of which is connected to the cathode of the thyristor and to one of the terminals of the capacitor, the second terminal of which is connected to a common point yes tors derivative of the current.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; нафиг. 2и3—схемы, поясняющие работу защиты в различных режимах.In FIG. 1 presents a schematic diagram of the proposed device; nafig. 2–3 are diagrams explaining the operation of protection in various modes.

Устройство содержит датчики 1 производной тока, группу диодных полумостов 2, одинаковые резисторы 3 и 4, тиристор 5, дифференциальный резистор 6, конденсатор 7, обмотку расцепителя 8,диод 9 и накопительный конденсатор 10. Принцип действия устройства основан на сравнении знаков производных тока в момент короткого замыкания во всех присоединениях защищаемого участка сети. Отключение питающего присоединения от защищаемого участка происходит только при совпадении знаков производных тока во всех датчиках.The device contains sensors 1 of the derivative of the current, a group of half-bridge diodes 2, the same resistors 3 and 4, the thyristor 5, the differential resistor 6, the capacitor 7, the coil of the release 8, the diode 9 and the storage capacitor 10. The principle of operation of the device is based on comparing the signs of the derivatives of the current at the moment short circuit in all connections of the protected network section. The disconnection of the supply connection from the protected section occurs only when the signs of the derivatives of the current coincide in all sensors.

Устройство защиты работает следующим образом.The protection device operates as follows.

При коротком замыкании вне зоны действия защиты (точка К1 на .фиг. 1) в датчике, установленном на поврежденном присоединении и в датчиках, установленных на остальных присоединениях наводятся сигналы противоположных знаков, пропорциональные первой производной тока сети по времени. Протекание токов цепям защиты в этом случае показано фиг. 2.In the event of a short circuit outside the protection range (point K1 in Fig. 1), signals of opposite signs are induced in the sensor installed on the damaged connection and in the sensors installed on the remaining connections, which are proportional to the first time derivative of the network current. The flow of currents to the protection circuits in this case is shown in FIG. 2.

Ток по дифференциальному резистору .Current across a differential resistor.

не протекает, поэтому тиристор 5 не включается. Защита не работает. При коротком замыкании в зоне действия защиты (точка К 2 на фиг. 1) знаки сигналов, наведенных во всех датчиках производной тока, обязательно совпадают.does not leak, so the thyristor 5 does not turn on. Protection does not work. In the event of a short circuit in the protection zone (point K 2 in Fig. 1), the signs of the signals induced in all the sensors of the derivative of the current necessarily coincide.

ОТ по наFROM to

4'4'

Протекание токов по цепям защиты в' этом случае показано на фиг. 3.The flow of currents through the protection circuits in this case is shown in FIG. 3.

По дифференциальному резистору 6 протекает ток, пропорциональный максимальному вторичному напряжению из всех датчиков производной тока. Диоды группы полумостов 2 в этом случае работают как селектор выделения максимального сигнала. На дифференциальном резисторе 6 создается напряжение, достаточное для включения тиристора 5. Последний, включаясь, разряжает заряженный до напряжения первичной сети накопительный конденсатор 10 через обмотку расцепителя автоматического выключателя питающего присоединения. Выключатель срабатывает и обесточивает защищенный участок. Надежное срабатывание тиристора 5 обеспечивается соответствующим подбором величины резистора 6 и коэффициентов преобразования датчиков производной тока.A current flowing through the differential resistor 6 is proportional to the maximum secondary voltage from all sensors of the derivative of the current. The diodes of the half-bridge group 2 in this case work as a selector for selecting the maximum signal. A sufficient voltage is generated at the differential resistor 6 to turn on the thyristor 5. The latter, when turned on, discharges the storage capacitor 10 charged to the primary network voltage through the winding of the release of the power supply circuit breaker. The switch trips and de-energizes the protected area. Reliable operation of the thyristor 5 is ensured by appropriate selection of the resistor 6 and the conversion coefficients of the sensors of the derivative of the current.

Конденсатор 7 служит для создания цепи замыкания дифференциальному току и разделения вторичных цепей защиты от первичной сети. В нормальных эксплуатационных режимах сети (пуск двигателей, отключение нагрузки и т.д.) в датчиках производной тока наводятся разнополярные сигналы. Поэтому защита не срабатывает (фиг. 2).The capacitor 7 is used to create a circuit to the differential current and the separation of the secondary protection circuits from the primary network. Under normal operating conditions of the network (starting the engines, disconnecting the load, etc.), the signals of the derivative of the current induce bipolar signals. Therefore, the protection does not work (Fig. 2).

В установившемся режиме сети напряжение на выходах датчиков производной тока отсутствует и ток по вторичным цепям не протекает, что повышает ресурс защиты, так как последняя находится в режиме хранения.In the steady state network mode, there is no voltage at the outputs of the sensors of the derivative of the current and the current does not flow through the secondary circuits, which increases the protection resource, since the latter is in storage mode.

Таким образом, предложенное устройство правильно действует во всех возможных режимах работы сети, оно значительно, проще и надежнее известных.Thus, the proposed device operates correctly in all possible modes of network operation, it is significantly, simpler and more reliable than the known ones.

Claims

1. Fedoseev A. M. Relein protection of electrical systems. M., Energie, 1976, p. 313.

2. Bazilenko O. K. and others. Device for the protection of electric power facilities. In the book. Electricity and automation. Chisinau, Academy of Sciences of the USSR, 1969, no. 5, s. 6, fig. 2

FIG.