SU758357A1 - Device for differential-phase protection of electric equipment - Google Patents
Device for differential-phase protection of electric equipment Download PDFInfo
- Publication number
- SU758357A1 SU758357A1 SU782619108A SU2619108A SU758357A1 SU 758357 A1 SU758357 A1 SU 758357A1 SU 782619108 A SU782619108 A SU 782619108A SU 2619108 A SU2619108 A SU 2619108A SU 758357 A1 SU758357 A1 SU 758357A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- phase
- output
- protection
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
Изобретение относится к области ϊ релейной защиты и может быть исполь· зовано для защиты"сборных шин, ошиновок трансформаторов, силовых трансформаторов, автотрансформаторов, генераторов и крупных электродвигателей электростанций и подстанций.The invention relates to the field of relay protection and can be used to protect "busbars, transformer busbars, power transformers, autotransformers, generators and large electric motors of power plants and substations.
Известно устройство дифференциально-фазной защиты шин станций и подстанций, содержащее датчики тока, диодную схему преобразования входных величин, схему сравнения, фазный орган, пусковой орган [ΐ].A device is known for differential-phase protection of station and substation busbars, which contains current sensors, a diode conversion circuit for input values, a comparison circuit, a phase element, a starting element [].
Это устройство неприменимо для (5 защиты трансформатора, так как измерительный элемент Фазного органа имеет постоянный порог измерения длительности входного сигнала, в результате чего защита имеет малую 20 чувствительность к внутренним повреждениям с вытекающим током, т.е. она нечувствительна к витковым замыканиям в трансформаторе. Кроме того, она может иметь недостаточное 25 быстродействие при коротких замыканиях, сопровождающихся переходным процессом в трансформаторах тока, так как угол блокировки соответствует времени срабатывания при внутрен- 30This device is not applicable to (5 transformer protection, as the measuring element of the Phase organ has a constant threshold for measuring the duration of the input signal, as a result of which the protection has a low sensitivity to internal damage with leakage current, ie, it is not sensitive to coils in the transformer. In addition, it may have insufficient 25 speeds during short circuits, accompanied by a transient process in current transformers, since the blocking angle corresponds to the response time When the internal 30
22
них повреждениях, также защита имеет сложную диодную схему преобразования входных величин.their damage, also the protection has a complex diode conversion circuit of the input values.
Известно также устройство дифференциально-фазной защиты трансформатора, содержащее датчики тока, диодную схему преобразования входных величин, схему сравнения на резисторах и стабилитронах [2]. Однако это. устройство имеет сложную схему преобразования входных величин и малое быстродействие при внутренних повреждениях, так как в качестве реагирующего органа используется поляризованное реле, имеющее относительно большое собственное время срабатывания.It is also known a device of differential-phase protection of a transformer, containing current sensors, a diode circuit for converting input values, a comparison circuit on resistors and zener diodes [2]. However it is. the device has a complex scheme for converting input values and low speed for internal faults, since a polarized relay with a relatively long intrinsic response time is used as the response body.
Известно устройство дифференциально-фазной защиты шин, содержащее датчики тока, включенные в каждое плечо защиты, многоплечевой диодный полумост, присоединенную к нему двуплечую схему сравнения на резисторах и стабилитронах, фазный орган, связанный со схемой сравнения через выпрямительный мост, пусковой орган, логический блок И, два входа которого соединены с выходами пускового и фазного органов Гз] .A device is known for differential-phase busbar protection, containing current sensors included in each arm of protection, a multi-shoulder diode half-bridge, a two-arm comparison circuit connected to it on resistors and zener diodes, a phase element connected with a comparison circuit through a rectifier bridge, a starting element, a logic unit, and , two inputs of which are connected to the outputs of the starting and phase organs G3].
" - "'7 з . 758357"-" '7 h. 758357
Однако это устройство непримени мо для защиты трансформаторов. В нём измерительный элемент фазного органа имеет постоянный порог измерения длительности входного сигнала. Защита трансформатора должна переходить в' дифференциально-фазный режим при входных точках равных 1ах = 1>8 - 2,0 1Н (1н — номинальный ток). · ·However, this device cannot be used to protect transformers. In it, the measuring element of the phase organ has a constant threshold for measuring the duration of the input signal. Transformer protection must go to the differential-phase mode with input points equal to 1 ax = 1> 8 - 2.0 1 N (1 n is the rated current). · ·
Угол блокировки фазного органа .~Phase blocking angle. ~
70-80° при входном сигнале прямо.....угольной формы, когда входной ток70-80 ° when the input signal is straight ..... coal form, when the input current
Ιβ/^Ιη в то же время ток срабатываний защиты трансформатора должен быть равен 0,25-0,3 1^, чтобы защита срабатывала при витковых замыка- 15 ниях'. Следовательно, уровень входных сигналов фазного органа при витковом замыкании меньше в 6-7 раз уровня входного сигнала в дифференциально-фазном режиме в то время, 20Ιβ / ^ Ιη at the same time, the response current of the transformer protection must be equal to 0.25-0.3 1 ^ so that the protection will operate when there is a short circuit. Consequently, the level of the input signals of the phase organ during the turn-around closure is 6-7 times less than the level of the input signal in the differential-phase mode at that time
как максимально возможный угол, при котором еще возможно срабатывание (180°), только в 2,5-3 раза больше ""'угла блокировки. Поэтому’'защита при тстрль_ малых сигналах не буДёт уСпё- 25 вать срабатывать. Кроме того, она имеет малое быстродействие'при внутренних повреждениях, так как угол блокировки соответствует времени срабатывания при- внутренних пбвреж- дп - дениях. --------- ' ,....'.,... ,as the maximum possible angle at which it is still possible to trigger (180 °), only 2.5-3 times the "" blocking angle. Therefore , the protection of small signals will not succeed in triggering. In addition, it has a low speed of internal damage, since the blocking angle corresponds to the response time of the near-point damage. --------- ', ....'., ...,
Цель изобретения - расширение 'функциональных возможностей и повышение быстродействия.The purpose of the invention is to expand the 'functionality and improve performance.
Это достигается тем, что в предла"“' ггШмоё устройство дифферент!#ально' фазной защиты шин, содержащее блокThis is achieved by the fact that, in the preface, the “GGSHMO device is a trim!
сравнения, выполненный на резисторах, диодах и стабилитронах, катоды и аноды которых соединены соответст.......венно с катодами и анодами диодногоcomparison made on resistors, diodes and zener diodes, the cathodes and anodes of which are connected respectively ....... to the cathodes and anodes of the diode
блока преобразования входных величин, пусковой орган, включённый между общей точкой вторичных обмоток . входных датчиков тока и диодами 45block conversion of input values, starting body included between the common point of the secondary windings. input current sensors and diodes 45
“ блока" сравнения, выпрямительный мост,“Comparison unit, rectifier bridge,
' выход которого подключен к входу'the output of which is connected to the input
фазного органа, логический блок Й, 'phase organ, logical block TH, '
входа которого ; сое Ди йены 'с выходами фазного и пускового органов/введены 53whose entrance ; Soi Di yena with outputs of the phase and starting organs / entered 53
----------ёграничитёль напряжения, два.Дорого• элемента, блок' гальванического.....---------- Limit voltage, two. Expensive • element, block 'electroplating .....
разделения цепейвхбД котср'бго' сбединен с выходом блока сравнения,'the separation of the chains of the cotsr'bgo chain is connected to the output of the comparator unit,
'......а выход — с входом выпрямительного $$'...... and the output is at the rectifier input $$
моста, к выходу которого подключенthe bridge to which the output is connected
.....ограничитель напряжения, и вход второ-------------го’ порогового эдемента, выхода же........... voltage limiter, and the input of the second ------------- go ’of the threshold edement, the output is ......
—пороговых элементов соединены с входом эталонного напряжения фазного ’—The threshold elements are connected to the input of the phase reference voltage ’
......органа, вход первого порогового эле- 60...... authority, the entrance of the first threshold element 60
' Мента'соединен с катодом одного стабилитрона схемы сравнения, а анод . другого стабилитрона схемы сравнения'Menta' is connected to the cathode of one zener diode of the comparison circuit, and the anode. another stabilitron comparison circuit
с анодом выпрямителДногРwith anode rectifier DNR
1 моста.1 bridge.
4four
На чертеже приведена структурная схема, предлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.
Устройство содержит блок входных· датчиков тока 1, одноименные концы которых соединены, а к другим подключен диодный блок 2 преобразования входных величин, блок сравнения 3, выполненный на резисторах, диодах и стабилитронах, катоды и аноды которых соединены' соответственно с катодами' и анодами диодного блока 2 преобразования входных величин, пусковой орган 4, включенный между общей точкой вторичных обмоток входных датчиков тока 1 и диодами блока сравнения 3. К выходу блока сравнения 3 через блок 5 гальванической развязки цепей подключен выпрямительный мост 6, вторая диагональ которого присоединена к ограничителю напряжения 7.The device contains a block of input current sensors 1, whose ends of the same name are connected, and a diode block 2 converts input values to another, a comparison block 3 made on resistors, diodes and zener diodes whose cathodes and anodes are connected to the cathodes and the anodes of the diode unit 2 conversion of input values, the starting body 4, connected between the common point of the secondary windings of the input current sensors 1 and the diodes of the comparator unit 3. To the output of the comparator unit 3 through the unit 5 galvanic isolation of circuits connected pit bridge 6, the second diagonal of which is connected to the voltage limiter 7.
Пороговые элемёнты-8 и 9 включены между блоком сравнения 3 и фазным, органом 10. Логический блок И 11 включен между'пусковым органом 4 и фазным органом 10.The threshold elements-8 and 9 are connected between the comparison unit 3 and the phase, organ 10. The logic unit 11 is connected between the starting organ 4 and the phase organ 10.
Устройство работает следующим образом., .The device works as follows.,.
Токи от трансформаторов тока плеч защиты поступают на первичные обмотки датчиков.'тока, вторичные токи которых разделяются по знаку полупериода диодным- блоком 2 преобразования .входных Величин и суммируются в блоке сравнения 3. При внешнем коротком замыкании большой кратности ' '(фазный режим работы) открываются Оба стабилитрона блока сравнения и ограничивают напряжение на его плечах. Если ..при этом насытится один из трансформаторов тока плеч защиты, тона выходе .блока сравнения появля- . етей последовательность,импульсов неизменной амплитуды длительностью, пропорциональной фазовой погрешности трансформатора тока. С увеличением кратности токов Короткого' замыкания эти импульсы приближаются к прймоугольной.форме, Указанная последовательность импульсов через блок 5 гальванического разделения цепей и выпрямительный мост 6 поступает на рабочий вход фазного органа 10, где ограничителем'напряжения 7 ограничивается по амплитуде.: На вход эталонного напряжения 'фазного органа 10 поступает'· ей гнал либо с выхода первого порогового.элемента 8, либо со второго 9 .. Первый пороговый элемент 8 открывается тогда,когда напряжение между точками."а" и "б." блока сравнения приближается к 2ист, где Ост напряжение стабилизации одного стабилизатора схемы· сравнения. При этом второй пороговый элемент 9 заперт.The currents from the current transformers of the protection arms arrive at the primary windings of the sensors. The currents, the secondary currents of which are separated by the half-period sign of the diode-conversion unit 2. Both Zener diodes of the comparison unit open and limit the voltage on his shoulders. If .. while doing this, one of the current transformers of the protection arms is saturated, the tone of the output of the comparison unit appears-. There is a sequence of pulses of unchanged amplitude with a duration proportional to the phase error of the current transformer. With an increase in the short circuit current multiplicity, these pulses approach the rectangular form. The indicated sequence of pulses through the electroplating separation circuit 5 and the rectifier bridge 6 enters the working input of the phase element 10, where the voltage suppressor 7 is limited in amplitude. : The input of the reference voltage of the phase organ 10 is supplied to it either from the output of the first threshold element 8 or from the second 9. The first threshold element 8 opens when the voltage is between the points. "A" and "b." The comparison unit approaches 2 and st , where Ost is the voltage stabilizing one stabilizer of the comparison circuit. In this case, the second threshold element 9 is locked.
В рассмотренном выше.случае внешнего короткого замыкания напряжение между Точками "а" и "б" блока сравнения равно 2Ιΐς,τ следовательно, на входIn the above, the case of external short circuit voltage between the Points "a" and "b" of the comparison unit is 2 равно, τ therefore, at the input
5five
758357758357
66
эталонного напряжения поступает сигнал амплитуды и, с выхода первого порогового элемента 8.the reference voltage receives a signal amplitude and, from the output of the first threshold element 8.
Чувствительность измерительного элемента фазного органа, например однопереходного транзистора, умень- 5 шается с увеличением напряжения на входе эталонного напряжения (напряжение база 1 - база 2). Следовательно, угол блокирования фазного органа 10, выполненного, например, по схеме реле времени, зависит от величины напряжения на входе эталонного напряжения, величины сигнала на рабочем входе фазного органа и величины параметров элементов реле време- . ни, например К и С, причем с увели- э чением сигнала на входе эталонного 'напряжения фазного органа угол блокировки, увеличивается . При внешнем коротком замыкании и насыщении одного· из трансформаторов тока плеч за- 20 щиты на рабочий вход фазного органа 10 поступает последовательность им-пульсов, ограниченных ограничителем напряжения 7. Если величина фазовой погрешности меньше угла блокировки, 25 фазный орган 10 не срабатывает и 1на одном из входов блока И 11 сигнал будет равен нулю, поэтому даже если сработает пусковой орган 4, на выходе блока И не будет сигнала (защита не 30 сработает). При внутреннем 'коротком замыкании большой кратности (фазный режим работы реле) током обтекается только одно плечо блока сравнения 3, следовательно, пороговый элемент 8 , 35The sensitivity of the measuring element of a phase organ, for example, a single junction transistor, decreases with increasing voltage at the reference voltage input (voltage base 1 - base 2). Consequently, the blocking angle of the phase element 10, made, for example, according to the time relay scheme, depends on the voltage value at the input of the reference voltage, the signal value at the working input of the phase element and the value of the parameters of the time relay elements. audio, K and C for example, and with increasing cheniem signal e at the input of the reference 'voltage phase angle lock body increases. When an external short circuit and saturation of one of the current transformers of the protection shoulders to the working input of the phase body 10 receives a sequence of pulses limited by the voltage limiter 7. If the phase error is less than the blocking angle, the 25 phase body 10 does not work and 1 on one from the inputs of block 11, the signal will be equal to zero, so even if the triggering organ 4 is triggered, there will be no signal at the output of the block (protection does not trigger 30). In case of internal short circuit of large multiplicity (phase mode of the relay), only one arm of the comparison unit 3 flows through the current, therefore, the threshold element 8, 35
будет закрыт и на вход эталонного напряжения фазного органа поступит сигнал с выхода элемента 9. Напряжение этого сигнала пропорционально сигналу на рабочем входе фазного ддwill be closed and the input signal of the reference voltage of the phase organ will receive a signal from the output of element 9. The voltage of this signal is proportional to the signal at the working input of the phase dd
органа 10. При этом увеличивается чувствительность порогового элемента фазного органа (однопереходного транзистора). На рабочий вход фазного органа поступает сигнал, определяемый напряжением ограничителя напряжения. Параметры реле времени не изменялись, следовательно', в режиме', внутреннего замыкания угол блокировки уменьшается по сравнению с режимом внешнего короткого замыкания. Пусковой орган в этом режиме срабатывает, на оба входа блока И поступает напряжение, следовательно, на выходе · блока И тоже будет сигнал (защита срабатывает). 55organ 10. This increases the sensitivity of the threshold element of the phase organ (unijunction transistor). The working input of the phase organ receives a signal determined by the voltage of the voltage limiter. The parameters of the time relay did not change, therefore ', in' mode, internal circuit, the blocking angle is reduced compared with the external short circuit mode. Starting body in this mode is triggered, voltage is applied to both inputs of the block, therefore, the output of the block AND also has a signal (protection triggers). 55
При внутреннем коротком замыкании со сдвинутыми по фазе втекающими токами на угол, близкий к , на вход эталонного напряжения фазного органа поступает сигнал с выхода первого порогового элемента 8, так как в течение некоторого времени будут обтекаться токами обоих плеч блока сравнения. В этом режиме угол блокировки сохраняет ту же величину,When an internal short circuit with phase-in flowing currents at an angle close to, the input signal of the reference voltage of the phase organ receives a signal from the output of the first threshold element 8, because for some time they will flow around the currents of both arms of the comparison unit. In this mode, the blocking angle keeps the same value
6060
6565
что и при внешнем коротком замыкании. Однако вероятность такого режима мала, так как стабилитроны блока сравнения открываются в этом режиме приблизительно при токе, превышающем (1,8-2,0)1И на величину тока срабатывания, т.е. около 2,3 .as with external short circuit. However, the probability of such a mode is small, since the zener diodes of the comparator unit open in this mode approximately at a current exceeding (1.8-2.0) 1 And by the magnitude of the response current, i.e. about 2.3.
Такой ток короткого замыкания, сдвинутый на к/ практически невероятен, так как основная слагающая сдвига — это есть взаимный угол между ЭДС источников питания, величина которого растет вместе с сопротивлением связи между источниками, работающими параллельно. Но это же сопротивление, и ограничивает ток короткого замыкания.Such a short-circuit current, shifted to / is almost unbelievable, since the main component of the shift is the mutual angle between the emf of power sources, the value of which increases with the resistance of the connection between the sources operating in parallel. But the same resistance, and limits the short circuit current.
При малых токах короткого замыкания защита будет работать в дифференциальном режиме, так как сигналы в блоке сравнения 3 не ограничиваются по амплитуде и не ограничиваются ограничителем напряжения 7, при этом независимо от фазы входных сигналов на вход эталонного напряжения поступает сигнал, пропорциональный сигналу на рабочем входеAt low short-circuit currents, the protection will operate in a differential mode, since the signals in comparison unit 3 are not limited in amplitude and not limited to voltage limiter 7, while regardless of the phase of the input signals, the input voltage of the reference voltage is proportional to the signal at the working input
фазного органа, и чувствительность измерительного элемента фазного органа 10 остается постоянной, т.е. наличие вытекающих токов при внутреннем повреждении не загрубляет защиту. Так же работает схема и при 'большом втекающем и малом вытекающем токах, так как при этом удвоения напряжения на схеме сравнения не будет. Чувствительность защиты в целом при этом будет определяться порогом Срабатывания пускового органа 4, так как пока на оба входа блока И .11 не поступит сигнал с пускового и фазного органов защита не срабатывает, а чувствительность пускового органа ниже чувствительности фазного органа.phase organ, and the sensitivity of the measuring element of the phase organ 10 remains constant, i.e. the presence of leakage currents in case of internal damage does not deaden the protection. The scheme also works for large inflowing and low flowing currents, since there will be no doubling of voltage in the comparison circuit. In this case, the sensitivity of protection in general will be determined by the triggering threshold of the triggering organ 4, since until both inputs of block I .11 do not receive a signal from the triggering and phase organs, the protection does not work, and the sensitivity of the triggering organ is lower than the sensitivity of the phase organ.
Таким образом, предлагаемое устройство для дифференциально-фазной защиты по сравнению с наиболее прогрессивными техническими решениями,Thus, the proposed device for differential-phase protection compared to the most advanced technical solutions,
В частности по сравнению с прототи-. пом, обеспечивает более высокое быст родействие в режиме внутреннего повреждения, чувствительность в режиме внутреннего короткого замыкания с вытекающим током Мер ~.θ 31 кт \ что позволяет использовать' его для защиты шин, ошиновок силовых трансформаторов , генераторов, мощных двигателей , а также при подключении к нему блока отстройки от бросков тока намагничивания для защиты силовых трансформаторов.In particular, compared with proto-. pom, provides higher speed in the internal damage mode, sensitivity in the internal short circuit mode with a flowing current of Mer ~ .θ 31 kt \ which allows its use to protect tires, busbars of power transformers, generators, powerful motors, as well as when connecting to it is a block of detuning from magnetization current surges to protect power transformers.
Расширение функциональных возможностей, т.е. использование одного и того же устройства для защиты различных элементов электрических станций и подстанций, позволит снизить затраты на производство защит, и их *Expansion of functionality, i.e. using the same device to protect various elements of power plants and substations, will reduce the cost of production of protection, and their *
758357758357
эксплуатацию. Высокая чувствительность защиты позволит уменьшить объем разрушений при витковых замыканиях в силовых трансформаторах. Высокое быстоодёйствие защиты уменьшает ущерб при системных авариях, а также объем разрушения защищаемого объекта.operation. High sensitivity protection will reduce the amount of damage during winding short circuits in power transformers. High speed of protection reduces damage in case of system accidents, as well as the amount of destruction of the protected object.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782619108A SU758357A1 (en) | 1978-05-24 | 1978-05-24 | Device for differential-phase protection of electric equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782619108A SU758357A1 (en) | 1978-05-24 | 1978-05-24 | Device for differential-phase protection of electric equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU758357A1 true SU758357A1 (en) | 1980-08-23 |
Family
ID=20766075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782619108A SU758357A1 (en) | 1978-05-24 | 1978-05-24 | Device for differential-phase protection of electric equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU758357A1 (en) |
-
1978
- 1978-05-24 SU SU782619108A patent/SU758357A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU758357A1 (en) | Device for differential-phase protection of electric equipment | |
SU936165A1 (en) | Device for differential phase protection of electric equipment | |
SU1156184A1 (en) | Device for differential-phase protection of electric installation | |
SU1677762A1 (en) | Device for differential-phase protection of electric plant | |
SU1141498A1 (en) | Device for differential protection of electric installation | |
SU501445A1 (en) | Method of protection of the generator from single-phase short circuits | |
SU1043779A1 (en) | Apparatus for differentiatial protection of generator | |
SU1259385A1 (en) | Device for protection of electric installations against current overload and short-circuit | |
SU1192012A1 (en) | Device for protective switching-off of three-phase isolated neutral system | |
SU1358031A1 (en) | Arrangement for protection from earthing in electric network with insulated neutral | |
SU907664A1 (en) | Device for differential current protection of transformer | |
SU714560A2 (en) | Arrangement for current protection of three-phase line portion from breaking one of the phase wires | |
SU1156188A2 (en) | Device for protection of installation with rectifiers connected in parallel | |
SU693502A1 (en) | Electric equipment differential protection device | |
SU577623A1 (en) | Transformer tap switch | |
SU1001277A1 (en) | Device for differential protection of transformer (autotransformer) | |
SU1272392A1 (en) | Differential protection device | |
SU1121739A1 (en) | Device for protecting polyphase rectifier | |
SU902138A1 (en) | Device for differential protection of electric plant | |
SU528658A1 (en) | Device for centralized earth fault protection | |
SU1101962A1 (en) | Device for protecting installation with rectifiers connected in parallel | |
SU855827A1 (en) | Device for determining damaged connection in network with compensated neutral wire | |
SU972627A2 (en) | Device for differential-phase protection of electric motor from interphase short circuitings | |
SU913515A1 (en) | Device for protecting three-phase rectifier | |
SU843078A1 (en) | Inverse sequence current relay |