SU765929A1 - Устройство дл дифференциальной токовой защиты электроустановки - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

I

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в дифференциальной токовой защите от коротких замыканий генераторов переменного тока, силовых трансформаторов, сборных шин и других электроустановок электрических систем.

Известно устройство дл  дифференциально-фазной защиты сборных шин, содержащее в каждой фазе промежуточный трансформатор тока, ко вторичной обмотке которого последовательно подключены конденсатор и два стабилитрона, а параллельно конденсаторам всех фаз включен вход органа сравнени  фаз 1.

Недостаток этого устройства состоит в низкой селективности при коротких замыкани х с токами, содержащими значительную апериодическую составл ющую, вызывающую насыщение магнитопроводов трансформаторов тока и искажение формы их вторичного тока.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  дифференциально-фазной защиты щин мощных станций и подстанций , содержащее последовательно включенные общие сумматор и компаратор в виде

токового органа, включенного в дифференциальную цепь трансформаторов тока присоединений . Это устройство содержит также дл  каждого присоединени  трансреакторы, ко вторичным обмоткам которых через диоды подключены два общих фазовых органа, реагирующих на заданную длительность между однопол рными полуволнами, и общий интегральный орган, сравнивающий между собой длительность пауз между редиопол рными полуволнами. Выходы токового и обоих фазовых органов через последовательно включенные элементы И и Запрет подключены к выходному органу, причем выход интегрального органа подключен к управл ющему входу элемента Запрет 2.

Claims (2)

1. Недостатком этого устройства  вл етс  низкое быстродействие при внутренних коротких замыкани х с токами, содержащими значительную апериодическую составл ющую . Смещение токов сопровождаетс  него равенством пауз между положительными и отрицательными полуволнами напр жений на входе интегрального органа и блокировкой защиты на врем  существовани  апериодической составл ющей токов, что не допустимо дл  быстродействующей селективной защиты. Цель изобретени  - повыщение быстродействи  защиты. Поставленна  цель достигаетс  тем, что известное устройство дл  дифференциальной токовой защиты электроустановки, каждое присоединение которой снабжено трансформатором тока, содержащее элемент Запрет , общие последовательно включенные сумматор и компаратор и дл  каждого присоединени  трансреактор, первична  обмотка ко торого включена в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, дополнительно снабжено общими последовательно включенными элементом ИЛИ и ждущим мультивибратором , а дл  каждого присоединени  - пиктрансформатором и блоком сравнени  знаков сигналов, входы которых включены в цепбвторичной обмотки трансформатора тока , двухполупериодным выпр мителем, вход которого подключен к выходу пик-трансформатора , а выход - к соответствующему входу общего элемента ИЛИ, последовательно включенными первыми элементом Запрет, элементом Пам ть и вторым элементом Запрет , выход которого подключен к соответствующему входу общего сумматора, а управл ющий вход - к пр мому выходу ждущего мультивибратора, последовательно включенных элементов НЕ и ИЛИ, второй вход последнего подключен к инверсному выходу ждущего мультивибратора, а выход к управл ющему входу первого элемента Запрет, основной вход которого соединен с первым выходом трансреактора, второй выход которого соединен со вторым входом бло ка сравнени  знаков.сигналов, причем выход последнего соединен со входом элемента НЕ. На фиг. 1 представлена однофазна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы цепи формировани  сигналов из тока; на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы работы устройства защиты трехконцевой электроустановки соответственно при внутренних и внещних коротких замыкани х. На всех присоединени х защищаемой электроустановки 1 установлены трансформаторы 2 тока (фиг. ). К вторичной обмотке каждого трансформатора 2 тока присоединены трансреактор 3, пик-трансформатор 4 и один из входов блока 5 сравнени  знаков сигналов, второй вход которого подключен к выходу трансреактора 3. К другому выходу трансреактора 3 через элемент За прет 6 подключен элемент Пам ть 7. Выходы всех эле тентов Пам ть 7 через элементы Запрет 8 подклю -ены к сумматору 9 с компаратором 10 на выходе. Выходы всех пик-трансформаторов 4 через выпр мители 11 и элемент ИЛИ 12 подключены ко входу запуска ждущего мультивибратора 13, пр мой выход которого присоединен к запрещающим входам элемента 8, а интерсный выход - к одному из входов каждого элемента ИЛИ 14. Другой вход элемента ИЛИ 14 через элемент НЕ 15 подключен к выходу блока 5 сравнени  знаков сигналов, а выход - к управл ющему входу элемента Запрет 6. Индивидуальные части защиты одинаковы дл  всех присоединений. Дифференцирующий элемент 3 формирует сигнал, пропорциональный первой производной вторичного тока i 2 трансформатора тока 2 (фиг. 2). В блоке 5 сравниваютс  знаки мгновенных значений тока и его первой производной. При совпадении этих знаков на выходе элемента НЕ 15, и, следовательно , на одном из входов элемента ИЛИ 14 сигнала нет. Пик-трансформаторы 4 генерируют короткие импульсные сигналы в начале каждого полупериода вторичного тока каждого присоединени  электроустановки . Через двухполупериодные выпр мители 11 и элемент ИЛИ 12 выпр мленные импульсные сигналы запускают ждущий мультивибратор ГЗ на врем  At, соответствующее наибольшему допустимому расхождению начальных фаз токов присоединений защищаемой электроустановки при внутреннем коротком замыкании. В течение выдержки времени At на инверсном выходе ждущего мультивибратора 13, и, следовательно, на втором входе элемента ИЛИ 14, сигнала нет. При этом на управл ющем входе элемента Запрет 6 сигнала нет, и напр жение с выхода трансреактора 3 через элемент Запрет 6 поступает на вход элемента Пам ть 7, запоминающего наибольщее значение tl входного напр жени , пропорционального По истечении выдержки времени At, задаваемо1о параметрами ждущего мультивибратора 13, сигнал с управл ющего входа элемента Запрет 8 от мультивибратора 13 снимаетс . Элементы Пам ть 7 каждого присоединени  через элементы Запрета 8 подключаютс  ко входам сумматора 9, где осуществл етс  алгебраическое суммирование напр жени  Hj. Суммарное напр жение подаетс  на вход компаратора 10, где оно сравниваетс  с установленной величиной и если превыщает ее, то подаетс  сигнал на отключение выключателей присоединений защищаемой электроустановки 1. При коротких замыкани х вследствие наличи  в токе апериодической составл ющей, большой вторичной нагрузки трансформатора тока или остаточного намагничивани  его магнитопровода, последний может насыщатьс  и форма вторичного тока (фиг. 2) искажаетс  относительно первичного тока, приведенного ко вторичной стороне трансформатора тока. Дл  преобладающей активной нагрузки трансформатора тока искажение формы его вторичного тока состоит в отсечке тока при условии отсутстви  в не.м посто нной составл ю цей. В устройстве защиты напр жени  Ei формируютс  в интервалах времени (фиг. 2), когда магнитопровод трансформатора тока не насыщен, и форма кривой тока i г близка к синусоиде. Контроль совпадени  знаков мгновенных значений тока и его первой производной, осуществл емый элементами 5, 6, 14 и 15, позвол ет отстроитьс  от больщих значений производной при отсечке вторичного тока трансформаторов тока. При внутренних коротких замыкани х (фиг. 3) начальные фазы токов присоединёний расход тс  на угол, меньший 2 Г At. При переходе через нуль опережающего тока пик-трансформатор 4 генерирует короткий импульсный сигнал , запускающий ждущий мультивибратор 13, инверсный выходной сигнал которого с помощью элементов ИЛИ 14 и Запрет 6 разрещают подачу выходного напр жени  трансреактора 3, совпадающего по знаку с током i 2, в элемент Пам ть 7. По истечении выдержки времени ждущего мультивибратора 13 его пр мой выходной сигнал прерываетс  и выходные сигналы элементов Пам ть 7 через элемент Запрет 8 поступают на вход сумматора 9, и их алгебраическа  сумма сравниваетс  с порогом срабатывани  компаратора 10. При внутренних коротких замыкани х знаки выходных напр жений всех элементов Пам ть 7 одинаковы, и выходной сигнал сумматора 9 превышает порог срабатывани  компаратора 10, вследствие чего формируетс  выходной сигнал срабатывани  защиты. При внешних коротких замыкани х (фиг. 4) начальна  фаза тока поврежденного присоединени  защищаемой электроустановки инверсна начальным фазам токов питающих присоединений и пол рность сигнала - щОбратна пол рности остальных сигналов i.T и и, вследствие чего суммарный сигнал fi.2 меньше порога срабатывани  компаратора 10, и выходной сигнал срабатывани  защиты не формируетс . Технико-экономическа  эффективность предлагаемого устройства состоит в уменьшении ущерба электрических систем и системы электроснабжени  от ложных срабатываний и замедлени  в действии дифференциальной защиты и обусловлена высокой селективностью и быстродействием устройства вследствие формировани  напр жений защиты из вторичЯых токов трансформаторов тока в те интервалы времени, когда эти токи минимально искажены. Формула изобретени  Устройство дл  дифференциальной токовой защиты электроустановки, каждое присоединение которой снабжено трансформатором тока, содержащее элемент Запрет, общие последовательно включенные сумматор и компаратор и дл  каждого присоединени  трансреактор, первична  обмотка которого включена в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , дополнительно снабжено общими последовательно включенными элементом ИЛИ и ждущим мультивибратором, а дл  каждого присоединени  - пик-трансформатором и блоком сравнени  знаков сигналов, входы которых включены в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, двухполупериодным выпр мителем, вход которого подключен к выходу пик-трансформатора, а выход - к соответствующему входу общего элемента ИЛИ, последовательно включенными первым элементом Запрет, выход которого подключен к соответствующему входу общего сумматора, а управл ющий вход - к пр мому выходу ждущего мультивибратора, последовательно включенных элементов НЕ и ИЛИ, второй вход последнего подключен к инверсному входу ждущего мультивибратора , а выход - к управл ющему входу первого элемента Запрет, основной вход которого соединен с первым выходом трансреактора , второй выход которого соединен со вторым входом блока сравнени  знаков сигналов , причем выход последнего соединен со входом элемента НЕ. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 325662, кл. И 02 Н 3/28, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 304657, кл. Н 02 Н 3/28, 1971.

   фг/5.