SU877687A1 - Устройство дл дифференциальной токовой защиты шин - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ

1

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам дифференциальной защиты элементов элёктрических энергосистем, например автономных (АЭЭС).

Известно устройство дл  дифференциальной токовой защиты вши, йоторое содержит измерительные и промежуток:ные трансформаторы тока, двухполупериодный многофазный выпр мительный мост, два тормозных резистора, рабочий резистор и разделительный трансфо1 латор . В устройстве используетс  торможение суммой токов питаемых присоединений. Селективное действие . защиты обеспечиваетс  выбором соответствующих значений сопротивлении резисторов и коэффициента трансфор- мации промежуточного трансф1Ч матоРа СЦ.

Недостатком устройства  вл етс  наличие тормозного сигнала при коротком замыкании в зоне действи  защиты , так как ток короткого замыкани  (к.з.) до ответвлени  в диф- ференциальную цепь протекает по одному из тормозных резисторов что уменьшает чувствительность 3 UitHm при к.з. в зоне ее действи  ЗМЩТЫ ШИН

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  дифференциальной токовой защиты, содержащее измерительные к промежуточные трансформаторы тока, подключенный к ним многофазный выпр митель, тормозной резистор, включенный параллельно выходу многофазного выпр мител . Одиночный полу10 мост на двух диодах включен встречно и паргшлельно многофазному выпр мителю через уравнительные резисторы. В дифференциальную цепь включен разделительный трансформатор, выход которого служит дл  подключени  рабочего

15 моста, на выходе которого включен рабочий резистор, один зажим которого соединен с зажимом ТОЕЛЛОЗНОГО резистора .. К fooyrHM зажимам этих резис:ю торов подключены входы реагирующего

opraHaJIZJ..

.Однако известное устройство имеет

низкую чувствительность защиты при дуговых к.3., так как при этом в зоне

25 действи  защиты через питаемые присоединени  происходит отсос тока в нагрузку, который может достигать величины 0,6-0,8 Зиом (Знвм - номинсшьный ток присоединени ), при этом ток отсоса может быть противоположен

30

по фазе токам питающих присоединений, сумма положительных полуволн которых протекает через первый уравнительный резистор, а отрицательных - через второй уравнительный резистор.Положительные полуводны тока отсоса протекают через второй уравнительный резистор 6, а отрицательные - через первый уравнительный резистор 7. Разность сумм токов плеч и тока отсоса образует напр жениена тормозном ререзисторе 4, что понижает чувствительность защиты.

Цель изобретени  - повышение чувствительности .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  дифференциальной токовой защиты шин, имеющих питак цие и питаемьае присоединени ,содержащее трансформаторы тока каждого из присоединений, первые зажимы которых соединены между собой и с концом первичной обмотки первого-разделительного трансформатора, вторые зажимы трансформаторов тока питающих и питаемых присоединений подключены ко входам соответственно первого и второго многофазных мостов, минусовый зажим Первого многофазного моста соединен с первыми зажимами тормозного и первого уравнительного резисторов , плюсовый зажим первого многофазного моста соединен с первым зажимс м второго уравнительного резистора и вторыми зажимами тормозного и рабочего резисторов, вторые зажимы первого и второго уравнительных резисторов подключены соответственно к катоду первого и катоду второго уравнительных диодов анод первого и катод второго уравнительнЕлх диодов соединены между собой и с началом первичной обмотки первого разделительного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены входы первого однофазного моста, к выходам которого,подсоединен рабочий резистор, к первому зажиму которого подключен первый зажим первого реагирующего органа, дополнительно введены два балластных резистора , два разделительных диода, второй разделительный трансформатор, второй однофазный выпр мительный мост, второй реагирующий орган и.управл емый ключ, при этом-минусовый зажим второго многофазного моста соединен с первым зажимом первого балластного резистора и катодом первого разделительного диода, анод которого подключен к минусовому зажиму, первого многофазного моста и к первому зажиму управл емого ключа, второй зажим которого подключен ко второму зажиму первого реагирующего органа, плюсовый зажим второго многофазного моста соединен с первым зажимом второго балластного резистора и с анодо второго разделительного диода,катод

которого соединен с плюсовым зажимом первого многофазного моста и с третьим зажимом первого реагирующего органа, вторые зажимы балластных резисторов соединены между собой и с началом первичной обмотки второго разделительного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключен . входы второго однофазного моста, к выходам которого подключен второй реагирующий орган, выход которого соединен с управл ющим входом управл емого ключа, концы первичных обмоток разделительных трансформаторов соединены между собой.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Трансформаторы 1 тока питающих присоединений подсоединены одним выводом ко входам первого многофазного выпр мител  2, а другие их выводы соединены с общей точкой трансформаторов 1 тока питаемых присоединенчй, вторые выводы которых подключены ко входам второго многофазного выпр мител  3. Между полюсами первого многофазного выпр мител  2 включен тормозной резистор 4. Через два одинаковых уравнительных резистора б и 7 встречно и параллельно выпр мителю 2 подключен одиночный полумост - уравнительные диоды 5. Между полюсом этого полумоста 5 и общей точкой трансформаторов 1 тока включен первый разделительный трансформатор 8, к вторичной обмотке которого подключен однофазный мостовой выпр митель 9. Ме зду полюсами выпр мител  9 вклк)чен рабочий резистор 10, подключенный вторым выводом, соединенным со вторым выводом тормозного резистора 4, к средней точке первого реагирующего органа 11, ai первым выводом - к первому входу первого реагирующего органа. Между полюсс1ми первого 2 и второго 3 многофазных выпр мителей вртречно и параллельно первому многофазному выпр мителю 2 включены разделительные диоды 12. Между полюсами второго многофазного выпр мител  3 включены соединенные последовательно два одинаковых балластных резистора 13 и 14 между общей точкой которых и общей точкой трансформаторов тока включен второй разделительный трансформатор 15. К вторичной обмотке трансформатора 15 подключен второй однофазный мостовой выпр митель 16/ к полюсам которого подсоединен второй реагирующий орган 17, управл ющий ключом 18. Один полюс ключа 18 подключен к первому выводу тормозного резистора 4, а другой полюс - ко второму входу первого реагирующего органа 11.

Устройство работает следующим образом.

При к.з. в зоне защиты (точка К) возможны три случа  ток в питаемых фидерах отсутствуетJ имеетс  ток отcoca , направленный, как показано на чертеже (стрелки дгй ) и наконец, имеетс  ток подпитки, направленный противоположно току отсоса.

В первом случае, при отсутствии тока в питаемых присоединени х сумма положительных полуволн TOKOIJ к.э. в пихающих Присоединени х протекает через уравнительный резистор 7, а сумма отрицательных - через уравнительный резистор 6. Ток через реЬистор 4 не протекает и, следовательно , торможение отсутствует. Ток

дифференциальной цепи, трансфО1 1ированный во вторичную обмотку Трансформатора 8, выпр мл етс  однофазным мостом 9 и подаетс  на рабочий резистор Ю. Напр жение с резистора 10 подаетс  на первый вход реагируюцего органа 11, включенного по дифференциальной схеме со средней точкой. При к.з. в зоне защиты и отсутствии тока в питаемых присоединени х ключ 18 находитс  в разомкнутом состо нии и, таким образом/ торможение защиты исключаетс .„

При к.з. в зоне действи  защиты о токами отсоса, направленнЕДли, как показано на чертеже (стрелки О ore ). сумма токов в питаемых присоединени  равна нулю. Разность сумм токов в питающих к сумм токов в питаемых присоединени х протекает через первич ную обмотку первого разделительного трансформатора 8 и подаетс  затем через включенный на его вторичную обмотку выпр митель 9 на резистор 10. 1Выпр мленный сигнал с резистора 10 п ступает на первый вход реагирующего органа 11. При направление/ пропорциональное разности положительных (отрицательных) полуволн суммы токов питающих присоединений, протекающих через резистор 7 (6)1/ и положительных (отрицательных) полуволн суммы токов отсоса, протекающих через резистор б (7), вьздёл етб  на резисторе 4, формиру  ТОЕЯЛОЗНОЙ сигнал.. Однако зтот ТОЕЖКОЗНОЙ сигнал не поступает на второй вход реагирующего органа 11, поскольку ключ 18 находитс  в разомкнутом состо нии. -Это обеспечиваетс  тем, что напр жение , пропорциональное сумме токов отсоса, вьзделенное с помощью резисторов 13 и 14 и разделительных диодов 12, подаетс  на трансформатор 15 Выпр мленное направление со вторичной обмотки трансформатора 15 подаетс , на вход второго реагирующего (блокирующего) органа 17. Но так как уставка блокирующем органа 17, равна , например. О, i больше максимальной сумкы токов отсоса, равной Р,б-0, ,. то блокирующий орган не срабатывает (т.е. ключ 18 находитс  в разомкнутс состо нии ). Поскольку тормозной сигнгш

на втором входе реагирующего органа 11 отсутствует, то рабочий сигнал, сформированный на первом входе, приводит к срабатыванию реагирующего органа , к выдаче сигнала на отключение .

При к.з. в зоне действи  защиты и наличии токов подпитки, направленных противоположно токам отсоса (фиг.1), сумма токов питающих и питаемых присоединений протекает через

0 первый разделительный трансфоЕ атор

:8 и подаетс  затем через подключенный к его вторичной обмотке выпр митель 9 на резистор 10. Выпр мительный сигнсш с резистора 10 поступает

s на первый вход реагирующего органа li. При этом положительные полуволны тока, равного сумме токов питаю|щих и питаемых присоединений, протекгиот через резистор 7 а-отрицательные полуволны.- через резистор 6, и

0 тормозной сигнгш на резисторе 4 не формируетс . При превышении уставки срабатывани  реагирующий орган выдает сигнал на отключение.

5

При к.з. В1не зо1;1ы .действи  защиты (фиг.1 точка К|) возможно насыщение трансформатора 1 тока какого-либо питаемого присоединени . При этом, хот  в первичной сети сумма токов

0 питающих и питаемых присоединений равна нулю, во вторичной дифференциальной цепи имеетс  ток небаланса, обусловленный насыцением трансформа-тора 1 тока. Ток небсшанса протекает

5 через первый разделительный трансфоЕхлатор 8 и подаетс  затем через выпр митель 9 на резистор 10. Выпр мленный сигнал с резистора 10 поступает на первый вход реагирующего органа 11.

0 При этом положительные (отрицательные ) полуволны сумкел токов питающих присоединений протекают через резистор 7 (6), а положительные (отрицательные ) .полуволны суммы токов питаемых присоединений - через резис5 тор б (7). Разность этих полуволн, пропорциональна  току небаланса, формирует на. резисторе 4 тормозное направление . Напр жение, пропорциональ -. ное сумме токов питаемых присоедине0 ний, выдел емое с помощью резисторов 13 и 14 и разделительных диодов 12, попадает на трансформатор 15.Выпр м|ленный сигнал с его вторичной обмотки подаетс  на вход блокирующего ор5 гана 17. Поскольку сумма токов питаемых присоединений при внешнем к.з. р. 1 больше, чем уставка блокирующего органа 17 0,9Ё Эиои i то последний срабатывает и замыкает ключ ,18. Тем самом на второй вход

О реагирующего органа подаетс  тормозной сигнал с pie3HCTopa 4. При этом реагирующий орган 11 не срабатывает и ложна  работа устройства защиты исключаетс .

Claims (2)

1. 5 Предлагаемое устройство может быт использовано дл  дифференциальной за щиты сетей переменного тока,особенно сетей, где наиболее веро тны дуговые Крроткив замыкан и  с отсоса, которые.не вы вл ет известное устройство . Однако предлагаемое устройство имеет ограниченную область применени , так как при внешнем к.з. на одном из питающих присоединений, если только оно не одно, сопровождаетс , насьвцением трансформатора тока ка. кого-либо из питающих присоединений возможна ложна  работа защиты вследствие отсутстви  торможени . Формула изобретени  Устройство дл  дифференциальной токовой зашиты шин, имекших питающие и питаемые присоединени , содержащее трансформаторы тока каждого из присоединений , первые зажимы которых соединены между собой и с концом первичной обмотки первого разделительного трансформатора, вторые зажи мы трансформаторов тока питающих и питаемых присоединений подключены ко входам coo qBeTCTBe.HHO первого и второго многофазных мостов, минусовый зажим первого многофазного моста соединен с первыми зажимами тормозного и первого уравнительного резисторов , плюсовый зажим первого многофазного моста соединен с первым зажи мом второго уравнительного резистора .и вторыми зажимами тормозного и рабо чего резисторов, вторые зажимы первого и второго уравнительных резисто ров подключены соответственно к катоду первого и катоду второго уравнительных диодов, анод первого и катод второго уравнительных диодов, сое динены между собой и с началом первичной обмотки первого разделительного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены входы первого однофазного моста, к выходам Которого подсоединён рабочий резистор, к первому зажиму которого подключен первый зажим первого реагирующего органа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности , дополнительно снабжено двум  балластными резисторами, двуй  разДелительными диодами, вторым разделительным трансформатором, вторьом однофазным выпр мительным мостом, вторым реагирующим органом и управл емым ключом, причем минусовый зажим второго многофазного моста соединен с первым зажимом первого балластного резистора и катодом первого раздели-: тельного диода, анод которого подключен к минусовому зажиму первого многофазного моста и к первому зажиму управл емого ключа, второй зажим которого подключен ко второму зажиму первого реагирующего органа, плюсовый зажим второго многофазного моста соединен с первым зажимом второго балластного резистора и с анодом второго разделительного диода, катод которого соединен с плюсовым зажимом первого многофазного моста и с- третьим зажимом первого реагирующего органа , вторые зажимы балластных резисторов соединены между собой и с началом первичной обмотки второго разделительного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены входы второго однофазного моста, к выходам которого подключены второй реагирующий орган, выход которого соединен с управл ющим вхйдом управл емого ключа, концы первичных обмоток разделительных трансформаторов соединены между собой. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Виленко Э.К. Полупериодное дифференциальное реле защиты шин. Электрохоз йство за рубежом,1975,
2. 2.Авторское свидетельство СССР 505074, кл. Н 02 Н 3/28, 1976 (прототип)..