Claims (3)
Кроме того, известно устройство дл дифференциально-фазной защиты сборных шин, содержащее датчики тока, включенные в каждое плечо защиты, многоплечевой диодный полумост, присоединенную к нему двуплечевую схему сравнени на резисторах и стабилитронах, фазный орган, св занный со схемой сравнени через выпр мительный мост, логический блок И, два входа которого соединены с выходами пускового и фазного органов, два формировател входных логических сигналов, блок запрещени и разрешени срабатывани , блок временной задержки и два логииеских элемента ГЗ Отстроенность этого устройства от внешних КЗ при глубоких насыщени х трансформатора тока (ТТ) обеспечиваетс путем использовани признака идеальной трансформации ТТ до момента насыщени сердечника. Однако этот признак в устройстве может быть верно использован лишь в первом полу периоде переходного процесса. В последующих полупериодах переходного процесса при работе одного из ТТ в oблactи средних индукций возможна ложна выдача разрешающего на срабатывание защиты сигнала. Кроме того, при глубоких насыщени х ТТ напр жение на входе формировател логического сигнала может оказатьс недостаточным дл его запуска (особенно в случае,если вследствие развити системы, кратность тока КЗ превышает предельную дл ТТ), и запрещающий сигнал не будет вырабатыватьс именно тогда, когда погрешность ТТ максимальна . Все это существенно снижает Отстроенность защиты в режимах внешних КЗ при работе ТТ как и области глубокого насыщени ., так и в области средних индукций. Цель изобретени - повышение устойчивости несрабатывани защиты в режимах внешних КЗ. Поставленна цель достигаетс тем что в устройство дл защиты сборных шин, содержащее блок датчиков, установленных по концам защищаемого объекта , одни концы вторичных обмоток которых объединены, а другие присоединены к многоплечевому диодному полумосту , катоды и аноды диодов котор го объединены и подключены к двуплечевой схеме сравнени со средней точ кой, фазный орган, соединенный с вых дом схемы сравнени через выпр мител ный мост, пусковой орган, включенный между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и средней точкой схемы сравнени , элемент И, первый и второ входы которого соединены с выходами фазного и пускового органов, а выход - с входом выходного органа, вве дены преобразователь дифференциально го тока, два блока дифференцировани формирователь контрольного сигнала, узел выделени апериодической слагаю щей, элемент ИЛИ, ждущий мультивибра тор, расширитель импульсов, инвертор формироватепь блокирующих сигналов, блок контроп совпадени , при этом узел выделени апериодической слагающей содержит элемент И-НЕ и реле времени , соединенное с входом элемента И-НЕ, первый и второй вход которого вл ютс соответственно первым и вторым входом узла выделени апериодической слагающей, а выход реле времени вл етс выходом узла, кроме того, блок контрол совпадени содержит компаратор , два диода, логический элемент И-НЕ и реле времени, при этом вход компаратора вл етс первым рабочим входом блока, выход компаратора соединен с вторым входом логического элемента и с анодами двух диодов, катоды которых служат первым и вторым блокирующими входами блока контрол совпадени , а первый вход логического элемента вл етс вторым рабочим входом блока, выход же логического элемента соединен с входом реле времени , выход которого вл етс выходом блока контрол совпадени , при этом преобразователь дифференциального тока включен последовательно с пусковым органом между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и средней точкой схемы сравнени , вход первого блока дифференцировани соединен с катодами диодов многоплечевого диодного полумоста, а выход - с входом формировател контрольного сигнала, вход второго блока дифференцировани соединен с выходом преобразовател дифференциального тока, а выход - с одним из рабочих входов блока контрол совпадени , другой рабочий вход КОТОРОГО соединен с выходом формировател контроль ного сигнала, входом расширител импульсов , первым входом узла выделени апериодиче1 кой слагающей и запускающим входом ждущего мультивибратора, выход которого вл етс одним из блокирующих входов блока контрол совпадени , второй блокирующий вход которого соединен с первым выходом формировател блокирующих сигналов, второй и третий выходы которого соединены . соответственно с управл ющим входом ждущего мультивибратора и вторым входом узла выделени апериодической слагающей, выход которого соединен с первым входом формиро вател блокирующих сигналов, второй вход которого соединен с выходом инвертора и вторым входом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом блока контрол совпадени , а выход - с третьим входом элемента И, при этом выход расширител импульсов соединен со входом инвертора. ,При этом формирователь блокирующих сигналов содержит ждущий мультивибратор , два элемента И-НЕ и два раз в зывающих диода, причем вход ждущего мультивибратора служит первым входом формировател , а выход ждущего мульти вибратора - первым выходом формировател и соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, а выход вл етс вторым выходом формировател , второй вход формировател соединен с первым входом через разв зывающие диоды, катоды которых соединены с входом первого ло гического элемента и одновременно вл ютс третьим выходом формировател Кроме того, формирователь контрол ного сигнала содержит ждущий мультивибратор и компаратор, причем вход компаратора вл етс входом формировател контрольного сигнала, выход компаратора .соединен с входом ждущего мультивибратора, выход которого вл етс выходом .формировател . На фиг. 1 изображена структурна ;схема предлагаемого устройства дл защиты сборных шин; на фиг. 2 и 3 осциллограммы переходного процесса в ТТ при его глубоком насыщении и при работе в области средних индукций; н фиг. 4 и 5 - осциллограммы токов и напр жений в цеп х -устройства защиты при внутреннем и внешнем КЗ соответственно . Устройство содержит систему сборных шин с присоединени ми и линейными трансформаторами 1 тока, блока 2 датчиков тока, одни концы вторичных обмоток которых объединены, а другие присоединены к многоплечевому диодному полумосту 3, катоды и аноды диодов которого объединены и подключены к двуплечевой схеме А.сравнени со средней точкой. Фазный орган 5 соединен с выходом схемы Ц сравнени через выпр мительный мост 6. Пусковой орган 7 включен между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и средней точкой схемы 4 сравнени . Логический элемент И 8, первый и второй входы которого соединены с выходами фазного 5 и пускового 7 органоб, подключен к входу выходного органа 9. Преобразователь Ю дифференциального тока включен последовательно с пусковым органом 7 между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и средней точкой схемы k сравнени . Вход первого блока 11 дифференцировани соединен с катодами диодов многоплечевого диодного полумоста 3, а выхсдс выходом формировател 12 контрольного сигнала. Вход второго блока 13 дифференцировани соединен с выходом преобразовател 10 дифференциального тока,а выход - с одним из рабочих входов блока 14 контрол совпадени , другой рабочий вход которого соединен с выходом формировател 12 контрольного сигнала, входом расширител 15 импульсов , первым входом узла 16 выделени апериодической слагающей и запускающим входом ждущего мультивибратора 17, выход которого вл етс одним из блокирующих входов блока Н контрол совпадени . Второй блокирующий вход блока k контрол совпадени соединен с первым вь ходом формировател 18 блокирующих сигналов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управл ющим входом ждущего мультивибратора 17 и вторым входом узла 16 выделени апериодической слагающей. Выход узла 16 выделени апериодической слагающей соединен с первым входом формировател 1.8 блокирующих сигналов, второй вход которого соединен с выходом инвертора 19 и вторым входом элемента ИЛИ 20, первый вход которого соединен с выходом блока 1 4 контрол совпадени , а выход - с третьим входом элемента И 8: Выход расширител 15 импульсов соединен с входом инвертора 19Преобразователь 10 дифференциаль- , ного тока содержит трансформатор 21 и мост 22. Блок 1 контрол совпадени в свою очередь содержит компаратор 23, вход которого вл етс первым рабочим входом блока It, а выход .соединен с вторым входом логического элемента и анодами двух диодов 25, катоды которых вл ютс первым и вторым блокирующими входами блока Ц. Первый вход логического элемента 2 вл етс вторым рабочим входом блока , выход же логического элемента 2 соединен с входом реле 26 времени, выход которого вл етс выходом блока 14. Формирователь блокирующих сигналов в свою очередь содержит ждущий муль7 тивибратор 31, вход которого вл етс первым входом формировател 18, два элемента И-НЕ 27и 28 и два разв зывающих диода 29 и 30. Причем выход ждущего мультивибратора 31 вл етс первым выходом формировател l8 и со динен с первым входом второго логи ,ческого элемента 28, второй вход которого св зан с выходом первого логи ческого элемента 27, а выход вл етс вторым выходом формировател 1Ь. Второй вход формировател 18 соедине с первым входом через разв зывающие диоды 29 и 30, катоды которых соединены с входом первого логического элемента 27 и одновременно вл ютс третьим выходом формировател 18. Формирователь 12 контрольного сиг нала содержит ждущий мультивибратор 32 и компаратор 33. Вход компаратора 33 вл етс входом формировател 12 контрольного сигнала, а выход соединен с входом ждущего мультивибратора 32, выход которого вл етс вых дом формировател 12. Узел 16 выделени апериодической слагающей содержит логический элемен 3, первый и второй вход которого вл ютс соответственно первым и вто рым входом узла 16, а выход логическо го элемента 3 соединен с входом реле 35 времени , выход которого вл етс .выходом узла 16. Логический элемент выполнен на мик росхемах серии К511. Блоки 11 и 13 дифс еренцировани мо гут быть выполнены на операционном усилителе К553УД1А. Устройство работает следующим образом . Сигналы от датчиков тока (блок 2) первичные обмотки которых подключены к трансформаторам тока плеч защиты, раздел ютс по знаку полупериода с помощью многоплечевого диодного полу моста 3 и поступают на вход схемы 4 сравнени . При внутренних КЗ током в течение каждого периода обтекаютс попеременно оба резистора схемы сравнени и, если напр жение на стабилитронах схемы 4 сравнени не превышает напр жени стабилизации UQJ, по обмотке разделительного трансформатора схемы сравнени и в пусковом органе 7 протекает переменный ток. Если на пр жение на стабилитронах схемы k сравнени превышает , то часть тока шунтируетс стабилитоонами и по ЗУ8 обмотке разделительного трансформатора протекает переменный ток с ограниченной амплитудой. Защита срабатывает, если срабатывают фазный 5 и пусковой 7 органы, представл ющие реагирующие органы с выдержкой и без выдержки времени соответственно, и на третьем входе элемента И 8 по вл етс разрешающий потенциал. При внешнем КЗ или нормальном режиме одновременно существуют токи положительной и отрицательной пол рности , и. если трансформаторы тока и датчики тока работают без погрешности сигналы на входе фазного 5 и пускового 7 органов равны нулю. По схеме соединений пускового органа и преобразовател дифференциального тока протекает дифференциальный ток. В переходном режиме внешнего КЗ один из ТТ (обычно ТТ поврежденного присоединени ) может насытитьс . Тогда на входе фазного органа 5 возникает сигнал продолжительностью пропорциональной длительности несовпадени положительных и отрицательных полуволн токов, а в дифференциальной цепи ток намагничивани насытившегос ТТ. Угол блокировки фазного органа 5 из услови обеспечени его работоспособности при- внутренних КЗ со сдвинутыми по фазе токами, а также при наличии токов отсоса целесообразно иметь не более 80, тогда как фазовые погрешности могут превышать 200. Задача логической части схемы устройства защиты заключаетс в обеспечении селективности несрабатывани защиты в режимах внешних КЗ при погрешност х ТТ по фазе, превышающих угол блокировки фазного органа 5. В основу принципа действи логической части схемы предлагаемого устройства защиты, как и визвестном устройстве , положено свойство переходного процесса в ТТ при преимущественно активной нагрузке. В первом периоде переходного процесса даже при наличии остаточной индукции неблагопри тной пол рности (совпадающей по знаку с приращением индукции в начале процесса ) и предельной нагрузки ТТ входит в насыщение не сразу, а спуст определенное врем , в течение которого трансформаци тока осуществл етс практически без погрешности , (идеальна ) трансформаци ). При внешнем КЗ по вление тока небаланса, равного току намагничивани насытившегос ТТ, воегда во времени отстает от момента по в лени напр жени на схеме сравнени Действительно, при глубоком насыщении .ТТ и активной нагрузке, близкой по ве личине к предельной (фиг. 2), прираще ние потокосцеплени насытившегос ТТ настолько незначительно (дл холоднокатаной стали), что вторичный ток практически равен нулю, а ток намагни чивани равен приведенному значению первичного тока. В отрицательный полупериод ТТ быстро выходит из насыщени и трансформаци вновь.происходит без погрешности. Счита , что в режиме внешнего КЗ происходит насыщение лишь одного ТТ поврежденного присоединени , можно приравн ть ток намагничивани току небаланса. При таком характере переходного процесса ток небаланса в начале каждого полупериода равен нулю. В большинстве случаев нагрузка ТТ и ток КЗ значительно меньше предельных , однако при максимальных значени х апериодических слагающих в токе КЗ и больших посто нных времени Та и ТТ также входит в насыщение, но ха рактер процесса иной (фиг. 3). Вследствие неглубокого насыщени ТТ и малого сопротивлени нагрузки изменение индукции обуславливает достаточную величину ЭДС, чтобы поддержать вторичтый ток, т. е. срь1в вторичного тока отсутствует. Поэтому апериоди ческа слагающа тока намагничивани значительно уменьшаетс по сравнению с режимом идеальной трансформации, в то врем как апериодическа слагающа сохран ет свою величину. Следовательно , мгновенное значение тока намагничивани (тока небаланса) во втором и последующих периодах не равно нулю на участках предполагаемой идеальной трансформации в начале полуволны, совпадающей по знаку с апериодической ситуацией. В начале полуволн противоположной пол рности ток небаланса достигает значени вторичного тока ненасытившегос ТТ. При таком виде переходного процеса , а он более веро тен, устойчивость работы логической части известного устройства защиты в последующих за первым насыщением периодах не может быть обеспечена. В этом случае по данным первого периода необходимо либо блокировать защиту логической частью, пока фазны орган не будет в состо нии противосто ть ложному сигналу, либо отстраи- . ватьс по уровню от тока небаланса на участке предполагаемой идеальной трансформации. При этом первое может привести к задержке в срабатывании защиты при переходе внешнего КЗ во внутреннее, а второе - к недопустимому загрублению логической части, следствием чего может быть отказ защиты при внутреннем повреждении со сдвинутыми по фазе токами. В предлагаемом устройстве принцип действи логической части .схемы 13 заключаетс в следующем. Контроль дифференциального тока в течение времени идеальной трансформации (около-1, мс) осуществл етс с использованием положительной полуволны производной выпр мленного дифференциального тока, что позвол етбез особого загрублени отстроитьс от посто нной составл ющей в токе небаланса в течение предполагаемого времени идеальной трансформации. Идеальна трансформаци существует в начале полуволны вторичного тока, совпадающей по пол рности с апериодической слагающей, хот в большинства случаев идеальна трансформаци отсутствует. Запускающие импульсы логической части формируютс блоком 12 по положительной полуволне производной от на пр жени от схемы j сравнени (которое пропорционально сумме модулей токов плеч), а не по величине мгновенного значени этого напр жени , как это предусмотрено -в известном устройстве. Это позвол ет полезнее использовать врем идеальной трансформации, так как максимальное значение производной от напр жени всегда по вл етс раньше максимального значени самого напр жени , и обеспечивает устойчивый запуск логической части при снижении напр жени на схеме сравнени вследствие насыщени одного из ТТ, поскольку скорость нарастани напр жени при этом не измен етс . Контроль дифференциального тока осуществл етс блоком 1t в начале каждой полуволны тока КЗ, если в токе КЗ отсутствует апериодическа слагающа . Если в токе КЗ обнаружена апериодическа слагающа (узел 16), то . в последующих после первого периода запуск производитс в начале идеальной трансформации. Этим исключаетс возможность ложного действи логической масти в противоположных по знаку с апериодической слагающей полуволнах тока КЗ, когда в дифференциальной . цепи в течение контрольного времени может по витьс нарастающий ток небаланса . Напр жение со схемы 4 сравнени дифференцируетс блоком 11 и поступает на вход формировател 12 контрольного сигнала, в котором на определенном уровне из входного сигнала форми руютс компаратором 33 пр моугольные импульсы. Передним фронтом этих импульсов производитс запуск ждущего мультивибратора 32, вырабатывающего импульсы длительностью 1, мс. Эти импульсьг поступают на вход расширител 15 импульсов, где они удлин ютс до 20-25 мс, инвертируютс инвертором 19 и в виде логического нул выдаютс на второй вход формировател 18 блоки рующих сигналов и второй вход элемента ИЛИ 20. Затем импульсы поступают на второй вход блока 14, в котором производитс в течение 1,52 мс контроль тока в дифференциальной цепи, на первый вход узла 16 выделени апериодической слагающей (вход элемента И-НЕ З, на втором входе которого в это врем существует ла)гическа 1), производ щего замер паузы между входными импульсами, на вход ждущего мультивибратора 17 который запускаетс задним фронтом контрольного импульса и формирует блокирующие импульсы отрицательной пол рности длительностью около 18 мс, если на управл ющем его входе существует логический О. Выпр мленный дифференциальный ток с выхода преобразовател 10 дифференцируетс блоком 13 и подаетс на первый вход блока 14 ( вход компаратора 23), формирующего на определен ном уровне из производной выпр мленного дифференциального тока пр моугол ные импульсы положительной пол рности которые подаютс на второй вход логического элемента И-НЕ 24. В режиме внутреннего КЗ одновременно с контрол ным импульсом на первом входе логичес кого элемента 34 по вл етс импульс от дифференциальной цепи на его втором входе. Факт совпадени этих импульсов фиксируетс как признак внутtpeHHero повреждени , короткий импульс удлин етс реле 2б времени и через элемент ИЛИ 20 в виде логической 1 выдаетс на третий вход элемента И 8 (фиг. 4). В режиме внешнего КЗ такого совпадени сигналов нет и состо ние выхода блока 1 (логический О) не измен етс . Но так как при по влении контрольных импульсов на выходе инвертора 19 по вл етс логический нуль, то на выходе элемента ИЛИ также по вл етс О и возможное ложное срабатывание фазного 5 и пускового 7 органов не приводит к излишнему срабатыванию защиты (фиг. 5). Однако при наличии значительной апериодической составл ющей из-за различи в нагрузках и кратност х тока КЗ не исключен такой характер переходного процесса, когда запускающие импульсы имеют месII , зк в начале идеальной трансформации , так и в начале полуволны противоположной пол рности. Например, вследствие того, что в ТТ поврежденного присоединени имеют место срывы вторичного тока при насыщении, а ТТ питающих присоединений насытились слабо и срывов вторичного тока не имеют, однако апериодическа слагающа в последующих периодах отсутствует . ТТ питающих присоединений могут обусловить на полуволне, противоположной идеальной трансформации, достаточно большую величину приращени напр жени на входе дифференциатора 11, чтобы сработал компаратор 33 блока 12. При этом дифференциальный ток (ток небаланса) также может иметь достаточно большие приращени и величину . Это может обусловить ложную выдачу разрешающего сигнала на третьем входе логического блока И В и излишнее срабатывание защиты. Чтобы предотвратить такое действие защиты, предусмотрен узел 16 выделени апериодической слагающей. При наличии значительной апериодической слагающей в токе КЗ паузы между контрольными сигналами отличаютс Т/2 - tj,«8,5-8 мс, Т 20 мс. идеальной где врем контрол трансформации. При превышении длительности паузы П мс на выходе реле 35 времени по вл етс логический нуль, фиксирующий полупериод, совпадающий по знаку с апериодической слагающей (фиг. 4 и 5) Отрицательным приращением этого напр жени запускаетс ждущий мультивибратор 31 блока 18 который формирует один блокирующий сигнал длительностью около 6-7 мс, что предупрежда ет возможность контрол совпадени в противоположном по отношению к пол ности апериодического тока полуволне С первого выхода блока 18 этот сигнал поступает на один из блокирующих входов блока 1k контрол совпадени . На третьем выходе блока 18 при этом по вл етс логический нуль, которым блокируетс по второму входу узел 16 с тем, чтобы не было повторных в сле дующих периодах срабатываний мультивибратора 31. По истечении 6-7 мс на первом выходе блока 18 вновь по вл етс логическа котора снимает с блока Т4, а на вто запрет контрол ром выходе.по вл етс логический О которым переключаетс ждущий мультивибратор 17 в рабочий режим. Таким образом, ждущий мультивибра тор 1 7 вступает в работу только после вы влени апериодической слагающей , т. е. во втором периоде, и форм рует блокирующие импульсы после осуществлени контрол идеальной тран формации длительностью около 16-17 м . так как его запуск производитс задним фронтом контрольного сигнала. После истечени времени контрол идеальной трансформации во втором периоде задним фронтом контрольного сигнала запускаетс мультивибратор .1 и запрещает по второму входу блока }Ц контроль совпадени практически до конца периода. Процесс повтор етс и в последующих периодах. Возврат схемы в исходное состо ние происходит после исчезновени контрольных сигналов, т. е. после отключени КЗ. Таким образом, предлагаемое устройство защиты сборных шин обеспечивает более высокий по сравнению с известными устройствами уровень отстроенности от внешних КЗ сопровождающими с различными видами переходного процесса в ТТ при сохранении быстродейст ВИЯ и чувствительности к внутренним повреждени м как при наличии сдвинутых по фазе токов, так и токов отсоса , В устройстве защиты более полно использован признак идеальной транс формации. Запуск логической части схе мы устройства обеспечивает устойчи9 37И вость работы схемы в переходных режимах , а использование дополнительной информации о наличии апериодической слагающей в токе КЗ повышает устойчивость функционировани защиты в последующих после первого периода внешнего КЗ, Все это позвол ет существенно повысить устойчивость несрабатывани защиты в режимах внешних КЗ, что имеет особенно важное значение в мощных энергосистемах, неселективное, отключение в которых (сборных шин особенно ) может привести к огромному экономическому ущербу. Формула изобретени 1. Устройство дл защиты сборных шин электростанции и подстанции, соДержащее блок датчиков тока, подключенных ко входам защищаемого объ- . екта, одни концы вторичных обмоток которых объединены, а другие присоединены к многоплечевому диодному полумосту , катоды и аноды диодов которого , объединены и подключены к двуплечевой схеме сравнени со средней точкой, фазный орган, соединенный с выходом схемы сравнени через выпр мительный мост, пусковой орган, включенный между общей точкой вторичных обмоток .датчиков тока и средней точкой схемы сравнени , элемент И, первый и второй входы которого соединены выходами фазного и пускового оргаНОВ , а выход - с входом выходного органа , отличающеес тем, что, с целью повышени устойчивости несрабатывани , в него введены преобразователь дифференциального тока, два блока дифференцировани , формирователь контрольного сигнала, узел выделени апериодической слагающей, элемент ИЛИ, ждущий мультивибратор, расширитель импульсов, инвертор, формирователь блокирующих-сигналов, блок контрол совпадени , при этом узел выделени апериодической слагающей содержит элемент И-НЕ и реле времени, соединенное с входом элемента И-НЕ, первый и второй вход которого вл ютс соответственно первым и вторым входом узла выделени апериодической слагающей, а выход реле времени вл етс выходом узла, блок контрол совпадени содержит компаратор, два диода, элемент И-НЕ и реле времени, при этом вход компаратора служит первым рабочим входом блока, выход компаратора соединен с вторым входом логического элемента и с анодами двух диодов, катоды которых служат первым и вторым блокирующими входами блока контрол совпадени , а первый вход s логического элемента служит вторым рабочим входом блока, выход же логического элемента соединен с входом реле времени, выход которого вл етс выходом блока контрол совпадени , прио этом преобразователь дифференциального тока включен последовательно с пусковым органом между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и средней точкой схемы сравнени , вход 15 первого блока дифференцировани соединен с каГодами диодов многоплечевого диодного полумоста, выход - с входом формировател контрольного сигнала , вход второго блока дифференцирова-20 ни соединен с выходом преобразовател дифференциального тока, а выходс одним из рабочих входов блока контрол совпадени , другой рабочий вход которого соединен с выходом формирова з тел контрольного сигнала, входом расширител импульсов, первым входом узла выделени апериодической слагающей и запускающим входом ждущего мультивибратора , выход которого вл етс одЗО ним из блокирующих входов бло контрол совпадени второй блокирующий вход которого соединен с первым выходом формировател блокирующих сигналов, второй и третий выходы которого соеди 35 нены соответственно х управл ющим входом ждущего мультивибратора и вторым входом узла выделени апериодической слагающей, выход которого соединен с первым входом формировател блокирую- о щих сигналов, второй вход которого соединен с выходом инвертора и вторымIn addition, a device for differential-phase busbar protection is known, comprising 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 to a comparison circuit through a rectifying bridge And the logic unit, whose two inputs are connected to the starting and phase organ outputs, two input logic signal generators, a prohibit and actuation block, a time delay block and two logic signals x PP element built up of the device from external faults at deep x saturation current transformer (CT) is provided by the use of feature ideal transformation TT until saturation of the core. However, this feature in the device can only be correctly used in the first half period of the transition process. In the subsequent half-periods of the transient process, when one of the CTs operates in the vicinity of average inductions, a false release of the signal allowing the protection to be triggered is possible. In addition, at deep CT saturations, the input voltage of the logic signal former may not be sufficient to start it (especially if due to the development of the system, the short-circuit current ratio exceeds the limit for the CT), and the inhibitory signal will not be generated when TT error is maximal. All this significantly reduces the deflection protection in the external short-circuit modes during operation of the CT as well as the area of deep saturation. , and in the field of average inductions. The purpose of the invention is to increase the stability of protection failure in external short-circuit modes. This goal is achieved by the fact that a busbar protection device containing a block of sensors installed at the ends of the object to be protected, one ends of the secondary windings of which are combined, and the others connected to the multi-shoulder diode half-bridge, cathodes and anodes of the diode are combined and connected to a two-circuit comparison circuit with a medium point, a phase organ connected to the output of the comparison circuit via a rectifying bridge, a trigger organ connected between the common point of the secondary windings of the current sensors and the middle point of the circuit equals, the element And, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the phase and starting organs, and the output - to the input of the output organ, a differential current converter, two differentiation units, a pilot signal generator, an aperiodic component selection node, an OR element, waiting a multivibrator, a pulse expander, an inverter that forms a blocking signal, a counter-coincidence block, while the node for selecting the aperiodic component contains an AND-NOT element and a time relay connected to the element input and NAND, the first and second inputs of which are respectively the first and second inputs of the allocation node of the aperiodic component, and the output of the time relay is the output of the node, in addition, the coincidence control unit contains a comparator, two diodes, an NAND gate and a relay time, while the comparator input is the first working input of the block, the output of the comparator is connected to the second input of the logic element and the anodes of two diodes, the cathodes of which serve as the first and second blocking inputs of the coincidence control block, and the first input The second element is the second working input of the block, the output of the logic element is connected to the input of a time relay, the output of which is the output of the coincidence control block, while the differential current converter is connected in series with the starting element between the common point of the secondary windings of current sensors and the midpoint of the comparison circuit , the input of the first differentiation unit is connected to the cathodes of the diodes of the multi-shoulder diode half-bridge, and the output is connected to the input of the pilot signal generator; the input of the second block is the differential This is connected to the output of the differential current converter, and the output to one of the working inputs of the coincidence control block, the other working input which is connected to the output of the control signal generator, the pulse expander input, the first input of the selection node and the starting multivibrator input, the output which is one of the blocking inputs of the coincidence control block, the second blocking input of which is connected to the first output of the blocking signal generator, the second and third which are connected Exit. correspondingly with the control input of the waiting multivibrator and the second input of the allocation node of the aperiodic component, the output of which is connected to the first input of the blocking signal generator, the second input of which is connected to the output of the inverter and the second input of the OR element, the first input of which is connected to the output of the control unit of coincidence, and output - with the third input element And, while the output of the pulse extender is connected to the input of the inverter. In this case, the blocking signal former contains a standby multivibrator, two NAND elements and two times a diode, the input of the multivibrator waiting serves as the first input of the driver, and the output of the waiting multi vibrator - the first output of the driver and connected to the first input of the second AND element. the second input of which is connected to the output of the first NAND element, and the output is the second output of the former, the second input of the former is connected to the first input via isolation diodes, the cathodes of which are connected to the entrance of the first logical element and at the same time are the third output of the shaper. In addition, the shaper of the control signal contains a waiting multivibrator and a comparator, with the input of the comparator being the input of the shaper of the pilot signal, the output of the comparator. connected to the input of the standby multivibrator, the output of which is the output. shaper. FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device for the protection of busbars; in fig. 2 and 3 oscillograms of the transient in the TT at its deep saturation and when working in the field of average inductions; n FIG. 4 and 5 are oscillograms of currents and voltages in the circuits of the x-protection device for internal and external short-circuits, respectively. The device contains a busbar system with connections and linear current transformers 1, a block of 2 current sensors, one ends of the secondary windings of which are combined, and the others are connected to a multi-shoulder diode half-bridge 3, whose cathodes and anodes of the diodes are combined and connected to a two-arm A. compare with the midpoint. The phase organ 5 is connected to the output of the comparison circuit C via a rectifying bridge 6. The trigger 7 is connected between the common point of the secondary windings of the current sensors and the middle point of the comparison circuit 4. The logical element And 8, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the phase 5 and starting 7 organob, connected to the input of the output organ 9. The differential current converter Yu is connected in series with the start body 7 between the common point of the secondary windings of the current sensors and the midpoint of the comparison circuit k. The input of the first differentiation unit 11 is connected to the cathodes of the diodes of the multi-shoulder diode half-bridge 3, and the output from the output of the driver 12 of the pilot signal. The input of the second differentiation unit 13 is connected to the output of the differential current converter 10, and the output is connected to one of the working inputs of the matching control unit 14, the other working input of which is connected to the output of the pilot signal generator 12, the input of the pulse spreader 15, the first input of the aperiodic component selection node 16 and the trigger input of the standby multivibrator 17, the output of which is one of the blocking inputs of the matching control unit H. The second blocking input of the coincidence control unit k is connected to the first stage of the blocking signal generator 18, the second and third outputs of which are connected respectively to the control input of the waiting multivibrator 17 and the second input of the allocation section 16 of the aperiodic component. The output of the aperiodic component extraction unit 16 is connected to the first input of the imaging unit 1. 8 blocking signals, the second input of which is connected to the output of the inverter 19 and the second input of the OR element 20, the first input of which is connected to the output of the matching control unit 1 4, and the output to the third input of the AND 8 element: The output of the pulse extender 15 is connected to the input of the inverter 19 10 differential current contains a transformer 21 and a bridge 22. The coincidence control unit 1 in turn contains a comparator 23, the input of which is the first working input of the block It, and the output. connected to the second input of the logic element and the anodes of two diodes 25, the cathodes of which are the first and second blocking inputs of the block C. The first input of the logic element 2 is the second working input of the block, the output of the logic element 2 is connected to the input of the time relay 26, the output of which is the output of the block 14. The blocking signal generator, in turn, contains a waiting multi-vibrator 31, whose input is the first input of the former 18, two AND-NOT elements 27 and 28 and two decoupling diodes 29 and 30. Moreover, the output of the standby multivibrator 31 is the first output of the l8 generator and is connected to the first input of the second log, a cic element 28, the second input of which is connected with the output of the first logic element 27, and the output is the second output of the 1b generator. The second input of the driver 18 is connected to the first input through the isolating diodes 29 and 30, the cathodes of which are connected to the input of the first logic element 27 and at the same time are the third output of the driver 18. Shaper 12 of the control signal contains a waiting multivibrator 32 and a comparator 33. The input of the comparator 33 is the input of the pilot signal generator 12, and the output is connected to the input of the waiting multivibrator 32, the output of which is the output house of the driver 12. An aperiodic component allocation node 16 contains a logical element 3, the first and second inputs of which are respectively the first and second inputs of node 16, and the output of logic element 3 is connected to the input of a time relay 35, the output of which is. output node 16. The logic element is made on the microcircuits of the K511 series. Blocks 11 and 13 of differential differentiation can be performed on an K553UD1A operational amplifier. The device works as follows. The signals from the current sensors (block 2) whose primary windings are connected to current transformers of the protection arms, are separated by a half-period sign using a multi-braced diode half bridge 3 and are fed to the input of the comparison circuit 4. With internal short circuit currents, both resistors of the comparison circuit alternately flow around each period and, if the voltage on the Zener diodes of the comparison circuit 4 does not exceed the stabilization voltage UQJ, an alternating current flows through the winding of the isolation transformer of the comparison circuit and in the starting element 7. If the voltage on the zener diodes of the comparison circuit k is higher, then a part of the current is shunted by the stabilitrons and an alternating current of limited amplitude flows through the ZU8 winding of the separation transformer. The protection is triggered if the phase 5 and start 7 bodies are triggered, representing the reacting bodies with an exposure and no time delay, respectively, and at the third input of the element And 8 a resolving potential appears. In an external short circuit or normal mode, there are simultaneously positive and negative polarity currents, and. if current transformers and current sensors operate without error, the signals at the input of the phase 5 and start-up 7 organs are zero. According to the wiring diagram of the starting organ and the differential current converter, the differential current flows. In an external short-circuit transition mode, one of the TTs (usually the TTs of the damaged connection) can be saturated. Then, at the input of the phase organ 5, a signal appears that is proportional to the duration of the difference between the positive and negative half-waves of the currents, and in the differential circuit the magnetizing current of the saturated TT. The blocking angle of the phase organ 5 due to the condition of its operativeness of short-circuit faults with phase-shifted currents, as well as in the presence of suction currents, it is advisable to have no more than 80, while the phase errors may exceed 200. The task of the logical part of the protection device circuit is to ensure the selectivity of the failure of the protection in the external short-circuit modes with the CT errors of phase exceeding the blocking angle of the phase element 5. The principle of operation of the logical part of the scheme of the proposed protection device, as well as the known device, is based on the property of the transient process in the TT with a predominantly active load. In the first period of the transition process, even if there is a residual induction of unfavorable polarity (coinciding in sign with the increment of induction at the beginning of the process) and the maximum load, the TT does not immediately saturate the saturation, but after a certain time during which the current transformation takes place almost without error , (perfect) transformation). With an external short circuit, the occurrence of an unbalance current equal to the magnetizing current of a saturated TT, always lags behind the moment in a voltage circuit on the comparison circuit. Indeed, with deep saturation. TT and resistive load close in magnitude to the limit (FIG. 2), the increment in flux linkage of the saturated TT is so insignificant (for cold rolled steel) that the secondary current is practically zero and the magnetization current is equal to the reduced value of the primary current. In the negative half period, the TT quickly goes out of saturation and transforms again. happens without error. Assuming that in the external short-circuit mode only one TT of the damaged connection is saturated, one can equate the magnetizing current with the unbalance current. With this nature of the transition process, the current unbalance at the beginning of each half-period is zero. In most cases, the CT load and short-circuit current is much less than the limit, however, at maximum values of aperiodic components in the short-circuit current and large time constants, Ta and TT also enter saturation, but the nature of the process is different (Fig. 3). Due to shallow CT saturation and low load resistance, the change in induction causes a sufficient EMF value to maintain the secondary current, t. e. no secondary current is present. Therefore, the aperiodic component of the magnetization current is significantly reduced compared to the ideal transformation mode, while the aperiodic component retains its value. Consequently, the instantaneous value of the magnetizing current (unbalance current) in the second and subsequent periods is not zero in the areas of the supposed ideal transformation at the beginning of the half-wave, which coincides in sign with the aperiodic situation. At the beginning of the half-wave of opposite polarity, the unbalance current reaches the value of the secondary current of the unsaturated CT. With this type of transient, which is more likely, the stability of the logical part of a known protection device in the subsequent periods after the first saturation cannot be ensured. In this case, according to the data of the first period, it is necessary either to block the protection with a logical part until the phased body is able to resist the false signal, or to prevent it. level of current unbalance in the area of the proposed ideal transformation. In this case, the first one can lead to a delay in the protection operation when the external short circuit goes into the internal one, and the second one leads to an unacceptable coarsening of the logical part, which may result in a failure of the protection due to internal damage with phase-shifted currents. In the proposed device, the principle of the logical part. Scheme 13 is as follows. The differential current is monitored for an ideal transformation time (about -1 ms) using the positive half-wave derivative of the rectified differential current, which allows, without special coarsening, to be rebuilt from the constant component in the current unbalance during the estimated ideal transformation time. The ideal transformation exists at the beginning of the half-wave of the secondary current, which coincides in polarity with the aperiodic component, although in most cases there is no ideal transformation. The triggering pulses of the logical part are formed by a block 12 on the positive half-wave of the derivative of the voltage from the comparison circuit j (which is proportional to the sum of the modules of the shoulder currents), and not on the instantaneous value of this voltage, as provided for in the known device. This makes it more useful to use the ideal transformation time, since the maximum value of the derivative of the voltage always appears before the maximum value of the voltage itself, and ensures a steady start of the logical part while reducing the voltage on the comparison circuit due to saturation of one of the TTs, as the rate of increase the voltage does not change. The differential current is monitored by the block 1t at the beginning of each half-wave of the short-circuit current if there is no aperiodic component in the short-circuit current. If an aperiodic component (node 16) is detected in the short-circuit current, then. in the subsequent after the first period, the launch is performed at the beginning of the ideal transformation. This eliminates the possibility of a false action of logical suit in opposite signs with the aperiodic component of the half-wave short-circuit current, when in the differential one. circuit during the control time may increase the current unbalance. The voltage from the comparison circuit 4 is differentiated by the block 11 and is fed to the input of the pilot signal generator 12, in which at a certain level rectangular pulses are formed from the input signal by the comparator 33. The leading edge of these pulses triggers a stand-by multivibrator 32, generating pulses with a duration of 1 ms. These pulses are fed to the input of the pulse extender 15, where they are extended to 20-25 ms, inverted by the inverter 19 and output as a logical zero to the second input of the block 18 of the blocking signals and the second input of the OR 20 element. Then the pulses go to the second input of the block 14, in which the current in the differential circuit is monitored for 1.52 ms, to the first input of the aperiodic component extraction section 16 (the input of the AND-NE element, at the second input of which there is a la at that time) 1), which measures the pause between input pulses, to the input of the waiting multivibrator 17, which is triggered by the falling edge of the control pulse and generates negative polarity blocking pulses of about 18 ms, if there is a control pulse on it Ogic O. The rectified differential current from the output of converter 10 is differentiated by block 13 and is fed to the first input of block 14 (input of comparator 23), which at a certain level generates positive polarized positive-polarity pulses from the derived input of the rectified differential current And -NOT 24. In the internal short circuit mode, a pulse from a differential circuit at its second input appears simultaneously with a controlled pulse at the first input of logic element 34. The fact of the coincidence of these pulses is recorded as a sign of internal damage, a short pulse is extended by the relay 2b of time and through the element OR 20 as logical 1 is output to the third input of the element And 8 (Fig. four). In the external short-circuit mode, there is no such signal and the output state of block 1 (logical O) does not change. But since the appearance of the control pulses at the output of the inverter 19 causes a logical zero, then the output of the OR element also causes O and the possible false triggering of the phase 5 and start 7 organs does not lead to excessive protection operation (Fig. five). However, in the presence of a significant aperiodic component, due to the difference in loads and current multiplicities of the short circuit, such a character of the transient process is not possible, when the triggering pulses have a mass II, hc at the beginning of the ideal transformation, and at the beginning of the half-wave of opposite polarity. For example, due to the fact that in the TT of the damaged connection, there are breakdowns of the secondary current at saturation, and the TT of the supply connections are weakly saturated and have no breaks in the secondary current, but there is no aperiodic component in the subsequent periods. The TT of the supply connections can cause, on a half-wave opposite to the ideal transformation, a sufficiently large amount of voltage increment at the input of the differentiator 11 for the comparator 33 of the block 12 to operate. At the same time, the differential current (unbalance current) can also have rather large increments and magnitude. This may lead to a false issuance of a permission signal at the third input of the logic block I B and an excessive protection triggering. In order to prevent such an action of protection, an aperiodic component extraction section 16 is provided. If there is a significant aperiodic term in the short-circuit current, the pauses between the tell-tale signals are T / 2 - tj, 8.5-8 ms, T 20 ms. ideal where time control transformation. When the duration of the pause PS is exceeded, a logical zero appears at the output of the time relay 35, fixing a half-period that coincides in sign with the aperiodic component (Fig. 4 and 5) Negative increment of this voltage triggers standby multivibrator 31 of block 18, which forms one blocking signal with a duration of about 6-7 ms, which prevents the control of the coincidence in the half-wave C opposite to the full aperiodic current of the first output of block 18, this signal enters one of the blocking inputs of the coincidence control unit 1k. At the third output of the block 18, a logical zero appears, with which the node 16 is blocked by the second input so that there will not be repeated in the following periods the multivibrator 31. After 6–7 ms, at the first output of block 18, a logical signal appears again, which removes from the T4 block, and at the same time the prohibition by the control output. a logical O appears by which the standby multivibrator 17 switches to operating mode. Thus, the waiting multivibor 1 7 enters into operation only after identifying the aperiodic component, t. e. in the second period, and forms blocking pulses after controlling the ideal transformation with a duration of about 16-17 m. since it is triggered by a falling edge of the pilot signal. After the monitoring time of the ideal transformation in the second period expires, the multivibrator is triggered by the falling edge of the control signal. 1 and prohibits on the second input of the block} Z control of coincidence almost until the end of the period. The process is repeated in subsequent periods. The return of the circuit to the initial state occurs after the disappearance of the control signals, t. e. after disabling short circuit. Thus, the proposed busbar protection device provides a higher level of build-up from external faults accompanying with various types of transient process in TTs, while maintaining high speed performance and sensitivity to internal damage, both in the presence of phase-shifted currents and currents. suction, The protection device more fully used the sign of an ideal transformation. Running the logical part of the device circuitry ensures the stability of the circuit in transient modes, and the use of additional information about the presence of the aperiodic component in the short-circuit current increases the stability of the protection function in the subsequent external period of the external short-circuit. external short circuits, which is particularly important in high-powered power systems, non-selective, shutting down in which (especially busbars) can lead to enormous onomicheskomu damage. Claim 1. A device for protection of busbars of a power station and a substation, containing a block of current sensors connected to the inputs of the protected area. ecta, one ends of the secondary windings of which are combined, while others are connected to a multi-shoulder diode half-bridge, the cathodes and anodes of the diodes of which are combined and connected to a two-arm comparison circuit with a midpoint, a phase organ connected to the output of the comparison circuit through a straightening bridge, starting body, connected between the common point of the secondary windings. current sensors and the midpoint of the comparison circuit, the element I, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the phase and start-up bodies, and the output to the input of the output element, characterized in that, in order to increase the stability of the failure, two a differentiation unit, a pilot signal generator, an aperiodic component extraction node, an OR element, a multivibrator waiting, a pulse expander, an inverter, a blocking signal generator, a coincidence control unit, wherein the aperiodic component allocation node contains an NAND element and a time relay connected to the NAND element input, the first and second inputs of which are respectively the first and second input of the aperiodic component selection node, and the time relay output is the node output, block control of matching contains a comparator, two diodes, an element of NAND and a time relay, while the comparator input serves as the first working input of the block, the output of the comparator is connected to the second input of the logic element and to the anodes of two diodes, the cathodes of which serve m the first and second blocking inputs of the control unit of coincidence, and the first input s of the logic element serves as the second working input of the block, the output of the logic element is connected to the input of the time relay, the output of which is the output of the control unit of coincidence, while the differential current converter is connected in series with the starting the organ between the common point of the secondary windings of the current sensors and the midpoint of the comparison circuit, the input 15 of the first differentiation unit is connected to the years of the diodes of a multi-brachial half-diode so, the output is connected to the input of the pilot signal generator, the input of the second differential-20 unit is connected to the output of the differential current converter, and the output to one of the operating inputs of the coincidence control unit, another working input of which is connected to the output of the pilot signal bodies , the first input of the selection node of the aperiodic component and the trigger input of the waiting multivibrator, the output of which is one of them from the blocking inputs of the control unit for coincidence of the second blocking input which is connected to the first output of the blocking signal generator, the second and third outputs of which are connected, respectively, to the control input of the waiting multivibrator and to the second input of the selection node of the aperiodic component, the output of which is connected to the first input of the blocking signal generator, the second input of which is connected to inverter output and the second
НХодом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом.блока контрол совпадени , а выход - с т|эетьим входом элемента И, при этом выход расширител импульсов соединен с входом инвертора.The NOR of the OR element, the first input of which is connected to the output of the control unit of coincidence, and the output is connected to the input of the AND element, and the output of the pulse expander is connected to the input of the inverter.
2.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что формирователь блокирующих сигналов содержит ждущий мультивибратор, два элемента И-НЕ и два разв зывающих диода, причем вход ждущего мультивибратора служит первым входом формировател , а вход ждущего мультивибратора - первым выходом формировател и соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, а выход служит вторым выходом формировател , второй вход формировател соединен с первым входом через разв зывающие диоды, катоды которых соединены с входом первого элемента И-НЕ и одновременно служат третьим выходом формировател .2. The device according to claim 1, characterized in that the blocking signal driver contains a waiting multivibrator, two AND-NOT elements and two dissolving diodes, the input of the waiting multivibrator serving as the first input of the imager, and the input of the waiting multivibrator - the first output of the imager and connected to the first input of the second NAND element, the second input of which is connected to the output of the first NAND element, and the output serves as the second output of the imaging device, the second input of the imaging device is connected to the first input through isolating diodes whose cathodes connected to the input of the first element AND-NOT and at the same time serve as the third output of the imaging unit.
3.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что формирователь контрольного сигнала содержит ждущий мультивибратор и компаратор, причем вход компаратора служит входо формировател контрольного сигнала, выход компаратора соединен с входом ждущего мультивибратора, выход которого служит выходом формировател .3. The device according to claim 1, characterized in that the pilot of the pilot signal contains a standby multivibrator and a comparator, the comparator input serving as input of the pilot signal generator, the output of the comparator connected to the input of the waiting multivibrator whose output serves as the output of the driver.
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination
1.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 И 3/28, 1971.1. USSR author's certificate №, cl. H 02 And 3/28, 1971.
2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Н 3/28, 1966.2. USSR author's certificate №, cl. H 02 H 3/28, 1966.
3.Авторское свидетельство СССР 729718,кл.Н 02 И 3/28, 1977.fin nn nni-iii nnn3. Certificate of the USSR 729718, kl.N 02 And 3/28, 1977.fin nn nni-iii nnn
J иJ and
ФигЛFy