Устройство для быстродействующей токовой защиты сети переменного тока от короткого замыкания

Патент 1035712

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЦЕЙ ТОКОВОЙ ЗАЩТЫ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее последовательно соединенные .измерительный преобразователь тока, блок расщепления однофазного сигнала в трехфазный, трехфазный выпрямитель, .инерционное звено, первый пороговый I йсрсешя;:-л I элемент, логический элеглент ИЛИ и исполнительный орган, а также второй поЕ оговый элемент, подключенный входом к выходу указанного трехфазного выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью повьаиения устойчивости функционирования загдаты при насыщении 1змерительных преобразователей тока и в переходных режимах в защищаемой сети, в него введены последовательно соединенные фильтр высокой частоты, третий пороговый элемент , логический элемент НЕ и логический элемент И, второй вход кото-рого подключен к выходу второго порогового элемента, а выход - к второму входу упомянутого логического элемента ИЛИ, причем вход ф«льтра высокой частоты подключен к выходу трехфазного выпрямителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ .Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3451205/24-07 (22) 31.03. 82 (46) 15.08. 83. Вюл. Р 30 (72) В.й.Нагай и В.Г.Щуляк (71) Новочеркасский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.Серго Орджоникидзе (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 316149, кл. Н 02 Н 3/38, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 687521, кл. Н 02 Н Э/38, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОДЕЙСТВУКЩЕЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее последовательно соединенные .измерительный преобразователь тока, блок расщепления однофазного сигнала в трехфазный, трехфазный выпрямитель, инерционное звено, первый пороговый

„„SU„„1035712 А

3(50 Н 02 Н Э 08 Н 02 Н 3/38

-элемент, логический элемент ИЛИ и ис- полнительный орган, а также второй пороговый элемент, подключенный входом к выходу указанного трехфазного выпрямителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения устой-. чивости функционирования защнты при насыщении -измерительных преобразователей тока и в переходйых режимах в защищаемрй сети в него введены последовательно соединенные фильтр высокой частоты, третий пороговый элемент, логический элемент НЕ и логический элемент И, второй вход которого подключен к выходу второго порогового элемента, а выход - к второму входу упомянутого логического Е элемента ИЛИ, причем вход фильтра высокой частоты подключен к выходу трехфазного выпрямителя.

1035712

Изобретение относится к электро- ° энергетике, а именно к релейной защите элементов энергосистем, и может быть использовано в качестве измерительного органа устройств опережающего деления энергосистем быстродействующих токовых защит.

Известно устройство быстродействующей защиты, использующее схемы расщепления однофазного сигнала в трехфазный с последующим выпрямлени- 10 ем $1).

Однако быстродействие устройства ограничено вследствие использования инерционных элементов.

Известно также устройство для 15 быстродействующей защиты, содержащее трансреактор, схему безинерционного расщепления однофазного напряжения в трехфазное, .трехфазный выпрямитель и реагирующ и элемент. 2 g.

2О

Недост ат ком указанного устройства является необходимость введения за держки на срабатывание устройства порядка 4-4;5 мс для отстройки от излишних срабатываний при коротких за" мыканиях с малыми постоянными времени затухания апериодической составляющей (Та ) первичной цепи в режимах включения! нагрузки и при насыщении трансформаторов тока из-за наличия при этом бросков напряжения на выходе схемы расщепления, представляющей схему реального дифференцирования.

Введение такой задержки приводит не только к ухудшению быстродействия, но может привести к отказу или длительной задержке срабатывания при глубоких насыщениях ТТ.

Цель изобретения - повышение устойчивости функционирования устройства при насыщении измерительных пре-40 образователей тока и в переходных режимах в защищаемой сети.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для быстродействующей токовой зашиты сети переменного 45 тока от короткого замыкания, содержащее последовательно соединенные измерительный преобразователь тока, блок расщепления однофазного сигнала трехфазный i трехфазйый выпрямительi:50 инерционное звено, первый пороговый элемент, логический элемент ИЛИ и исполнительный орган, а также второй пороговый элемент, подключенный входом к выходу указанного трехфазного выпрямителя, в него введены последовательно соединенные фильтр высокой частоты, третий пороговый элемент, логический элемент НЕ и логический элемент И, второй вход которого подключен к выходу. второго поро- 6О гового элемента, а выход - к второму входу упомянутого логического элемента ИЛИ,причем вход фильтра высокой частоты подключен к выходу трехфазного выпрямителя.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, на фиг.2> и 2 6временные диаграммы его работы.

Устройство содержит измерительный преобразователь тока 1, блок расщепления однофазного сигнала в трехфаз-, ный 2, трехфаз ный выпрямитель 3; инерционное звено 4, первый пороговый элемент 5, второй пороговый элемент б, фильтр высокой частоты 7, третий пороговый элемент 8, логические элементы НЕ 9, И 10, и ИЛИ 11, исполнительный орган 12.

Измерительный преобразователь тока 1 осуществляет линейное преобра:ование тока в напряжение, которое расщепляется на три фазы блоком расщепления однофазного напряжения в рехфазное 2, а затем выпрямляется с помощью трехфазного выпрямителя 3.

Фильтр высокой частоты 7 выделяет высокочастотные составляющие сигнала в переходных режимах, насыщении измерительных преобразователей тока 1, прохождении высокочастотных. помех, урОвень которого оценивается третьим пороговым элементом 8.. Параметры фильтра 7 выбраны таким образом, что в установившемся режиме уровень вы-ходного сигнала бли зок к нулю (так как частота среза фильтра .выше шестой гармоники % =300 Гц ). Инерционное звено 4, первый пороговый, элемент

5, элемент ЙЛИ 11 обеспечивают непрерывный выходной сигнал в случае насыщения измерительных преобразователей тока, при токе больше тока уставки.

Уровень входного тока контролируется первым и вторым пороговыми элементами 5 и б. При входном токе больше тока уставки устройство может сработать с минимальной задержкой в случае срабатывания второго порогового элемента б и несрабатывании третьего порогового элемента 8 (т.е. при условии,что уровень выходного сигнала U фильтра высокой частоты 7 меньше напряжения срабатывания третьего порогового элемента ). Если уровень сигнала 0 больше напряжения срабатывания третьего порогового элемента 8, что возможно в переходном режиме, насыщении измерительного преобразователя тока 1 и возникновении помех,то срабатывает третий пороговый элемент 8 и блокирует выход первого порогового элемента.б на время существования помехи.

Диаграмма (фиг. 2 а ) соответствует насыщению измерительного преобразователя тока 1 при токе большем тока уставки.

В данном случае в момент времени

Ф.„=О срабатывает второй пороговый элемент б и, так как третий пороговый элемент 8 находится в несработанном состоянии, а на выходе элемента НЕ 9 сигнал равен логической еди-, 10

: "усе

0 дуст

И 6

Фи . 2 ВНИЙПИ Заказ 5848/55 Тираж 617 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, нице, на выходе элемента И 10 появ- ляется сигнал логическая единица, что приводит к срабатыванию исполнительного органа 12 через логический элемент ИЛИ 11. В момент времени измерительный преобразователь тока

1 насыщается, вследствие чего срабатывает третий пороговый элемент 8, и на входе элемента И 10 появляется сигнал логический нуль,.запрещакиций работу элемента И 10, но к этому моменту времени первый пороговый элемент 5 сработал, что обеспечивает

;срабатывание исйолнительного органа

12 через элемент ИЛИ 11.

В случае насыщения измерительного преобразователя тока 1 при токе, меньшем тока уставки (фиг.2 6"1, излишнего срабатывания не произойдет,так как до момента насыщения первый пороговый элемент 5 не сработал (параметры инерционного звена 4 и напряжение срабатывания первого порогового элемента 5 выбираются таким образом, чтобы первый пороговый элемент 5 не срабатывал при насыщении и в.переход- 25 ных режимах при токах меньше тока уставки ) и не.может сработать go вышеуказанным причинам, а второй пороговый элемент 6 срабатывает, но эле.мент И 10 не срабатывает из-за сра- З0 бативания третьего порогового элеьмрнта 8, так как на выходе фильтра высокой частоты 7 сигнал не равен нулю.

В переходном режиме-; т.е. при наличии в токе апериодической составляющей задержка срабатывания устройства определяется параметрами фильтра высокой частоты 7, величиной постоянной времени Та. Наибольшая задержка срабатывания будет при токах короткого замыкания с малыми постоянными времени Та, включении нагрузки, так как в этом случае апериодическая составляющая подчеркивается блоком расщепления однофазного напряжения s трехфазное 2, содержащем реальные дифференцирукицие звенья, и время спадания апериодической составлякщей на выходе блока расщепления 2 и выпрямителе 3 .будет максимальным. С увеличением пОстоянной времени Та подавление апериодической составляющей улучшается и, следовательно, ее время спадания уменьшается, и уменьшается время задержки срабатывания устрой" ства.

Таким образом, в данном устройстве обеспечивается адаптивная задержка На срабатывание (т.е. задержка, определяемая интенсивностью переходного режима ) и отпадает необходимость введения наибольшей задержки, выбираемой по наихудшим режимам, а также повышается устойчивость функционирования при насыщениях измерительных преобразователей тока и помехах вследствие введения цепи нз фильтра высоких частот, порогового элемента, логических элементов НЕ и И.