Устройство для дифференциальной защиты шин

Устройство для дифференциальной защиты шин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ШИН по авт. св. № 625283, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия при возникновении внутреннего короткого замыкания под влиянием внешнего короткого замыкания, в него дополнительно введены компаратор и второй логический элемент ИЛИ, причем компаратор включен в цепь между фильтром низких частот и первым элементом выдержки времени, второй логический элемент ИЛИ - в цепь между элементом ЗАПРЕТ и элементом выдержки времени на возврат, причем второй вход второго логического элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента выдержки времени. S

SU.„1104612 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И УНЮВ

РЕСПУБЛ1Н

3цр Н 02 Н 3/28; Н 02 Н 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fTO ДЕЛАМ ИЭ06РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ )

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . Я.;Я;.11ъ. -, Ф (61 ) 625283 (21 ) 3582401 /24-07 (22) 22.04.83 (46) 23.07.84.Бюл. У 27 (72) А.М.Дмитренко (71) Чувашский государственный уни- верситет им. И.Н.Ульянова (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 625283, кл. Н 02 Н 3/28, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИAJIbH0A ЗАЩИТЫ ШИН по авт. св.

9 625283, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия при возникновении внутреннего короткого замыкания под влиянием внешнего короткого замыкания, в него дополнительно введены компаратор и второй логический элемент ИЛИ, причем компаратор включен в цепь между фильтром низких частот и первым элементом выдержки времени, второй логический элемент ИЛИ - в цепь между элементом ЗАПРЕТ и элементом выдержки времени иа возврат, причем второй вход второго логического элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента выдержки времени.

1104612

Изобретение относится н электрс,— техникс, а именно к рел<йной зяь<пте эл< ктрических систсм, и может применять<.я для защиты шин и ошинковок .

По основному янт. св. !! 625283 известно реле дифференциальной зашиты шин, содержащее трансформаторы тока, выпрямительные мосты, резисто— ры, диод, конденсатор, два формирователя прямоугольных импульсов, пер- !с> вый из которых подсоединен через лов следовательно соединенные фильтр ниэ— ких частот, элемент выдержки времени, элемент ИЛИ, к исполнительному органу, а второй через элемент времени подключен к запрещающему входу элемента ЗАПРЕТ, сигнальный вход которого подключен к выходу первого формирователя, причем выход элемента ЗАПРЕТ через элемент вьдержки времени 2(! на возврат подключен к другому входу элемента ИЛИ (! 1.

Недостатком известного реле является то, что при возникновении внутренне о короткого замыкания под влия- 2, нием внешнего короткого замыкания срабатывание реле может произойти с замедлением, так как быстродействующий канал не обеспечивает срабатывание, а второй канал замедляется изза влияния апериодической составляющей н токе.

Цель изобретения — повышение быстродсйствия при возникновении внутреннего к<>роткого замыкания под влиянием внешнего короткого замыкания.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальной защиты шин дополнительно введены компаратор и второй логический эле- 40 мент ИЛИ, причем компаратор включен в цепь между фильтром низких частот и первым элементом выдержки времени, второй логический элемент ИЛИ вЂ” в цепь между элементом ЗАПРЕТ и элемен. 45 том выдержки времени на возврат, причем второй вход второго логического элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента вьдержки времени.

На фиг. 1 показана принципиальная >0 бло.<-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — потенциальные диаграммы в режимах внешнего (a) и внутреннего (б) к.з.

Устройство содержит трансформато- 55 ры 1 — 3 тока, подключенные к выпрямите>явным мостам 4 — 6. К выходу выпрямительных мосто« 5 и 6 псдключены резисторы 7 — 10, ди<>д 1! н коня тор 1 2. Первый формиронят< .j(1 1" <рямоугольных импульс<>«ч< рез по<. «д< вате»ь><о соединенные фильтр 4 illiзких частот, компяратор 5, п<.р«ый эл<.мент

16 выдержки времени, пер«ый э <емеит

И>П! 17 подключен к исп<>лнительному

<>ргяну 18. Второй фс>рмировател<, !9 прямоугольных импульсов через «т<.рой .>лемент 20 вьдержки времени подключен к запрещающему входу элсмента ЗАПРЕТ

21, выход которого подклк>че>< через второй элемент ИЛИ 22 и элеме«т 23 вьдержки времени на возврат к «торо му входу первого элемента ИЛИ 17.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном погрузочном режиме по первичной обмотке трансформатора

1 тока протекает незначительный ток небяланса, поэтому на выходе первого формирователя 13, фильтра 14 низких частот, компаратора 15 и первого элемента 16 вьдержки времени сигнал "О".

По первичным обмоткам трансформаторов 2 и 3 тока протекают токи плеч защиты, поэтому на резисторе 7 и конденсаторе 12 имеется выпрямленное напряжение. Однако оно недостаточно для срабатывания второго формирователя 19. Диод 11 препятствует разряду конденсатора 12 через резистор 7.

Резистор 9 используется для регули— рования коэффициента торможения реле, Сигналы на выходах второго элемента 20 вьдержки времени, логического элемента ЗАПРЕТ 21, второго логического элемента ИЛИ 22, элемента 23 выдержки времени на возврат и первого логического элемента ИЛИ 17 равны "0". Исполнительный орган 18 не срабатывает.

При коротком замыкании вне защищаемой эоны в переходном режиме на выходе первого формирователя 13 появляются прямоугольные импульсы с периодом Т, равным периоду промышленной частоты, и дл><тельностью (фиг. 2с<). Эти импульсы подаются ня вход фильтра 14 низких частот, который имеет коэффициенты передачи на постоянном напряжении и на частоте первой гармоники примерно равные 1, а ня частоте второй гармоники примерна 0,3. При этом первая гармоника напряжения на выходе фильтра 14 отстает по фазе от первой гармоники о на входе примерно на 90, а вторая

1 I04612

v гармоника — примерно на 150. С учетом этого построена кривая напряжения . на выходе фильтра 14. На уров не Ок компаратора 15 равном (где U — амплитуда импульса 5 à Ñ на выходе формирователя 13) длительность „ импульса напряжения на выходе компаратора 15 равен 10 мс. Выдержка времени элемента 16 выбирается 12,5 мс, поэтому он в данном ре1О жиме не срабатывает и сигнал на его выходе остается равным 0 .

При коротком замыкании вне защищаемой зоны сигнал на выходе второго элемента 20 выдержки времени возника- 1 ет раньше, чем на выходе первого формирователя 13, поэтому сигнал на выходе элемента ЗАПРЕТ 21 остается равным "0". Сигналы на входах логических элементов ИЛИ 22 и 17 остаются равными "0", и исполнительный орган

18 не срабатывает.

При возникновении внутреннего короткого замыкания под влиянием внешнего короткого замыкания конденсатор

12 остается заряженным, а сигналы на выходах второго формирователя 19 и элемента 20 выдержки времени равны

Это обусловливает равенство 0 сигнала на выходе элемента ЗАПРЕТ 21. ЗО

В этом режиме из-за влияния апериодической составляющей в токе короткого. замыкания на выходе первого формирователя 13 в течение периода промышленной частоты Т появляются два им- 35 пульса, между которыми имеется небольшая пауза (фиг. 26). Разложение в ряд Фурье такого напряжения покаэывает, что первая гармоника в нем меньше по сравнению с первой гармо- 40 никой напряжения 0„ на фиг. 2 ь, а вторая гармоника по амплитуде немноо го меньше и сдвинута по фазе на 180.

Это приводит к тому, что.импульсы напряжения на выходе фильтра 14 имеют более плоскую вершину по сравнению с импульсами U„на фиг. 2 с °

На уровне замера U„ компаратора 15 равном 0,2 U длительность 1.„, иммакС пульса напряжения на выходе компаратора равна 14 мс. При этом элемент

16 выдержки времени срабатывает и сигнал с его выхода через второй логический элемент ИЛИ 22 попадает на вход элемента 23 выдержки времени на возврат. На выходе последнего появляется сигнал равный "1, и исполнительный орган 18 срабатывает.

Как показывают расчеты и испытания предлагаемого устройства на физической модели, при максимальной апериодической составляющей в токе короткого замыкания и постоянной времени сети равной 5Т время срабатывания уменьшается примерно в 3 раза по сравнению с известным реле, Устройство срабатывает в данном режиме только по одному каналу.

При малых апериодических составляющих в токе короткого замыкания в защищаемой зоне напряжение на выходе фильтра 14 после превышения уровня замера Uz© компаратора 15 остается большим этого уровня и на выходе компаратора 15 и элемента 16 выдержки времени появляется постоянный сигнал.

Через схему второго логического элемента ИЛИ 17 он попадает на вход исполнительного органа 18 и устройство срабатывает в данном режиме по двум каналам, что повышает надежность функционирования.

Предлагаемое устройство может найти широкое применение для защиты шин подстанций л электроустановок различного класса напряжения, t 104612. 1104612

Составитель А.Бондаренко

Техред М.Куэьма Корректор С.Черни

Редактор В.Петраш

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 Заказ 5316/40 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5