Устройство для защиты реактора от виткового замыкания

Устройство для защиты реактора от виткового замыкания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕАКТОРА ОТ ВИТКОВОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее датчик тока реактора, датчик напряжения, первый и второй полосовые фильтры, первый и второй формирователи прямоугольных импульсов, логический элемент И, расширитель импульсов , дифференциатор, блок задержки и исполнительный орган, вход первого полосового фильтра подключен к датчику напряжения, выход первого формирователя прямоугольных импульсов к первому входу логического элемента И, выход второго полосового фильтра - к входу второго формирователя прямоугольных импульсов, выход расширителя импульсов подключен к входу блока задержки, а выход последнего к входу исполнительного органа, о тличающееся тем,что,с целью увеличения надежности функционирования путем улучшения отстройки от переходных процессов и сохранения высокой чувствительности, в него дополнительно введены ключ в виде триггера Шмитта и фазоповоротный блок, вход § которого подключен к вьпсоду первого полосового фильтра, а выход - к вхо (Л ду первого формирователя прямоугольных импульсов, вход триггера Шмитта подключен к выходу датчика тока, а выход - к входу второго полосового фильтра, вход дифференциатора подключен к выходу второго формирователя прямоугольных импульсов, а выход к второму входу логического элеменел ел та И, а выход последнего - к входу расширителя импульсов. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц9) (11) >(5U g 02 Н 7/04 Н

Н 02 Н 3/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3613364/24-07 (22) 01.07.83 (46) 23.09.84. Бюл. 35 (72) Е.П. Королев и С.М. Куцовский (71) Горьковское отделение Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Знергосетьпроект" (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 729717, кл. Н 02 Н 7/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3394446/07, кл. Н 02 Н 7/22, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ PEAKТОРА ОТ ВИТКОВОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее датчик тока реактора, датчик напряжения, первый и второй полосовые фильтры, первый и второй формирователи прямоугольных импульсов, логический элемент И, расширитель импульсов, дифференциатор, блок задержки и исполнительный орган, вход первого полосового фильтра подключен к датчику напряжения, выход первого формирователя прямоугольных импульсов— к первому входу логического элемента И, выход второго полосового фильтра — к входу второго формирователя прямоугольных импульсов, выход расширителя импульсов подключен к входу блока задержки, а выход последнего— к входу исполнительного органа, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью увеличения надежности функционирования путем улучшения отстройки от переходных процессов и сохранения высокой чувствительности, в него дополнительно введены ключ в виде триггера Шмитта и фазоповоротный блок, вход которого подключен к выходу первого полосового фильтра, а выход — к входу первого формирователя прямоугольных импульсов, вход триггера Шмитта подключен к выходу датчика тока, а выход — к входу второго полосового фильтра, вход дифференциатора подключен к выходу второго формирователя прямоугольных импульсов, а выход— к второму входу логического элемента И, а выход последнего — к входу расширителя импульсов.

1115159

Изобретение относится к технике релейной защиты электрических машин, а именно к устройствам защиты шунтирующих реакторов.

Известно устройство для защиты от витковых замыканий в обмотке, содержащее датчики тока и напряжения, сумматор, орган сравнения и исполнительный орган. В данном устройстве сравниваются два напряжения, одно из которых берется от датчика напряжения на вводе обмотки, а второе формируетая как сумма активной составляющй напряжения, полученного путем !5 ножения тока в обмотке на активное сопротивление обмотки, и индуктивной составляющей, получаемой как произведение ЭДС дополнительной одновитковой обмотки, умноженной на полное число витков обмотки трнасформатора (1 3.

Однако для данного устройства характерна недостаточная чувствительность из-за неучета изменения резуль->5 тирующего активного сопротивления при витковых замыканиях и подверженность влиянию высших гармоник.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для защиты реактора от витковых замыканий, содержащее датчики напряжения и тока реактора, фильтры низкой частоты, формирователи прямоугольных импульсов, дифференциатор, два элемента И, сумматор, выход которого через реагирующий орган, расширитель импульсов и элемент задержки подключен к исполнительному органу 12 .

Недостатком известного устройства является возможность излишнего срабатывания в случае насыщения магнитопровода трансформатора тока при броске тока через реактор с длительной апериодической составляющей.

В этом случае магнитопроводы трансформаторов тока (ТТ) в цепи реактора могут насыщаться и трансформированный ими вторичный ток окажется несинусоидальным. При насьш1ении магнитопроводов ТТ основная гармоника вторичного тока сдвигается1в сторону опережения по отношению к первичному току. Так как в известном устройстве выделяется первая гармоника тока, то указанный сдвиг может привести к неправильной работе устройства защиты реактора в переходных процессах.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования путем улучшения отстройки от переходных процессов и сохранения высокой чувствительности.

Эта цель достигается тем, что в устройство для защиты реактора от виткового замыкания, содержащее датчик тока реактора, датчик напряжения, первый и второй полосовые фильтры,. первый и второй формирователи прямоугольных импульсов, логический элемент И, расширитель импульсов, дифференциатор, блок задержки и исполнительный орган, вход первого полосового фильтра подключен к датчику напряжения, выход первого формирователя прямоугольных импульсов — к первому входу логического элемента И, выход второго полосового фильтра — к входу второго формирователя прямоугольных импульсов, выход расширителя импульсов подключен к входу блока задержки, а выход последнего — к входу исполнительного органа, дополнительно введены ключ в виде триггера Шмитта и фазоповоротный блок, вход которого подключен к выходу первого полосового фильтра, а выход — к входу первого формирователя прямоугольных импульсов, вход триггера Шмитта подключен к выходу датчика тока, а выход— к входу второго полосового фильтра, вход дифференциатора подключен к выходу второго формирователя прямоугольных импульсов, а выход — к второму входу логического элемента И, а выход последнего — к входу расширителя импульсов.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока (трансформатор тока) в цепи защищаемого реактора 2, датчик 3 напряжения (трансформатор напряжения), первый полосовой фильтр 4, выделяющий основную гармонику напряжения из входного сигнала, фазоповоротный блок 5, осуществляющий сдвиг входного напряжения на заданный угол в сторону отставания и с инверсией, второй формирователь 6 прямоугольных импульсов, триггер Шмитта 7, второй полосовой фильтр 8, выделяющий основную гармонику из входного сигнала, первый формирователь 9 прямоугольных импульсов, дифференциатор 10, логический элемент И 11, формирующий

1115159 однополярные сигналы на выходе при совпадении по времени и по знаку входных сигналов, расширитель 12 импуль". сов, блок 13 задержки и исполнительный орган 14.

Триггер Шмитта 7 предназначен для формирования напряжения прямоугольной формы обеих полярностей из тока.

Знак этого напряжения изменяется при смене знака вблизи моментов перехода через нуль входного сигнала от датчика 1 тока. Наличие минимального гистерезиса в триггер Шмитта 7 позволяет . исключить влияние искажений входного сигнала, обусловленных насьпцением маг-1 нитопровода трансформатора тока.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы сети и реактора ток и напряжение реактора синусоидальны, а угол между током и напряжением равен номинальному. На выходе триггера Шмитта 7 напряжение имеет вид прямоугольных импульсов обеих полярностей длительностью полпериода промышленной частоты. Фильтр 8 выделяет основную гармонику из напряжения с выхода триггера Шмитта 7 без сдвига фазы.

Из напряжения от фильтра 8 в блоке

9 формируются прямоугольные импульсы обеих полярностей длительностью полпериода промышленной частоты. В этом режиме без переходных процессов напряжения прямоугольной формы от блоков 7 и 9 полностью совпадают. Из напряжения от блока 9 в дифференциаторе 10 формируются узкие импульсы обеих знаков в моменты изменения знака в напряжении от формирователя 9 прямоугольных импульсов. На выходе фильтра 4 формируется синусоидальное напряжение промышленной частоты, совпадающее по фазе с основной гармоникой напряжения на выходе датчика 3 напряжения.

В фазоповоротном блоке 5 напряжение от фильтра 4 сдвигается в сторону отстаивания на заданный угол, определяемый углом сдвига между током и напряжением в нормальном режиме с учетом возможного отклонения его в сторону уменьшения, причем напряжение на выходе блока 5 инвертировано.по отношению к входному.

В блоке 6 формируются прямоугольные импульсы обеих полярностей длительностью полпериода. Так как сигналы, приходящие от блоков 6 и 10 на входы логической схемы И, не сов- падают по знаку, то на его выходе, а также и на всех последующих блоках будут логические нули, и исполнительный орган 14 не срабатывает.

Если произошло сильное насьпцение магнитопровода трансформатора тока, то форма тока на его выходе имеет вид усеченной синусоиды, смещенной относительно оси времени, причем в интервалах насьпцения в худшем случае ток может быть равен нулю, Однако, так как на выходе датчика

1 тока включен чувствительный триггер

Шмитта 7, то в интервалах насьш1ения на его выходе сохраняется сигнал, полярность которого определяется полярностью предшествующего входного сигнала. В результате на выходе триггера Шмитта 7 формируются сигналы обеих полярностей, но с разной длительностью в переходном процессе.

В фильтре 8 выделяется основная гармоника из напряжения на выходе блока 7, которая совпадает по фазе с периодической составляющей первичного тока реактора.

Так как угол между выделенными основными гармониками в фильтрах 4 и 8 равен углу между основными гармониками тока в реакторе и напряжением в сети, то дальнейшее прохождение сигналов аналогично описанному для установившегося нормального режима.

Из-за инерционности фильтров 4 и 8 в первом полупериоде возможно совпадение по знаку сигналов на обоих входах логической схемы И. Этот сигнал расширяется в блоке 12 на время, несколько большее половины периода промышленной частоты (около 15мс) с тем, чтобы в режиме срабатывания защиты, когда на входе, расширителя импульсов сигналы повторяются через полпериода, на его выходе получить непрерывный единичный сигнал. Рас1пиренный на 15 мс сигнал с выхода блока 12 поступает на вход блока 13 задержки, время срабатывания которого принимается больше времени распярения в блоке 12 с тем, чтобы одиночный импульс, поступивший в указанном первом полупериоде в блок 12 и расширенный в нем, не прошел на исполнительный орган 14. Время задержки в блоке 13 для этого принимается равным около 25 мс.

15159

Составитель- В. Молчанов

Редактор П. Коссей ТехредЛ.Мартяшова Корректор И. Эрдейи

Заказ 6786/41 Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

S 11

При возникновении в обмотке реактора 2 виткового замыкания происходит увеличение потоков рассеяния вследствие размагничивающего действия закороченных витков, что приводит к увеличению активных потерь, а следовательно, к увеличению активной со ставляющей тока реактора. В результате угол между основными гармониками тока и напряжения уменьшается.

Если это уменьшение угла превышает уставку, то импульсы, сформированные в дифференциаторе 10 в моменты перехода через, нуль основной гармоники тока реактора, в каждом полупериоде сбвпадают по знаку с напряжением от формирователя 6 прямоугольных импульсов. В моменты совпадений этих сиг- налов на выходе логической схемы 11 появляются короткие прямоугольные импульсы, соответствующие логической

5 единице ° Так как интервалы между этими импульсами меньше времени расширения в блоке 12, то Hà его выходе появляется непрерывный сигнал логической единицы. На выходе блока 13 задержки сигнал логической единицы появляется через время задержки (около 25 мс) и приводит к срабатыванию исполнительного органа 14, чем достигается осуществление чувст1 вительной и помехоустойчивой защиты реактора от виткового замыкания.