Способ дифференциально-фазной защиты электроустановки
Иллюстрации
Реферат
4СЕ ОФ91ч и м (и) 55
Союз Советских
Социалистических
Республик
Оп исА ГЖЧ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
1
1 (51 j 1 т ч
Н 02 Н 3/28
{Я) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.01.76(21) 2315550/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.03.77.Бюллетень ¹ 11 (45) Дата опубликования описания 23.06. 7
Н 02 Н 7/22
Гасударственный комитет
Соаета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.. . 925 (088, R )
1 (72) Автор изобретения
10 И Каринский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАШИТЫ ЗЛЕКТРОУСТАНОВКИ
Изобретение относится к области элект» ротехники, а именно к способам дифференциально-фазной зашиты электроустановок, и может быть использовано для зашиты. от коротких замыканий синхронных генераторов и компенсаторов, силовых трансформаторов и сборных шин электрических станций и подстанций.
Известны аналогичные способы дифференциально-фазной защиты электроустановок и 1О устройства, реализующие эти способы, которые основаны на измерении скважности сигналов, обычно прямоутольньтх или трапецеидальных, формируемых однополярными вторичными токами присоединений защи- 15 шаемой электроустановки, превышающими фиксированный порог (Щ21.
Основной недостаток известных способов состоит в низкой селективности, обуслов= ленной зависимостью скважности суммар- що ных сигналов зашиты от апериодической составляющей токов плеч защиты и искажения формы вторичных токов трансформаторов тока вследствие насыщения их мат нитопроводов. 25
Ближайшим прототипом предложенного устройства является способ, дифференциально-фазной защиты электроустановки, основанный на измерении соотношения фаз токов всех присоединений путем измерения времени между одноименными полуволнами токов прис ое динений электр оустановки и формировании сигнала на отключение при отклонении этой длительности от установленных значений 31
Низкая селективность обусловлена зависимостью длительности пауз между однополярными полуволнами токов, превышающих фиксированный порог, от искажения формы вторичных токов трансформаторов тока вследствие насыщения их магнитопроводов, а также наличия в токах апериодической составляющей.
Недостаточное быстродействие обусловлено замедлением зашиты на время существования апериодической составляющей токов внутренних коротких замыканий, называющей различие пауз между положительными и отрицательными полуволнами токов присоединений и блокировку действия защиты.
551750
Из фигуры 2 и 3 следует, что отсечка вторичного тока трансформаторов тока вспедствие насышения магнитопроводов не влияет на формирование сигналов, если она происходит при убывающем токе, и уменьшает длительность сигналов, если происходит при возрастаюшем токе, не влияя на частоту следования суммарных сигнапов.
Апериодическая составляющая токов таку же не влияет на частоту следования суммарных сигналов, а лишь изменяет их дпитепьность и, кроме того, при внешних коротких замыканиях влияет на соотношение соседних пауз между суммарными сигнапами.
15 Пример реализации предпоженного способа представпен в однофазном изображении на структурной схеме устройства дифференциально-фазовой зашиты электроустановки.
Зашишаемая электроустановка 1 имеет
20 несколько присоединений с выкпючатепями
2 и трансформаторами тока 3. Вторичные обмотки трансформаторов тока 3 через блоки 4 формирования прямоугольных сигналов во время возрастаюшего однополярного
25 вторичного тока присоединены параллельно к дифференциальному пусковому органу 5.
Выходы блоков 4 через логический зпемент
"ИЛИ" 6 присоединены ко входу блока измерения частоты следования суммарных
ЗО сигналов 7, а выходы пускового органа 5 и блока 7 через логический элемент "И
8 - к цепям отключения выключателей 2.
Посредством пускового органа 5 фиксируют аварийный режим участка эпектричес35 кой системы, в который входит защищаемая эпектроустановка l. С помошью блоков 4 во время возрастаюшего однополярного вторичного тока присоединений эпектроустановки формируют прямоугольные сигнапы, 40 которые затем суммируют в логическом элементе 6, Посредством бпока 7 измеряют частоту суммарных сигнапов, и если она равна частоте переменного тока, то через логический элемент 8 подают сигнал
4Ь на отключение электроустановки.
Технико-зкономическая эффективность предложения состоит в повышении сепективности и быстродействия дифференциапьнофазной зашиты эпектроустановок, спедстви5О ем чего является уменьшение экономического ущерба электрических систем и систем электроснабжения от нарушения эпектроснабжения потребителей из-за ошибочных реакций зашиты электроустановок от корот ких замыканий.
При коротком замыкании в защищаемой зоне (см. фиг. 2) все сигнапы перекрывают друг друга и суммарные сигнапы следуют с частотой переменнос го тока, вспедствие чего подают сигнал на отключение электроустановки. При коротком замыкании вне зашишаемой зоны (см. фиг.3 начальная фаза вторичного тока поврежденного присоединения зашишаемой эпектроустановки инверсна начальным фазам вторичных токов остальных присоединений и суммарные сигналы состоят из несовпадаюших во времени сигнапов, определяемых током поврежденного присоединения, и сигналов, определяемых токами остапьных присоединений электроустановки. Частота спедования суммарных сигналов равна удвоенной частоте переменного тока, вследствие чего сигнал на отключение электроустановки не подают.
Дпя повышения сепективности и быстродействия дифференциально глазной зашиты электроустановок при искажении формы вторичных токов трансформаторов тока вследствие насышения их магнитопроводов и напичия в токах апериодической составпяюшей фиксируют период возрастания oäíîïoIlÿðíî о вторичного тока каждого присоединения электроустановки. В течение этого периода формируют синхронные с однопопярными импульсами вторичного тока прямоугольные импульсы длительностью меньшей, чем поповина периода переменного тока, сравнивают их во времени и формируют резупьтируюший прямоугопьный импуньс, начало которого определяется передним фронтом первого из сравниваемых импупьсов, а конец - задним фронтом последнего из сравниваемых импульсов, Измеряют частоту спедования резупьтируюших импульсов, сравнивают ее с частотой переменного тока, и, если эти частоты совпадают, формируют сигнал на откпючение электроустановки.
На фиг. 1 представлена схема, ипюпастрируюшая предлагаемый способ; на фиг, 2диаграмма вто р ичных токов пр ис ое дине ний зашишаемой электроустановки при наличии в токах апериодической составпяюшей и формируемых сигналов для режима внутреннего короткого замыкания; на фиг. 3 — то же, дпя режима внешнего короткого замыкания.
Сагпасно предложенному способу в течение однопопярных возрастающих вторичных токов 1 .... - всех присоединений зай шишаемой электроустановки формируют прямоугопьные сигналы, производят логическое суммирование их и измеряют частоту спедования суммарных сигналов.
Формула изобретения
Способ дифференциально-фазной зашиты
g) зпектроустановки, основанный на измерении
551750 соотношения фаз токов всех присоединений путем измерения времени между одноименными полуволнами токов присоединений электроустановки,и формировании сигнала на отключение при отклонении этой длительности от установленных значений, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения селективности и быстродействия при искажении формы вторичных токов трансформаторов тока вследствие насыщения их магнитопроводов и наличия в этих токах апериодической составляющей, фиксируют период возрастания однополярного вторичного тока каждого присоединения защищаемой электроустановки, в течение этого периода формируют синхронные с однополярными импульсами вторичного тока прямоут ольные импульсы длительностью меньшей, чем половина периода переменного тока, сравнивают их во времени и формируют результирующий прямоугольный импульс, начало которого определяется передним фронтом первого из сравниваемых импульсов а конец - задним фронтом последнего из сравниваемых импульсов, измеряют частоту следования результирующих импульсов, сравнивают ее с частотой переменного тока, и если эти частоты совпадают, формируют сигнал на отключение электроустановки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР № 3l 1330 М. Кл.- Н 02 Н 3/28 р 1969 г. (аналог).
2. Авторское свидетельство СССР № 325662, М. Кл Н 02 Н 3/28
1968 г. (аналог)
3. Авторское свидетельство СССР ф № 304657, М. Кл. Н 02 Н 3/28, 1970 г. (прототип).
55 1 750
Фиг. 3
Редактор 3. Афанасьева
Заказ 133/30 Тираж 902 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 си
О с
О си
О с
Составитель Л, Корнеева
Техред И. Асталош Корректор Е. Скучка
Филиал ППП "Патент", г. Ухаооод, ул. Проектная, 4