Устройство для дифференциальной защиты с фазовым торможением электроустановки

Устройство для дифференциальной защиты с фазовым торможением электроустановки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

< и 752592

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31. 07. 78 (2f) 2652049/24-07 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 300780 Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 020880 (51)М. Кл.з

Н 02 Н 3/28

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК621. 316 .925 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Майоров и Е. М. Ульяницкий (71) Заявитель

Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗИЦИТЫ С фАЗОВЫМ

ТОРМОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты основного оборудования энергосистем— генераторов, сборных шин,трансформаторов.

Известны устройства дифференциальных защит, использующие для отстройки от токов небаланса торможение сигналами, сформированными из токов плеч защиты таким образом, что при внутреннем коротком замыкании тормозной сигнал отсутствует, а птзи внешнем имеет наибольшее значение (15 .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для дифференциальной защиты с торможением, содержащее преобразователи ток-напряжение, к которым подключены выполненные на операционных усилителях формирователь рабочего сигнала, формирователь тормозного сигнала с разделительными диодами на входе и компаратор, один из входов которого . соединен с выходом формирователя рабочего сигнала и входом формирователя тормозного сигнала, а другой вход компаратора соединен с выходом формирователя тормозного сигнала, формирователи прямоу гольных положительных и отрицательных импульсов, подключенные к преобразователям ток-напряжение, логические элементы ИЛИ, сумматор и формирователь модуля, подключенный через сумматор и логические элементы ИЛИ к формирователям прямоугольных положительных и отрицательных импульсов, а выход формирователя модуля подключен к одному из входов формирователя тормозного сиги ала P) У этого устройства величина тормозного сигнала (при неизменном токе короткого замыкания) линейно зависит от максимальной разности фаз

I токов плеч защиты, и при Р=О „U =О, а при Р =180 U = 0

Недостатком известного устройства является наличие тормоз ного сигнала при угле сдвига Р= (40-50),т. е. при режимах являющихся з аведомо внутрен25 ними короткими замыканиями, что приводит к снижению чувствительности устройства, а также уменьшение величины тормозного сигнала при Р=180 t о (40-50), т.е. при режимах являю30 щихся заведомо внешними короткими

752592 замыканиями, что приводит к снижению селективности.

Цель изобретения — повышение чувствительности и селективности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для дифференциальной зашиты с торможением электроустановки, содержащее преобразователи токнапряжение, к которым подключены выполненные на операционных усилителях формирователь рабочего сигнала, формирователь тормозного сигнала с разделительными диодами на входе, компаратор, один из входов которого соединен с выходом формирователя рабочего сигнала и входом формирователя тормозного сигнала, а три других присоединены к формирователям прямоугольных двуполярных импульсов, соединенным с логическими элементами ИЛИ для положительных и.отрицательных импульсов, дополнительно снабжено сглаживающим фильтром, нелинейным блоком с характеристикой передачи типа зона нечувствительности усиление-ограничение, множителем и вторым компаратором, подключенным своими входами к логическим элементам ИЛИ, множитель включен между выходом формирователя тормозного сигнала и одним из входов первого компаратора, причем выход второго компаратора подключен через сглаживающий фильтр и нелинейный блок ко второму входу множителя.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 при- ведена передаточная характеристика нелинейного блока, на фиг. 3 и фиг.4— диаграммы, поясняющие принцип формирования тормозного сигнала.

Диаграммы приведены для внутреннего короткого замыкания, с разностью фаз между токами Р=О, и Р=45, внешнего короткого замыкания с разностью фаз Р=135 и Р = 180Р при насыщении одного трансформатора тока и для режима с Р=90 .

При построении диаграмм учтено инвертирующее свойство операционных усилителей. Тормозной сигнал показан несглаженным.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения V„- U„c преобразователей 1, 2 и 3 ток-напряжение поступают на входы формирователя 4 рабочего сигнала, компаратора 5, формирователя 6 тормозного сигнала с разделительными диодами и формирователей

7, 8 и 9 прямоугольных двуполярных импульсов. С выхода формирователя 4 рабочего сигнала положительная полуволна дифференциального напряжения подается на вход компаратора 5 с коэффициентом передачи по этому входу,равным двум, и на вход формирователя 6 тормозного сигнала. При этом на входе компаратора 5 форми.— руется выпрямленное напряжения (U>„), пропорциональное дифференциальному току, а на входе формирователя 6 тормозного сигнала — напряжение, пропорциональное максимальной сумме бсолютных значений входящих или выхоцящих токов плеч защиты. Прямоугольные положительные и отрицательные импульсы с выходов формирователей 7, 8 и 9 в качестве которых могут использоваться триггеры или компараторы, () переключающиеся при изменении полярности входного сигнала, поступают на входы схемы 10 измерения максимальной разности фаз, состоящей из диодных схем ИЛИ для положительных

11 и отрицательных импульсов 12, компаратора 13 и сглаживающего фильтра

14.

Выход схемы ИЛИ 11 положительных импульсов соединен с неинвертирующим входом компаратора 13. Выход схе О мы ИЛИ 12 отрицательных импульсов соединен с инвертирующим входом компаратора 13. На инвертирующий вход компаратора 13 подается положительное смещение. Параметры входных цепей и цепи смещения компаратора 13 выбраны таким образом, что он срабатывает только при наличии обоих сигналов (со схемы ИЛИ 11 и 12)на его входах. При этом на выходе компаратора формируются прямоугольные положительные импульсы, ширина которых равна времени несовпадения полярности импульсов с преобразователей 7,8 и 9. Выходные импульсы компаратора 13 сглаживаются фильтром 14.

На выходе которого выделяется напряжение () пропорциональное максимальной разности фаз Р токов плеч защиты. При Р =180о, U, = 0 „,= 1 (напряжение соответствующее напряжению логической единицы). Напряжение 0 подается на вход нелинейного блока, имеющего передаточную характеристику, показанную на фиг. 2.

Нелинейный блок 15 имеет зону не45 чувствительности до величины О, соответствующей Р =(40-50)", Далее идет участок характеристики, на котором нелинейный блок 15 работает в режиме усилителя (tgo(ol).

Третья область характеристикиобласть ограничения выходного сигнала на уровне соответствующему уровню логической единицы (единицы коэффициента передачи множительного устройства 16).

Ее длина соответствует ф = (130140) - 180 . Напряжение с выхода нелинейного блока 15 подается на управляющий вход множителя 16, который включен между выходом формирователя

60 6 тормозного сигнала и одним из входов компаратора 5.Таким образом,схема 10 сравнения фаз вместе с нелинейным блоком 15 устанавливает коэффициент передачи множительного уст65 ройства 16 равным нулю при внутрен752592 нем коротком замыкании с разностью фаз токов плеч Р от нуля до + (40-50) и равным единице при внешнем коротком замыкании с разностью фаз Р в пределах от 180 до 180+(40-50) .

В остальных случаях коэффициент пе-5 редачи множительного устройства 16 принимает промежуточные з качения в пределах от нуля до единицы.

Использование новых элементов компаратора, сглаживающего фильтра, нелинейного блока и множительного устройства, позволяет исключить тормозной сигнал при всех видах внутренних повреждений, включая внутренние .короткие замыкания с разностями фаз токов до (40-50)о, что повышает чувствительность защиты. Отсутствие зависимости величины и формы тормозного сигнала при внешних коротких замыканиях от токовой погрешности трансформатора тока поврежденного при- () соединения при его насыщении, в том числе и при режимах с расхождением фаз токов в пределах 180 +(4050) приводит к повышению селектив- ° ности защиты. Это позволяет умень- 25 шить величину коэффициента торможения без ущерба для селективности защиты, что также повышает ее чувствительность. формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты с фазовым торможением электроустановки, содержащее преобразователи ток-напряжение, к которым подключейы выполненные на операционных усилителях формирователь рабочего сигнала, формирователь тормозного сигнала с разделительными диодами на входе, компаратор, один из входов которого соединен с выходом формирователя рабочего сигнала и входом формирователя тормозного сигнала, а три других входа присоединены к формирователям прямоугольных двуполярных импульсов, соединенным с логическими элементами ИЛИ для положительных и отрицательных импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности оно дополнительно снабжено сглаживающим фильтром, нелинейным блоком, множителем, и вторым компаратором, подключенным своими входами к логическим элементам ИЛИ, множитель включен между выходом формирователя тормозного сигнала и одним из входов первого компаратора, причем выход второго компаратора подключен через сглаживающий фильтр и нелинейный блок ко второму входу множителя.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 570949, кл. Н 02 Н 3/28, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 605285(кл. Н 02 Н 3/28, 1977.

752592

Эаказ 4758/14

Тираж 78 3 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

13.3035 ..Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель Л. Корнеева

Редактор Е. дорошенко Техред И. Асталош Корректор E. Папп