Устройство для токовой защиты шин

Устройство для токовой защиты шин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1

Л.И.Колесов, В.Ф.Коротков, А.В.Макаров и G.Ê.Ïàíèêðàòîâ

1 ! (72) Авторы изобретения.

Ивановский энергетический институт имени .В.Ц.Ленина

/ (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ШИН Изобретение относится к релейной защите элементов электрических сис" тем и систем электроснабжения и может быть использовано, например, в качестве быстродействующей защиты сборных шин 3-20 кВ и резервной защиты отходящих присоединений.

Известны защиты сборных шин., выполненные в виде токовых и дистанционных защит, устанавливаемых на питающем присоединении $11.

Недостатком данного устройства является отключение к.з.нашинах с большой выдержкой времени.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для токовой эа15 щиты шин, обеспечивающее отключение к.s. иа шинах беэ выдержки времени.

Устройство состоит из подключенных к трансформаторам тока присоеди20 некий преобразователей тока в напряжение, выпрямителей, входы которых подключены к выходам преобразователей, регулирующего элемента напряжения, двух токовых элементов. Первый токовый элемент подключен между одним из выходов выпрямителя питающего присоединения и одним иэ входов реаги" руияцего элемента напряжения. Второй токовой элемент подключен между тем же входом реагирующего элемента напряжения и общей точкой выпрямителей отходящих присоединений. Второй вход реагирукщего элемента напряжения подключен ко второй точке объединения выходов выпрямителей отходящих присоединений и второго выхода выпрямителя питающего присоединения. Выходы второго токового элемента через логический элемент НЕ, а выходы первого токового элемента и реагирующего элемента напряжения непосредственно через последовательно соединенные первый логический элемент И и логический элемент ИЛИ подключены к выходному элементу. Вйход реагирующего элемента напряжения через элемент времени и выходы второго токового элемента непосред877688 ственно через последовательно соединенные второй логический элемент И и упомянутый логический элемент ИЛИ также подключены к выходному элементу f2).

Недостатком указанного устройства является возможность его излишнего срабатывания и отключения системы шин прн внешних к.s. на отходящих присоединениях, сопровождающихся значительными погрешностями установленных на них трансформаторов тока. Это видно при сопоставлении областей срабатьвания устройства защиты и областей, воздействующих иа устройство величин

Мюкт н пах (Ь4 установки» где

0 пит напряжение ка выходе преобразователя питающего присоединения йах (U } максимальное йз напряжений иа выходами яреобразователей Отхадяй1их присведи" нений.

Бв фиг. f покаэаяи 1 - область нанряжений в нормальных рабочих pe3meaK449 2 - облаеФЬ напряжений в ре жиме самозапусксФ электродвигателей нагрузки 3 - область йааракеиий при внешних коротких заимканйях иа отходящих присоедннежФях 4 - область напряжений щ я Вазе на 33инаха

Область 3 посйФоена с учФтом пограанасти траясфориатороа така, а область 4 с учетом эоамоз1ного изиененйя сощмэФивлейня системы и сО противления НаГруаки.

Доя обеспечения правильного функционирования устройства защиты вин его область срабатывания должна ea" ватывать область 4 н лежать we областей 1-3.

Устройство зациты, принятое в ка" честэе известного в соответствие со структурной схемой имеет область срабатывания, определяемую неравенствами

aN СР Р1 пцт ("сто,) i где О

0 1

n, n, — коэффициенты трансформ т(1 мации трансформаторов тока, соответственно питающего и 1 -того отходящего присоединения;

kz,1 0 ; — коэффициенты передачи преобразователей тока в напряжение соответственно питающего и

1 -того отходящего присоединений, равные от1О

ЗО

55 ношении напряжения на выходе к току на входе, н представляет собой область, ограни. ченную ломаной линией на фиг. 1.

Из фиг, 1 видно, что при значительных погрешностях трансформаторов тока отходящих присоединений область напряжений прн внешних к.з. 3 смещается влево и может оказаться в области срабатывания устройства защиты, что приведет к излишнему отключению сборных шин. Учитывая, что на отходящих присоединениях устанавливаются, как правило, маломощные трансформаторы тока, имеющие прн к.з. большие погрешностн1 излишние отключения шин весьма вероятны, Цель изобретения " повышение устойчивости несрабатывання устройства защиты при внешних к.з. на отходящих присоединениях, сопровождающихся большими погрешностями установлен" ных на них трансформаторов тока.

Поставленная цель достигается тем, что s устройстве для токовой защиты шин, содержащем подключенные к трансформаторам тока присоединений, преобразователи тока s нанряженив, выходы которых подключены на входи выпрямителей, первый реагирующий элемент, выход которого через последовательно соединенные логический элемент И и логический элемент ИЛИ подключен к выходному элементу, второй реагйрующий элемент, выход которого соединен со вторья входом логичвскога элемента И, третий реагирующий элемент, выход которого подключен к входу логического элемента

НЕ, выход которого соединен с тре" тьим входом логического элемента И, и элемент времени, выход которого подключен ко второму входу логического элемента ИЛИ, изменены коммутации между элементами, Выходы выпрямителя, установленного в цепи трансформатора питающего присоединения, соединены с входами первого реагирующего элемента и первой парой входов второго реагирующего элемента, а объединенные выходы выпрямителей, установленных в цепях трансформаторов тока отходящих присоединений, подключены на вторую пару входов второго реагирующего элемента и входы третьего реагирующего эле7688 6 гирующего элемента. 11. Выходы третьего реагирующего элемента !2 через логический элемент НЕ 5, а выходы первого и второго реагирующих элементов соответственно 10 и ll„ непосредственно, подключены к входам логического элемента И 14, выход которого соединен с одним нз входов логического элемента ИЛИ 15. а . Выход третьего реагирующего эле мента 12 подключен к входу элемен» та времени 16, выход которого подключен к второму входу логического элемента KN !5, сигнал с выхода которого подается иа выходной элемент 17.

Устройство работает следующим образом.

С выходов выпрямителя 9 питающер!! го присоединения 6 подается иапряже» ние на вход первого реагирукщего зле;мента 10 и первую пару входos второго реагирующего элемента 31. Выходы выпрямителей 9 отходящих присоединений 7 образуют диодюй маи сиселектор, поэтому на вход третье» го реагирующего элемента напряжения 12 и вторую пару входов второ го реагирующего элемента !1 nega30 . ется наибольшее иэ напряжений на выходах преобразователей 8, устанонпен»

;ных в цепи трансформаторов тока 5 отходящих присоединений 7.

Вторым реагирующим элементом 13осуществляется сравнение напряжений подведенных на первую и вторую пару входов. Сигнал на вьасоде элемента !

l появляется в том случае, когда напряжение на выходе выпрямителя 9 питающего присоединения б больше наибольшего из напряжений на ньюащах выпрямителей 9 отходящих нрнсоеди наний 7 °

kn

М -3

1!к пит и „

"ото

« Ще !п . ! где 0 - напряжение срабатъвания перса вого реагирующего элемента;

0 — напряжение срабатывания третьего реагирующего элемента

Она представляет собой область, ограниченную ломаной линией П (4иг,1).

Из сопоставления областей срабатывания устройства защиты, принятого в качестве известного и предлагаемого изобретения видно, что граничная линйя ц удалена от области 4 значительно дальше, чем линия 1. Поэтому предлагаемое устройство обладает большей устойчивостью несрабатывания нри внешних к.з. на отходящих присоединениях, сопровождаипцихся зиачительиымн погрешностями нх трансформаторов тока.

На фиг. 2 представлена схема сети и структурная схема устройства, где показаны следующие элементы элек.трической сети: 1 - энергосистема, 2 - выключатель питающего прнсоедикенкяь 3 шины! 4 выкжОчатели от ходящих присоединений; 5 - трансформаторы тока; б - питающее присоединение! 7 — отходящее присоединение..

4%

Я мента, выход которого подключен ко входу элемента времени.

Для предлагаемого изобретения область срабатывания определяется неравенствами

Устройство для токовой защиты шин состоит из подключенных к трансформаторам тока присоединений преобразователей 8 тока в пропорциональное напряжение, выпрямителей 9, входы которых подключены к выходам преобразователей 8 ° Выход выпрямителя 9, вход которого подключен к выходу преобразователя, установленного в цепи трансформатора тока питающего присоединения б, соединен с входом первого реагирующего элемента IO и первой парой sxopos второго реагирующего элемента 11.

Выходы выпрямителей 9, выходы которых подключены к выходам преобразователей, установленных в цепях трансформаторов тока отходящих присоединений 7, подключены параллельно на вход третьего реагирующего элемента

12 и вторую пару входов второго реа-, йа выходах первого н третьего реагирующих элементов 10 и 12 сигнал появляется в случае, если иа« пряжение на их входах превъцпает напряжение срабатывания. При к. s, на шинах через трансформатор тока 5 питающего присоединения 6 протекает ток повреждения, .а через трансформаторы тока 5 отходящих прнсое" динений 7 токи нагрузки, значения которых значительно меньше тока . к.s. При этом на выходах первого и второго реагирующих элементов 10 и 11 появляются сигналы. На выходе третьего реагирующего элемента 12 сигнал отсутствует, что соответству877688

f0

Формула изобретения

55 ет наличию сигнала на выходе элемента НЕ 13.

Срабатывает логический элемент

И 14 и через элемент ИЛИ 15 подается сигнал на выходной элемент

i7, осуществляющий отключение без выдержки времени выключателей 2 питающего присоединения 6.

При внешнем замыкании на отходящем присоединении 7 через трансформаторы тока 5 питающего 6 и поврежденного отходящего 7 присоединений протекает один и тот же ток повреждения. При этом срабатывает третий реагирующий элемент 12 и через заданное spew, превышающее максимальную выдержку времени защит отходящих присоединений 7, срабатывает элемент времени !6, сигнал с выхода которого через элемент ИДИ 15 вызывает срабатывание выходного элемента 17р осуществляющего отключение выключателя 2 питающего нрисоединения 6. Таким образом, осуществляется резервирование отказов выключателей 4 н защит отходящих присоединений 7.

Может сработать первый реагиру ющий элемент 19, однако, при срабатывании третьего реагирующего элемента 12 исчезает сигнал на выходе элемента HK !3 и элемент И 14 не срабатывает.. Коэффициент преобразова ния преобразователя 8 пнтающего присоединения б выбирается таким образом, чтобы пока трансформаторы тока 5 поврежденных отходящих присоединений 7 работают без значительных погрешностей сигнал на выходе второго реагирующего элемента 1 отсутствовал бы.

Однако при значительных погреаностях трансформатора тока 5 поврежденного отходящего присоединения 7 напряжение на выходе преобразователя 8, подключенного к этому транс-. форматору тока, уменьшается н на выходе второго реагирующего элемента !! может появиться сигнал.

Срабатывание третьего реагирующего элемента напряжения 12 вызывает исчезновение сигнала на выходе элемента НЕ 13. Поэтому даже в случае появления сигналов на выходах первого и второго реагирующих элементов 1О и I! (при значительных погрешностях трансформаторов тока 5 отходящих присоединений 7) сигнал на выходе эле!

И

39

8 мента И l4 отсутствует и отключение выключателя 12 питакицего присоединения 6 без выдержки времени не осуществляется.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить вероятность излишнего отключения сборных шин при внешних к.з. и повысить надежность электроснабжения потребителей.

Устройство для токовой защиты шин, содержащее подключенные к трансформаторам тока присоединений преобразователи тока в напряжение, выходы которых подключены на входы выпрямителей, первый реагирующий элемент, выход которого через последова,тельно соединенные логический эле:мент И н логический элемент ИЛИ подключен к выходному элементу, второй реагирующий элемент, выход которого соединен со вторым входом логического элемента И, третий реагирущций элемент, выход которого подключен к входу логического элемента НЕ, выход которого соединен с третьим вжедом логического элемента

И, и элемент времени, выход которого подключен ко второму входу логического элемента КПИ, о т.л и ч ею щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости несрабатывания при внешних коротких замыканиях, выходы выпрямитела: уатановленного в цени трансформатора тока питающего присоединения, сощщинены со входамн первого реагируюирма элемента и первой парой входов второго реагирующего элемента, а объединенные выходы выпрямителей, установленных в цепях трансформаторов тока отходящих присоединений, подключены на вторую пару входов второго реагирующего элемента и входы третьего реагирующего элемента, выход которого подключен ко входу элемента времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гельфанд Я.С. Релейная защита распределительных сетей. M

"Энергия" 1975, с. 295-296, 2. Авторское свидетельство СССР ,9 591044, кл. Н 02 Н 7/28, Н 02 Н 3/26.

877688

Составитель Л.Воропаева

Редактор В.Пилипенко Техред Л, Пекарь

Корректо1 М.Коста

Подписное

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

Заказ 11462 Тираж 678

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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