Реле дифференциальной защиты шин Советский патент 1983 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических систем, может примег няться для защиты шин.

По основному авт. св. 625283 из-.вестно устройство дифференциальной защиты шин, которое содержит в кгцкдой фазе рабочую цепь, состоящую кз трансформатора тока и выпрямительного моста, тормозную цепь, состоящую из двух трансформаторов тока, выпрямительных мостов и схеьи сглаживания, компаратор (формирователь прямоугольных импульсов), фильтр низких частот, первый элемент вьщержки времени, дополнительный компаратор и второй элемент выдержки времени,элемент ЗАПРЕТ, расширитель импульсов (элемент выдержки на возврат),элемент ИЛИ и выходной блок С .

В переходных режимах коротких за1иыканий, прк наличии в токе короткого замыкания, большой апериодической составляющей, срабатывание устройства по цепи первого компаратора,фильт ра низких часлот и первого элемента выдержки времени может замедлиться до 0,3-0,5 с, а срабатывание по цепи второго с дополнительного) компаратора, второго элемента выдержки зреме йЯГ, элемента ЗАПРЕТ и расширения импульсов будет проходить только в начальный момент возникновения короткого замыкания, время нахождения отклйчающего сигнала на выходе этой цепи будет определяться выдержкой времени расширителя импульсов.

Если по истечении выдержки времени расширитеия импульсов короткое замыкание не устранится, а срабатывание по цепи первого компаратора произойдет с замедлением, то отключающий импульс на выходе зацциты может исчезнуть раньше, чем произойдет отключение короткого замыкания.

В связи с этим приходится увеличить выдержку времени расширителя импульсов, что также нежелательно, например, при автоматическом повторном включении АПВ, так как приводит к увеличению паузы АПВ. Таким образом, недостатком этого реле является невысокая устойчивость функционирования.

Цель изобретения - повьвцение устойчивости Функционирования дифференциальной защиты шин.

Поставленная цель дослигается тем, что в реле дифференциальной защиты шин введен дополнительный элемент ЗАПРЕТ, подключенный своим прямым входом к выходу второго элемента выдержки времени, запрещающим входом к выходу элемента выдержки времени на возврат, а своим выходом - к запрещающему входу основного элемента ,ЗАПРЕТ. На чертеже приведена схема предлагаемого реле. Реле содержит трансформаторы тока 1-3, вторичные обмотки которых соеди иены с выпрямительными мостами 4-6. Параллельно включенные выходы выпрямительных мостов 5, 6 и резистор 7 через диод 8 соединяются с параллельно включенными Конденсатором 9 и резистором 10, а также через резисто ры 11 и 12 с входами, соответственно основного компаратора 13 и дополнительного компаратора 14. ВыпряМитель ный мост 4 соединен с входом.основно го компаратора 13, выход которого со динен с входом фильтра 15 низких час тот и с входом основного элемента ЗАПРЕТ 16. Выход фильтра 15 соединен с входом первого элемента 17 выдержк времени. Выход первого элемента 17 вьадержки времени соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 18, который воздействует на выходной бло 19. Выход основного элемента ЗАПРЕТ 16 соединен со входом расширителя 20 импульсов, выход которого соединяется со вторым входом логического элемента ИЛИ 18 и с запрещающим входом дополнительного элемента ЗАПРЕТ 21, Выход дополнительного компаратора 14 соединен с входом второго элемента 22 выдержки времени. Выход второго элемента 22 выдержки времени 22 соединен с входом дополнительного элемента ЗАПРЕТ 21, выход которого соединен с запрещаюйщм входом основного элемента ЗАПРЕТ 16. Предлагаемоереле работает следую щим образом. Б нормальном режиме (реле находит ся в статическом состоянии) по перви ной обмотке трансформатора тока рабо чей цепи 1 протекает весьма малый то небаланса, поэтому сигнал на выходе элементов 13, 15, 17 и 18 равен 0. По первичным обмоткам трансформаторов тока 2 и 3 тормозной цепи протекают токи плеч защиты, поэтому на резисторе- 7 конденсаторе 9 имеется напряжение, недостаточное, однако, для срабатывания дополнительного ком паратора 14. Сигналы на вькодах элементов 22, 21, 16 и 20 равны О и выходной орган не работает. При коротком замыкании в.защищаемой зоне тормозной и дифференциальны токи возрастают практически одновременно. Поэтому сигнал одновременно появляется на выходах компараторов 13 и 14, как в этот момент сиг нал на выходе элемента 22 равен О,на выходе элементов 16 и 20 появится сигнал, равный 1, Этот сигнал череь логический элемент ИЛИ 18 подается на выходной блок 19 и одновременно на запрещающий вход дополнительного элемента ЗАПРЕТ 21. Через время, равное выдержке времени элемента 22, сигнал на его выходе становится равным 1, но на выход элемента 21 этот сигнал не пройдет. Импульсы на-выходе компаратора 13 следуют с частотой 100 Гц, поэтому сигнал на выходе фильтра 15 не пересекает ось времени и первый элемент 17 выдержки времени срабатывает через 22 мс. При малых кратностях токов внешнего короткого замыкания ток небаланг са возрастает незначительно. При больших кратностях токов внешнего короткого замыкания ток небаланса в переходном режиме резко возрастает, В этом режиме дополнительный компаратор 14 срабатывает, и после выдержки времени элемента 22 сигнал через элемент 21 подается на запрещающий вход элемента 16. Так как ток небаланса всегда появляется позднее тока внешнего короткого замыкания, то сигнал на выходе компаратора 13 появляется позже сигнала на выходе элемента 22 , и сигнал на выходах элементов 16 и 20 остается равным О, Импульсы на выходе компаратора 13 следуют с частотой 50 Гц, на выходе фильтра 15 появляются сигналы, пересекающие ось времени, в результате чего элемент 17 не срабатывает. Реализация предлагаемого реле возможна на базе логических микросхем. За счет того, что предлагаемое устройство не требует увеличения времени возврата до 0,3-0,5 с, снижается время бестоковой паузы при автоматическом повторном включении, что повышает устойчивость работы энергосистемы. При этом снижается вероятность тяжелых аварий крупных энергосистем с высшим напряжением 330 кВ и выше и связанных с ними больших потерь от недоотпуска электроэнергии и повреждения оборудования. Формула изобретения Реле дифференциальной защиты шин по авт, ев, № 625283, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования, введен дополнительный элемент ЗАПРЕТ, подключенный своим прямым входом к выходу второго элемента выдержки времени, запрещающим входом - к выходу элемента выдержки времени на врэврат, а своим выходом - к запрещающему входу основного элемента ЗАПРЕТ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 625283, кл. Н 02 Н 3/28, 1977.