Устройство для токовой защиты секционированной системы шин Советский патент 1983 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к релейной защите элементов электрических систе и может быть использовано,, например в качестве быстродействующей защиты шин 6-10 кВ подстанций и распределительных пунктов с двумя секциями .шин, в нормальном режиме работающими раздельно, ... .Известны защиты сборных.шин, выполненные в виде токовых и дистанционных защит, устанавливаемых на питающем присоединении I. Недостатком таких устройств является отключение коротких замыканий на шинах с большой -выдержкой времени На.иболее близким к изобретению является устройство для токовой защиты шин, обеспечивающее отключение коротких замыканий (на шинах) без выдержки времени. Это устройство состоит из подключенных к трансформаторам тока присоединений преобраз вателей тока в напряжение, выпрямителей,- входы которых подключены к вых-одам преобразователей, реагирующего элемента напряжения, двух токо вых элементов. Первый токовый элемент подключен одним из. выхо.дов выпрямителя питающего присоединения и одним из входов реагирующег элемента.напряжения. Второй токовый элемент подключен между тем же входом реагирующего элемента напряжения и общей точкой выпрямителей питаемых присоединений. Второй вход реагирующего, элемента напряжения подключен к второй точке объединени выходов выпрямителей питаемых .присоединений и второго выхода выпря-, мителя питающего присоединения. Выходы второго токового элемента через логический элемент НЕ, а выходы первого токового элемента и реагиру щего элемента напряжения непосредст венно, через последовательно соединенные первый логический элемент. И и,, логический элемент ИЛИ., подключены к выходному элементу. Выход ре гирующего элемента напряжения ч.ерез . элемент времени .и выходы второго то кового элемента непосредственно, чер последовательно соединенные второй логи 1еский элемент И и упомянутый логический элемент ИЛИ, также под.ключены к выходному элементу 2 ,Недостатком -известного устройства являе-тся то,- что при-использоваНИИ его для защиты секционировааной системы шин преобразователь тока в напряжение питающего присоединения должен включаться на сумму токов питающего присоединения и секционного выключателя. При этом для обеспечения несрабатывания устройстIва в случае короткого замыкания на смежной секции шин или на питаемом присоединении этой секции в режиме, . когда ее питание осуществляется от данной секции через секционный выключатель, ток срабатывания устройства должен выбираться по условию отстройки от токов небаланса при этих коротких замыканиях, что часто ограничивает чувствительность защиты, Целью изобретения является повышение УСТОЙЧИВОСТИ функционирования устройства, I . . Поставленная цель достигается |Тем, .что в устройство для токовой защиты секционированной системы шин,, содержащее трансформаторы тока в цепи каждого из присоединений шин, датчики тока питающего присоединения, датчики тока каждого из питаемых присоединений , первый максиселектор,перйый -м второй измеритель)ые блоки,логический блок, включающий .элемент ИЛИ, и отключающий блок, выход трансформаторов тока питающего и каждого из питаемых присоединений подключены к входу соответствующего датчика тока, выход датчика тока каждого из питаемых присоединений подключен к соответствующему входу первого максиселектора, к выходу которого hoдключeн вход пер-вого измерительного блока, выход логического блока подключен к входу отключающего блока, введены миниселектор, второй максиселе:ктор, третий изгмерительный блок и--датчик тока сек-, .ционного в.ыключателя, вход которого подключен к выходу трансформатора тока секционного выкл зчателя, первый выход - к первому входу миниселектора, а второй выход - к первому входу второто максиселектора, первый выход датчика тока питающего прис.редйнения подключен к первому входу второго максиселектора, а второй его выход - к второму входу миниселектора, выходы второго максиселектора и миниселектора псдклю.чены qoOTBeTCTbeHHo к входу второго измерительного 0лока и входу третье- . го измерительного .блока, логический блок дополнительно включает элемент ЗАПРЕТ, г(ервый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам первого и третьего измери-. тельных блоков, разрешающий вход элемента ЗАПРЕТ - к выходу второго измерительного блока, выход элемента ИЛИ - к запрещающему входу эле-: мента ЗАПРЕТ, а выход элемента ЗАПРЕТ является выходом логического блока,-На чертеже предста влены схема сети и структурная схема устройства, . Электрическая сеть содержит секцию 1 шин, смежную секцию 2 шин, питающие присоединения защищаемой 3 и смежной 4 секций шин, источники 5 и б питания защищаемой и. смежной секций шин, выключатели 7 и 8 питающих присоединений защищаемой и смежной секций шин, секционный выключатель 9, питаемые пр исоединения10 защищаемой секции шин, выключа-- тели 11 питаемых присоединений -. защищаемой секции шин, трансформаторы 12 тока. . , Устройство для токовой защиты шинСОСТОИТ из датчика 13 тока питаю щего присоединения, датчика 14 тока секционного выключателя, выходы которйх соединены с входами элемен-: та 15 выделения максимального сигнала (максиселектора) и элемента 16 вы деления минимального .сигнала (миниселектора), датчиков 17 тока питаемых: присоединений, выходы которых соединены с входами максиселектора 1 Выход второго максиселектора 15 соединен с входом второго измерительного блока 19, выход которого подключе к первому входу элемента ИЛИ логичес кого блока 20,Выход мйниселектора 1 соединен с входом третьего измерительного блока 21, выход которого , подключен к второму входу элемента ИЛИ логического блока 20. ВыхОд пёр.вого максиселектора 18 соединен .с входом первого изме.рительного элемен та 22, выход которого подключен к входу элемента ЗАПРЕТ логического блока 20, выход которого подключен к входу отключающего блока 23. Устройство работает следующим .образом. . В нормальном режиме секционный выключатель 9 отключен и питание защищаемой секции 1 шин осуществляется от источника 5. .При коротком замыкании на шинах по питающему присоединению протекает ток повреждения, по питаемым присоединениям - токи нагрузки, которые значительно меньше тока короткого замыкания, а через секционный выключатель ток не протекает. Значение информационного параметра сигнала на выходе датчика тока пропорционально значению входного тока. Поэтому значение информационного параметра выходного си-гнала датчика 13 тока соответствует току короткого замыкания, значение инфрр) Мационного параметра выходного сигнала датчика 14 тока равно нулю, а значения информационного параметра выходных сигналов датчиков 1(7 тока соответствуют токам нагрузки. Выходные сигналы датчиков 13 и . 14 тока поступают на входы ма:ксисвлектора 15 и мйниселектора 16,а датчиков 17 тока - на входы максиселектора 18.Значение информационного парамфтра выходного сигнала максиселектора равно наибольшему из значений информационных параметров сигналов на его входах. Поэтому значение информацион ного параметра сигнала на выходе. максиселектора 15 соответствует току короткого замыкания/ а значение информационного параметра сигнала на выходе максиселектора 18 соотве.тствует. току нагрузки наиболее нагруженного присоединения. Значение информационного параметра сигнала на выходе мйниселектора равно наименьшему из значений, информационных параметров - сигналов на его входах. Поэтому значение информационного параметра сигнала на выходе минисел.ектора 16 равно нулю. Параметры срабатывания измерительных блоков 19 и 21 выбираются по условию отстройки от токов, нагрузки секции шин, а измерительного блока 22 - по условию отстройки от тока нагрузки отдельного питаемого при- соединения. Поэтому измерительный элемент 19 Срабатывает, а измерительные блоки 21 и 22 не срабатывают Логический блок 20 выполнен таким образом, что на его выход)3 появляетсясигнал, и устройство действует на отключение вык-лючателя питающего присоединения и секционного выключателя, если измерительный блок 19 срабатывает,, а измерительные блоки 21и 22 не срабатывают. При коротких замыканиях на шинах это условие выполняется и устройство действует на отключение выклю- чателя. При корсутком замыкании на питаемом присоединении ток повреждения протекает и через питающее и через повреждённое питаемое присоединение. Поэтому на выходе датчика 17 тока поврежденного питаемого присоединения имеется сигнал, значение информационного параметра которого про порциона.Льно. току короткого замыкания. Этот сигнал появляется на выходе максиселектора 18 .и измерительный блок 22 срабатывает. Срабатывание измерительного 22 исключает возможность появле|ния сигнала на выходе логического , блока 20 и. Следовательно, действия устройства на-отключение выключателей . . . При отключении питающего присоединения защищаемой секции шин включается секционный выключатель 9 и питание секции 1 осуществляется от смежной секции 2 шин. В этом случае при коротких замыканиях на шинах и на питаемых присоединениях устройство действует аналогичным образом. Отличие состоит лишь , что сигнал, значение информационного параметра которого соответствует току псшреждения, поступает от датчика 14 тока секционного 1выключателя, а сигнал, значениеинформацион ного параметра которого равнонулю, от датчика 13 тока питающего присоединения.

При отключении питающего присоединения смежной секции шин включается секционный выключатель, и питание смежной секции осуществляется -от шин, защищаемой предлагаемым устройством.

В этом режиме при коротком замыкании на смежной секции шин или на питаемых присоединениях этой секции ток повреждения протекает по питающему присоединению и секционноь у выключателю. На выходах датчиков 13 и 14 тока имеются Сигналы, значение информационных параметров которых соответствует току короткого замыкания,. Поэтому на выходе миниселектора 16 имеется сигнал, значение информационного параметра которого, соответству.ет току повреждения. При этом - измерительный блок 21 срабатывает, и

исключается возможность действия . устройства на отключениевыключателей.

5 .Таким образом, несрабатывание устройства при внешйих коротких замыканиях на смежной секции шин или на питаемых присоединени.ях этой секции в режиме, когда питание ее осуществляется от данной секции через секционный, выключатель, обуславливается принципом действия устройства. Поэтому при выборе тока срабатывания защиты не требуется учитывать

5 условие обеспечения несрабатывания в этом режиме,: что приводит к повы- шению чувствительности,.благодаря чему достигается новый положительный эффект. ...

УСТРО-ЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ СЕКЦИОНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ШИН содержащее трансформаторы тока в цепи каждого из присоединений шин, датчики тока питающего присоединения, датчики тока каждого из питаемых присоединений, первый максиселектор, первый и второй измерительные блоки, логический блок, включающий элемент ИЛИ, и отключающий блок, выход трансформаторов тока питающего и какого из питае и1ых присоединений подключены к входу соответствующего датчика то- ка, выход датчика тока каждого из питаемых присоединений подключен к соответствующему входу первого максиселектора, к выходу которого подключен вход первого измерительного блЬка, выхоя|-логического блока подключен к входу отключающего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости его функционирования путем увеличения чувствительности, в него введены миниселектор, второй максиселектор, третий измерительный блок и датчик тока секционного выключателя, вход которого подключен к выходу трансформатрра тока секционного выключателя, первый выход - к первому входу миниселектора, а второй выход к первому входу втюрого максиселектора, первый выход датчика тока питающего присоединения подключен к первому входу второго максиселектора,а второй его выход - к второму входу миниселектора, выходы второго (Л С максиселектора и миниселектора подключены соответственно к входу второго измерительного блока и входу третьего измерительного блока, логит С ческий блок дополнительно включает s элемент ЗАПРЕТ, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам первого и третьего измерительных блоков, ра.эрешаю4 щий вход элемента ЗАПРЕТ - к выходу со второго измерительного блока, выход элемента ИЛИ w к запрещающему входу М si элемента ЗАПРЕТ, а выход элемента ЗАПРЕТ является выходом логического блока. 00