Выявительный орган для защиты от несимметричного короткого замыкания трехфазной электроустановки Советский патент 1984 года по МПК H02H3/08 H01H83/22 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем.

В ряде устройств релейной защиты требуется получение аварийной составляющей обратной или нулевой последовательности, которую необходимо выделить на фоне небаланса нормального режима.

Известно устройство, содержащее управляемый генератор периодических колебаний, фазовый дискриминатор и включенный каскадно с ним интегратор. На выходе устройства образуется периодическое напряжение (в частности, прямоугольной формы), совпадающее по фазе с управляющим напряжением, причем величина прямоугольного выходного напряжения остается неизменной при изменении величины управляющего напряжения (1 .

Известны схемы для вьщеления аварийной составляющей обратной или нулевой последовательности, содержащие линию задержки, которые используются в пусковых органах блокировки от качания дистанционны защит и где фиксируется практическ мгновенное значение аварийной составляющей за время 8-12 мс, тогда как для надежного определения фазы меду аварийными составляющими тока и напряжения нулевой последовательности необходимо время не менее 15-20 мс 2.

С учетом того, что время,в течение которого выходной сигнал выявительного органа составляет лишь небольшую часть постоянной времени линии задержки, получить необходимую длительность выходного сигнала в известном устройстве не удается.

Целью изобретения является расширение области использования путем увеличения продолжительности существования аварийной- составляющей на выходе выявительного органа

Для достижения поставленной цели в выявительный орган для защиты от несимметричного короткого замыкания треза1)азной электроустановки, содержащий фильтр симметричных составляющих, управляемый генератор синусоидального напряжения, фазовы дискриминатор, певую линию задержки и выходной сумматор, три измерительных входа Ультра симметричfS4892

иых составляющих подключены пофазно

к датчикам тока в фазах электроустановки,, а выход фильтра симметричных составляющих подключен к первому входу выходного сумматора и первому входу фазового дискриминаторэ, выход которого через последовательно включенный первый интегратор подключен к входу управляемого геие... ратора синусоидального напряжения, дополнительно введены управляемый делитель напряжения, компаратор и второй интегратор, выхрд упомянутого управляемого генератора синусоидального напряжения подключен к первому входу управляемого делителя напряжения, к второму входу которого подключен выход второго интегратора, выход управляемого делителя напряжения подключен к второму входу упомянутого фазового дискриминатора и второму входу упомянутого выходного сумматора, первый вход компаратора подключен к упомянутому выходу фильтра симметричных составляющих, второй вход компаратора подключен к выходу управляемого делителя напряжения, а выход компаратора - к входу вто, рого интегратора.

Структурная схема выявительного органа приведена на чертеже.

Выявительный орган содержит фильтр 1 симметричных составляющих и управляемый генератор синусоидаль5 кого напряжения 2, выход фильтра

1 симметричных составляющих подключен к первому входу фазового дискриминатора 3, каскадно с которым включен первый интегратор 4, выход которого подключен к входу управляемого генератора синусоидального напряжения 2. К выходу фильтра

1симметричных составляющих подключен также первый вход выходного

5 сумматора 5, между вторым входом

которого и выходом управляемого генератора синусоидальных напряжений

2включен управляемый делитель напряжения 6, выход которого соеди0 нен с вторым входом фазового дискриминатора 3, а к обоим входам сум матора 5 подключены входы компаратора 7, выход которого через второй интегратор 8 подключен к управляю5 щему входу управляемого делителя

напряжения 6..

В нормальном режиме работы трехфазной электроустановки на выходе

5,

фильтра 1 симметричных составляющих

имеется выходное напряжение npoMiiimленной частоты, вызванное, например естественной несимметрией нагрузки или различием сопротивления отдельных фаз электроустановки.

Управляемый генератор синусоидалного напряжения 2 непрерьгено вырабатывает синусоидальное напряжение, на выходе фазового дискриминатора 3 имеется выходное напряжение, знак которого зависит от знака угла сдвига между выходным напряжением фильтра 1 симметричных составляющих и выходным напряжением управляемого делителя 6. Выходное напряжение фазового дискриминатора 3 через первую линию задержки 4 управляет частотой генератора 2, что обеспечивает совпадение по фазе напряжений на выходе фильтра симметричных составляющих генератора 2 и управляемого делителя 6.

На выходе компаратора 7 имеется вьпсодное напряжение, знак которого определяется знаком разности абсолютных значений входных напряжений сумматора 5. Это выходное напряжение через вторую линию задержки 8 воздействует на коэффициент передачи управляемого делителя 6, что обеспечивает равенство входных напряжений сумматора 5. Поскольку два равных и совпадающих по фазе синусоидальных напряжения подаются на прямой и инвертирующий вход сумматора 5, его выходное напряжение равно нулю.

Таким образом, элементы, входящие в устройство, обеспечивают непрерывное выравнивание амплитудных значений напряжений на входе сумматора и совпадение их по фазе, а следовательно, отсутствие выходного напряжения при величине неизменного значения составляющих обратной (нулевой) последовательности как по абсолютной величине, так и по углу, либо при медленном их изменении, когда постоянная времени изме164894 , ..

нения упомянутых составляющих существенно вьше постоянной времени линий задержки.

При возникновении несимметричного короткого замыкания трехфазной электроустановки на выходе фильтра 1 симметричных составляющих скачкообразно появляется напряжение , представляющее векторную сум)Q му аварийной составляющей и составляющей нормального режима.

Ввиду инерционности линий задержки в момент возникновения повреждения напряжения на их выходах соотJ5 ветствуют нормальному режиму и напряжение на втором входе сумматора по величине и фазе также соответствует составляющей нормального режима. Выходное напряжение устрой2Q ства равно векторной разности выходного напряжения фильтрй симметричных составляющих и составляняцей нормального режима, а следовательно, -значению аварийной составляющей.

5 Пока за время 5-10% от постоянной времени линий задержки напряжение на их выходах изменяется мало выходное напряжение устройства практически полностью соответствует аварийному значению симметричных составлякщих, и именно в этот промежуток времени оно используется для работы измерительных органов релейной защиты.

При выполнении линий задержки на операционных усилителях можно считать вполне достижимой постоянную времени 5-10 с, что обеспечивает получение аварийной составляющей симметричных составляющих в течение 0,2-0,5 с, т.е. значительно больше, чем у известного устройства.

Таким образом, при использовании изобретения обеспечивается возможность включения органов направления мощности нулевой или обрат ной последовательности на аварий.ные составляющие, что расширяет область применения устройства.

ВЫЯВИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ НЕСГОШЕТРИЧНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВ, КИ, содержащий фильтр симметричных составляющих, -управляемый генератор синусоидального напряжения, фазовый дискриминатор, первую линию задержки и выходной сумматор, три измерительных входа фильтра симметричных составляющих подключены пофазно к датчикам тока в фазах электроустановки, а выход фильтра симметричных составляницих подключен к первому входу выходного сумматора и первому входу фазового дискриминатора, выход которого через последовательно включенный первый интегратор подключен к входу управляемого генератора синусоидального напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования путем увеличения продолжительности существования аварийной составляющей на выходе выявительного органа, в него дополнительно введены управляемый делитель напряжения, компаратор и второй интегратор, выход упомянутого управляемого генеi ратора синусоидального напряжения (/) подключен к первому входу управляемого делителя напрялсения, к второму входу которого подключен выход второго интегратора, выход управляемого делителя напряжения подключен к второму входу упомянутого фазового дискриминатора и второму входу упомянутого выходного сумматора, первый вход компаратора подключен к упомянутому выходу фильтра симметричных составляющих, второй вход компаратора подключен к выходу управляемого делителя напряжения, а выход компаратора - к входу второго интегратора.