Устройство для защиты шунтирующего реактора с расщепленной обмоткой Советский патент 1986 года по МПК H02H7/22 H02H7/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к ус1 ройствам релейной (.защиты шу1 тирую ц 1Х реакторов, включенных в цепи поперечной компенсации реактивной мощности.

Целью изобретенил является повьше- ние селективности Б з- словиях насьпце- ния датчиков тока.

На фиг, 1 показана блок-схема предлагаемого устройства па фиг, 2 потенциальные диагра ш работы блоков при к,з. в реакторе; на фит. 3 - то же5при включении реактора и насыщении датчиков тока.

Устройство для защиты шунтирующего реактора с расщепленной обмоткой содержит iiepBbrii 1 и второй 2 датчики тока,установленные в цепи первой 3 и второй 4 ветвей обмотки ра- актора 55 подкл оченного выключателем 6 к сети 7.

К выходу первого датх1ив;а 1 тока подключены второй дифференцирующий элемент Sj четвертый форьшрователь 9 прямоугольных импульсов, инвертор lOj к выходу второго датчика 2 тока подключен второй фop шpoвaтeль 11 прямоугольных импульсов и первый дифференцирующий элемент 12, выход которого подключен к первому формирователю 13 прямоугольных импульсов.

Выход второго дифференцирующего элемента 8 подключен к третьему формирователю 14 выходов., Выходы инвертора 10 и второго датчика 2 тока подключены к сумматору 15, выход которого подключен к рабочему входу ключа 16. управляющий вход которого соеди- нен С выходом элемента И 17.

Выход ключа 16 подсоединен к цепочке из последовательно соединенньЕХ выпрямителя 18, компаратора 19, рас- ширителя 20 импульсов, элемента 21 времени с задержкой на срабатывание и испрлнительного элемента 22,

Ключ 16 при подаче на его управляющий вход разрещающего сигнала 1 переходит в проводящее состояние, пропуская сигнал, поступаюпсий на рабочий вход,

ГЗлок 20 слзткит для расширения кратковременнот о импульса с выхода компаратора 19 на время (,,, ) порядка 10 мс до появления сигнала срабатывания в следующем полупериоде Элемент времени 21 с зад;ержкой на срабатывание служит для отстрой; и от импульсных помех и переходных процес

46235- 2

сов, Время задержки (tjp, ) выбирается большим длительности одиночного расширенного импульса и составляет 15 мс.

5 Исполнительный элемент 22 формирует команду на отключение выключателя 6 в цепи защищаемого реактора.

Устройство работает следующим образом

10 Ток: первой ветви 3 обмотки реакто- ра 5 с датчика 1 тока поступает на входы дифференцирующего элемента 8, формирователя 9 и инвертора 10, с выхода которого инвертированный сигнал 15 поступает на первый вход сумматора 15. Сигнал, пропорциональньй первой производной тока с блока. 8, преобразуется в прямоугольное напряжение блоком 14 и поступает на третий вход 20 Логического элемента И 17, на четвер- Тьй вход которого подается н апряже- ние, сформированное блоком 9.

Ток второй ветви Л обмотки реактора 5 с датчика тока 2 поступает на 25 Входы формирователя 11 прямоугольных импульсов, дифференцирующего элемента 12 и второй вход сумматора 15. Прямоугольные нацряжения., сформированные блоком 11 и из первой произ- 30 водной тока второй ветви блоком 13, поступают соответственно на первьш и второй входы логического элемента И 17.

При совпадении знаков четырех 1512 входньпс напряжений элемента И 17 на выходе формируется снгна.л l, который подается на управляюидай вход клю- ча.- 16. На рабочий вход ключа поступает си1 пал, пропордиональньй разности 40 токоЕ в первой 3 и второй ,4 ветвях реактора 5.

В нормальном режиме, учитывая идентичность ветвей обмотки реактора, в них протекают одинаковые токи, ввиду чего напряжение на вькоде сумматора 15 практически равно нулю и срабатывания защиты не происходит,

При возникновении в одной из ветвей обмотки внутреннего повреждения - происходит снижение ее полного соп- poтивлeниF и угла между ин,дуктивной и активной составляющиГ да сопротивлениями, В результате этого, ток в поврежденной ветви возрастает, а угол 55 между током и .напряжением уменьшает- с я.

Поскольку напряжение в сети, а следовательно, и ток в неповрежденной

4:5

ветви остаются неизменными, то на выходе сумматора появляется ,напряжение, пропорциональное разности сравниваемых величин, которое поступает на рабочий вход ключа 16

(фиг. 2). В каждом полупериоде в интервале совпадения знаков четырех входных напряжений элемента И 17 на управляющий вход ключа поступает разрушающий сигнал с выхода логического элемента И 17. В течение этого времени напряжение,, пропорциональное разности токов в ветвях, после выпрямителя на блоке 18 поступает на компаратор 19, вызывая его кратковременное срабатьшание в каждом .полупериоде. Эти импульсы расширяются

по длительности с помощью блока 20 на 10 мс. Если в следующем полупериоде происходит срабатывание компаратора 19, то длительность сигнала с блока 20 превьш ает уставку элемента 21 времени ., что вызывает срабатьшание исполнительного элемента.

В переходных процессах, сопровождающих режимы включения реактора, измерительные трансформаторы тока, установленные в цепях каждой из вет- вей обмотки, могут работать со значительными погрешностями.

Селективность защиты в этом режиме обе спечивается за счет того, что в интервале совпадения знаков четырех входных напряжений элемента И 17 имеет место точная трансформация тока обоими датчиками 1 и 2 тока (фиг, 3). Поскольку равенство токов параллельных ветвей реактора в этом интервале сохраняется, напряжение на выходе сумматора 15 равно нулю и срабатывания запуска не происходит. В интервале насыщения датчиков тока знаки вторичного тока и его первой производной противоположны, что вызывает блокирование логического элемента И 17, Поэтому ключ 16 находит10

t5

зо

246235 .4

ся в закрытом состоянии и сигнал небаланса на KONfflapaTop не проходит. Формула изобретен и я Устройство для защиты шунтирующего реактора с расщепленной обмоткой,. содержащее датчики тока, первый дифференцирующий элемент, выход которого через первьш формирователь прямоугольных импульсов подключен к первому входу логического элемента И, к второму входу которого подключен выход второго формирователя прямоугольных импульсов, третий формирователь прямоугольных импульсов, выход которого подключен к третьему входу логического элемента И, сумматор и цепочку, состоящую из последовательно соединенных реагирующего элемента, расщи- рителя импульсов, элемента времени с задержкой на срабатывание и исполнительного элемента, отличаю- щ е е с я тем, 4fo, с целью повьш1е- ния с елективности в условиях насьш1е- ния датчиков тока, дополнительно введен второй дифференцирующий элемент, четвертый формирователь прямоугольных импульсов, инвертор, ключ с рабочим и управляющим входами и двухполу- периодный выпрямитель, причем выход датчика тока первой ветви обмотки реактора подключен к входу четвертого формирователя прямоугольных импуль-

20

25

сов непосредственно, а через вт.орои дифференцирзтощий элемент - к входу /

третьего формирователя прямоугольных импульсов и через инвертор - к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с входами первого дифференцирующего элемента, второго

формирователя прямоугольных импульсов и с выходом датчика тока второй ветви обмотки реактора, а выход - с рабочим входом ключа, выход которого через двухполупериодный выпрямитель

подключен к входу компаратора, а управляющий вход - к входу логического элемента И, четвертый вход которого соединен с вькодом четвертого форми- рователя прямоугольных имЬульсов,

Фиг.г

Изобретение относится к области электротехники - релейной защите,шунтирующих реакторов, включенных в цепи поперечной компенсации реактивной мощности. Цель изобретения - повышение селективности в условиях насыщения датчиков тока. Устройство содержит датчики тока 1 и 2, установленные в обмотках реактора 5. К датчикам тока через дифференцирующие элементы 8 и 12 присоединены формирователи прямоугольных импульсов 9 и 11. К входу элемента И 17 присоединены выходы формирователей прямоугольных импульсов 13, 14, 9 и 11, а выход элемента И 17 присоединен к рабочему входу ключа 16, выход которого через выпрямитель, компаратор, расширитель импульсов и элемент времени присоединен к исполнительному органу. Селективность защиты будет обеспечена в интервале совпадения знаков четырех входных напряжений элемента И 17 за счет того, что имеет место точная трансформация тока обоих датчиков тока. 3 ил.. с & (Л

Составитель Ю.Бояринов Редактор А.Ворович Техред М.Ходанич Корректор Г.Решетник

Заказ 4014/49 Тираж 612 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ,Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4