Централизованное устройство для направленной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной или компенсированной нейтралью Советский патент 1986 года по МПК H02H3/16 

присоединении совпадает с начальным знаком скорости нарастания напряжения, сигнал логической 1 в этот начальный момент замыкания появляется также на выходе датчика 16. Одновременно выходной сигнал с блока -,О

/ автоматического изменения порога

: срабатывания уменьшает порог срабатывАния всех датчиков мгновенных значений тока. Так как сигналы логической 1 появляются в начальный момент только на входах элемента И 18

в поврежденном присоединении, то в

элементе оперативной памяти 24 поврежденного присоединения появляется запись информации с элемента .ИЛИ 23. Передача информации из элементов 24 в соответствующие элементы 25 долговременной памяти разрешаются только при подаче синхронизирующего сигнала с выхода элемента I1 задержки на срабатывание. Срабатывание элемента 25 долговременной памяти обусловливает срабатывание соот.ветствующего исполнительного элемента 26. 1 ил.

Изобретение относится к электро., в частности к устройствам централизованной направленной защиты от зa ыкaIшя на землю в сети с изолированной или компенсированной нейтралью. Целью изобретения является noBbnnefme селективности и устойчивости функционирования устройства, При замыкании иа землю сигналы логической 1 появляются на выходе датчика 5 поврежденного присоединения и на выходе датчиков 6 остальных присоединений. Поскольку начальный знак переходного тока i в поврежденном

Изобретение относится к технике .релейной защиты электрических систем и предназначено для осуществления централизованной селективной защиты или сигнализации (защиты с действием на сигнал) замыканий на землю (КЗ) в сетях, работающих с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов.

Цель изобретения - повышение селективности и устойчивости функционирования .

На. чертеже представлена структурно-функциональная схема устройства.

Устройство содержит фильтры 1 тока нулевой последовательности (например, трансформаторы тока нулевой последовательности), установленные на п защищаемых присоединениях, выходы которых подключены к формирователям 2 сигналов тока, Казвдый из фррмирователей 2 включает в себя согласующий трансформатор 3 и фильтр низших .частот 4, датчики знака полуволн положительной 5 (датчик знака +) и отрицательной 6 (датчик знака -) полярностей. Датчики знака выполнены по схемам компараторов напряжения, на первые входы которых подается напряжение с выхода фильтра 4, а на вторые (управляющие) входы опорное напряжение Ug с выхода блока 7 автоматического изменения порога срабатьшания, задающее порог срабатывания .компараторов 5 и 6,

Блок 7 представляет собой управляемый источник опорного напряжения и , значение которого изменяется в

заданное .. число раз .при подаче на вход блока управляющего логического сигнала. К фильтру 8 напряжения нулевой последовательности подключен

пусковой орган 9 напряжения, включающий последовательно соединенные пороговый элемент 10 и элемент 11 задержки на срабатывание, и формирователь 12 сигналов опорного напряжения, содержащий согласующий трансформатор 13, фильтр 14 низших частот, блок 16 дифференцирования сигнала на выходе формирователя 12 сигналов опорного напряжения, формирующий

опорную величину, пропорциональную скорости нарастания (изменения) мгновенных значений напряжения нулевой последовательности в момент возникновения КЗ, и датчики 16 и 17 знака и - мгновенных значений

опорного напряжения, аналогичные датчикам знака 5 и 6. Пороги срабатывания датчиков 16 и 17 знака не изменяются, поэтому напряжение U на

их входы не подается.

Выходы датчиков 5 и 6 знака в цепях тока подключены к первым входам элементов И 18 и 19, к -вторым входам которых присоединены выходы датчиков 16 и 17 знака мгновенных значений опорного напряжения. Одновреме нно выходы всех датчиков знака мгновенных значений тока подключены к входам быстродействующего токового пускового органа 20, включающего элемент ИЖ 21 на два входа и элемент 22 задержки на возврат. Выходы элементов И 18 и 19 через элемент ИЛИ 23 подключены к записыва ющим входам элементов 24 оперативной памяти, выходы которых присоединены к эаписьгаающим входам элементов 25 долговременной памяти, а выходы последних - к исполни тел ьньтм. элементам 26. В качестве элементов оперативной и долговременной памяти в устройстве применены триггеры, управляемые синхронизируюпщми сигналами. В качестве исполнительных элементов 26 при действии защиты на сигнал могут быть использованы индификационные элементы, а гтри необходимости действия на отключение - реле , Выход быстродействующего токового пускового органа 20 подключен к входу блока 7 автоматического изменения порога срабатывания датчиков знака мгновенных значений тока и через элемент ИЛИ 27, второй вход которого присоединен к выходу порогового элемента 10 пускового органа напряжения, - к входам блока 28 автоматического стирания информации с элементов оперативной памяти и блока 29 синхронизации записи информации в элементы оперативной памяти. Блок о 28 представляет собой формирователь кратковременных стирающих импульсов по фронту входного сигнала, выход блока 28 подключен к стирающим входам элементов 24 оперативной памяти Блок 29 синхронизации содержит последовательно включенные элемент 30 задержки на срабатывание и формиров тель 31 кратковременного импульса по фронту входного сигнала, выход которого подкл очен к синхронизирующим входам элементов 24 оперативно памяти. Выход элемента 11 задержки пуско вого органа 9 напряжения подключен к входам Синхронизации записи информации в элементы 25 долговременной памяти. Контакт 32 (кнопки или реле), подключеьшый к стирающим входам «элементов долговременной памяти, служит для ручного или автома тического возврата в исходное состо ние (квитирования) элементов долговременной памяти и исполнительных элементов, Устройство работает следующим об разом. При отсутствии КЗ на защищаемых присоединениях пусковой орган 9 напряжения, быстррдействующий токовый пусковой орган 20, элементы 24 и 25 оперативной и долговременной памяти, исполнительные элементы 26, датчики 5 и 6 знаков мгновенных значений токов и датчики 16 и 17 знаков мгновенных значений опорного напряжения находятся в исходном состоянии, при котором сигналы на их выходах отсутствуют (соответствуют уровню логического О) При возникновении в сети КЗ броски переходных токов ip в присоединениях и появившееся напряжение U обуславливают появление-сигналов логической 1 на выходах датчиков 5, 6, 16 и 17 знака. Примем для определенности, что КЗ произошло на первом присоединении и что начальный знак переходного тока ig в первом присоединении положителеп. Тогда в начальный момент КЗ сигналы логической 1 появляются на выходе датчика 5 знака мгновен-ных значений + первого присоедине ния, датчиков 6 знака мгновенных значений тока - остальных присоединений. Поскольку начальный знак присоединении всегда совпадает с начальным знаком скорости нарастания 1 .iU, . то сигнал напряжения опое- dt логической 1 в начальный момент КЗ появляется также на выходе датчика 16 знака мгновенных значений опорного напряжения +. Появление сигнала логической 1 на выходе хотя бы одного из датчиков 5 или 6 знака обуславливает срабатьтание быстродействующего токового пускового органа 20 и появление сигнала логической 1 на его выходе. При подаче на вход блока 7 сигнала логической 1 напряжение па его выходе уменьшается, обеспечивая уменьшение порога срабатывания всех датчиков мгновенных значений тока. Уменьшение порога срабатывания в це.пях тока исключает возможность неправильных срабатываний защиты в случаях, когда крутизна переднего фронта сигнала на входах датчиков 5 и 6 знаков, подключенных к какому-либо неповрежденному присоединению,, в начальный момент КЗ оказывается больше, чем на входах датчиков 5 и 6 знака поврежденного присоединения (например, из-за различия характеристик ТТНП), и последние могут не успеть сработать дй подачи сиихрони-. зирующего сигнала, разрешающего з пись информации и элементы 24 onerративной памяти. Кратность изменени порога срабатьшания датчиков 5 и 6 знака мгновенных значений тока, задаваемая кратностью изменения напряжения UQJ, на вьпсоде блока 7, выби рается с учетом возможных различий и разбросов характеристик ТТНП и минимально возможных кратностей переходньк токов 1 в поврежденном и неповрежденных присоединениях. Уменьшение порога срабатывания датчиков 5 и 6 знака с помощью блока 7 при срабатывании хотя бы одного из них обеспечивает подачу синхронизирующего сигнала, разрешающего запись информации в элементы оперативной памяти; .только тогда, когда на выходе датчика(5 или 6) знака поврежденного присоединения сформировался сигнал логической 1. Для того, чтобы к моменту подачи указанного синхронизирующего сигнала был сформирован также и сигнал логической 1 на выходе датчиков 16 или 17 знака мгновенных значений частотные характеристики (амплитудные и фазовые) формирователя сигналов напряжения 12 и сигналов тока 2 в линейной части их проходньп-: харак теристик согласованы таким образом, чтобы при любых частоте и постоянной затухания переходного тока 1 и напряжения UQ обеспечить большие зна чения сигналов (напряжений) на выходах датчиков 16 и 17 знака, чем на выходах датчиков 5 и 6 знака, Так как оба сигнала логической 1 появляются в начальный момент КЗ только на входах элемента И 18 поврежденного присоединения, то и на выходах элементов ИЛИ 23 сигнал также появится только на поврежденном присоединении. Записи информации в элемент 24оперативной памяти предшествует стирание любой информа ции (записанной, например, от помех со всех элементов 24 кратковременцым сигналом, формируемым блоком 28 стирания при подаче на его вход через элемент ИЛИ 27 сигнала с выхо да быстродействующего токового пускового органа 20. Сигналом с выхода элемента ИЛИ 27 осуществляется также запуск блока 29 синхронизации на выходе которого, с задержкой, пре вышающей длительность стирающего 226 импульса на выходе блока 28, появляется кратков1эеменный синхронизиру.ющий импульс. Элемент 22 задержки на возврат обеспечивает / подачу синхронизирующего импульса только в начальный момент КЗ, когда начальные соотно- щения знаков переходных токов i.. опорной величины еще не нарущены, Для этого время возврата элемента 22 выбирается большим длительности полупериода, соответствующего минимально возможной частоте колебаний переходного 1ока i , и больше максимально большой задержки в появлении сигнала на выходе порогового элемента 10 пускового органа напряжения. Сигнал с выхода порогового элемента 10, подаваемый на второй вход элемента ИЛИ 27, обеспечивает возврат в«исходное;состояние блока 29 синхронизации только при исчезновен1 и напряжения (т.е. после ликвидации КЗ в сети), чем исключается возможность неправильных действий защиты при коммутационных переключениях в сети в условиях устойчивого замыкания. При подаче сигнала с выхода блока 29 на синхронизирующие входы элементов оперативной памяти разрешается запись информации от сигналов с выходов элементов ИЛИ 23. Поскольку в момент подачи синхронизирующего сигнала сигнал логической 1 будет на выходе элемента ИЛИ 23 только поврежденного присоединения, то и запись информации происходит только в элемент 24 оперативной памяти поврежденного присоединения. Передача информации из- элементов 24 оперативной памяти в соответствующие элементы 25 долговременной памяти разрешается только при подаче синхронизирующего сигнала с выхода элемента 11. Срабатывание элемента долговременной памяти обуславливает срабатывание соответствующего испол1-штельного элемента 26. Возврат исполнительных элементов и элементов долговременной памяти висходное состояние, осуществляется подачей кратСовременного стирающего иМпульса через контакт- 32 (кнопки при квитироваjiHH вручную или реле при автоматическом квитировании). Использование в предлагаемом устройстве сравнения знаков электрических величин непосредственно в переходном процессе в :сочетании с прак