Устройство для дифференциальной токовой защиты электроустановки Советский патент 1987 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к области релейной защиты и может быть использовано в качестве дифференциальной защиты сборных шин, синхронных машин, а также трансформаторов блоков генератор-трансформатор.:

Целью изобретения является повышение чувствительности дифференциальной токовой защиты при перегруженных измерительных трансформаторах тока.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройстваj на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы.

10

где i(t), inCt), венно ток в дифференци значение его первой и водной.

Устройство работает разом.

При внутреннем повр ренциальный ток являет насыщения tj (фиг. 2) функцией. Учитывая, чт

sign sin(ujt+« ) -sign

f5 И до момента перехода

поясняющие работу устройства соответ- fTOKa ig(t) через нуль

ственно при внутреннем и внешнем повреждениях.

Устройство для дифференциальной токовой защиты электроустановки 1 со- 20 держит устанавливаемые в фазах отходящих от электроустановки 1 присоединений 2 измерительные трансформаторы 3 тока, вторичные обмотки которых соединены по схеме на циркуляцию то- 25 ков. В дифференциальную цепь вторичных обмоток измерительных трансформаторов 3 тока (ИТТ) включена первичная обмотка 4 промежуточного трансформатора, тока (ПТТ), вторичная обмотка ЗО которого нагружена на резистор (непока- .зан). К выходу ПТТ 4 подключены входы первого двуполярного формирователя 5 прямоугольных импульсов и первого

sign

d sin(wt-b/) 1

dt

sig

знаки сигналов на всех логического элемента И чта приводит к появлен его выходе и к срабаты нительного элемента 12 го сигнал на отключени новки 1. Время срабаты ства составляет порядк этому насьпцения ИТТ не казу в работе.

При внешнем поврежд ференциальной цепи поя после насыщения трансф поврежденного присоеди ставляет собой разност

дифференцирующего звена 6, выход ко- 5соидальной и экспоненциальной функ- ,

торого соединен с входами вторых дву-циями. Учитывая, что в режиме насыполярного формирователя 7 прямоуголь-щения трансформатора тока 1/Та и

ных импульсов и дифференцирующегознак первой л второй производных дифзвена 8. К выходу последнего подклю-ференциального тока будет определятьчен вход третьего двуполярного форми- 40 знаком производной экспоненциальрователя 9 прямоугольных импульсов,ной функции, для которой справедливо

выход которого соединен с входом ин-равенство вертора 10. Первый, второй и третий входы логического элемента И 11 сое-,

динены с выходами соответственно пер- sign(а °)sign( -j. )

вого 5 и второго 7 формирователей и инвертора 10. Выход логического эле- , мента И 11 подключен к входу исполнительного элемента 12, формирующего

к первому и третьему входам элемента И 11 в первьй момент времени будут приложены сигналы противоположной полярности, что в соответствии с условием (1) предотвращает срабатывание устройства. Из-за быстрого затухания экспоненциальной составляющей спадение дифференциального тока происходит по синусоидальному закону, (фиг. 3). Для предотвращения срабасигнал на отключение электроустановки 1.

. Условием срабатывания устройства является совпадение знаков дифференциального тока, его первой и отрицательной второй производных, т.е.

к первому и третьему входам элемента И 11 в первьй момент времени будут приложены сигналы противоположной полярности, что в соответствии с условием (1) предотвращает срабатывание устройства. Из-за быстрого затухания экспоненциальной составляющей спадение дифференциального тока происходит по синусоидальному закону (фиг. 3). Для предотвращения срабаsign i-(t)J i(t) -sign i a(t)J , тывания устройства в этом случае

(1) используется сигнал, пропорциональ

где i(t), inCt), ) соответственно ток в дифференциальной цепи и значение его первой и второй производной.

Устройство работает следующим образом.

При внутреннем повреждении дифференциальный ток является до момента насыщения tj (фиг. 2) синусоидальной функцией. Учитывая, что

d sinCwt+y) 1

sign sin(ujt+« ) -sign

dt2

f5 И до момента перехода производной

sign

d sin(wt-b/) 1

dt

(wt+c/)J ,

знаки сигналов на всех трех входах логического элемента И 11 совпадают, чта приводит к появлению сигнала на его выходе и к срабатыванию исполнительного элемента 12, формирующего сигнал на отключение электроустановки 1. Время срабатывания устройства составляет порядка 8-10 не, поэтому насьпцения ИТТ не приводят к отказу в работе.

При внешнем повреждении ток в дифференциальной цепи появляется только после насыщения трансформатора тока поврежденного присоединения к представляет собой разность между сину50

55

к первому и третьему входам элемента И 11 в первьй момент времени будут приложены сигналы противоположной полярности, что в соответствии с условием (1) предотвращает срабатывание устройства. Из-за быстрого затухания экспоненциальной составляющей спадение дифференциального тока происходит по синусоидальному закону, (фиг. 3). Для предотвращения сраба тывания устройства в этом случае

ный первой производной дифференциального тока.

Таким образом, введением BTolporo дифференцирующего звена, трех дву- полярных формирователей прямоугольных импульсов И инвертора обеспечивается повышение чувствительности устройства при перегруженных измерительных трансформаторах тока за счет исключения влияния насьщения трансформаторов тока на функционирование устройства.

Формула из обретения

Устройство для дифференциальной токовой защиты электроустановки, содержащее устанавливаемые в фазах отходящих от электроустановки присоеди- нений измерительные трансформаторы тока, соединенные вторичными обмотками по схеме на циркуляцию токов, в дифференциальную цепь которой вклю- чена первичная обмотка промежуточно- го трансформатора тока, вторичная обмотка последнего нагружена на резис9 i/e. /

тор, первое дифференцирующее звено, вход которого подключен к вторичной обмотке промежуточного трансформатора тока, и логический элемент И, выход которого п одключен к входу исполнительного органа, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности при перегруженных измерительных трансформаторах тока, дополнительно введены второе дифференцирующее звено, первый, второй и третий двуполярные формирователи прямоугольных импульсов, входы которых подключены к -выходам соответственно промежуточного трансформатора тока и первого и второго дифференцирующих звеньев, и инвертор, вход которого соединен с выходом третьего двуполярного формирователя прямоугольных импульсов, при этом первый, второй и третий входы эле- MeHTk И соединены с выходами соответственно первого и второго дну- полярных формирователей прямоугольных импульсов и инвертора, выход первого и вход второго дифференцирующих звеньев объединены.

щи г. г

(риг.з

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве дифференциальной токовой защиты электроустановок, в частности сборных шин, синхронных машин, а также трансформаторов блоков генератор- трансформатор. Цель изобретения - по- вьш1ение чувствительности защиты при перегруженных измерительных трансформаторах тока. Сигнал с выхода нагруженного на резистор промежуточного трансформатора тока, включенного в дифференциальную цепь, образованную соединенными по схеме на циркуляцию токов вторичными обмотками измерительных трансформаторов тока, поступает на входы первого, второго и третьего вновь введенных дву- полярных формирователей прямоугольных импульсов соответственно непосредственно, через первое дифференцирующее звено и первое и вновь введенное второе дифференцирующие звенья. Сигналы с выходов первого и второго и инвертированный сигнал с выхода третьего двуполярных формирователей прямоугольных импульсов поступают на входы логического элемента И,сигнал с выхода которого подается на вход исполнительного элемента. Совпадение знаков дифференциального тока, первой и второй его производных при внутреннем повреждении является условием отключения электроустановки. 3 ил. Ф (Л САЭ СП О Ч СО

Составитель В.Онучин Редактор С.Пекарь ТехредМ.Моргентал Корректор С,Шекмар

Заказ 5291/52 Тираж 618Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужх ород, ул. Проектная, 4