Устройство для дифференциальной защиты сборных шин Советский патент 1988 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к электро- |Технике и может быть использовано ля релейной защиты сборных шин электрических станщй и подстанций от коротких замыканий.

Цель изобретения - повьшение чувствительности устройства при перегруженных трансформаторах тока.

На фиг. 1 приведена принципиаль- |ная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства при внешнем (а) и внутреннем () коротких замыканиях.

Устройство содержит измерительные трансформаторы 1 тока (ТТ), устанавливаемые в фазах присоединений 2, отходящих от сборных шин 3, первый 4 и второй 5 токовые органы, генератор 6 высокой частоты и реле с быстрона- сьпцающимся трансформатором тока, на магнитоироводе 7 которого расположены рабочая 8 и вторичная 9 обмотки и короткозамкнутая обмотка из двух последовательно включенных полуобмоток 10 и 11. Исполнитеьный орган 12 подключен к вторичной обмотке 9. Первый 13 и второй 14 регулировочные резис- ;торы.включены соответственно параллельно исполнитeльнo fy органу 12 и в цепь короткозамкнутой обмотки. Параллельно полуобмотке 10 включен полупроводниковый ключ, вьшолненньм на ;основе мостового выпрямителя 15 с ти |ристором 16 в диагонали. Между управ 1ляющим выводом тиристора 16 и его |анодом включена цепь из последова- :тельно соединенных резистора 17 и замыкающего контакта 18 второго токово гЬ органа 5 с небольшой (2-3 мс) задержкой на возврат. Рабочая обмотка 8, первый токовый орган 4 и его замыкающий контакт 19 соединены последовательно и включены в дифференци- альную цепь соединенных по схеме на циркуляцию токов вторичных обмоток ТТ 1. Паралпельно замыкающему контакту 19 включена цепь из последовательно соединенных второго токового органа 5, размыкающего контакта 20 первого токового органа 4 и генератора высокой частоты.

На фиг. 2 показаны: 1„ - кривая тока в ди1;1)ференциальной цепи, i,

.. 55

состояние контактов 19 токового органа 4 (i,, О - контакты разомкнуты), i,a - состояние контактов 18 токово

5

0

5

о

0

5

5

0

5

16 i«

-кри-соего органа 5, ig - огибающая тока генератора высокой частоты 6, i вая тока через тиристор 16, тояние контактов исполнительного органа 12.

Работа предлагаемого устройства основана на различии значения внутреннего сопротивления источника, питающего дифференциальную цепь, при отсутствии насыщения и при насьпцении хотя бы одного из ТТ 1. Значение внутреннего сопротивления источника определяется при отсутствии принужденного тока в дифференциальной цепи по величине высокочастотного тока, создаваемого генератором 6 высокой частоты.

Устройство функционирует следующим образом.

При внешнем повреждении в бесто- ковузо паузу (интервал времени О - t,) токовый орган 4 находится в несра- ботанном состоянии, его контакты 19 разомкнуты, а 20 - замкнуты. В дифференциальной цепи под действием В4 генератора протекает ток, значение которого определяется внутренним сопротивлением источника (трансформаторов 1 тока), При насыщении одного из ТТ (момент t, ) сопротивление источника падает, что приводит к увеличению высокочастотного тока и срабатыванию токового органа 5, контакты 18 которого замыкаются, подготавливая цепь управления тиристора 16. После появле ния в дифференциальной цепи тока небаланса (момент t,) срабатывает токовый орган 4, размыкая контактом 20 цепь высокочастотного тока и замыкая контактом 19 дифференциальную цепь. Токовый орган 5 возвращается в исходное положение. При этом его контакт 18 в течение некоторого времени (2-3 мс) остается замкнутым. Одновременно с током в рабочей обмотке 8 появляется пропорциональный ему ток в короткозамкнутой обмотке, на последней наводится ЭДС, и благодаря замедлению на возврат контакта 18 открывается тиристор полупроводникового ключа. Тиристор открывается и шунтирует короткозам- кнутую обмотку, следовательно, двойная трансформация во вторичную обмотку 8 отсутствует и реле загруб- ляется.

При внутреннем повреждении обычно ТТ не насыщаются, так как выбираются по условияю 10% погрешности. Следорательно, бестоковые паузы отсутствуют, и токовый орган 4 постоянно находится в сработанном состоянии предотвращая протекание высокочастотного тока. Цепь открытия тиристора не собирается, тиристор закрыт, реле не загрубляется и надежно сраба тывает примерно в течение периода промьшшенной частоты. Ситуация не меняется при насыщении магнитопрово- дов одного или нескольких ТТ. Если все ТТ насьпдаются, возможна задержка при срабатывании защиты (следует иметь в виду, что токи ТТ при внутреннем повреждении имеют различные фазовые сдвига,что снижает вероятность их одновременного насыщения). К тому же открытие полупроводниково- го ключа только загрубляет . Поэтому при больш1те кратностях тока защита срабатывает с загрубленным дифференциальным репе.

Для предотвращения срабатывания токового органа 4 от протекания высокочастотного тока его чувствительность выбирается на порядок ниже чувствительности токового органа 5.

Таким образом, введением двух токовых органов и генератора высокой частоты обеспечивается возможность различать режимы внешнего и внутреннего повреждений, и путем загрубле- ния защиты при внешних повреждениях пвышается чувствительность защиты при внутренних повреждениях.

Формула изобретения

f

Устройство для дифференциальной защиты сборных шин, содержащее уста-5 0

5

0

0

навливаемые в фазах отходящих присоединений трансформаторы тока, вторичные обмотки которых включены по схеме на циркуляцию токов, реле с быст- ронасьщающимся трансформатором тока, на магнитопроводе которого расположены рабочая и вторичная обмотки и ко- роткозамкнутая обмотка из двух последовательно включенных полуобмоток, исполнительный орган, подключенный к вторичной обмотке, первый и второй регулировочные резисторы, включенные соответственно параллельно исполнительному органу в цепь короткозамк- нутой обмотки, и полупроводниковый ключ на основе мостового выпрямителя с тиристором в диагонали, при этом рабочая обмотка включена в дифференциальную цепь, образованную вторичными обмотками трансформаторов тока, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности устройства при перегруженных трансформаторах тока, в него дополнительно введены первый и второй токовые органы и генератор высокой частоты, при этом первый токовый орган и его замыкающий контакт включены в дифференциальную цепь последовательно с рабочей обмоткой, параллельно замыкающему контакту первого токового органа подключена цепь из последовательно соединенных размьжающего контакта первого токового органа, генератора высокой частоты и второго токового органа, замыкающий контакт которого и соединенный с ним.последовательно резистор включены между управляющим выводом и анодом тиристора полупроводникового ключа, который включен параллельно одной из полуобмоток короткозамкнутой обмотки.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите,, и может быть использовано для защиты сборных шин электрических станций и подстанций от коротких замыканий. Цель изобретения - повьппение чувствительности устройства при перегруженных трансформаторах тока (ТТ. Устройство содержит трансформаторы тока 1, первый 4 и второй 5 токовые органы, генератор высокой частоты 6, реле с быстронасьпдающимся трансформатором тока, исполнительный орган 12 и полупроводниковый ключ на основе мостового выпрямителя 15 с тиристором 16 в диагонали. При внешнем КЯ до насыщения трансформаторов тока 1 ток в дифференциальной цепи отсутствует,, а токовый орган 4 находится в несработанном состоянии. При этом генератор высокой частоты 6 подключен к дифференциальной цепи. В момент насыщения ТТ 1 резко снижается сопротивление источника, питающего дифференциальную цепь, что приводит к увеличению значения высокочастотного тока, создаваемого генератором высокой частоты 6, и срабатыван1по второго токового органа 5, замыкающий контакт 18 которого подготавливает цепь управления тиристора 16. При появлении тока небаланса в дифференциальной цепи срабатывает орган 4 и обрывает цепь высокочастотного тока, что приводит к возврату органа 5. Благодаря временной задержке на размыкание контактов 18 органа 5, тиристор 16 остается открытым, пгунтируя по.туобмотку 10 и загрубляя тем реле, Три внутренних КЗ бестоковые паузы в дифференциальном токе отсутствуют. Орган 4 находится в сработавшем состоянии, предотвращая загрубление защиты. 2 ил. ю (Л 00 ;о о OD 00 QO