Устройство блокировки дифференциальной защиты генератора автономной энергосистемы при повреждениях соединительных проводов Советский патент 1988 года по МПК H02H3/28 

4

О СО

чаЛ.

СО 4

Фиг.-l

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите автономных энергосистем, и может быть использовано совместно с дифференциальными защитами генераторов и сборных щин. ; Целью изобретения является повыщение быстродействия и упрощение устройства блокировки дифференциальной защиты при по- :вреждениях соединительных проводов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы работы устройства при повреждениях соединительных проводов; на фиг. 3 - то же, при трехфазном коротком замыкании в зоне |защиты.

Устройство содержит датчики 1-6 тока, установленные в фазах защищаемого генератора со стороны выводов и нейтрали, про- межуточные трансформаторы 7-12 напря- :жения, первичные обмотки которых подключены к соответствующим вторичны.м обмот- 1 кам датчиков тока, а вторичные обмотки под- |ключены к входу сумматора 13. К выходу I сумматора подключен выпрямитель 14, к : выходу которого подключен одним из выводом резистора 15 и вход инвертора 16, выход которого подключен к входу амплитудного детектора 17, выход которого под- i ключен к второму выводу резистора 15 и I к входу компаратора 18. К выходу компара- i тора 18 подключена цепь из последовательно-соединенных элемента 19 В1)1держки времени, расширителя 20 импульсов и испол- ; нительного органа 21.

I Устройство работает следующим обра- 1 зом.

I В нормальном режиме (устройство нахо- I дится в статическом состоянии) по первич- 1 ным обмоткам датчиков 1-6 тока протека- 1 ет ток нагрузки генератора. При этом на вход сумматора 13 поступают напряжения I с вторичных обмоток промежуточных транс- i фор.маторОБ 7-12 одинаковой амплитуды и 1 сдвинутые друг относительно друга на I 120°. На выходе сумматора 13 имеется лищь небольщое напряжение небаланса, которое далее выпрямляется выпрямителем 14 и поступает на вход компаратора 18. Порог срабатывания компаратора больще напряжения небеланса и вследствие этого па выходе компаратора 18, элемента 19 выдержки времени, расщирителя 20 импульсов и исполнительного органа 21 сигнал равен «О.

Повреждение соединительных проводов (обрыв одного из проводов или короткое замыкание одного из проводов на корпус) приводит к исчезновению сигнала, поступающего от одного из датчиков тока на вход сумматора 13. Вследствие этого на выходе сумматора 13 появляется сигнал, как показано на фиг. 3 в предположении, что повреждение произошло в момент, когда сумма оставшихся сигналов начинается с нуля.

Выпрямитель 14 выпрямляет этот сигнал и далее через резистор 15 он поступает на вход компаратора 18. Одновременно по параллельной цепи сигнал с выхода выпрямителя 14 поступает на вход инвертора 16, инвертируется и подается на вход амплитудного детектора 17. Коэффициент передачи инвертора принимается равным примерно 0,3. Амплитудный детектор осуществляет сглаживание сигнала, причем значения сглаженного сигнала имеют малые пульсации и близки к амплитуде сигнала на выходе инвертора. Сложение двух разнополярных сигналов на входе компаратора 18 приводит к уменьщению сигнала на его входе. По5 скольку уровень отрицательного сигнала составляет около 0,3 от амплитуды положительного, длительность импульсов на выходе компаратора 18 составляет около 8 мс. Время задержки срабатывания элемента 19 выдержки времени принято 6 мс. Вследствие этого на выходе элемента 19 выдержки времени появляется сигнал прямоугольной формы с длительностью около 2 мс. На выходе расширителя 20 импульсов появляется сплошной сигнал, равный «1, и исполнительный

5 орган 21 сработает. При этом обеспечивается надежная блокировка дифференциальной защиты генератора, имеющей минимальное время срабатывания около 10 мс.

При трехфазном коротком замыкании в зоне дифференциальной защиты апериодическая составляющая первичного тока в одной из фаз может быть значительно больше, чем в других фазах (фиг. 3). В этой фазе датчик тока насыщается и работает с большой погрешностью, что вызывает появг ление напряжения Ь на выходе суммато- ра 13.

Поскольку датчики тока имеют зазоры в магнитопроводе и являются дифференцирующими элементами, напряжение на их выводах, а следовательно и напряжение U

не содержит апериодической составляющей. Длительность импульсов напряжения U уменьшается с ростом уровня замера. Напряжение Ut выпрямляется выпрямителем 14 и через резистор 15 подается на вход ком5 паратора 18. Инвертор 16 изменяет полярность выпрямленного напряжения на противоположную и уменьшает значения напряжения примерно в 3 раза. Амплитудный детектор 17 сглаживает напряжение на уровне, близком к амплитуде импульсов на выходе

0 инвертора 16. На входе компаратора 18 положительное импульсное и отрицательное сглаженное напряжения суммируются, в результате чего на выходе компаратора между импульсами появляется пауза, а длительс ность самих импульсов не превышает 5 мс. Элемент 19 выдержки времени имеет задержку 6 мс и не успевает сработать за время 5 мс, а пауза между импульсами доста0

точна для полного сброса энергии, которая накапливается в элементе выдержки времени за 5 МО. Поэтому и при воздействии второго импульса с длительностью 5 мс элемент 19 выдержки времени не срабатывает. Сигналы на выходах расширителя 20 импульсов и исполнительного органа 21 остаются равными «О.

Устройство имеет ток срабатывания 0,4 IH, что позволяет дифференциальную защиту генератора выполнить с током срабатывания 0,5 1„. При этом обеспечивается высокая надежность дифференциальной защиты генератора, поскольку она не имеет ложного срабатывания как при обрыве, так и при замыкании любого из соединительных проводов на корпус.

Формула изобретения Устройство блокировки дифференциальной защиты генератора автономной энерго0

системы при повреждениях соедините;1ып 1 проводов, содержащее датчики тока каждой фазы со стороны линейного вывода и нейтрали генератора с вы.чодом по напряжению, промежуточные трансформаторы напряжения, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего датчика тока, а выходы подключены к входам сумматора, к выходу которого подключены последовательно соединенные выпрямитель, резистор, компаратор, элемент выдержки времени, расширитель импульсов и выходной орган, отли- чающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия и упрощения, дополнительно введены последовательно соединенные инвертор и амплитудный детектор, причем вход инвертора подключен к выходу выпрямителя, а выход амплитудного детектора подключен к входу компаратора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитам генераторов. Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства. Устройство содержит инвертор 16, амплитудный детектор 17, подключенные к выпрямителю 14 и компаратору 18. Ири повреждении соединительных проводов с выпрямителя 14 на вход инвертора 16 поступает сигнал. Проинвёр- тируемый сигнал поступает на вход амплитудного детектора 17, который осуществляет сглаживание сигнала. На выходе элемента выдержки времени 19 появляется сигнал прямоугольной формы. На выходе расширителя импульсов 20 появляется сплошной сигнал, равный «единице, и исполнительный орган 21 срабатывает. 3 ил. S (Л

дуиг.г

//