Устройство для дифференциальной защиты с торможением Советский патент 1988 года по МПК H02H3/28 

/L

. У

(Л

О5 Од

ноотхп.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, может быть использовано для защиты шин электроустановок, генераторов, трансформаторов и другого электрооборудования.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для дифференциальной защиты с торможением; на фиг. 2 - зависимость относительного уровня высших гармоник от полной погрешности ТТ при внешнем и внутреннем КЗ.

Устройство содержит датчики тока, выполненные в виде трансформаторов тока (ТТ) 1, 2, 3, вторичные обмотки которых подключены к входам преобразователей 4-6 ток-напряжение, к выходам которых подключен формирователь дифференциального сигнала (ФДС) 7, состоящий из последовательно соединенных сумматора 8 и формирователя 9 модуля, формирователи 10-12 модулей тормозной цепи, к выходам которых подключен формирователь 13 тормозного сигнала (ФТС), выполненный в виде сумматора. К входу ФТС 13 подключен также выход инвертора 14, вход которого соединен через ключ 15 с выходом ФДС 7. К выходу сумматора 8 подключен блок 16 контроля формы дифференциального сигнала (БК.Ф), состоящий из последовательно соединенных фильтра 17 высоких частот, формирователя 18 модуля высоких частот суммы токов присоединений, блока 19 деления и порогового элемента 20, причем второй вход блока 19 деления соединен с выходом ФДС 7. Выход порогового элемента 20 подключен к управляющему входу ключа 15. Выход ФТС 13 соединен с тормозным входом реагирующего органа (РО) 21. На рабочий вход РО 21 подается сигнал с выхода ФДС 7, пропорциональный дифференциальному току. Блок 19 деления может быть выполнен, например, на логарифм аторах. Все формирователи модуля выполнены со сглаживанием.

Устройство работает следующим образом.

Токи плеч, снимаемые с вторичных обмоток ТТ 1 -3 одноименных фаз, преобразуются в пропорциональные им напряжения с помощью преобразователей 4-6 ток-напряжение. Посредством сумматора 8 суммируются мгновенные значения сигналов. Выпрямленная формироватачем 9 модуля сумма, пропорциональная дифференциальному току, подается на рабочий вход реагирующего органа 21 и действует в сторону срабатывания. Сигнал с выхода сумматора 8 подается также на вход блока 16 контроля формы дифференциального сигнала. Здесь с помощью фильтра 17 высоких частот выделяется сигнал, пропорциональный уровню высших гармоник и поступающий на первый вход бло5

ка 19 деления через формирователь 18 модуля. На второй вход блока 19 деления подается дифференциальный сигнал с выхода формирователя 7 дифференциального сигнала. Сигнал на выходе блока 19 деления про- порционален отношению уровня высших гармоник к дифференциальному сигналу и подается на вход порогового элемента 20. Сигнал на выходе порогового элемента 20 появляется при превышении входным сигна0 лом (относительный уровень высших гармоник) заданного уровня, что имеет место при КЗ вне защищаемой зоны. Сигналы с выходов преобразователей 4-6 ток-напряжение через формирователи 10-12 модуля тормозной цепи подаются на входы ФТС 13. На вход ФТС 13 через ключ 15 также подается проинвертированный инвертором 14 дифференциальный сигнал с выхода ФДС 7, пропорциональный геометрической сумме токов плеч. Таким образом, на выходе ФТС

0 13 формируется ТС, пропорциональный арифметической сумме или разности арифметической и геометрической сумм токов плеч (в зависимости от положения ключа 15), а подается на тормозной вход реагирующего ор5 гана 21.

В качестве сигнала, управляющего положением ключа 15, используется относительный уровень высших гармоник (ОУВГ) - отношение абсолютного уровня высших гармо0 ник к дифференциальному сигналу. Зависимости ОУВГ от полной погрешности ТТ при внутреннем (линия 22) и внешнем (линия 23) КЗ представлены на фиг. 2 для начального периода возникновения КЗ при постоянной времени первичной цепи 0,05 с. Вид этих

5 зависимостей достаточно стабилен, не зависит от кратности тока КЗ. Если принять некоторый уровень ОУВГ за пороговый (пунктирная линия на фиг. 2), появляется возможность идентифицировать место возник0 новения КЗ (внутри или вне защищаемой зоны) с точностью, достаточной для управления торможением. При внутреннем КЗ торможение является нежелательным. ТС, пропорциональный разности арифметической и геометрической сумм токов плеч, резко снижает торможение при внутренних и обеспечивает отстроенность при внешних КЗ, не сопровождающихся глубоким насыщением ТТ. Это соответствует области, расположенной ниже выбранного порогового уровня ОУВГ. При внешних КЗ, сопровождающихся большими погрешностями ITT (область выше порогового уровня), целесообразен переход на ТС, пропорциональный арифметической сумме токов плеч, обеспечиваюший отстроенность защиты в этом режиме, по5 скольку появляется возможность установить максимальный коэффициент торможения. Такое выполнение устройства для дифференциальной защиты с торможением позволяет

5

0

существенно повысить чувствительность защиты, в которой в зависимости от степени насыщения ТТ и места КЗ автоматически (за счет работы блока контроля формы дифференциального сигнала 16 и ключа 15) происходит выбор соответствующего ТС, подводимого к реагирующему органу 21.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты с торможением, содержащее датчики тока с выводами для подключения в первичную цепь присоединений защищаемого объекта, вторичные обмотки которых подключены через преобразователь тока в напряжение к входам сумматора и к входам формирователей модуля тормозного сигнала, выходы которых подключены к входам формирователя тормозного сигнала, выход которого соединен с первым входом реаги0

рующего органа, выход сумматора соединен с входом фильтра высоких частот и с входом формирователя модуля рабочего сигнала, выход которого соединен с вторым входом реагирующего органа, выход фильтра высоких частот соединен с входом блока формирования модуля высоких частот суммы токов присоединений, отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствител ьности, дополнительно введен блок деления, порого- выый элемент, ключ, инвертор, при этом первый вход блока деления соединен с выходом блока формирования модуля высоких частот суммы токов присоединений, а второй вход соединен с выходом блока формирования модуля рабочего сигнала, а выход через пороговый элемент соединен с управляющим входом ключа, выход блока формирования модуля рабочего сигнала через ключевой элемент и инвертор соединен с входом формирователя тормозного сигнала.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите. Целью изобретения является повышение чувствительности дифференциальных защит. Поставленная цель достигается тем, что в цепь торможения дифференциальной защиты дополнительно введен ключ 15, положение которого определяет режим торможения. Положением ключа 15 управляет блок 16 контроля формы. По величине относительного уровня высших гармоник - отношению абсолютного уровня высших гармоник к дифференциальному сигналу - определяется место короткого замыкания в защищаемой зоне или вне ее и в зависимости от него вводится положением ключа 15 торможение, достаточное для надежной работы или неработы защиты в возникшем режиме. 1 ил.

10 20 30 itO 50 60 70 80 фиг. 2

f%)