Устройство для дифференциальной токовой защиты трехфазной электроустановки высокого напряжения с выводами на двух ее сторонах Советский патент 1988 года по МПК H02H3/28 

-, W

О5

00

-

Изобретение относится к области релейной защиты энергосистем и может быть использовано для защиты от КЗ синхронных генераторов, а также линий высокого напряжения без ответвлений. Изобретение позволяет повысить надежность функционирования защиты благодаря улучшению помехоустойчивости устройства. В рабочих режимах, а также в режимах КЗ вне зоны дифференциальной токовой защиты сигналы из- мерительной информации, передаваемые по волоконно-оптическим кабелям, совпадают во времени, так как фазы и модули токов по концам защищаемой зоны равны и реагирующий орган не срабатывает. В случае появления КЗ в зоне равенство комплексных токов по концам защищаемой зоны нарушается и на выходе появляются сигналы. В случае обрыва одного из волоконно-оптических каналов элемент исключающее ИЛИ и третье реле длительности импульса сработают под действием импульса измерительной информации, однако защита в целом на отключение не подействует благодаря срабатыванию таймера в контролирующем органе оборванного канала и действию элемента задержки на один такт в реагирующем органе защиты. 5 ил. G € (Я

qjus.i

Изобретение относится к релейной защите энергосистем и может быть использовано для защиты от КЗ синхронных генераторов, а также линий высокого напряжения без ответвлений.

Целью изобретения является повыщение надежности функционирования путем улучшения помехоустойчивости.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для дифференциальной то- новой защиты; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства для случая КЗ вне зоны защиты; на фиг. 3 - то же, для случая КЗ в зоне при одностороннем питании; на фиг. 4 - то же, при нормальном режиме и обрыве одного из каналов; на фиг. 5 - то же, для случая КЗ в зоне при двухстороннем питании.

Устройство для дифференциальной токовой защиты, например, синхронного генера- тора 1 состоит из трех однофазных первичных измерительных преобразователей 2 и 3 тока с одной и другой стороны защищаемого объекта, комбинированных фильтров 4 и 5 симметричных составляющих ана- лого-дискретных преобразователей 6 и 7 соот- ветственно, электронно-оптических преобразователей 8 и 9, волоконно-оптических кабелей 10 и 11, оптико-электронных преобразователей 12 и 13, блоков 14 и 15 ограничения длительности импульсов, реагирующего блока 16, содержащего элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17, трехвходовый конъюнк- тор 18, блок 19 сравнения, элемент 20 задержки и элемент И 21, двух контролирующих блоков 22, 23, содержащих блоки 24 и 25 дифференцирования и блоки 26 и 27 за- держки, элементов НЕ 28-29, логических элемента ИЛИ 30 и исполнительного органа 31.

Измеряемые токи получают от однофазных трансформаторов 2 и 3 тока с помощью комбинированных фильтров 4 и 5 симмет- ричных составляющих, имеющих соотноще- ние IA : IB : 1о 2 : 1 : 3, где IA и 1в - фазные токи, а 1о - ток нулевой последовательности. Величины, пропорциональные току, подают на аналого-дискретный преобразователь 6 или 7 с каждой стороны защищаемого объекта, где они интегрируются и преобразуются в одноимпульсные сигналы длительностью т (фиг. 2 в-г; фиг. 3 в; фиг. 5 в-г), которые несут информацию о комплексном Действующем значении первичного тока, а длительности измеряются в конечных пределах, с тем чтобы току меньще нижнего предела соответствовала постоянная длительность сигнала То. Таким образом, даже при Ii О длительности сигналов не равны нулю (фиг. 3 г), что используется для конт- роля исправности линии связи, по которой передаются сигналы с частотой, равной частоте первичного тока, пройдя предварительную обработку в электронно-оптическом преобразователе (8 или 9). После прохождения через волоконно-оптический кабель 10, 11 сигналы обрабатываются в оптико-электронном преобразователе (12 или 13) и принимают вид сигналов, аналогичных выходным сигналам аналого-дискретных преобразователей 6, 7, в случае целостности канала связи (фиг. 2 в-г, фиг. 3 в-г, фиг. 4г, фиг. 5 в-г), а при обрыве имеют нулевой уровень (фиг. 4 в с второго периода). Выходы оптико-электронных преобразователей 12, 13 соединены с блоками 14, 15 ограничения длительности импульса соответственно, каждый из которых срабатывает через время 0,9То с момента появления входного импульса (фиг. 2 д-е - фиг. 5 д-е). Дифференцирующий элемент (24, 25) формирует по фронту из полученного импульса сигнал для сброса элемента 26, 27 задержки. Только при отсутствии этого сигнала, например при обрыве канала 10 связи, элемент 26 задержки через- 25 мс формирует выходной сигнал (фиг. 4ж), который через элемент ИЛИ 30 (фиг. 4л) подключен к цепям сигнализации неисправности. Сигналы с выходов блоков 14, 15 ограничения длительности импульса поступают на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17, где они вычитаются (фиг. 2ж; фиг. Зж; фиг. 4 и; фиг. 5ж) и подаются на первый вход трехвходово- го первого элемента И 18. Два других его входа через элементы НЕ 28, 29 соединены с выходами соответствующих элементов 26, 27 задержки. При исправной линии связи, например 11, на выходе элемента 27 задержки непрерывно существует разрещающий нулевой сигнал, который разрещает срабатывание защиты на отключение защищаемого элемента (фиг. 4з). В случае повреждения канала связи, например 10, сигнал на входе элемента 26 задержки пропадает и через 25 мс на его выходе появляется единичный сигнал (фиг. 4ж) блокировки срабатывания, защиты.

При появлении сигналов Ат на выходе трехвходового элемента И 18 элемент 19 сравнения срабатывает и формирует сигнал, если Ат Ат: (фиг. Зз, фиг. 4м, фиг. 5з). При этом через элемент 20 задержки на один период дискретизации и второй элемент И 21 он формирует выходной сигнал защиты с задержкой на один период (фиг. Зк, 5к).

В условиях отсутствия повреждения в зоне защиты первичные токи обоих аналого-дискретных преобразователей 6, 7 равны по модулям и аргументам, но из-за неодинаковых токовых и угловых погрешностей одного и другого аналого-дискретных преобразователей их сигналы могут не совпадать во времени, как показано на фиг. 26-г. Из-за этого одной совокупности сигналов , аналого-дискретных преобразователей 6, 7 будут соответствовать два сигнала на выходе

элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 (фиг. 2ж). От длительности каждого из этих сигналов элемент 19 сравнения отстроен. В результате при отсутствии КЗ в зоне защита не срабатывает (фиг. 2, 4).

Надежность функционирования, таким образом, достигается за счет представления информации в дискретной форме, что снижает влияние помех, так как исключается измерение амплитуды импульса, и упрощает

ния к цепям сигнализации защиты, и исполнительный орган, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения электроустановки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем улучщения помехоустойчивости дополнительно введены два блока ограничения длительности импульса, два блока контроля, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных дифференконструкцию устройства. В результате обес- Ю цирующего элемента и элемента задержки

печивается достижение поставленной цели.

Формула изобретения

два элемента НЕ, реагирующий блок, выполненный в виде последовательно соединенных элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первого элемента И, элемента сравнения, третьего

Устройство для дифференциальной токо- 5 элемента задержки и второго элемента И,

вой защиты трехфазной электроустановки высокого напряжения с выводами на двух ее сторонах, содержащее измерительные преобразователи тока, входные выводы каждого из которых предназначены для подключения в каждую фазу на каждой из двух сторон защищаемой электроустановки, к выходным выводам измерительных преобразователей тока каждой из двух сторон подключены последовательно соединенные фильтр симметричных составляющих, анало- го-дискретный преобразователь, электронно- оптический преобразователь, волоконно-оптический кабель и оптико-электронный преобразователь, а также элемент ИЛИ, выход которого предназначен для подключе20

25

второй вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а его выход является выходом реагирующего блока, при этом входы первого и второго блоков ограничения длительности импульса подключены к выходу соответствующего оптико-электронного преобразователя, а выходы - к входам соответственно первого и второго дифференцирующих элементов и также соответственно к первому и второму входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого и второго элементов задержки подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ и через первый и второй элементы НЕ - соответственно к второму и третьему входам первого элемента И.

а

ния к цепям сигнализации защиты, и исполнительный орган, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения электроустановки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем улучщения помехоустойчивости, дополнительно введены два блока ограничения длительности импульса, два блока контроля, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных дифференцирующего элемента и элемента задержки

два элемента НЕ, реагирующий блок, выполненный в виде последовательно соединенных элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первого элемента И, элемента сравнения, третьего

элемента задержки и второго элемента И,

0

5

второй вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а его выход является выходом реагирующего блока, при этом входы первого и второго блоков ограничения длительности импульса подключены к выходу соответствующего оптико-электронного преобразователя, а выходы - к входам соответственно первого и второго дифференцирующих элементов и также соответственно к первому и второму входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого и второго элементов задержки подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ и через первый и второй элементы НЕ - соответственно к второму и третьему входам первого элемента И.

(риг. 2