Устройство для контроля токовых цепей дифференциальных защит Советский патент 1989 года по МПК H02H3/28 

плеч защиты. Тогда при Под, а напряжение на выходе сумматора 3 равно

U8MKc K Ј lit +iicjl.,

Причем переменная составляющая этого напряжения возрастает и отношение мгновенных максимальных и ми- нимальных значений его равно 2 (фиг. 3). Увеличение этого отношения в нормальном режиме является признаком неисправности токовых цепей защиты. Аналогичная картина наблюдаетс при других видах неисправности. При включении установки на короткое замыкание с- током повреждения меньше тока срабатывания блока 10 самоблокирования, а также при бросках тока намагничивания трансформатора ьли автотрансформатора напряжение ligb(X равно нулю, если нет неисправности токовых цепей, так как

HZjiJ-H lij.

a,t,c /ч«Л-с

Этим исключается срабатывание предлагаемого устройства при опробовании установки.

В случае виткового заикания в обмотке работающего трансформатора или автотрансформатора с малой кратностью тока повреждения ток поврежденной фазы, например А плеча защи- ты, можно представить в виде двух составляющих i .+i0j, где iaj TOK нагрузки поврежденной фазы A; iaj ток виткового замыкания.

Поскольку |iajl li , выражение

для напряжения UBWc при совпадающих по фазе токах примет следу- ющий вид:

ивмхс-к Z-Ilij.

К,Ъ,с jsf

При их несовпадении осциллограмма напряжения Uei,Rc имеет практически такой же вид, как и при регули- ровании коэффициента трансформации трансформатора (автотрансформатора). Поэтому при зитковых замыканиях ка выходе сумматора имеют место такие же по форме сигналы, что и в нормаль ном режиме.

С выхода сумматора 3 напряжение поступает на блок 4 выявления неисправности, который предназначен

5

ц} tS 20

25

30

5

0

5

.

для измерения переменной составляющей выходного напряжения сумматора. На инвертирующий вход компаратора I I блока 4 сигнал поступает через первую RC-цепь, которая имеет большую постоянную заряда конденсатора (порядка 80 мс). Постоянная разряда этого конденсатора мала (1-2 мс). На неинвертирующий вход компаратора 11 сигнал с гыхода сумматора 3 поступает через вторую RC-цепь, которая имеет мапук постоянную заряда конденсатора (- 2 мс Постоянная р зрида этого ков- деясзюра оп-./г- :,..ет ся нуч-пскй-да ЕХОДНЫМ сопротивлением компилятора И и составляет 25 мс. Настройка блока измерения выполняется таким образом, чтобы в нормальном режиме работы установки при отсутствии кеиспрг-- ности токовых цепей защиты напряжение на неинвертирующем входе компз- ратора 11 было на 15-20% меньше мгновенного значения напряжения на инвертирующем входе. При таком соотношении указанных напряжений компаратор 11 не срабатывает, а его отрицательный сигнал на выходе запирается диодом. Кроме того, с выхода блока 5 запрета подается положительное кзпряжение, превышающее напряжение с выхода сумматора 3, на иквертирующкй вход компаратора 11, что предотвращает срабатывание устройства при резких колебаниях нагрузки установки При неисправности токовых цепей защиты срабатывает пороговый орган .9 и блок 5 запрета снимает запрет на действие блока 4. В выходном сигнале сумматора 3 возрастает переменная составляющая. В течение первых 3-4 мс после появления неисправности мгновенные значения входных сигналов компаратора И уменьшаются, причем в большей степени на инвертирующем входе за счет малой постоянной времени разряда конденсатора его RC- цепи. В момент пересечения кривых этих сигналов, который наступает не более, чем через мс после появления неисправности, срабатывает компаратор И. Его выходной сигнал поступает на реагирующий орган 8, блок 7 индикации и базу транзистора 12. Реагирующий орган 8 блокирует защиту, исключая ее срабатывание., ь подает сигнал о неисправности. Блок 7 индикации определяет неисправную фазу. Транзистор 12 открывается и

5

ставит компаратор II на самоудержание в сработанном состоянии путем снижения потенциала инвертирующего входа до нуля,

После устранения неисправности токовых цепей пороговый орган 9 возвращается в исходное состояние. При этом на выходе.блока 6 возврата (при нажатии на кнопку) имеет место нулевой потенциал. Транзистор 12 закрывается и, дешунтируя инвертирующий вход компаратора П, возвращает его в исходное положение. Также возвращаются в исходное состояние ,-лок 7 индикации и реагирующий орган 8. Последний снимает сигнал запрета на действие защиты.

При вит новых замыканиях в обмотках iрансформатора или автотрансформа- , ра может сработать пороговый орган Р при этом блок запрета снимает за- siper на действие блока 4. Однако &ак показано выше) переменная составляющая на выходе сумматора 3 ос- .«.ется практически без изменения, по- лг-ону соотношение входных сигналов шипаратора 11 не отличается от нормального режима и устройство не сра-

Основное назначение блока 10 са- 40блокирования - ограничить диапазон токов, при которых предлагаемое устройство функционирует, величиной длительных нагрузочных токов. Это обеспечивает превосходство устройства перед контролируемой защитой по чувствительности и быстродействию, так как при выборе его параметров срабатывания не надо учитывать переходные процессы в первичной цепи и ТТ. На вход компаратора 26 блока 10 самоблокирования поступают через максиселектор сигналы от дифференциальных цепей всех фаз защиты, что обеспечивает работу блока при токах, превышающих его ток срабатывания, пр внутренних КЗ. Компаратор 26 срабатывает, если кратность тока повреждения превышает заданный уровень. Положительный сигнал с выхода компаратора 26 поступает на базу транзистора 27, Последний открывается.и, шунтируя неинвертирующий вход компаратора И, выводит из действия блок 2, Кро.. того, положительный сигнал с выхода компаратора 26 через диод поступает на инвертирующий вход компаратора И9 дополнительно блокируя

14

2994 6

блок 4. Это позволяет обеспечить правильную работу устройства при пере- ходе внешнего КЗ во внутреннее.

При внутренних несимметричных КЗ любого вида в режиме АПВ сборных шин, если ток КЗ меньше тока срабатывания, возможна неселективная работа устройства контроля токовых цепей.

10 Действительно, на выходе сумматора 3 при этом появляется переменный сигнал, обусловленный токами нагрузки (фчг. 4), что является признаком неисправности. Кроме того, срабатывает

15 пороговый орган 9, так как короткое замыкание является внутренним, н бло:, 5 запрета снимает положительный (блокирующий) сигнал с инвертирующего входа компаратора 11. Чтобы ис20 ключить неселективкую работу устройства в указанном режиме, на инвертирующий вход компаратора 11 подается положительный сигнал (+15 В) от устройства АПВ на время, достаточное

25 для работы защиты.

Таким образом, устройство для контроля токовых цепей дифференциальной защиты исключает ложные срабатывания защиты практически при любых не30 нсправностях токовых цепей, но ке

препятствует ее срабатыванию при внутренних КЗ, т.е. обладает высокой селективностью действия.

35

Формула изобретения

1. Устройство для контроля токовых цепей дифференциальных защит, содержащее два блока входных сигналов,

входа первого предназначены для подключения к входным токовым цепям контролируемой защиты, входы второго предназначены для подключения в дифференциальную цепь защиты, выходы

первого блока входных сигналов подключены к входам сумматора, выходы второго блока входных сигналов подключены к входам сумматора, входам блока самоблокирования и входам порогового органа, выходы последнего подключены к входам блока запрета и блока возврата, блок выявления неисправности, первый вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход - к

выходу блока запрета, третий и четвертый входы соединены с первым и вторым выходами блока самоблокирования соответственно, выход блока выявления неисправности соединен с входом реагирующего органа, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности

действия и упрощения устройства, четвертый вход блока выявления неисправности предназначен для подключения к выходу блока AIIB, блок выявления неисправности выполнен в виде компаратора и транзистора, причем инвертирующий вход компаратора является четвертым входом блока выявления неисправности, а неинвертирующий вход компаратора - третьим вхо- дом, третьи и четвертые входы блока выявления неисправности через первую и вторую RC-цепь подсоединены к первому входу блока выявления неисправности, выход компаратора является

выходом блока выявления неисправности и соединен через последовательно соединенные первый диод и резистор с базой транзистора, которая подключена к выходу блока возврата, эмиттер транзистора подключен к клемме для соединения с землей, а коллектор через второй диод - с инвертирующим входом компаратора и является вторым входом блока выявления ненс- гравности.

2. Устройство по п. S, отличающееся тем, что, с целью ускорения ликвидации повреждения, дополнительно введен блок индикации, входы которого подключены к выходам порогового органа, а выход - к входу реагирующего органа.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной защите. Цель изобретения - повышение селективности и упрощение устройства. Неисправности токовых цепей в дифференциальных защитах с током срабатывания меньше номинального вызывают их излишнее срабатывание. Указанная цель достигается тем, что сумматор 3 вырабатывает напряжение, пропорциональное сумме модулей дифференциальных токов всех фаз минус сумма модулей токов всех плеч защиты трех фаз. Выходное напряжение сумматора 3 в нагрузочном режиме содержит незначительную переменную составляющую. Появление значительной переменной составляющей является признаком неисправности токовых цепей, на которую реагирует блок выявления неисправности 4 и с помощью реагирующего органа 8 блокирует защиту. При этом блок индикации 7 фиксирует, в какой фазе произошла неисправность. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Vfotxc

Vfaxt

фиг. 2

фие.З

Гс

ъ

%/ло 6