Устройство для дифференциальной защиты с торможением Советский патент 1989 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и 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 - зависимости дифференциального сигнала и уровня высших гармоник от полной погрешности трансформаторов тока (ТТ).

Устройство содержит ТТ 1-3, вто- ричньге обмотки которых подключены к входам преобразователей 4-6 ток-на-, пряжение, к выходам которых подключены формирователь 7 дифференциального

сигнала, состоящий из последовательно соединенных сумматора 8 и формирователя 9 модуля, формирователи 1012модуля тормозной цепи, к выходам которых подключен формирователь 13 тормозного сигнала, выполненный в виде сумматора. К входу формирователя

13подключен также выход инвертора 14, вход которого соединен через ключ 15 с выходом 7. К выходу сумматора 8 подключен блок 16 контроля формы дифференциального сигнала, состоящий из последовательно -соединенных фильтра 17 высоких частот, формирователя 18 модуля и порогового элемента . 19, причем на вход порогового элемента 19 подается сигнал с выхода 7, а пороговым является сигнал с выхода формирователя 18 модуля. Выход порогоСд СО

СЛ

С5 СО.

3151

Boro элемента 19 подключен к управляющему входу ключа 15. Выход формирователя 13 соединен с тормозным входом реагирующего органа 20, на рабочий вход которого подается сигнал с выхода 7, пропорциональньш дифференциальному току (Ид).

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 сумма- тора 8 суммируются мгновенные значения сигналов. Выпрямленная формирователем 9 модуля сумма (пропорциональная дифференциальному току) подается на рабочий вход реагирующего органа 20 и действует в сторону срабатывания. Сигнал с выхода сумматора 8 подается также на вход блока 16. Здесь с помощью фильтра высоких частот выделяется сигнал, пропорциональный уров- ню высщих гармоник (G). Затем этот сигнал выпрямляется и умножается на постоянный коэффициент (а) в формирователе 18 модуля. Сигнал с выхода формирователя 18 модуля (а С, где ) используется в качестве переменного порогового уровня порогового элемента 19 и сравнивается в нем с дифференциальным сигналом (ид), поступающим на вход порогового элемен- та 19 с выхода 7. Сигнал на выходе порогового элемента 19 появляется при выполнении условия , что имеет место при КЗ .вне защищаемой зоны. Сигналы с выходов преобразова- телей 4-6 ток - напряжение через формирователи 10-12 модуля тормозной цепи подаются на входы формирователя 13 тормозного сигнала, на вход соторого через ключ 15 также подает- ся проинвертированный инвертором 14 дифференциальный сигнал, пропорциональный гометрической сумме токов плеч Таким образом, на выходе формирователя 13 формируется тормозной сигнал, пропо циональмый либо арифметической сумме, либо разности арифметической и геометрической сумм TOROB плеч (в зависимости от положения ключа 15), и подается на тормозной вход реаги- рующего органа 20, Тормозной сигнал пропорциональный разности арифметической и геометрической сумм токов плеч, при КЗ внутри защищаемой зоны

резко уменьшается, так как в этом случае дифференциальнь й сигнал (геометрическая сумма) имеет высокий уровень. Однако рассмотренное торможение в случае внешнего КЗ способно обеспечить отстроенность защиты лишь при небольщих уровнях погрешности ТТ. Поэтому при работе ТТ со значительными погрешностями целесообразно применить тормозной сигнал, пропорциональный арифметической сумме токов плеч. Он обеспечивает отстроенность защиты при внешних КЗ, но сохраняется и при внутренних КЗ, что является нежелательным, поскольку снижает чувствительность защиты. Такое торможение должно работать лишь для отстройки от внешних КЗ.

Переход с одного вида торможения на другой производится следующим образом.

Для формирования управляющего сиг- перехода используется переменный пороговый уровень, равный а G. Зависимости II и G (средневыпрямлен- ные значения) от полной погрешности () ТТ и при внешнем и внутреннем КЗ представлены на фиг.2. Линии а и S иллюстрируют изменение дифференциального сигнала (при внешнем и внутреннем КЗ соответственно). Зависимости уровня высших гармоник F () при внешнем и внутреннем КЗ практически совпадают и на фиг.2 показаны одной линией & . Линия г соответствует зависимости a G () и представляет собой переменный пороговый уровень, так как расположена между линиями а и 5 (при градуировке оси-ординат фиг.2 за базис принято напряжение, соответствующее номинальному току защищаемого объекта, цифры соответствуют кратности тока КЗ 1,0, при других кратностях взаимное расположение линий не меняется). Таким образом, появляется возможность идентифицировать место возникновения КЗ (внутри или вне защищаемой зоны} в широком диапазоне возможных погрешностей ТТ с точностью, достаточной для управления торможением. При внутреннем КЗ торможение является нежелательным. Тормозной сигнал, пропорциональный разности арифметической и геометрической сумм токов плеч, резко снижает торможение при внутреннем КЗ. Это соответствует области, расположенной выше порогового уровня (U.aG). При внешних КЗ - область ниже порогового () - целесообразен переход на торможение арифметической суммой токов плеч, обеспечивающих надежную отстроенность защиты в этом режиме, поскольку появляется возможность установить максимальный коэффициент торможения, Такое выполнение устройства для дифферен- циальной защиты с торможением позволяет устранить противоречивость в обеспечении селективности и чувствительности, дает возможность существенно повысить чувствительность защиты, в которой в зависимости от степени насыщения ТТ и места КЗ автоматически (за счет работы блока 16 контроля формы дифференциального сигнала и ключа 15) происходит выбор соответствую- щего тормозного сигнала, подводимого к реагирующему органу 20. Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты с торможением, содержащее датчики тока, предназначенные для установки по концам защищаемого объекта, вторичные обмотки которых через

Q 5 0

5

преобразоватапн ток - напряжение подключены к входам блока формирования дифференциального сигнала и через формирователи модулей тормозной це пи - к входам блока формирования тормозного сигнала, первый выход блока , формирования дифференциального сигнала соединен с первым входом блока контроля формы дифференциального сигнала, а его второй выход - с рабочим входом peaгиpyюп eгo органа, выход которого является выходом устройства, выход блока контроля формы дифференциального сигнала соединен с управляющим входом ключевого элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, дополнительно введен инвертор, к второму выходу блока формирования дифференциального сигнала подключен . управляющий вход блока контроля формы дифференциального сигнала и через ключевой элемент - вход инвертора., выход которого подключен к дополнительному входу блока формирования тормозного сигнала, выход которого соединен с тормозным входом реагирующего органа.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для релейной защиты генераторов, шин, трансформаторов. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве используются два вида торможения: при внешних повреждениях - торможение арифметической суммой токов плеч, при внутренних и при внешних с малой кратностью протекающих токов - торможение арифметической разностью и геометрической суммой токов плеч. Переход с одного вида торможения на другой осуществляется автоматически в зависимости от уровня сигнала внешних гармоник на управляющем входе порогового элемента и уровня сигнала дифференциального тока на входе порогового элемента. 2 ил.

Наоткл,

фиг.1

u,(.

0.6.

0.9

/

г

0.5

0,3

о20W60

иг.2

/

N

80