Устройство для защиты реактора статического тиристорного компенсатора Советский патент 1989 года по МПК H02H7/22 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты реакторов, устанавливаемых в установках тиристорных статических компенсаторов (СТК) для регулирования реактивной мощности в сетях 35- 1150 кВ, от всех видов внутренних повреждентда. ,

Цель изобретения - повышение чувствительности защиты реактора СТК,

Схема устройства приведена на на фиг„2 и 3 - эпюры,поясняющие его работу„

Устройство содержит дат.чик 1 тока (трансформатор тока) в цепи защищаемого реактора 2, подключенного к нейтрали через тиристорный ключ 3, а к сети 4 - через выключатель Ь, датчик 6 и 7 напряжения (трансформаторы напряжения), дифференциальный усилитель 8, нуль-орган 9, первый, второй и третий интеграторы 10 - 12, блок деления 13 с двумя рабочими и одним уп- равляющим входамИ} компаратор 14, пер вый элемент 15 времени с задержкой на срабатывание, элемент 16 времени с задержкой на возврат, второй элемент 17 времени с задержкой на срабйтывание и исполнительный элемент 8.

(.-r.-.-i.

€-П KJ Q/S ,

Датчик тока и датчики 6 и 7 йа- пряження служат для согласования уроней первичных и вторичных сигналов,

Дифференцистльный усшштель 8 фор- мирует напряжение, пропорциональное разности напряжений на вводах реактора 2, ,

Р1уль-орган 9 формирует выходной сигнал высокого уровня при наличии на входе ненулевого сигнала и выходной сигнал низкого уровня при нулевом сигнале - на входе Интеграторы 10 - 12 с рабочим и управляющим входами формируют на выхода напряже- ние, пропорциональное интегралу сигнала, поступающего на рабочий вход, при наличии на управляющем входе сигнала высокого уровня. Прл поступлении на управляющий вход интеграторов сигнала низкого уровня происходит установление выходного напряжения на

ноль о I

Блок 13 деления формирует на вы- ходе напряжение, пропорциональное отношению мгновенных значений сигналов, поступающих на его ра.бочие входы, если на управляющем входе присутствует сигнал высокого уровня. При поступлении на управляющий вход 13 сигнала низкого уровня на его выходе также устанавливается сигнал низкого уровня.

Компаратор 14 вьтолнен с двухпо- лярным порогом и формирует на выходе сигнал высокого уровня в интервале I превышения входным сигналом уста- ; новленного порога. Элемент 15 вре- : меня с задержкой на срабатьшание слу ; жит ДЛЯ задержки переднего фронта : входного сигнала на время t 1 мс ; для исключения влияния импульсных по ; мех о

; Элемент времени 16 с задержкой на возврат осуществляет расширение сигнала по за днему фронту на время t л 10 MCj т,е„ до поступления сигнала срабатывания в следующем полупериоде Второй элемент 17 времени служит для предотвращения ложных срабатываний : под действием переходных процессов в элементах схемы. Он осуществляет задержку переднего фронта входного сигнала на время Л t з 15 мс, ко- торое выбирается большшч длительности одиночного расширенного импульса с блока 16„

5 0

5

0

5 0

Исполнительный элемент 18 обеспечивает отклзочение выключателя 5 s цепи защищаемого реактора 2

Устройство работает следующим образом,

ПJyнтиpyюD ий реактор 2 подк.шоча ется к сети (при включенном выключателе 5) с noMODfbio тиристорного ключа 3, управляемого от специального управляющего блока о

В некоторый момент времени t, (фиГо2 происходит включение тирнс- торного ключа 3 и начинается переход- ньй процесс в активно-индуктивной цепи с реактором 2, причем в момент t-2 перехода тока через ноль тир.исторньм ключ выключаетс я до поступлент-ш управляющего сигнала в следующем полупериоде „

Рабочий сигнал, пропорциональньш текущему интегральному значению тока, формируется по каналу датчик 1 тока первый интегратор 10 и поступает на первый- вход блока деления 13

ir

Upe,5 - I i(t)dt ,

i 1

„где i(t) - мгновенные значения тока

через реактор;

t, - момент включения тиристорного ключа в данном полупериоде о

На .второй вход блока 13 деления подается тормозной сигнал, пропорцио- нальньй интегральному значению тока, протекающего через неповрежденный ре- aKTopj который формируется как двойной интеграл на напряжения на реакторе:

UropM-И U(t)dt ,

t,-t,

где U(t) - мгновенные значения напряжения на реакторе. Сигнал, пропорциональньй напряжению на реакторе U(t) формируется на выходе дифференциального усилителя 8 как разность напряжений- от датчиков 7 и 6 низковольтного и высоковольтного вводов реактора с С- выхода дифференциального усилителя 8 сигнал поступает последовательно на рабочие входы второго и третьего интеграторов 11 и 12, при этом на выходе последнего образуется сигнал, пропорциональрый текущеьту :.шачению двойного интеграла из напряжения на реакторе.

5 15223466

Напряжение, пропорциональное отно- величины Up и , уменьшаются од25

шению рабочего и тормозного сигналов с блока деления 13 поступает на компаратор 14, который срабатьшает в с случае превьппения двухполярным входным напряжением некоторого порога - уставки. После срабатывания компаратора 14 сигнал задерживается на , 1 мс на элементе 15 времени, после 10 чего расширяется на элементе 16 Bpete, ни на 4t, мс. Далее на элементе времени осуществляется задержка сигнала на лг.. Если происходит срабатьшание компаратора 14 в двух is последовательных полупериодах, то длительность сигнала на выходе элемента 16 времени составит примерно 20 мс, что превышает время задержки At 3 15 мс на элементе 17 времени 20 и сигнал проходит на исполнительный орган, вызывая его срабатьшание В каждом полупериоде в интервале выключенного состояния тиристорного ключа на выходе нуль-органа 9 формируется сигнал низкого уровня, что обеспечивает возврат интеграторов 10 - 12 в нулевое состояние к началу следующего полупериода, чем предотвращается накопление погрешностей

Одновременно сигнал низкого уровня с нуль-органа 9 поступает на управляющий вход блока 13 деления, на выходе которого также устанавливается сигнал низкого уровня.

В нормальном режиме (фиг,2) при исправном реакторе значения и U-rop практически одинаковы, на выходе блока 13 деления формируется сигнал, пропорциональный единице, и компаратор 14, а следовательно, и исполнительньй орган 18 не срабатывают .

При повреждении обмотки (фиг.З) реактора происходит уменьшение его полного сопротивления и увеличение тока через реактор н его среднего

новременно таким образом, что их отношение остается неизменным, В ре- зулътате обеспечивается неза- .виси чость чувствительности устройства от угла включения реактора в широком диапазоне его изменения.

Использование устройства позволяет повысить,чувствительность защиты реакторов СТКо

Кроме ТОГО; устройство обеспечивает сгптеение перегрузки тиристорного ключа при повреждениях в реакторе как по уровню аварийных токов, так и по длительности их протекания, в результате чего увеличивается срок службы входящих в ключ тиристоров с

Формула изобретения

35

40

YcTpoiiCTBO для защиты реактора статического тиристорного компенсатора, содержащее датчики напряжения с первичными выводами для подключения к высоковольтному и низковольтном вводам реактора, вторичные выводы датчиков напряжения подключены

30 к соответствующим входам дифферен- циа льного усилителя, датчик тока в цепи реактора, вывод которого подключен к входу первого интегратора и входу нуль-органа, выход которого подктаочен к управляющему входу первого интегратора, компаратор, выход которого подключен к входу первого элемента времени с задержкой на срабатывание, и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, выход нуль-органа подключен к управляющим входам вновь введенных второго, третьего интегратора и ка деления, выход дифференциального усилителя через последовательно сое- диненньзе второй и третий интеграторы подключен к первому рабочему вхо- .ду блока деления, второй рабочий вход которого подключен к выходу пер вого интегратора, выход блока деления соединен с входом компаратора, а выход первого элемента времени - с з адержкой на срабатывание, выход которого через вновь введенные элемент времени с задержкой уа возврат и второй элемент времени с задержкой на срабатьшание подключен к входу исполнительного элемента.

значения U

pof

при этом среднее значение моделируемого тока исправного реактора остается неизменным, либо уменьшается. Поэтому значение отношения на выходе блока 13 деления в каждом полупериоде превышает порог срабатывания компаратора 14, в результате чего сработают элементы 15-17 времени и исполнительный орган 18 защиты. С увеличением угла включения тиристорного ключа 3

новременно таким образом, что их отношение остается неизменным, В ре- зулътате обеспечивается неза- .виси чость чувствительности устройства от угла включения реактора в широком диапазоне его изменения.

Использование устройства позволяет повысить,чувствительность защиты реакторов СТКо

Кроме ТОГО; устройство обеспечивает сгптеение перегрузки тиристорного ключа при повреждениях в реакторе как по уровню аварийных токов, так и по длительности их протекания, в результате чего увеличивается срок службы входящих в ключ тиристоров с

Формула изобретения

25

с 0 is 0

35

0

YcTpoiiCTBO для защиты реактора статического тиристорного компенсатора, содержащее датчики напряжения с первичными выводами для подключения к высоковольтному и низковольтном вводам реактора, вторичные выводы датчиков напряжения подключены

0 к соответствующим входам дифферен- циа льного усилителя, датчик тока в цепи реактора, вывод которого подключен к входу первого интегратора и входу нуль-органа, выход которого подктаочен к управляющему входу первого интегратора, компаратор, выход которого подключен к входу первого элемента времени с задержкой на срабатывание, и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, выход нуль-органа подключен к управляющим входам вновь введенных второго, третьего интегратора и бло5 ка деления, выход дифференциального усилителя через последовательно сое- диненньзе второй и третий интеграторы подключен к первому рабочему вхо- .ду блока деления, второй рабочий вход которого подключен к выходу пер вого интегратора, выход блока деления соединен с входом компаратора, а выход первого элемента времени - с з адержкой на срабатывание, выход которого через вновь введенные элемент времени с задержкой уа возврат и второй элемент времени с задержкой на срабатьшание подключен к входу исполнительного элемента.

0

5

viivrffxiaaexi л

1(/г1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты реакторов статических тиристорных компенсаторов. Целью изобретения является повышение чувствительности. Цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками тока и напряжения реактора, интеграторами, блоком деления, компаратором, элементами времени и исполнительным органом. В устройстве определяется и сравнивается с уставкой отношение среднего значения тока в реакторе к двойному интегралу напряжения на нем. Устройство позволяет повысить чувствительность защиты реактора в широком диапазоне углов регулирования статического тиристорного компенсатора. 3 ил.

„-.™

izii3zzij TiL2iiiLlL

. /4 - fff

f

(pus.Z

-f

IILJZlJID JZn

1d

t -t

фие З