Устройство для дифференциальной защиты Советский патент 1991 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано для защиты участков переменного тока судовых электроэнергетических систем от коротких замыканий.

Целью изобретения является повышение селективности работы при внешних коротких замыканиях.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для дифференциальной защиты; на фиг.2 - схема дифференциального трансформатора тока; на фиг.З и 4 - временные диаграммы работы функциональных блоков (с обозначением выходных напряжений на выходе соответствующих блоков) при коротком замыкании в зоне и вне зоны действия защиты соответственно.

Устройство для дифференциальной защиты содержит первичные датчики 1 тока, быстронасыщающиеся промежуточные трансформаторы 2 тока, блоки 3 и 4 формирования дифференциального и тормозного сигналов, элемент 5 сравнения, два пороговых органа 6 и 7, блокирующий орган 8, элемент ЗАПРЕТ 9, элемент ИЛИ 10, выходной орган 11, дифференциальный трансформатор 12 тока, выпрямитель 13, третий пороговый орган 14, элемент И 15.

В качестве дифференциального транс- Форматора тока 12 можно использовать малогабаритный компенсационный преоб: разователь ток - напряжение, первичные обмотки 16 которого состоят из одного витка и соединены с выходами первичных датчиков тока, обмотка 17 является обмоткой обратной связи и служит для компенсации первичных ампервитков, а обмотка 18 - сигнальной обмоткой. С помощью резисторов 19 и 20 задается коэффициент усиления операционного усилителя 21. На элементах 19, 22 и 21 построен активный фильтр низких частот.

Выходной орган 11 включает в себя элемент времени на срабатывание с выдержкой 5 мс для отстройки от импульсного напряжения небаланса и расширитель импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Ё

В нормальном режиме (устройство находится в статическом состоянии) сумма токов, протекающих к шинам, примерно равна сумме токов, вытекающих из шин, поэтому сигналы на выходах блока 3 формирования дифференциального сигнала и дифференциального трансформатора 12 тока небольшие. На выходе блока А сигнал в зависимости от тока нагрузки может достигать значительной величины, но пороговые органы б и 7, а также выходной орган 11 при этом не срабатывают, так как на их входе тормозной сигнал имеет отрицательную полярность. Не срабатывает в этом режиме и пороговый орган 14 ввиду недостаточной величины входного сигнала.

Не срабатывает выходной орган 11 и при возникновении импульсной помехи на входе любого порогового органа, так как пороговые органы 6, 7 и 14 соединены по схеме И 15.

При коротком замыкании в зоне действия защиты (фиг.4) на выходах блока 3 формирования дифференциального сигнала и дифференциального трансформатора 12 тока появляются дифференциальные сигналы, большие по величине уставок срабатывания пороговых органов 6 и 14. В этом режиме дополнительный канал - дифференциальный трансформатор 12, выпрямитель 13, третий пороговый орган 14, элемент И 15 - не существенно ограничивает длительность прямоугольных импульсов основного канала и на выходе элемента И 15 длительность импульсов всегда больше 5 мс, что вызывает срабатывание выходного органа 11.

При внешнем коротком замыкании дифференциальный ток равен току небаланса, достигающему в переходном режиме на выходе блока 3 формирования дифференциального сигнала больших значений. Причем напряжение небаланса содержит постоянную составляющую, имеющую характер (форму), приведенную на фиг.4. Поэтому длительность прямоугольных импульсов пороговых блоков на выходе при увеличении

токов внешних коротких замыканий может быть более 5 мс, что может вызвать ложное срабатывание защиты. Напряжение небаланса на выходе дифференциального трансформатора тока 12 не содержит постоянной

составляющей. Так как первичные датчики 1 тока на питающих и питаемых присоединениях имеют различные типоразмеры, периодическое напряжение небаланса на выходе дифференциального трансформатора 12 тока имеет резко несинусоидальную форму. Поэтому длительность прямоугольных импульсов на выходе порогового органа 14 заметно меньше длительности импульсов на выходе пороговых блоков б и 7, а на

выходе элемента И 15 длительность импульсов не превышает 2-3 мс. что недостаточно для срабатывания выходного органа tt.

Таким образом, введение дополнительного дифференциального канала позволяет

улучшить селективность защиты при внешних коротких замыканиях за счет устранения ложных срабатываний.

30

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты по авт.св. № 847426, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности работы при внешних коротких замыканиях, в него дополнительно введены последовательно соединенные дифференциальный трансформатор тока, выпрямитель, третий пороговый орган и элемент И, причем первичные обмотки дифференциального трансформатора тока подключены к выходам датчиков тока, а выход элемента ИЛ И через элемент И соединен с выходным органом.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электроустановок. Цель изобретения - повышение селективности работы при внешних коротких замыканиях. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дополнительный дифференциальный канал, включающий дифференциальный трансформатор тока, выпрямитель, третий пороговый орган и элемент И. 4 ил.

77

19

г-С

22

Г. Т

20

О 2

иЬы

фиг 2

А/гз

П П П П

Uycm.6

UB

П

Д

П