Устройство для резервирования отказов защит и выключателей Советский патент 1992 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к релейной защите элементов электрических систем и систем электроснабжения и может быть использовано для резервирования отказов защит и выключателей присоединений, подключенных к общим шинам напряжением 6-10 кВ.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На чертеже приведена схема электрической сети с одним питающим и двумя питаемыми присоединениями и структурная схема предлагаемого устройства.

Электрическая сеть состоит из секции шин 1, к которой подключено питающее присоединение 2 с выключателем 3 и питаемые присоединения 4,5, на которых установлены измерительные трансформаторы тока 6,7. Устройство для резервирования отказов защит и выключателей содержит преобразователи 8,9 вторичных токов присоединений в напряжения, выпрямительные мосты 10,11 и по одному выпрямительному диоду 12-13 на каждом присоединении. Выходы преобразователей 8,9 подключены к входам соответствующих выпрямителей мостов 10,11, минусовые выходы которых объединены и подключены к первому входному выводу измерительного блока 14. Аноды диодов 12,13 подключены к плюсовым выходам соответствующих выпрямительных мостов 10,11, а катоды диоvi

ю

i

XI

дов 12,13 объединены и подключены к второму входу первого измерительного блока 14. Первый вывод контактов 15,16 выходных реле соответствующих резервируемых защит присоединений 4,5 подключен к плюсовому выходу соответствующего выпрямительного моста 10,11, а вторые выводы этих контактов 15,16 объединены и подключены к одному из входов второго измерительного блока 17, другой вход которого соединен с минусовыми выходами выпрямительных мостов 10,11. Выход первого измерительного блока 14 подключен к входу логического блока ЗАПРЕТ 18, выход которого соединен с входом первого блока задержки 19. Выход второго измерительного блока 17 соединен с запрещающим входом логического блока ЗАПРЕТ 18 и входом второго блока задержки 20. Выход первого блока задержки 19 подключен к первому входу логического блока ИЛИ 21, второй вход которого соединен с выходом второго блока задержки 20, а выход логического блока ИЛИ 21 соединен с входом исполнительного блока 22. При числе резервируемых присоединений, отличном от двух, соответственно изменяется число преобразователей тока в напряжение, выпрямительных мостов, выпрямительных диодов и контактов реле резервируемых защит.

Устройство работает следующим образом.

При объединении минусовых выходов выпрямительных ментов 10 11 и катодов диодов 12,13 образуется схема выделения максимального напряжения, а на вход первого измерительного блока 14 подается максимальное из напряжений на выходах преобразователей 8 и 9. При коротком замыкании на одном из питаемых присоединений напряжение, пропорциональное току короткого замыкания, подается на вход первого измерительного блока 14. Если это на- пряжение больше уставки первого измерительного блока 14, то он срабатывает, т.е. первый измерительный блок 14 фиксирует факт возникновения короткого замыкания на питаемых присоединениях. На вход второго измерительного блока 17 напряжение с выходов преобразователей 8 или 9 подается только при замыкании контактов 15 или 16 выхсдных реле резервируемых защит, т.е. срабатывание второго измерительного блои л 17 свидетельствует о срабатывании резерг ируемой защиты любого из питаемых присоединений при коротком замыкании на этом присоединении. При коротком замыкании на одном из питаемых присоединений и отказе в срабатыва- нии защиты это О присоединения

срабатывает первый измерительный блок 14 и не срабатывает второй измерительный блок 17. При этом на запрещающем входе блока ЗАПРЕТ 18 сигнал отсутствует. Поэтому с выхода первого измерительного блока 14 через блок ЗАПРЕТ 18 сигнал подается на вход первого блока задержки 19. С заданной выдержкой времени первый блок задержки 19 срабатывает и через логический блок

ИЛИ 21 подает сигнал на исполнительный блок 22, который действует на отключение выключателя 3 питающего присоединения 2. При коротком замыкании на любом из питаемых присоединений и срабатывании

защиты поврежденного присоединения срабатывают первый 14 и второй 17 измерительные блоки. При этом подается сигнал на запрещающий вход логического блока ЗАПРЕТ 18 и первый блок задержки 19 не

срабатывает. В этом случае сигнал с выхода второго измерительного блока 17 подается на вход второго блока задержки 20, который с заданным временем в случае отказа выключателя поврежденного элемента действует через логический блок ИЛИ 21 и исполнительный элемент 22 на отключение секции шин. Преобразователь тока в напряжение может быть выполнен в виде трансреактора или промежуточного

трансформатора тока, нагруженного на активное сопротивление. Вместо преобразователей тока в напряжение, подключаемых к вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока, могут быть использованы другие датчики тока, не подключаемые к трансформаторам тока, например, выполненные на индукционном принципе. Измерительные блок могут быть выполнены в виде полупроводникового измерительного органа напряжения. Логические блоки ИЛИ, ЗАПРЕТ и блок задержки могут быть выполнены или с помощью полупроводниковых элементов, или на электромеханическом реле. Исполнительный блок может

быть реализован с помощью электромеханического реле. Предлагаемое устройство имеет большую быстроту срабатывания, чем прототип, что определяется следующим. В известном устройстве резервирование отказов защит и выключателей осуществляется с одинаковой выдержкой времени. Время срабатывания устройств при осуществлении функций резервирования Тс.з. определяется по выражению

tc.a. tc.3.пред макс + At, (1)

где т.с.з.пред.макс - максимальное время ерабатывания защит резервируемых элементов; At - ступень выдержки времени.

Ступень выдержки времени At, как правило выбирается по выражению

At Т.ОТКЛ.В + tnorp (+) + tnorp (-) -Иинер + taan.,

(2)

гдет.откл.ь -времяотключения выключателя резервируемого элемента; tnorp (+) - положительная погрешность времени срабатывания резервируемой защиты; tnorp (-)- отрицательная погрешность времени срабатывания резервной защиты (устройства резервирования); Тинер. инерционная погрешность резервной защиты; taan - время запаса.

Предлагаемое устройство отличает режим отказа защиты резервируемого элемента от режима отказа его выключателя и может иметь разную выдержку времени в этих случаях. В случае отказа защиты время срабатывания предлагаемого устройства Гс.оз. (задается первым блоком задержки) можно определить по выражению

t с.оз t сз.пред.макс +Ato.a. (3)

где At о.з. - ступень выдержки времени при отказе защиты резервируемого элемента.

Поскольку предлагаемое устройство имеет информацию о факте срабатывания или несрабатывания релейной защиты резервируемых питаемых элементов непосредственно с контактов реле этих защит, то при выборе ступени выдержки времени Ato.3. нет необходимости учитывать время отключения выключателя резервируемого питаемого элемента Т.ОТКЛ.Б. При этом ступень выдержки времени Ato.s. может быть рассчитана по выражению

(4)

Ato.3 tnorp (+) + tnorp (-) + 1инер + tsanПоскольку время Ato.s. меньше времени At, предлагаемое устройство в случае отказа защиты резервируемого элемента действует с меньшей выдержкой времени, чем прототип. Причем время отключения выключателя Ьткл.в составляет примерно 0,1 с и исключение этой составляющей позволяет существенно уменьшить ступень выдержки времени и время отключения повреждения. В случае отказа выключателя поврежденного элемента выдержка времени предлагаемого устройства (задается вторым блоком задержки) может рассчитываться по известным выражениям для устройства У POP

typoe toiioi.B + tnorpH + 1инер + taan (5)

Время, по истечении которого подается команда на отключение выключателя резервирующего питающего элемента в случае отказа выключателя резервируемого питае- мого элемента тс.ов, равно

tc.oB 1сз.пред + typos, (6)

где Тсз.пред время срабатывания защи- ты поврежденного резервируемого элемента с отказавшим выключателем.

Поскольку время typoB. по (5) меньше ступени At по (2) из-за отсутствия в (5) составляющейtnorp.(+), предлагаемое устройство действует с меньшей выдержкой времени, чем прототип, и при отказе выключателя даже в случае короткого замыкания на присоединении, время срабатывания основной защиты которого максимально (т.е.

если Т.с.з.повр. Т.с.з.пред.макс.).

Таким образом, предлагаемое устройство будет действовать с меньшей выдержкой времени, чем прототип, как при отказе защиты, так и при отказе выключателя повреждеиного элемента.

Формула изобретения Устройство для резервирования отказов защит и выключателей, содержащее преобразователи тока в напряжение по числу питаемых присоединений с выводами для подключения к вторичным обмоткам соответствующих трансформаторов тока защит, два выхода каждого преобразователя тока в напряжение подключены к входам соответствующих выпрямительных мостов, минусовые выходы которых объединены между собой и подключены к первым входам первого и второго измерительных блоков, выход второго измерительного блока

соединен с запрещающим входом логического блока ЗАПРЕТ, логический блок ИЛИ, первый блок задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены диоды

по числу питаемых присоединений и второй блок задержки, при этом аноды диодов подключены к плюсовым выходам соответствующих выпрямительных мостов, которые имеют также выводы для подключения к

первым выводам соответствующих контактов выходных реле соответствующих резервируемых защит присоединений, катоды диодов объединены между собой и подключены к второму входу первого измерительного блока, выход которого соединен с входом логического блока ЗАПРЕТ, выход которого через первый блок задержки соединен с первым входом логического блока ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго блока задержки, а выход предназначен для подключения к входу исполнительного блока для отключения выключателя питающего секцию шин

присоединения, второй вход второго изме- 5 нем с входом второго блока задержки.

рительного блока имеет клемму для подключения к вторым выводам соответствующих контактов выходных реле резервируемых защит присоединений, а его выход соеди

Изобретение относится к релейной защите элементов электрических систем и систем электроснабжения и может быть использовано для резервирования отказов защит и выключателей, присоединенных к общим шинам напряжением 6-10 кВ. Цель изобретения - повышение быстродействия. Цель достигается введением диодов 12,13, подключенных катодами к второму входу первого измерительного блока 14, соединением выхода второго измерительного блока 17 с запрещающим входом логического блока ЗАПРЕТ 18 и входом второго блока задержки 20 и наличием клемм для подключения контактов 15,16 выходных реле резервируемых защит присоединений. При коротком замыкании на одном из питаемых присоединений и отказе в срабатывании защиты этого присоединения срабатывает первый измерительный блок 14 и не срабатывает второй измерительный блок 17, при этом через блоки 18-21 проходит сигнал на срабатывание исполнительного блока 22. 1 ил. (Л С