Устройство токовой защиты электроустановки от коротких замыканий Советский патент 1993 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может найти применение для защиты линий от междуфазных коротких замыканий (КЗ).

Цель изобретения - повышение чувствительности и селективности путем отстройки от токов самозапуска двигательной нагрузки.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство токо вой защиты от трехфазного КЗ электроустановки содержит измерительный орган 1, элемент 2 выдержки времени, блок 3 памяти, измерительный

преобразователь 4 тока, причем вход измерительного органа 1 подключен к трансформаторам тока фаз, а выход - к входу элемента 2 выдержки времени, выходом подключенного к первому входу блока 3 памяти, второй вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя 4 тока, входом подключенного к трансформаторам тока фаз. В схему устройства входят формирователь 5 уставок и вычитатель 6, первыми входами подключенные к выходу измерительного преобразователя 4 тока, а вторыми - к выходу блока 3 памяти, элемент 7 сравнения, входами подключенный к О

;°° Ј

о

СА)

мироаателю 5 устэвок и вычитэтелю 6, элемент И8. инвертирующий вход Которого подключен к выходу элемента 7 сравнения, первый элемент 9 задержки, входом подключенный к первому выходу измерительного органа 1, а выходом - к неинвертирующему входу элемента И8, второй элемент 10 задержки, подключенный входом к второму выходу измерительного органа 1, элемент ИЛИ 11, первым входом подключенный к элементу И8, а вторым - к второму элементу задержки, исполнительный орган 12, подключенный входом к элементу ИЛИ 11,а выходом к цепи отключения выключателя, блокирующий орган 13.

Устройство работает следующим образом..

В режиме холостого хода измерительный орган 1 (в защите, взятой за пр ототип, это токовое реле) не имеет сигнала на своем выходе. При возникновении трехфазного КЗ на выходе измерительного органа 1 появляется сигнал, поступающий на вход первого элемента 9 задержки и вход элемента 2 выдержки времени. Через уставку времени ti на выходе элемента 2 появляется сигнал, по которому блок 3 памяти запоминает величину сигнала, поступающего с выхода измерительного преобразователя 4 тока (ti tcn+- + Ди У где ten время сверхпередаточного процесса, ten 0,05 - 0,1; Ati - время запаса, Ati 0,05 - 0,1). По истечении времени ta после КЗ вычитатель б находит разность между сигналом, поступающим с выхода измерительного преобразователя 4 тока, и сигналом, присутствующим на выходе блока 3 памяти (t2 т.зап.+ At2, где taan - время, за которое ток самозапуска нагрузки линии снижается на величину l# Iti; At - время запаса, Д12 0,2 - 0,5 с; hi - величина тока, хранящаяся в блоке 3; & - величина тока, протекающего через трансформаторы тока фаз в момент времени ta). Величина It2 определяется при помощи известных методов расчета самозапуска электродвигателей либо экспериментальным путем. Полученная разность с выхода вычитателя б подается на первый вход элемента 7 сравнения, на другой вход которого подан сигнал с выхода формирователя 5 уставок. Выходной сигнал формирователя 5 уставок пропорционален величине

1ФУ е (Kilti + Kale),

где Ki и К2- коэффициенты; Ј - погрешность измерения.

Так как с течением времени при КЗ величина тока, а следовательно, и сигнала на

выходе измерительного преобразователя 4 тока изменяется незначительно, то и величина разности на выходе вычитателя 6 мала, поэтому на выходе элемента 7 сравнения

5 сигнал отсутствует- В момент времени 1з на выходе первого элемента 9 задержки появляется сигнал, который вызывает срабатывание элемента И8, и в результате исполнительный орган 12 отключает элект0 роустановку (ta - время срабатывания защиты, t3 t2 + At2).

При включении нагруженной линии от ключа управления или после АПВ ток самозапуска или пуска линии может превысить

5 уставку срабатывания исполнительного органа 1-й на его выходе появляется сигнал. Схема работает как описано выше, однако по истечении времени t2 при самозапуске ток в линии снижается, поэтому величина

0 разности на выходе вычитателя будет значительной и.на выходе элемента .7 сравнения появляется сигнал, который блокирует передачу сигнала, появляющегося через время t3 на выходе логической части, и

5 исполнительный орган 12 не работает.

Таким образом, чувствительность и селективность предлагаемой защиты превышается за счет возможности не отстраиваться оттоков пуска и самозапуска.

0 При возникновении двухфазного КЗ сигнал появляется на втором выходе измерительного органа 1, а на первом отсутствует. С второго выхода измерительного органа сигнал поступает на вход второго элемента

5 ю задержки и по истечении уставки времени t4 на второй вход элемента ИЛИ 11, с выхода которого он поступает на вход исполнительного органа 12, вызывая его срабатывание,

0 Таким образом, устройство срабатывает при возникновении двухфазного и трехфазного КЗ и не срабатывает при самозапускё. Поэтому чувствительность устройства повышается за счет возможности

5 не отстраивается от токов пуска и самозапуска, Измерительный орган 1 и второй элемент 10 задержки могут быть выполнены и по другим схемам, а не только с максимальным токовым реле и реле времени.

U

Формула изобретен и я Устройство токовой защиты электро- установки от коротких замыканий, содержащее трансформаторы тока, к выходам 5 которых подключены входы блокирующего и измерительного органов, первый выход последнего подключен к входу первого эле - мента задержки, выход которого соединен с прямым входом элемента И, к инверсному входу которого подключен выход блокирующего органа, элемент ИЛИ, к первому входу которого подключен выход элемента И, а к второму входу - выход второго элемента задержки, вход которого соединен с вторым выходом измерительного органа, выход элемента ИЛИ подключен к исполнительному органу, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности путем отстройки от токов самозапуска двигательной нагрузки, блокирующий орган выполнен в виде измерительного преобразователя тока, формирователя уставок, блока памяти, вычитателя, элемента задержки времени, при этом входы измерительного преобразователя тока являются входами

блокирующего органа, выход измерительного преобразователя токз соединен с первыми входами блока памяти, формирователя уставок и вычитателя, второй вход блока памяти через элемент выдержки времени соединен с первым выходом измерительного органа, выход блока памяти соединен с вторым входом формирователя уставок и вторым входом

вычитателя, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу формирователя уставок, а выход элемента сравнения является выходом блокирующего

органа.

Устройство может быть использовано для защиты линий электропередач с ответвлениями от трехфазных коротких замыканий за трансформаторами ответвлений. Выполнение блокирующего органа в виде измерительного преобразователя тока, формирователя уставок, блока памяти, вы- читателя, элемента выдержки времени, при этом входы измерительного преобразователя тока являются входами блокирующего органа, а его выход соединен с первыми входами блока памяти, формирователь уставок и вычитателя, второй вход блока памяти через элемент выдержки времени соединен с первым выходом измерительного органа, выход блока памяти соединен с вторым входом формирователя уставок и вторым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу формирователя уставок, выход элемента сравнения является выходом блокирующего органа, позволяет повысить чувствительность и селективность защиты. 1 ил. СО С