Дифференциально-фазное реле Советский патент 1975 года по МПК H02H3/28 

1

Предлагаемое изобретение относится к релейной зайдите трансформаторов и автотрансформаторов электрической части электрических станций и подстанций и может цспользоваться для защиты силовых трансформаторов, автотрансформаторов и блоков генератор-трансформатор при возникновении внутренних коротких замыканий и развивающихся витковых замыканий.

Для защиты силовых трансформаторов известно реле дифференциально-фазной защиты трансформаторов, содержащее входные трансформаторы, присоединенные к трансформаторам тока, установленным на выводах защищаемого объекта, схему преобразования входных величин, присоединенную к ней двухилечевую схему сравнения и реагирующий орган с присоединенным к нему блоком торможения при бросках тока намагничивания.

Однако в известных устройствах при внутренних к. 3., сопровождающихся больщими токами, в цепь реагирующего органа выдается противодействующее напряжение, что снижает чувствительность но цепям реагирующего органа; ввиду небольщой кратности напряжения срабатывания реагирующего органа относительно напряжения стабилизации стабилитронов при внещних К.З., сопровождающихся больщими токами, снижается селективность защиты к этим видам повреждения.

Цель изобретения - повысить чувствительность но цепям реагирующего органа и селективность защиты при сохранении ее быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальио-фазном реле каждое плечо схемы сравнения состоит из щунтирующего конденсатора, тормозного регистора и последовательно соединенного с ним рабочего резистора, защунтированного стабилитроном, причем выводы рабочих резисторов подсоединены к реагирующему органу через диоды, включенные в прямом направлении по отнощению к днодам схемы преобразования, а выводы

тормозных резисторов - через диоды в обратном направлении, причем общие точки рабочих и тормозных резисторов подсоединены через резисторы к средним точкам схемы преобразования входных величин.

Предлагаемое устройство содерл ит датчики тока 1, 2, которые соединены со схемами преобразования входных величин 3, 4 посредством добавочных сопротивлений 5-16, позволяющих осуществить точную регулировку токя срабатывания каждого плеча и исключить перетоки из одной схемы сравнення в другую и наоборот через реагирующий орган 17. Схемы преобразования входных величии состоят из диодов 18-25, иредназначенных для разделения сигнала по знаку полуиериода и даю3

щих возможность суммировать сигналы одиоимеиных знаков и подавать нх па плечи схем сравнения 26, 27: сигналы одной полярности, нанример положительной, - па резисторы 28, 29, отрииательной - 30, 31.

Стабилитроиы 32, 33 позволяют ограничивать величину подаваемых сигналов на рабочие нлечи блоков сравнения (резисторы 30, 31) и, таким образом, при достаточно больших кратиостях токов в плечах защиты иозволяют исключить информаиию о величине токов плеч, а оставлять ииформацию лишь о фазе токов, т. е. реле является дифференциальио-фазиым в области больших токов. Исполнение тормозных нлеч позволяет не ограничивать сигнал, сннмаемый с этих плеч. К выходам схем сравнения подключены конденсаторы 34, 35, позволяющие улучшить работу реле нри виешних к. з., сопровождающихся значительными токами, при которых возможна существенная фазовая погрешность трансформаторов тока, которая увеличивает длительность тормозного сигнала на 30-40° в течение каждого полуиериода. Конденсаторы 34, 35 со стороны рабочих нлсч схем cpaBiieиия соединены с реагирующим органом 17 через диоды 36, 37. Последние предназначены для иронускапия сигнала со стороны рабочнх плеч схем сравнения иа реагирующий орган только в случае превышення величины сигнала рабочего плеча схемы сравнения над сигналом тормозного плеча. Дноды 38, 39 позволяют исключить влияиие одиой схемы сравнения па другую со стороны тормозных плеч.

Конденсатор 40 предназначен для устраненпя вибрации якоря реагирующего органа 17. Блокировка от бросков тока намагничивання 41 может быть выполнена но любому нринципу, например торможения от четиых гармоник или разиости амплитуд соседних иолупериодов. При к. 3. в зоне действия загциты ввиду того, что в нлечах защиты протекают токи, имеющие одно и то же нанравление э. д. с., наводимые во вторичных обмотках датчиков тока 1, 2, имеют один и тот же зиак, т. е. в каждый момеит во всех плечах защиты полярность токов одинакова и поэтому образуется сигпал только на одном из нлеч каждой схемы сравнення: в один полупериод - на резисторах 30, 31, в другой - 28, 29. В момент появления сигнала на рабочем нлече (резисторы 30, 31) любой схемы сравнення сигнала на тормозном нлече (28, 29) этой же схемы сравнения нет. Поэтому с выхода схемы сравнения снимается больнюй но велнчнне сигнал и реле срабатывает. При этом нанряжение на реагпруюгдем органе is 5--7 раз превышает папряжение срабать вания и равно папряжепию стабилизации иел1и1ен::ь Х элементов 32, 33. Это обеспечивает достаточную чувствительиость по цепям реангруклцсго оргапа и способствует новышемпо быстродействия реле. Если к. з. сопровождается апериодической составляющей, возможна некото4

рая задержка нри срабатывании блока торможення от бросков тока намагничивания.

Прц витковом замыкании иа защищаемом трансформаторе и налични вытекаюш.его тока нагрузки надеине нанрял еиие на резисторах 28-31 мало, стабилитроны 32, 33 ие открываются и рабочий сигиал не ограиичивается. Поэтому напряжение между точками аи б или а и б ироиорционально разности токов

нлеч защиты. Если геометрическая разница в величине втекающего и вытекающего токов достигает (0,3-0,4) /I,, ироисходит срабатывание реле. Чувствительиость реле в этом режиме оиределяется выбором напряжеиия срабатывания реагирующего органа. Таким образом, в этом режиме защита работает как обычная дифференциальная. При к. з. вне зоны действия защиты, сопровождающемся большими вытекающими токами в каждый

момент времени, имеются как втекающие, так и вытекаюни-1е из действия токи. Поэтому э.д. с. во вторичиых обмотках датчиков тока имеют различиые знаки и сигналы возникают одновремеиио на всех нлечах схем сравнеиия (28-31).

При больших ио величине токах, вытекаюндих из зоны действия защиты, сигналы па рабочих плечах 29, 31 схем сравнения ограничиваются стабилитронами 32, 33, а иа тормозных плечах этих схем (28, 30) появляется значптельный по величине сигна. В результате этого на выходах схем сравнения (точки а, б и а , б возиикают напряжения, иод действием которых диоды 36-39 закрываются и

не пропускают сигнал на реагирующий орган. Реле не срабатывает, В переходном процессе (пока существует апериодическая слагающая в первичном токе) реагирующий орган испытывает торможеиие со стороны блока отстройки от броска тока намагиичивания.

Предмет изобретения

Дпффереициально-фазиое реле, содержащее входиые траисформаторы, ирисоединенные к

трансформаторам тока, установленным на выводах защищаемого объекта, схему преобразовапия входных величин, присоедииенную к пей двухплечевую схему сравнення и реагируюн ий орган с подсоедииеппым к нему блоко:, торможения при бросках тока пал1агничпвання, о т л и ч а ю нд е е с я тем, что, с целью повглгнення чувствительности, каждое плечо схемы сравиения состонт из шунтируюшего кондеисатора, тормозного резистора и нослем.ователыю соедииенного с ннм рабочего резнстора, зашунтироваиного стабилитроном, нричем выводы рабочих резисторов подсоединены к реагирующему органу через диоды, включенные в прямом панравленни по отношению к

диодам схемы преобразования, а выводы тормозпых резисторов - через диоды в обратном иаправлеппп, причем общие точки рабочих и тормозных резисторов подсоединены через резисторы к средним точкам схемы иреобразо)ап11я входных величин.