Устройство для многоступенчатой дистанционной защиты электроустановки Советский патент 1978 года по МПК H02H3/40 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МНСГОСТУПЕНЧАТСЙЙ ДИСТАНЦИОННС ЭЛЕКТРОУСТАНОеКИ

Изобретение касается автоматики энергосистем и может быть исйольэсдаано, на фимер, 0 качестве резервной зашиты блока генераЗРор-Трансформатсф веашисяМО от типа системы возбзгясдешш ге lepaгора, ..:. . ,;. . . ,: Известны реэерэше зашяты блока го ковая защита обратной посяедователькоо ТВ в сочетании с макри впьной зашитой с пуском миявмапьного напрвже ния или максимально токовая аашитд с комбинярсюашшм наврялсетш и без пуска напряжения |1.

Ащако TaiKHe заганты вёработоспособ

ны при ко|рот1с1Ьс;закшканиах вблизи выг, водов генераторов с системами параллельfHoro самовозбуждения глубокого затухания токсш-poTY d и статора за время меньшее установленного по уеловвям с«лективноста действ1ш зашиты.

Применение допрлявтелхлсяо устройогоа для резервированвЕВ отключенвя близких трехфазных ко{ютких замыканий затрудняет вксппувташоо защиты Вследствие испольгэоваяия | аанотвпвых олемевтов (полупро

водниковых приборов и электромеханичес ких реле), а также усложняет расчет и регул1фование уставок ср1эбатывания защи

™|2l;

Известно также устройство для. мяоагоступенчатой защиты электроустанюкв, coiдержащее пофазно преобразователи ток напряжение и на1фяжен1{е 41апраженяе, подключенные через составяяк щвх и обратж поспедоватеяьноси тей, ripKOB и на1фяжени|1, .4врователи модуля напряжений 11ро1юрюонаяьных том 1 а vfofpax/ woo последователь ности, и блоки сраш(еная к выходноьдг raj З.

Это устройсаво является наиболее близким к предложенному во тсдшичесвой сущности.,

Шнакр пря MirarociyneBчатой защиты без переключений в ее оепях значитеяшо усложняется схема устройства.

Сложность регудйроеанкяуставм арабвтывеаахя защиты о словлена тем, что переход к другой уставке осуаю- ствляется иэмекенвем параметров necKont ких разнородных влементов (резистора, 1са1тушки индуктивности промежуточного трансформатора), которые определяют уровень напряжений, пропорциональных то- кам прямой и обратной последователькостей. Такое устройство характер ищется значитв) ж тр«бпением моииюсти от ИСТОЧНИКА nvramxt Низкая ун|фаш1вш апеме тов, боль шие габариты и вес устройства обусловлены наличием промежуточных трансформа торов и индуктп1 Ш 1х сощютнвлений. Возможкость яожного срабвтывшсиа при кача ниях требует нримеяенив отдельного уотройства бпокировки, дополнительно успож H5Doiuero устройство и увеличивающего ег вес и габариты. Копнчество эпементов выдержки вре- менао увелмпивается соответственно ко .ничвству ступеней зашиты. Свободные составляющие переходного процесса при на{ шенипх в сети существен но впшиот на точность работы устройства Цепью изобретения явпяе1ся повышени надежности и расширение функциональных возможностей уст|х йства. Shro досту гается тем, что в предложен -ное устройство для многоступенчатой дио таниионной зашиты, содержащее пофаэно преобр оватеян ток-« апряженне и напряжение-напряжение, подключенные через фильтры составляющих прямой и обратной последовательностей токов и напряжений, формирователи модуля напряжений, пропорциональных току и напряжению прямой последоватедыюстк, и блоки сравнения к выходному органу, дополнительно введены регулируемые сумматоры по чио лу ступеней зашиты, алемент выдержки времени, два л(я ических элемента И, логический элемент ИЛИ, блокировка при качаниях, сумматор и блоки сравнения, необходимые по. количеству ступеней зашиты причем упомянутые фс мирователи модуля ншфяженнй, пропорциональные току и напряжению, прямой и обратной. пск педовательности выполнены раздельными олнопопупер1иодними, к одням выходам которых через регуянругемые сумма, торы подключены все упомянутые бпсжв сравнения, а к другому выходу через сум матор, блокировку при качаниях и пер- . вый логический элемент И пошспючен второй логический элемент И, другой вход которого соединен с выходом эпеме та выдержки времени, входы которого подключены к выходам всех упомянутых блоков сравнения и входам логического элемента ИЛИ, а его выход подключен к одному из вход(№ первого логического элемента И, На чертеже показана принципиальная схема предложенного устройства. Устройство содержит преобразователи 1-3 ток-напряжение и налряжениё о41апряжение 4-6j которые могут быть выпогше ны по нзвеспшм пассивным или активным схемам (например резистор и делитель напряжения в сочетании с инверторами. для получения разнрпопярных напряжений) фильтры составляющих пижмой и обратной последовательнортей напряжений, пропорциональных токам 7, 8 и напряжениям 9, lOi в месте подключения зашаты, вы- полняюшие также фу НКВД и полосовых частотных фильтро з для ослабления влияния свободных составляющих переходных процессов на точность работы устройства, однополупериодныеформирователи модуля 11-14 напряжений, пропорционапьньгхтокам и ш лряжениям прямой и обратной последовательностей на операционных усилителях с ; диодами в цепях обратных связей, регу- лируек« 1е сумматоры 15, 16, 17 задающие уставку срабатывания первой, второй и третьей ступеней защиты с помощью резисторов обратных связей усилителей. Устройство содержит также схемы сравнения (компараторы) первоЯ/второй и третьей ступеней зашиты, выполненные на основе последовательно ВКЛЮЧЕННЫХ сумматора и нуль-индика.тора на операционных усилителях, логический ©леменТ ИДИ 21, элемент 22 выдержки времени со ступенчатой характеристикой, состоя- щий из последрватепьно соедяненных ий тегратора и компаратора на .операционных усилителях, сумматор 23, который в сочетания с однопр;цгпер«ой№1м формирователем мбдуля 11 представляет собой двухпопупсрнодиый формирователь модуля напряжения, пропорционального току прямой последоаательности, блокировку 24 защиты при качаниях, представляющую собой дифференцирующий усилитель с подключен ным к его выходу компарато м, первый логический элемент И 25 с гистерезис-, ной характеристикой, получаемой за счет компаратора и сумматора и необходимой для удержания элемента И в сработанном состоянии при исчезновении кратковременно псмвпяющегося при коротких замыканиях напряжения на-выходе блокировки 24 при качаниях, второй логический элемент 26. Все Перечисленные блоки устройства защиты выполнены на основе унифицированных активных элементов - операционных усилителей постоянного тока- и интегрального исполнения, обуславливающих малые габариты устройства, его вес. Входная информация поступает на входы преобразоватепей 1«-6 от трансформат ров тока, установленных в нулевых выводах генератора и трансформаторов напряженна, подключенных к его внеишим выводам. Входы фильтров 7-10 подключен цы к неинвертируюшим и инвертирующим выходам преобразователей 1-6 в зависи мости от Tcffo, какая симметричная соо тав1шюшая. и с каким знаком должна быть получена на их выходах, связанных со вх дами формирователей модутщ 11-14. Вхо ды регулируемых сумматоров 15, 16 подключены к ш 1ходам фильтров 7, 8 и формирователей модуля 11, 12, Выхоам сумматоров 15, 16 седзаны со входами сумматоров схем сравнения 18-20, аругие входы которых соед(шены с выходами фипыров 9, 10 и фсфмирователей MO/V- ля 13, 14, Выходы нул 9- 1{ндикаторов схем сравнения подключены ко входам по гическотч элемента ИЛИ 21 и интегратора эле лвнта выдержки времени 22. Выход сумматора 23, связанного входами с выходами фильтров и формирователя модуля 11 напряженив, пропорционального току ямой посдедовательности, подклю чен ко вхолог дифферекИирующего усили-. теля без бдокирорхи при качаниях. Выход .блокирс ки при качаниях соединен со входом сумматора первого логиче жого элемента И 25 с гистерезистивной Х фактерйстикой , один из входов ком паратора которого подключен к выходу ло гического элемента ИЛИ 21, Выходы компаратсфа элемента 22 выдержки эре- мени первого логического элемента И 25 соединены со входами второго логического элемента И 26, на третий вход которого подается напряжение смещения, Кроме того, источник напряжения смешения подключен к одному «is входов каждото комларатора входящего в схему защиты, УСЛОВИЯ срабатывания для каждой ступени защиты выражаются следующим не райенством;,|iah2vii,|-|u,|yo, где. I,l2iJi J2 токи и напряжения, примой и обратной последовательностей, в месте установки зашиты; 2 уставка I срабатывания ступени, пропорциональная модулю сопротивлени эашвшаемого участка тети, В исходном состоянии напряжения ка выходах фильтров 7-10 пропорциональны токам и напряжениям прямой и обратной последовательностей в месте установки защиты, на выходах регулируемых сумматоров 15, 16, 17 - пропорциональньт сумме модулей токов в прямой и обратной последовательности и уставке срабатыва: ия соответствующих ступеней защиты, а на выходах сумматоров схем сравнения - левой части неравенства. Для получения напряжений на , выходах упомянутых сумматоров их коэффициенты передаче по входам, связанный с Ешходамн фильтров 7-1О вдвое меньше, чем по входам аюдкшо(енным к выходам формирователей модуля lJ:-i4, Напряжения на выходах схем сравнения 18, 19, 2О логического элемента ИЛИ 21, элемента вьщэржки времени 22, блокировки 24 при качаниях, первого логического элемента И 25 с гистерезисной характеристикой и логического элемента И 26 отсутстауют, и защита не работает. При качаниях возможно срабатывание схем сравнения 18, 1:9, 2О и следовательно логического элемента ИЛИ 21,подающего нап|:тжение на один из входов первого логического элемента ИЛИ 25 .и элемента выдержки времени 22,подающего напряжение на один из входов второго лот-ического элемента И 26, защита не срабатывает и, вследствие отсутствия напряжения на выходе компаратора блокировки 24 при качаниях, напряжение на входе которого пропорциональное скорости изменения амплитудного значения тока .гфаиой поопедовательности, мевьию напряжения cpaiбатывания. При коротких замыканиях (, двухфазном и двухфазном на землю) взоне действия третьей ступенкзащя1« энак на1д яжвния на выходе сумматора схемы сравнения 2О-изменяется, synb- индикатор срабатывает, подавая напряжение на один из входов логического элемента ИЛИ 21 и интегратора элем1ента выдержки времени 22, Напряжение с выхода логического элемента ИЛИ 21 поступает на первый вход первого логичесэкого элемента И 25 с гистерезисной характеристикой, на второй вход которса о подается напря-г жение с выхода компаратора блокировки 24 при качаниях, срабатывающего, поскольку напряжение на выходе дифференди рующего усилителя превыщает напряжение срабатывания упомянутого компаратора. Напряжение с выхода первого логического элемента И 25 поступает на первый второго nonrjecicoro элемента , И 26, который срабатывает при одновремен ном появлении и на другом его входе напражения, снимаемого с выхода компаратора апемента выдержки времени 22. Пра коротких замыканиях в зонах дей ствия других ступеней защиты устройствоработает аналоги«шо, но с друхими выдержками времени, поскольку сумма напряжений, поступшощая на входь интегратора апемента выдержки времени 22 с выходов схем сравнения 18, 19, 2О, изменяется и в соответствии с этим скорость нарастания напряжения на вых( де интегратора изменяется до напряжени срабатывания компе атора. Таким образом, раадепышх однолнюпупернодных к мироватепей мо напряжений, пропорционапы1ых току R аАпрЛжрнУво обратной посяедоватепьно твупозво4щет за счет многократного их использования значительно упростить сцйму защиты при ее многоступенчатом исполнении и обеспечивает простое регулирование уставки срабашвания каждой ступени посредством резисгфа обратнс СВЯЗИ соответствующее го регулируемого сумкштора. Кроме того/предложенное устройство имеет один элемент выдержки времени, которая ступенчато в растает Sno мере удаления места повреждения от мвота установки зашиты на границах зон действия ее ч гупеней, а также не реагируе на качания и асинх{ онный ход, благодаря введению бяюка блокировки зашиты при качаниях Ф о р м у д а и 3 о б р е т е н и я Устройство для многоступенчатой двсганционной запшты электроустановки; содержащее пофазно преобразователи ток напряжение в напряжение-напряжение, по ключенные через фильтры составляющих прямой и обратной посдедовательностей токов и напряжений, формирователи напряжений, пропорциональных току и напряжению прямой последовательности, и блоки сравнения к выходному органу, о т л и- ч а к щ е е с я тем, что, с целыо по- ыиюния его надежности и расширения функциональных возможностей, дополнительно введены регулируемые сумматоры по числу ступеней зашиты, але мент выдержки времени, даа логических элемента И, логический элемент ИЛИ, блокировка: при качаниях, сумматор и блоки сравнения, необходимые по количеству ступеней зашиты, причем упомяну-v тые формирователи модуля напряжений пропорциональные току и напряжению прямой и обратной последсеательностн, выполнены раздельными однополупериоднымн, к одним выходам которых через регулируемые сумматоры подключены все упомянутые блоки сравнения, а к другому выходу через сумматор, блокировку при качаниях и первый лскрический элемент И подключен второй яся ическнй И, вход которого соединен с выходом элемента выдержки времени, входы f ytopero подключены к выходам всех упомя тых .сравнения и входаг логического элемента И/Ш/а его выход подключен к одному из входов первого логическсаО алеьюнта И, Источники информации принятые во внимание при экспертизе: : 1, Защита б локс® генераторхтравсформатор и генератор-автотрансформатор, Руковогашие указанр; по репейнс защите, Эиергия в.ын, 5,1963, 2 Савчеш IB, В« Рёае{жная зашита синхроаных генераторов с п алпельвым вентильным самсдаозбужденИеи.Электрические стаяцяй|. 1974, № 5. 3, Авторское «жидетельство CCCPNj 119579, кл. Н 02 Н 3/4О, 1956.