Реле дифференциальной защиты Советский патент 1980 года по МПК H02H3/28 H01H83/14 

(54) РЕЛЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к релейной защите электрических систем, может применяться для защиты генераторов и высоковольтных электродвигателей.

Известно по основному авторскому свидетельству № 439876 реле дифференциальной защиты, содержащее трансреактор, к выходу которого подключены последовательно соединенные выпрямительный мост, резонансный контур, настроенный на частоту сети, релейный элемент, элемент выдержки времени и выходной, орган.

Известное реле обеспечивает недостаточную отстройку от однополярных токов небаланса, что приводит к снижению чувствительности защиты при внутренних коротких замыканиях.

Целью изобретения является повышение чувствительности при высоком быстродействии реле.

Для этого реле дифференциальной защиты дополнительно снабжено промежуточным трансформатором тока, имеющим сердечник с прямоугольной петлей намагничивания, ко вторичной обмотке которого подключены последовательно соединенные выпрямитель.

релейный формирователь прямоугольных импульсов, элемент выдержки времени на возврат, элемент И, причем первичная обмотка промежуточного трансформатора тока соединена последовательно с первичной обмоткой трансреактора, другой вход элемента И подключен к выходу элемента выдержки времени, а выход элемента И подключен к обмотке выходного промежуточного реле; На фиг. 1 изображено предлагаемое реле, на фиг. 2-3 - временные диаграммы работы реле в режиме протекания однополярного тока небаланса и тока при коротком замыкании в зоне действия защиты.

Реле содержит трансреактор 1, вторичная обмотка которого подключена к входу

5 выпрямителе) 2. Выход выпрямителя соединен с входом резонансного контура 3, содержащего конденсатор, дроссель и два резистора. Выход резонансного контура соединен с входом релейного формирователя 4 .прямоугольных Импульсов, выход которого соединен с входом элемента 5 выдержки времени. Последовате-ггьно с первичной обмоткой трансреактора 1 включена первичная обмотка трансформатора 6, имеющего серiSssSv-e-viXiit;.--.--дечник с прямоугольной петлей гистерези са. Вторичная обмотка трансформатора соединена с входом выпрямителя 7, вход которого соединен с входом релейного форТйТ1рОвателя 8 прямоугольных импульсов. Выход релейного формирователя 8 соединён с входом элемента 9 вВД%1|1ЖШ йрШёШйа возврат. Выходы элемента 5 вьГДержКй йрёмбни и элемента 9 вьГдГ{ШГй ЪТ)&ШТГГТШ вШвр-ат соединены с соответствующими входами элемента И 10, выход которого соединен с обмоткой выходного промежуточного реле 11. Предлагаемое реле работает следующим образом.

При нормальном режиме работы защищаемого объекта ток на входе реле мал, сигнал на выходе элемента 5 выдержки времени равен нулю. Сигнал на выходе трансформатора 6 зйаЧйтелБйо 1йШШё уровня срабатывания релейного формирователя 8,

:гГШ1 йу на выходе ттйсдедйёго, а сйедовательно, и на выходе элемента 9 выдержки

„-.,:,...времени Hd возврат сигнал равен нулю. Соответственно равен нулю сигнал на выходе элемента И 10, выходное реле 11 не работает.

При протекании через защищаемый объект переходного тока внешнего короткого замыкания небольшой кратности в дифференциальной цепи реле протекает однополярный ток небаланса. Переменная слагающая тока небаланса искажена незначительно, поэтому на выходе элемента 5 выдержки времени и на соответствующем входе элемента И 10 через время порядка 25 мс появляется сигнал «1. Если направление остаточного

магнитного потока сердечника трансформатора 6 противоположно направлению потока, наведенного током небаланса, в результате

йёрёШгнйЧй1ванйя на его выходе появится короткий одиночный импульс, амплитуда которого превышает уровень сравнения релейного формирователя 8. На выходе релейного формирователя 8 сформируется короткий прямоугольный импульс, а на вь1ходе элемента 9 выдержки времени на возврат - одиночный импульс; длительность которого приближается к периоду промышленной частоты 20 мс. Таким образом, на втором входе логического элемента И 10 сигнал «1 исчезнет раньше, чем тот появится на первом входе. Одновременное появление сигналов «1 на обоих входах элемента И 10 в

режиме протекания ОЯнопоЛя|)ното тока небаланса не имеет места и сигнал на его выходе остается равным нулю. Выходное реле 11 не работает. В случае, если остаточное потокосценление сердечника трансформатора 6 достаточно велико и совпадает по с ЖтъкоС11;еплением; наведенньш током небаланса, импульс на выходе трансформатора 6 будет мал и сигнал «1 на выходах элементов 8-9 и на соответствующем входе элемента И 10 вообще не появится.

720608

При протекании на входе реле тока в режиме короткого замыкания в зоне действия защиты, на выходе трансформатора 6 будут появляться импульсы всякий раз, когда входной ток будет изменять знак. На выходе релейного формирователя 8 будут появляться короткие прямоугольные импульсы, разделенные паузами, длительность которых зависит от постоянной времени зату- . хания апериодической слагающей тока короткого Замыкания и не превышает длительо ность периода промышленной частоты 20 мс. На выходе элемента 9 выдержки времени на возврат сигнал будет непрерывным. Через 25 мс появится сигнал 1 на выходе элемента 5 несоответственно на выходе элемента И 10, выходное реле сработает.

При неблагоприятном сочетании остаточного потокосцепЛения и начального значения тока i Qj трансформатора 6 амплитуда первого импульса может оказаться недостаточной для срабатывания релейного формирователя 8. В этом случае импульс на выходе релейного формирователя 8, а также на выходе элемента 9 времени и соответствующем входе элемента И 10 появится после первого перехода тока через нуль,т. е.

. через время, не превышающее 20 мс. Поскольку на другом входе элементами 10 сигнал «1 появится несколько позднее, замедления в срабатывании выходного реле не произойдет.

Релейный формирователь, элемент выO держки времени и элемент И могут быть выполнены как с применением полупроводниковых диодов и транзисторов, так и интегральных микросхем.

Предлагаемое устройство повышает чувствительность реле дифференциальной защиты, благодаря чему отключение защищаемого объекта Происходит йри существенно меньших токах повреждения. Тем самым уменьшается ущерб, связанный с разрушением защищаемого объекта при коротком

0 замыкании в .

Формула изобретения

Реле дифференциальной защиты по авторскому свидетельству № 439876, отличающееся тем, что, с целью повышения чув

ствительнорти, оно дополнительно снабжено промежуточным трансформатором тока, имеющим сердечник с прямоугольной петлей намагничивания, ко вторичной обмотке которого подключены последовательно соединенные между собой выпрямитель, релейный формирователь прямоугольных импульсов, элемент выдержки времени на возврат, элемент И, причем первичная обмотка промежуточного трансформатора тока соединена последовательно с первичной обмоткой

трансреактора, другой вход элемента И подключен к выходу элемента выдержки времени, а выход элемента И подключен к обмотке выходного промежуточного реле.

Фи2.1

5л

Л

8

9

Щ11

aatSKefeaauH ss aa iaaiS aaag

-;iK sfeK:±iKMS3sS SriSSiarwSiattosS№si«Ete -A

ifZ.2

.даи: :шй; ли;;.;г-гй ажй:ййг8

hx

x:/

/X

7 П П ППП П .5 -