Устройство для дифференциальной защиты с торможением Советский патент 1980 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты основного оборудования (генераторов, трансформаторов, сборных шин) энергетических систем.

Известны устройства для дифференциальных защит основного оборудования энергосистем, в которых для отстройки от токов небаланса используется торможение 1.

Эти устройства, построенные в осHOBHCM на операционных усилителях, обладают высокой чувствительностью и высокой степенью унификации.

Их недостатком является невысокое & стродействие и пониженная се-, лективность при несинусоидальных токах н.ебаланса.

Наиболее близким по технической ,сущности к предложенному является устройство для дифференциальной защиты с торможением, содержащее преобразователи ток-напряжение, включенные на токи присоединения защищаемого объекта, к выходам которых подключены своими входс1ми формирователь дифференциального сигнала, формирователь тормозного сигнала и блок сравнения-рабочего и тормозного сигналов, причем один из остальных входов последнего соединен с выходом положительных полуволн формирователя дифференциального сигнала, а другой - с выходом формирователя тормозного сигнала, и выходной блок, подключенный к выходу блока сравнения 2.

Однако при внешнем коротком заг лкании с ростом токовой погрешности трансформатора тока поврежденного присоединения, т. е. с ростом тока небаланса, уменьшается величина тормозного сигнала и искажается его форма. Это приводит к необходимости увеличениякоэффициента торможения и использования сглаживающих устройств, что ухудшает быстродействие защиты.

Целью изобретения является повышение селективности и быстродействия дифференциальной защиты путем исключения влияния токовой погрешности трансформатора тока повышенного присоединения на величину и форму тормозного сигнала.

Это достигается тем, что в устройстве дифференциальной защиты с торможением, содержащем преобразователи ток нап ряжение, включенные на токи присоединения защищаемого объекта, к выходам которых подключены входами формирователь дифференциального сигнала, формирователь тормозного сигнала, блок сравнения рабочего и тормозного сигналов, причем один из остальных входов послед него соединен с выходом положительных полуволн формирователя дифферен циального сигнала, а другой - с выходом формирователя тормозного сигнала, и выходной блок, подключенный к выходу блока сравнения, выход положительных полуволн формирователя дифференциального сигнала соединен с одним из входов формирователя тормозного сигнала. Благодаря введению указанной новой связи в устройстве защиты тормозной сигнал становится проворциональным максимальной сумме абсолютных значений входящих или выходящих токов всех присоединений. Его величина и форма не зависят от вели чины токовой погретиности трансформа тора тока поврежденного присоединения, вследствие чего повышается селективность защиты. Понижение тре бований к сглаживанию тормозного си нала приводит к повышению быстродей ствия устройства. На фиг. 1 представлена принципиа ная схема устройства дифференциальной защиты с торможением; на фиг. 2 эпюры напряжений, поясняющие работу устройства при внешнем к.з. с апериодической слагающей (а), в установившемся режиме вноинего к.з. с н сыщением трансформатора тока повреж денного присоединения (б) и при внутреннем к.з. (в). При составлени эпюр учтены инвертирующие свойства операционных усилителей. Устройство дифференциальной защиты с торможением содержит преоб разователи ток-напряжение 1/2/3, к выходам которых подключены входы формирователя 4 дифференциального сигнала (ФДС)/ диодные входы формирователя 5 тормозного сигнала (ФТС) и входы блока 6 сравнения рабочего и тормозного сигнала (СРТС Выход Положительных полуволн блока ФДС 4 подключен к одному из входов ФТС 5 и одному из входов блока СРТС сигнал которого поступает на выходной блок БВ 7, представляющий собой комп|1ратор сигналов. .На эпюрах приняты следующие обоз начения: и - напряжение, пропорци нальное сумме токов неповрежденных присоединений; Jf - напряжение, пропорциональное вторичному току поврежденного присоединения; Ug - н пр яжениеу пропорциональное дифференциальному току; Ua напряжение выхода положительных полуволн формироватет я дифференциального ригнала рабочий сигнал; - тормозной сигнал. Схема работает следующим образом. Токи плеч защиты -I,12... л в преобразователях ток-напряжение 1,2,3 преобразуются в пропорциональные им напряжения U-i, Щ Un Эти напряжения подаются на вход ФДС 4. С выхода а ФДС 4 положительные полуволны .дифференциального напряжения подаются на ФТС 5, на другие входы которого подаются положительные полуволны напряжений (, . . U . В результате суммирования получается тормозной сигнал U-j. , пропорциональный максимальной сумме абсолютных значений притекающих или вытекающих токов присоединений. Величина и форма этого сигнала не зависят от погрешности трансформатора тока поврежденного присоединения при его насыщении (фиг. 2). Рабочий оигнал Up- выпрямленное дифференциальное напряжение - образуется при суммировании на входе СРТС 6 напряжений ,- (J с положительной полуволной дифференциального напряжения, получаемой с выхода а ФДС, причем коэффициент передачи СРТС для полуволны дифференциального напряжения берется вдвое большим, чем по остальным входам. Выходной блок 7 выдает сигнал на отключение при превышении сигналом с выхода СРТС б, пропорциональным разности рабочего и тормозного сигналов, уровня напряжения уставки UQ, поступающего с источника опорного напряжения. Селективность предложенного устройства выше, чем у прото-типа. Форма тормозного сигнала почти не искажается, благодаря этому последний почти не требует сглаживания, в результате повышается быстродействие устройства. Формула изобретения Устройство для дифференциальной защиты с торможением, содержащее преобразователи ток-напряжение, включенные на токи присоединения защищаемого объекта, k выходам которых подключены своими входами формирователь дифференциального сигнала, формирователь тормозного сигнала и блок сравнения рабочего и тормозного сигналов/ причем один из входов последнего соединен с выходом положительных полуволн формирователя дифференциального сигнала, а другой - с выходом формирователя тормозного сигнала, и выходной блок, подключенный к выходу блока сравнения/ отличающе. ее я тем, что/ с целью повышения селективности и быстродействия путем исключения влияния токовой погрешности трансг