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

замыканиями, что приводит к снижению селективности.

Цель изобретения - повышение чувствительности и селективности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для дифференциальной защиты с торможением электроустановки, содержащее преобразователи токнапряжение, к которым подключены выполненные наоперационных усилителях формирователь рабочего сигнала, фор;у1ирователь тормозного сигнала с разделительными диодами на входе, компаратор, один из входов которого соединен с выходом формирователя рабочего сигнала и входом формирЬвателя тормозного сигнала, а три других присоединены к формирователям прямоугольных двуполярных импульсов, соединенным с логическими элементами ИЛИ для положительных и. отрицательных импульсов, дополнительно снабжено сглаживающим фильтром, нелинейным блоком с характеристикой передачи типа зона не,чувствительности усиление-ограничение множителем и вторым компаратором, подключенным своими входа1 и к логическим элементам ИЛИ, множитель включе.н между выходом формирователя тормозного сигнала и одним из входов первого компаратора, причем выход второго компаратора подключен через сглаживающий фильтр и нелинейный блок ко второму входу множителя.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 приведена передаточная характеристика нелинейного блока, на фиг. 3 и фиг.4диаграммы, поясняющие принцип формирования тормозного сигнала.

Диаграммы приведены для внутреннего короткого замыкания, с разностью фаз между токами Р 0, и 45, внешнего короткого замыкания с разностью фаз Ф 135° и 18СР при насыщении одного трансформатора то-. ка и для режимас Ф 90-.

При построении диаграмм учтено инвертирующее свойство операционных усилителей. Тормозной сигнал показан несглаженным.

Устройство работает следугацим образом.

Напряжения U - U, с преобразователей 1, 2 и 3 ток-напряжение поступают на входы формирователя 4 рабочего сигнала, компаратора 5, формирователя б тормозного сигнала с разделительными диодами и формирователей 7, 8 и 9 прямоугольных двуполярных импульсов. С выхода формирователя 4 рабочего сигнала положительная полуволна дифференциального напряжения подается на вход компаратора 5 с коэффициентом передачи по этому входу,равным двум, и на вход формирователя 6 тормозного сигнала. При этом на входе компаратора 5 формируется выпрямленное напряжения (U),

пропорциональное дифференциальному току, а на входе формирователя 6 тормозного сигнала - напряжение, пропорциональное максимальной сумме г бсолютных значений входящих или выхоg дящих токов плеч защиты. Прямоугольные положительные и отрицательные импульсы с выходов формирователей 7, 3 и 9 в качестве которых могут использоваться триггеры или компараторы,

Q переключающиеся при изменении полярности входного сигнал-а, поступают на входы схемы 10 измерения максимальной разности фаз, состоящей из диодных схем ИЛИ для положительных 11 и отрицательных импульсов 12, компаратора 13 и сглаживающего фильтра 14.

Выход схемы ИЛИ 11 положительных импульсов соединен с неинвертирующим входом компаратора 13. Выход схемы ИЛИ 12 отрицательных импуЛьсов

соединен с инвертирующим входом компаратора 13. На инвертирующий вход компаратора 13 подается положительное смещение. Параметры входных цепей и цепи смещения компаратора 13 выбраны таким образом, что он срабатывает только при наличии обоих сигналов (со схемы ИЛИ 11 и 12)на его входах. При этом на выходе компаQ ратора формируются прямоугольные положительные импульсы, щирина которых равна времени несовпадения полярности импульсов с преобразователей 7,8 и 9. Выходные импульсы комp паратора 13 сглаживаются фильтром 14. На выходе которого выделяется напряжение и|р пропорциональное максимальной разности фаз Ф.токов плеч защиты. При 180 , U-PMOI;C 1 (напряжение соответствующее напряжению

0 логической единицы) . Напряжение U подается на вход нелинейного блока, имеющего передаточную характеристику, показанную на фиг. 2.

Нелинейный блок 15 имеет зону нечувствительности до величины U ,

соответствующей (40-50)4 . Далее идет участок характеристики, на котором нелинейный блок 15 работает в режиме усилителя (tgo(l)

Q Третья область характеристикиобласть ограничения выходного сигнала на уровне соответствующему уровню логической единицы (единицы коэффициента передачи множительного устf ройства 1б).

Ее длина соответствует 9 (130140)°- 180°. Напряжение с выхода нелинейного блока 15 подается на управляющий вход множителя 16, который включен между выходом формирователя

0 6 тормозного сигнала и одним из входов компаратора 5.Таким образом,схема 10 сравнения фаз вместе с нелинейным блоком 15 устанавливает коэффициент передачи множительного устройства 16 равным нулю при внутреннем коротком 3 5мыкании с разностью фаз токов плеч Р от нуля до .t (40-50)° и равным единице при внешнем коротком замыкании с разностью фаз Ч в пределах от 180° до 180°±(40-50)°.

Б остальных случаях коэффициент пе редачи множительного устройства 16 принимает промежуточные значения в пределах от нуля до единицы.

Использование новых элементов компаратора, сглаживающего фильтра, нелинейного блока и множительного устройства,, позволяет исключить тормозной сигнал при всех видах внутренних повреждений, включая внутренние .короткие замыкания с разностями фаз токов до (40-50)°, что повышает чувствительность защиты.Отсутствие зависимости величины и формы тормозного сигнала при внешних коротких замыканиях от токовой погрешности трансформатора тока поврежденного присоединения при его насыщении, в том числе и при режимах с расхождением фаз токов в пределах ISO iCtO50)приводит к повышению селектив- ности защиты. Это позволяет уменьшить величину коэффициента торможения без ущерба для селективности защиты, что также повышает ее чувствительность .

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты с фазовым торможением электроустановки, содержащее преобразователи ток-напряжение, к которым подключены выполненные на операционных усилителях формирователь рабочего сигнала, формирователь т;ормозj ного сигнала с разделительными диодами на входе, компаратор, один из входов которого соединен с выходом формирователя рабочего сигнала и входом формирователя тормозного сигn нала, а три других входа присоединены к формирователям прямоугольных двуполярных импульсов, соединенным с логическими элементами ИЛИ для положительных и отрицательных импульсов, отличающееся тем,

5 что, с целью повышения чувствительности и селективности оно дополнительно снабжено сглаживакадим фильтром, нелинейным блоком, множителем, и вторым компаратором, подключенным

0 своими входами к логическим элементам ИЛИ, множитель включен между выходом формиров ателя тормозного сигнала и одним из входов первого компаратора, причем выход второго компаратора подключен через сглаживающий фильтр и нелинейный блок ко второму входу множителя.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

0 1. Авторское свидетельство СССР № 570949, кл. Н 02 Н 3/28, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 605285, кл. Н 02 Н 3/28, 1977. K H:I HKSjn/ :

I, .

/6

Ю

9u2.i. - HQ отк.

9m. 2

Uc

% L/i/J

;

UT

11 I .

J

J 1j L

1ПП

LLM

,-Л&.

.

ГУУУУ

&иутр.К.) bHymp-K.

4 90

. 3

A AA

JL™.

К,А%1ч- ЬУЛМ

/sfsrv

Внешние .з.

U2. 4.

VAAA/

(AAJYA.