Устройство для токовой направленной трехступенчатой защиты Советский патент 1980 года по МПК H02H3/16 

1

Изобретение относится к устройст вам релейной защиты электрических се.тей.

Известные трехступенчатые направленные токойые защиты 1 содержат преобразователи тока и напряжения, три токовых пусковых органа, реле направления мощности, реле времени, выходной исполнительный орган, а также логический элемент И 2, причем токовые цепи всех трех пусковых органов и реле направления мощности включены последовательно со вторичной обмоткой преобразователя (трансформатора) тока. Такое включение реле направления мощности и токовых реле является недостатком известного устройства, так как оно создает значительную нагрузку на трансформаторы тока, что вызывает погрешность измерения контролируемого тока. Кроме того, при двух-или трехфазном исполнении известной защиты применяется соответственно два или три комплекта токовых реле и реле,направления мощности, что усложняет устройство защиты в целом. Широко известен также недостаток токовой направленной защиты, обусловленный наличием мертвой зоны .

Целью изобретения является повышение точности и нсщежности работы устройства.

Эта цель достигается тем, что в

5 известном устройстве., содержащем преобразователи тока и напряжения, пусковые органы тока, реле времени, .логический элемент ИЛИ, реле направления мощности, подключенное входом

10 по напряжению к выходу преобразователя напряжения, а выходом к первому входу логического элемента и,выходной исполнительный орган, токовый вход реле направления мощности подсоединен к дополнительному выходу Пускового органа тока третьей ступени, вход которого присоединен к выходам преобразования тока непосредственно, а пусковые органы тока первой

20 и второй ступеней подключены к указанным выходам логический элемент ИЛИ, а выходы пусковых органов тока присоединены к соответствующим входам реле времени, выход которого

25 подсоединен ко второму входу логического элемента И, подключенного к выходному исполнительному органу.

С целью устранения мертвой зо30 ны устройства дополнительно содержится фильтр основной частоты, включенный на выход преобразователя наггряжения,

функциональная схема устройства защиты в двухфазном исполнении приведена на чертеже.

Схема содержит преобразователи 1 и 2 тока,; преобразователи 3 и 4 напряжения, токовый пусковой орган 5 третьей ступени и токовые пусковые органы б и 7 первой и второй ступени, реле 8 направления мощности, реле 9 времени, логические элементы ИЛИ 10 |И И 11,а также выходной исполнительный орган 12. В качестве пр образователей тока могут быть применены трансформаторы 13 и 14 тока с воздушным зазором или обычные трансформаторы тока, В первом случае входы пусковых органов подключены к выходу трансформаторов тока непосредственно, бо втором .входы пусковых органов подключены ютрансформаторам тока через согласующие трансформаторы 15,16, С целью сокращения числа пусковых .органов тока в.первой и второй ступенях в двухфазных и трехфазных устройствах защиты, пусковые органы тока б, 7 подключены к преобразователям тока через логический элемент ИЛИ 10. Пусковой орган 5 тока третьей ступени защиты содержит пороговые элементы 17, 18, логический элемент ИЛИ 19, импульсно-потенциальный преобразователь 20 и элементы 21, 22 настройки уставок по току. Каждый пусковой ор-г ган 6 и 7 содержит один пороговый элемент.

Реле 8 направления мощности содержит формирователи 23, 24 зоны срабатывания реле в виде прямоугольных импульсов длительностью, близкой к длительности полупериода контролируемого напряжения, блоки 25, 26 дифференцирования, блоки 27, 28 совпадения, логический элемент ИЛИ 29 к блок 30 преобразования импульсного сигнала в постоянный /потенциальный/ Каждый из преобразователей 3, 4 напряжения содержит трансформатор /датчик/ 31 напряжения и фильтр 32 основной частоты, обеспечивающий постоянную времени затухания переходного процесса, достаточную для срабатывания защиты.

Устройство работает следующим образом.

В исходном режиме на выходе пусковых органов:сигнал отсутствует. На выходе реле направления мощности ..сигнал тоже отсутствует, поскольку на импульсы формирователей 23, 24 олоки 27, 28 совпадения не реаги|руют. Выходной орган устройства 1-2 защиты обесточен,

При возникновении короткого зам кания на контролируемой линии электропередачи в зоне действия третьей ступени защиты от преобразователей

1, 2 тока (или одного из них в зависимости от вида короткого замыкания) на вход пороговых элементов 17, 18 ;пус1 ового органа 5 подается входной сигнал, превышающий порог срабатывания, заданный элементами настройки уставок 21,22. Пороговые элементы срабатывают с частотой входного сигнала, равной частоте контролируемого тока. На его выходе сигналы имеют прямоугольную форму. Они поступают через логический элемент ИЛИ 19 и преобразователь 20 импульсного сигнала в постоянный и запускают реле 9 времени. Одновременно блоки 25 и 26 сравнивают крутизну затухания прямоугольных импульсов и формируют кратковременные импульсы На выходе. При коротком замыкании в зоне действия защиты кратковреме нные импульсы блоков дифференцирования совпадают с прямоугольными импульсами формирователей 23, 24. Блок 30 преобразовывает кратковременные сигналы, поступаю щие на его.вход от блоков совпадения в постоянный сигнал и .воздействует на логический элемент И 11. Блок 30 может быть выполнен с задержкой на срабатывание либо без нее. При истечнии выдержки времени срабатывания защиты выходной сигнал реле 9 через логический элемент И 11 воздействует на и.сполнительный орган 12.

При коротком эамыкании в зоне действия первой и второй ступени устройство работает аналогичным образом, только в этом случае дополнительно срабатывает пусковой орган 7 второй ступени, либо оба пусковых органа первой и второй ступеней. В зоне действия первой ступени устройство мо-жет действовать как с выдержкой времени, так и без нее.

Преобразователи 3, 4 напряжения снабжены фильтрами основной частоты, благодаря чему напряжение на их выходах снижается с определеннойпостоянной времени, которая обеспечивает надежное срабатывание защиты при близком коротком замыкании, сопровожд ющемся глубокой посадкой контролируемого напряжения.

При коротком замыкании вне зоны действия защиты кратковременные импульсы блоков дифференцирования -не совпадают с прямоугольными импульсами формирования зоны срабатывания реле направления мощности и оно не срабатывает. Логический элемент И 11 в этом случае исключает срабатывание выходного органа 12.

Использование устройства для токовой направленной трехступенчатой защиты позволит повысить точность работы путем уменьшения нагрузки на преобразователи тока и повысить надежность работы ввиду отсутствия зоны нечувствительности (мертвой зоны ) Формула изобретения 1. Устройство для токовой направл ной трехступенчатой защиты, содержащее преобразователи тока и напряжения/ пусковые органы тока, реле времени, логический элемент ИЛИ, реле направления мощности, подключенное входом по напряжению к выходу преобразователя напряжения, а выходом к первому входу логического элемента И и выходной исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы, токовый вход реле направления мощности подсоединен к дополнительному выходу пускового органа тока третьей ступени, вход которого присоединен к выходам преобразователя тока непосредственно, а пусковые органы тока первой и второй ступеней подключены к указанным выходам через логический элемент ИЛ.-, а выходы пускозых органов тока присоединены к соответствуи-тдим входам реле времени, выход которого подсоединен ко второму входу логического элемента И, подключенного к выходног-л5- исполнитель- ному органу. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что, с, целью устранения мертвой зоны , дополнительно содержит фильтр основной частоты, включенный на вход преобразователя напряжения,:, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Федосеев A.M. Релейная зашкгз. электрических систем М., Энергия, 1976, с. 154, рис. 3-1. 2.Федосеев A.M. ; Релейная (ита электрических систем, М,, Энергия 1976, с. 210, рис. 3-59.