Устройство для дифференциальной защиты электроустановки Советский патент 1982 года по МПК H02H3/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для дифференциальной защиты участков сетей (например, сборных шин) переменного и постоянного тока.

Известно устройство для дифференциальной защиты сборных шин сетей переменного тока, выполненное на основе измерительных преобразователей ток-напряжение 1 .

Указанное устройство применяется для дифференциальной защиты участков сети переменного тока, но может быть использовано и для защиты участков сети постоянного тока, поскольку выходные сигналы упомянутых измерительных преобразователей пропорциона.пы1ы производным токов защищаемых присоединений. Однако эффективное использование стали магнитопровода разделительного трансформатора устройства затруднено его несимметричным перемагничиванием при повреждениях в сети постоянного тока.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дифференциальной защиты электроустановки, которое содержит преобразователи ток-напряжение, многоплечевой выпрямительный мост, к выходу которого подключена группа резисторов, два реагирующих органа, два логических блока НЕ, два логических блока , логический блок И и выходной орган. Известное устройство не содержит индуктивных элементов (трансформаторов), а также тиристоров и может быть использовано для защиты электроустановок как переменного так и постоянного тока 2.

Недостаток устройства заключается в том, что в его состав входит значительное число логических блоков, что в целом усложняет, так называемую логическую часть заиигпи.

Цель изобретения - упрощение устройства для дифференциалыия1 защиты электроустановки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для дифференциальной зашиты электроустановки, содержащем преобразователи ток-напряжение питающих и питаемых присоединений, выходные обмотки которых подключены ко входу многоплечевого выпрямительного моста, к выходу последнего присоединены три резистора и по одному входу каждого .из двз реагирующих органов, выходы последних через элемент И-НЕ функционально связаны с выходньм органом, резисторы соединены в треугольник, первый и второй выводы которого подключены со ответственно к катоду и аноду многоплечевого выпрямительного моста, а третий вывод - к общему выводу выход ных обмоток преобразователей и ко вторым входам реагирующих органов, при этом вновь введенный элемент выдержки времени включен между выходом элемента И-НЕ и выходным органом. На фиг. 1 приведена схема устройства J на фиг. 2 - схемы замещения устройства защиты, поясняющие его работу. Устройство содержит преобразователи ток-напряжение питаю1дих 1 и питаемых 2 присоединений, многоплечевой выпрямительный мост 3, «; выходу которого подключены три резистора 4-6, соединенные треугольником, два реагирующих органа 7 и 8, логический блок И-НЕ 9, схему 10 выдержки времени и выходной орган 11. Принцип действия устройства заклю чается в том, что в качестве информационных сигналов для логической части защиты используются напряжения на резисторах 4-6, алгоритм формирования которых зависит от режима работы защищаемой энергосистемы. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Датчики (преобразователи ток-напряжение) установлены на токоведущих шинах таким образом, что нормальному режиму, а также режиму внейнего короткого замыкания (к.з.) соответствует согласное включение их выходных обмоток, а режиму внутреннего к.з, встречное. В соответствии с этим для каждого из указанных режимов построе ны схемы замещения, которые для наглядности выполнены с учетом выходных напряжений датчиков двуплечевой защиты (и и и напряжения датчиков соответственно питающего и питае 90 4 мого присоединений). С увеличением числа плеч п защиты принцип работы схемы не изменяется, так как при любом количестве датчиков в выпрямительном мосте 3 открыто не более одной пары диодов. При этом может иметь место лишь изменение соотношения между напряжениями IL и U по причине погрешности, вызванной разной степенью насыщения датчиков. Различным соотношениям U и U2,a также отрицательному и положительному полупериодам переменного тока, в условиях которого рассматривается работа защиты, соответствует своя схема заещения, В качестве примера на иг.2а и S приведены схемы замещения ,.,:.a.r.,7innitio тла,.г.т1,г oin,a r oiiuor.r. V соответствующие режиму внутреннего к.з. и соотношению и (0-0,5 и. При расчете напряжений, формирующихся на резисторах 4-6, принято, что эти резисторы равны между собой, а выходные напряжения преобразователей (поскольку последние работают практически в режиме к.з.) равны их ЭДС, Условные положительные направления формирующихся напряжений указаны стрелками на фиг.1о Правильность выражений, полученных в результате расчета и сведенных в таблицу, подтв ерждена эк сп ерим ен тально. Выражения таблицы, соответствующие двум полупериодам волны переменного тока, справеддШвы соответственно для режимов увеличения и уменьшения токов защищаемых присоединений сети постоянного тока. Формирующиеся в схеме защиты напряжения воздействуют на реагирующие органы 7 и 8, полярность напрАжений срабатывания которых определяется соотношением Ucp7 и Ucpe Ue Если факт появления напряжения на выходах реагирующих.органов (это имеет место при их срабатывании) считать логической 1, а обратный случай - логическим О, то в различных режимах имеют место сочетания 1 и О, указанные в таблице. Кз анализа этой логической информации видно, что только в нормальном эксплуатационном режиме и режиме внешнего к.з. на выходе схемы И-НЕ не 5 появляется сигнал на срабатывание выходного органа 11 защиты. Предлагаемое устройство реализует алгоритм формирования сигналов, которые нельзя назвать рабочими или тормозными. Лишь сочетание этих сиг налов может быть рабочим или нерабочим т.е. вызывать либо срабатыва ние, либо несрабатывание защиты. Реагирующие органы, чтобы их под ключение не влияло на алгоритм формирования напряжений, выполнены со входным сопротивлением на порядок большим, чем сопротивление резисторов 4-6. В реальном режиме внешнего повре дения в энергосистеме переменного тока может иметь место сдвиг фаз ме ду токами к.з. и, следовательно, нарушение приведенной в таблице логической информации. Чтобы исключит при этом возможность ложного срабат вания, в запщте осуществляется отстройка по времени от указанного ре , жима с помощью схемы 10 выдержки времени. Например, выдержка времени 3 мс позволяет отстроиться от сдвиг фаз 55 при частоте переменного тока 50 Гц. При этом реагирующие орга ны могут срабатывать при выходных напряжениях датчиков значительно меньших, чем номинальные, и, тем

и, и О

Отключен-а

Режим Ц (0.;-1)У

Внутреннего к. 3 . (встречное)

и (0-0,5)U.

Нормальный и внешнего к.з. (согласное) U2 (0-1)и

о о 1

О и

1

о 1 о

о 1

ч i 86 самым, обеспечивать высокую чувстви тельность защиты. Следует отметить, что алгоритм формирования напряжений Ц-.о, UH- при соединении резисторов в звезду (фиг.2-8) во всех режимах полностью идентичен алгоритму формирования и5 и IJg в предлагаемой схеме, а реагирующие органы 7 и 8 функционируют аналогичным образом. Если вместо преобразователей ток-напряжение использовать трансформаторы тока, то алгоритм формирования информационных сигналов , реализуемый предлагаемой схемой, будет другим, иным будет и подключение реагируюпшх органов. -Это обуслоглено различием их принципов работы: первые работают как источники ЭДС, а вторые - как источники тока. Таким образом, предлагаемое устройство правильным образом функционирует при защите сетей как переменного, так и постоянного токов, что достигается при значительно меньшем числе логических блоков (всего лишь один логический блок И-НЕ), чем в известном устройстве, а это обуславливает значительное упрощение логической части защиты и обеспечивает существенный положительный эффект.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты электроустановки, содержащее преобразователи ток-напряжение питаемых и питающих присоединений, выходные обмотки которых подключены ко входу многоплечевого выпрямительного моста, к выходу последнего присоединены три резистора и по одному входу каждого из двух реагирующих органов, выходы последних через элемент И-НЕ функционально связаны с выходным органом, отличающееся тем, что, с целью упрощения, упомянутые резисторы соединены в треугольник, первый и второй выводы которого

подключены соответственно к катоду и аноду многоплечевого выпрямительного моста, а третий вывод - к общему выводу выходных обмоток преобразователей и ко вторым входам реагирующих органов, при этом вновь введенный элемент выдержки времени включен между выходом элемента И-НЕ и выходным органом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Н 02 Н 3/28, 1979.

Фиг.2