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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

t

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для дифференциальной защиты электроустановок переменного и постоянного тока.

Известно устройство для дифференциальной защиты участков сети постоянного тока, содержащее трансформаторные преобразователи токнапряжение, выпрямительный мост, к выходу которого подключены три резистора, соединенные звездой, к одному из резисторов подключен управляющий электрод тиристора, используемого в качестве реагирующего органа.

Недостаток устройства заключается в том, что оно используется лишь в сетях постоянного тока и не может использоваться в сетях переменного тока. Это объясняется тем, что в последнем случае через резистор, к которому присоединен управляющий электрод тиристора, протекает переменный ток и тиристор срабатывает лищь с задержкой на полпериода.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дифференциальной защиты электроустановки, содержащее трансформаторные преобразователи ток-напряжение, выпря2

мительный мост, к выходу которого подключена грутша резисторов, два противоположно включенных диода, два реагирующих органа, логическую часть, состоящую из двух элементов НЕ, двух элементов И-НЕ и элемента И, и выходной орган t и 2.

Недостаток устройства - недостаточная селективность, при обрыве выходных обмоток преобразователей ток-напряжение на вход логической части защиты поступает информация, аналогичная режиму внутреннего короткого itt; мыкания, и защита может при этом ложно сработать.

Цель изобретения - повыщение селективности устройства для дифференциальной защи ты электроустановки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для дифференциальной защиты электроустановки, содержащее трансформаторные преобразователи ток-чапряженне питающих и питаемых присоедиие1шй, выпрямительный мост, к выходу которого подключены три резистора, соединенные звездой, два реагирующих органа, включенные соответственно между катодом и анодом выпрямительного моста и третьим лучом звезды, соединенным с общей точкой выходных обмоток преобразователей, дополнительно снабжено двумя реагирующими орган ми с противоположной по полярности уставко срабатывания и включенными соответственно между катодом и анодом вьшрямительного моста и общей точкой выходных обмоток пре образователей, выходы двух основных реагирующих органов через первый вновь введенны элемент ИЛИ присоединены к элементу И, вы ходы двух дополнительных реагирующих оргацов через вновь введенный второй элемент ИЛИ и элемент НЕ соединены с элементом И. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - схемы замещения устройства защиты, поясняющие его работу. Устройство содержит трансформаторные преобразователи ток-напряжение питающих 1 и питаемых 2 присоединений, выпрямительный мост 3, к выходу которого подключены три резистора 4-6, соединенные звездой, четыре реагирующих органа 7-10, логическую часть, состоящую из двух элементов ИЛИ 11 и 12, элемента НЕ 13, элемента И 14 и выходного органа 1$. Устройство работает следующим образом. В качестве информационных сигналов для логической части защиты используются напряже,ния, формирующиеся на резисторах 4-6. Алгоритм формирования этих напряжений зависит от режима работы защищаемой электроустановки. В таблице приведены выражения (описываю щие формирующиеся на резисторах звезды напряжения), поясняющие работу устройства. При расчете указанных напряжений принято что на вход устройства защиты поступают два напряжения Uj и DZ , эквивалентные суммарным выходным сигналам преобразователей, со ответственно питающих и питаемых присоединений; резисторы 4-6 равны между собой по величине и значительно превышают малое внутреннее сопротивление преобразователей, но существенно меньще входных сопротивлений реагирующих органов 7-10; выходные напряжения преобразователей, которые работаю практически в режиме холостого хода, равны их ЭДС. Для определения алгоритмов формирования напряжений (условные положительные напряж 9 4 НИЛ которых показаны стрелками на фиг. 1-3 в режиме внутреннего и внеишего к.з.), используются схемы замещения измерительной части устройства, состоящей из трансформаторных преобразователей, выпрямительного моста и трех резисторов. Вид схемы замещения в соответствии с работой диодов выпрямительного моста 3 изменяется в зависимости от полярности сигналов U, и Uj, определяемой знаком производной тока защищаемой энергосистемы; от взаимного соотношения полярностей сигналов Uj и Uj, определяемого режимом энергосистемы, сигналы Ui и Uj могут быть как в противофазе по отношению к точке С (фиг. 1), так и совпадать по фазе, причем первый случай соответствует нормальному режиму и режиму внешнего к.з. а второй случай - режиму внутреннего к.з.; от соотношения величин сигналов. Ui и Ua в режиме внешнего к.з. (т.е. когда они противоположны по фазе); с учетом равенства трех указанных выше резисторов разные схемы замещения соответствуют двум соотношениям lUj I 10 - 0,51 (Ui) и (Uj) (0,5-1) (Ui). В качестве примера на фиг. 2 и 3 приведены схемы замещения, соответствующие первому из двух указанных соотношений между сигналами Uj и Uj в режиме внешнего к.з. Причем каждому из двух возможных направлений этих сигналов, определяемых знаком производной тока присоединений электроустановки, соответствует своя схема замещения. Напряжения Uca и Ubc используются в качестве входных сигналов для реагирующих органов защиты. Причем реагирующие органы 7 и 10 в соответствии с выбранной полярностью их уставок срабатывания срабатывают при положительной полярности этих напряжений, а реагирующие органы 8 и 9 - при отрицательной. В предложении, что срабатывание каждого из реагирующих органов является логической 1, а несрабатывание О, имеют место указаюи 1е в табл. 2 сочетания 1 и О (информация о режимах энергосистемы, поступающая на вход логической части защиты). Из анализа этой информации видно, что логическая часть защиты надежно выявляет внут-. ренние к.з. и не срабатывает ложно при обрыве выходных обмоток преобразователей.

оI-н

D ri

Э

fS

о

es

Э

fN

fs

fS

D

о.

(N

rs

о

D r

о

s

Э «s

D 1

Следует отметить, что использование не двух, а четырех реагируюишх органов, обуславливает качественную обработку информации, получаемой с резисторов измерительной части зашиты. Это позволяет (табл. I) обеспечить селективность защиты при обрыве выходаых обмоток преобразователей, выявляя также режим включения питающего присоединения (генератора) на к.з. йри отключенных питаемых присоединениях (потребителей), что невозможно при использовании лишь двух реагирующих органов. Особенность сигналов, выбранных в качестве входных для логической части защиты, заключается в том, что они не являются в отдельности рабочими или тормозными лищь определенное их сочетание, зависящее от режима энергоснстемы, Может вызвать срабатьгаание защиты.

При использовании защиты в сетях переменного тока необходимо предусматривать наличие элемента выдержки времени. Это позволяет обеспечить надежное функционирование защиты в режиме внещнего к.з. при возможном сдвиге фаз токов присоединений.

Предлагаемое .устройство правильно фуикщюнирует во всех возможных режимах эиергосистемы и не срабатывает ложно при обрыве выходных обмоток преобразователей.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты

электроустаиовки, содержащее трансформаторные преобразователи ток-напряжение питающих и питаемых присоединений, выпрямительный мост, к выходу которого подключены тря резистора, соединенные звездой, два реагирую щих органа, включенные соответственно между катодом и анодом моста и третьим лучом звезды, соединенным с общей точкой выхоД иых обмоток преобразователей, реагирующие органы, функциоиальио связанные через элементы И и НЕ с выходным -органом, отличающееся тем, что, с целью повьпиения селективности, оно дополнительно снабжено двумя реагирующими органами с противополоЖ ной по поляриости уставкой срабатывания и

включениыми соответственно между катодом и анодом вьшрямительного моста и общей точкой выходных обмоток преобразователей, выходы дв основных реагирующих органов через первый вновь введенный злемент ИЛИ

присоединены к элементу И, выходы двух дополнительных реагирующих органов через вновь введенный второй элемент ИЛИ я элемент НЕ соединены с элементом И.

Источники информации,

25 принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявв ке N 2800145/24-07, кл. Н 02 Н 3/28, 1979.