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

1

Изобретение относится к релейной защите, может быть использовано для защиты сборных шин, ошиновок, сило вых трансформаторов (автотрансформаторов) , генераторов, крупных высоковольтных электродвигателей.

Известно устройство дифференциально-фазной защиты трансформатора, содержащее датчики тока, диодную схему преобразования входных величин., сравнения на резисторах и стабилитронах tij.

Однако это устройство имеет сложную схему преобразования входных величин и малое быстродействие при внутренних повреждениях, так как в качестве регулирующего органа используется поляризованное реле, имеющее от+1осительно большое собственное время срабатывания.

Известно также устройство дифференциально-фазной защиты шин, содержащее датчики тока, включенные в каждое плечо защиты, многоплечевой

ДИОДНЫЙ полумост, присоединенную к нему двухплечевую схему сравнения на резисторах и стабилитронах, фазный орган, логический блок И, два входа которого . соединены с выходами пускового и фазного органов 2.

Однако это устройство неприменимо для защиты трансформатора, так как измерительный элемент фазного

to органа имеет постоянный порог измерения длительности входного сигнала и при уровне сигнала 0,25-0,3 защита не срабатывает. Кроме того, устройство имеет малое быстродействие при

15 внутренних повреждениях, так как угол блокировки соответствует времени срабатывания при внутренних коротких замыканиях.

Наиболее близким к изобретению

20 по техническому решению является, устройство для дифференциально-фазной . .защиты электроустановки, содержащее блок входных датчиков тока, диодную 39 схему преобразования входных вели. чин, схему сравнения выполненную на резисторах, диодах и стабилитронах, пусковой орган, фаэнуй орган, логический блок И, два пороговых элемента, выходы которых соединены с входом опорного напряжения фазного органа t3 Однако это устройство может ложно срабатывать при тяжелых переходных процессах внешнего повреждения из-за значительной погрешности трансформаторов тока. Это обусловлено тем,что в таких переходных процессах уменьшается величина напряжения на входе первого порогового элемента и он открывается. Чувствительность измерительного элемента фазного органа не уменьшается, что приводит к срабатыванию последнего, то есть к лож ному срабатыванию устройства.. Цель изобретения - повышение устойчивости функционирования при высоком быстродействии. Поставленная цель достигается те что в предлагаемое устройство дифференциально-фазной защиты, содержа щее блок датчиков тока, к вторичным обмоткам которых подключен диодный блок преобразования входных величин блок сравнения, выполненный на рези торах и стабилитронах, катоды и ано . ды которых соединены соответственно с катодами и анодами диодного блока преобразования входных величин,пусковой орган, включенный между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и стабилитронами блока сравнения, фазный орган, включенный между резисторами и стабилитронами блока сравнения,, блок управления углом блокировки, вход которого соединен с блоком сравнения, а выход - с фазным органом, логичес15ий блок И, входы которого соединень1- с выходами фазного и пускового органов, введены конденсатор с последовательно сое диненным диодом, включенные в блок сравнения, и транзистор, эмиттер которого соединен с катодом, коллектор - с анодом, а база через другой диод - с входным резистором пускового органа и через резистор с землей На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - осциллограммы, поясняющие работу устройства без конденсатора при внешних коротких замыканиях на фиг. 3 то же, с конденсатором. Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 входных датчиков тока, одйоименные ыводы вторичных обмоток которых соеинены, а к другим подключен диодный лок 2 преобразования входных величин, блок 3 сравнения, выполненный на резисторах и стабилитронах, катоы и аноды которых соединены соответственно с катодами и анодами диодного блока 2 преобразования входных величин, фазовый орган Ц, включенный между резисторами и стабилитронами блока 3 сравнения, блок 5 управления углом блокировки фазного органа,вход которого соединен с блоком 3 сравнения, а выход - с фазным органом, пусковой орган 6, элемент И 7, входы которого соединены с выходами фазного k и пускового 6 органов, диод 8 с последовательно соединенным конденсатором 9i включенные в блок 3 сравнения и транзистор 10, эмиттер которого соединен с катодом, коллектор - с анодом диода 8, база соединена через резистор 11 с общей точкой и через диод 12 с пусковым органом 6, который через трансформатор 13 и выпрямительный мост 1A и резистор 15 соединен с диодным блоком 2. Устройство работает следующим образом. При внешнем коротком замыкании большой кратности (фазный режим) открываются оба стабилитрона блока 3 сравнения, и ограничивают напряжение на его плечах. Если трансформаторы тока не насыщаются, то на выходе блока 3 сравнения, т.е. входе фазного органа , сигнала нет. На вход блока 5 управления углом блокировки фазного органа поступает напряжение равное 2ист(фиг. 2), где напряжение стабилизации одного стабилитрона блока 3 сравнения. Транзистор 10 открыт и конденсатор 9 заряжается до напряжения 2UcT. При насыщении одного из трансформаторов тока транзистор 10 закрывается, так как потенциал эмиттера уменьшается, а потенциал базы - увеличивается.Конденсатор 9 разряжается через резисторы блока 3 сравнения, заполняя срыв в напряжении 2а.В результате этого на выходе блока 3 сравнения не появляется последовательности импульсов, пропорциональной фазовой погрешности трансформатора тока.Фазный орган при этом не срабатывает (фиг. 3) и на одном из входов логического блока И 7 сигнал U,) равен нулю, поэтому, даже если сработает пусковой орган 6, на выходе логического блока И 7 сигнал не появится (защита не срабатывает), При внутреннем коротком замыкании большой кратности (фазный режим) током обтекается только одно плечо бло ка 3 сравнения. Напряжение на входе блока 5 управления углом блокировки фазного органа равно Uj, что приводит к уменьшению напряжения на выходе блока. В результате увеличивает ся чувствительность измерительного , элемента фазного органа k и угол бло кировки уменьшается по сравнению с режимом внешнего короткого замыкания Транзистор ТО закрыт и конденсатор 9 не заряжается. Пусковой орган 6 в этом режиме срабатывает, на оба вхЬда логического блока И 7 поступает напряжение, следовательно, на выходе блока появляется сигнал (защита срабатывает) . При малых токах короткого замыкания защита работает в дифференциальном режиме, так как сигналы в блоке 3 сравнения не ограничиваются по амплитуде. Чувствительность защиты в целом определяется порогом срабатывания пускового органа 6, так как порог срабатывания фазного органа k ниже, чем пускового. Предлагаемое устройство для дифференциально-фазной защиты обеспечивает высокую УСТОЙЧИВОСТЬ функционирования в режиме внешнего короткого замыкания при сохранении высокого бы стродействия в режиме внутреннего ко роткого замыкания. Лабораторные испытания на модели имитирующей переходные процессы при коротких замыканиях, а также в установившемся режиме, полностью подтвердили преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным 56 так как надежно не срабатывает при внешних коротких замыканиях. Формула изобретения Устройство для дифференциальнофазной защиты электроустановки,СО держащее блок датчиков тока, к вторичным обмоткам которых подключен диодный блок преобразования входных величин, блок сравнения, выполненный на резисторах и стабилитронах,катоды и аноды которых соединены соответственно с катодами и анодами диодного блока преобразования входных величин, пусковой орган, включенный между общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и стабилитронами блока сравнения, фазный орган, включенный между резисторами и стабилитронами блока сравнения, блок управления углом блокировки фазного органа, вход которого соединен с блоком сравнения, а выход - с фазным органом, элемент И, входы которого соединены с выходами фазного и пускового органов, 6 т л ичающееся тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования, в блок сравнения введ1ены конденсатор с последовательно ченным диодом, транзистор, второй диод и резистор, при этом эмиттер транзистора соединен с катодом,коллектор - с анодом диода, а база через второй диод соединена с входным резистором пускового органа и через резистор - с землей. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Н 3/28, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке «Г , кл. Н 02 Н 3/28, 1972. 3 Авторское свидетельство СССР по заявке ff 2б19108/2 -07, кл. Н 02 Н 3/28, 1977.

лд

М/ ААЛЛУ ААА

л.