Устройство для защиты шин низкого напряжения комплектной трансформаторной подстанции Советский патент 1982 года по МПК H02H3/28 H02H7/26 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ШИН НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ КОМПЛЕКТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ

Изобретение относится к электрЪтехнике, в частности к релейной защите комплектных распределительных подстанций низкого напряжения.

Известно устройство, в котором для селективного отключения повреждений на шинах в дополнение к комплектам дифференциально-токовой защиты установлена максимально-токовая защита с выдержкой времени 1.

Этой защите присущи сложность и недостаточная надежность.

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству является устройство для релейной защиты секции шин низкого напряжения комплектной трансформаторной подстанции и отходящих от нее линий, состоящее из дифференциально-токовой защиты (ДТЗ) секции шин и максимально-токовых защит (МТЗ) каждой линии, содержащее датчики тока каждого присоединения, одно полярное

выходное напряжение которых пропорционально отношению тока присоединения к его номинальному току, релейный орган ДТЗ, выполненный однополярным по входному напряжению, и релейные органы МТЗ, в котором выходы датчиков тока линий подключены к входам релейных органов МТЗ, выходы датчиков тока всех присоединений

,Q соединены последовательно между собой и с входом релейного органа ДТЗ, причем выходы датчиков тока линий включены между собой согласно, выход датчика тока ввода - встречно, а вы,5 ходы релейных органов ДТЗ и МТЗ подключены к отключающим блокам выключателей. Однополярное выходное напряжение датчиков тока может быть сглажено КС-фильтрами 21,

20

В этом устройстве при нарушении цепи, соединяющей последовательно датчики тока всех присоединений, сигнал на вход релейного оогана ДТЗ

3 . 9

не поступает, и защита ввода в этом случае не обеспечивается, хотя вероятность таких нарушений достаточно велика, так как датчики могут быть удалены друг от друга на значительные расстояния о Несрабатывание защиты ввода при-нарушении цепи, соединяющей датчики тока, является недостатком этого устройства. При аварийном режиме на одной из линий на отключающий блок выключателя этой линии с выхода - релейного органа МТЗ поступает команда на отключение. Если по каким-либо причинам выключатель не отключается, с некоторой задержкой по вр.емени должна срабатывать, как резервная, защита ввода и подавать команду на отключение, вводного выключателя. В известномустройстве это не обеспечивается, так релейный орган ДТЗ заторможен напряжением от датчика тока линий. Отсутствие резервирования защит отходящих линий защитой ввода является также недостатком устройства.

Цель изобретения - исключение несрабатывания защиты ввода в случае нарушения цепи, соединяющей последовательно датчики тока всех присоединений, и обеспечение резервирования защит отходящих линий защитой ввода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для релейной защиты шин низкого напряжения комплектной трансформаторной подстанции и отходящих от нее линий, содержащее блок дифференциально-токовой защиты (ДТЗ) ввода и блоки максимально-токовых защит (МТЗ) каждой линии, включающее соответственно да чики тока ввода и датчики тока каждой линии, релейный орган ДТЗ ввода и релейные органы МТЗ линий, в котором выходы датчиков тока линий подключены к входам релейных органов МТЗ линий, выходы датчиков тока ввода и каждой линии соединены последовательно между собой, а выходы релейных органов ДТЗ ввода и МТЗ линий подключены к отключающим органам выключателей,, дополнительно введено дифференцирующее звено, релейный орган ДТЗ ввода выполнен с двумя входами, причем вход дифференцирующего звена включен последовательно с датчиками тока линий,

)4

выход дифференцирующего звена подключен к первому входу релейного органа ДТЗ ввода, а второй вход релейного органа ДТЗ ввода подключен

к выходу датчика тока ввода,

НафиГс 1 приведена схема предлагаемого устройства защиты,- на фиг„2форма разностного тормозного сигнала на входе дифференцирующего звена

(а) и его выходе (б).

Устройство содержит на всех присоединениях шин низкого напряжения автоматические выключатели 1, 2 и 3 вводной 1, соединенный с вторичной обмоткой силового трансформатора 4, и линейные 2 и 3, через которые питаются нагрузки 5 и 6. Линии защищены максимальными токовыми защитами, включающими в себя датчики

7 и 8 тока линий, выходы которых подключены к входам релейных органов 9 и 10, а выходы релейных органов соединены с отключающими блоками выключателей 2 и 3. Секция шин

низкого напряжения, расположенная между выключателями, 2 и 3, защищена ДТЗ, состоящей из датчика 11 тока ввода, выход которого включен последовательно с входом дифференциРУЮщего звена 12 и выходами датчиков 7 и 8 тока линий, причем выходы датчиков 7 и 8 тока линий соединены между собой согласно-последовательно, а по отношению к выходу датчика 11 тока ввода - встречно Выход дифференцирующего звена подключен к первому входу релейного органа 13 ДТЗ, второй вход которого подключен к выходу датчика 11 тока ввода, а выход релейного органа 13 соединен с отключающим блоком выключателя 1 ввода.

В частном случае релейный орган 13 ДТЗ может состоять из двухтран5 зисторного триггера с нормально зЗкрытым входом на транзисторах и 15, и резисторах 16, 17 и 18, нормально открытого однотранзисторного ключа на транзисторе 19 и резистоф ре 20. Первым входом релейного органа 13 является база-эмиттерный переход транзистора 19, а вторым соединенные последовательно базаэмиттерный переход транзистора Il и коллекторно-эмиттерный переход транзистора 19.

При аварийных режимах устройство защиты работает следующим образом. Если аварийный режим возникает в точке А, аварийный ток проходит через выключатели 1 и 3, напряжение на выходе датчиков 8 и 11 тока имеет полярность, указанную на схеме. Учитывая, что значение этих напряжений пропорционально отношению тока через выключатели 1 и 3 к номинальному току этих присоединений, а номинальный ток ввода больше номи нального тока линии, напряжение на выходе датчика 8 по абсолютной величине больше выходного напряжения датчика 11„ Разностное напряжение на входе дифференцирующего звена 12и первом входе релейногго органа 13закрывает ключ на транзисторе 19 и препятствует срабатыванию триггера на транзисторах 1ни 15, хотя открывающее напряжение на втором входе релейного органа 13 может быть достаточным для срабатывания тригге ра. Часть напряжения, приложенная к входу релейного органа 9, также препятствует срабатыванию последнего. Следовательно, срабатывает только релейный орган 10, и аварийный режим селективно отключается выключателем 3. Параметры дифференцирующего звена 12 ;выбирают так, что время действия тормозного напряжения на входе релейного органа 13 несколько превышает собственное время отключения любого из линейных- выключателей„ Если аварийный режим в точке А по какой-либо причине не ликвидируется линейным выключателем 3 по ис течении времени действия тормозного напряжения открывается ключ на тран зисторе 19, срабатывает триггер на транзисторах h и 15, и аварийный то отключается выключателем 1. Таким . образом, обеспечивается резервирова ние защит линий защитой ввода, При аварийном режиме в точке Б (фиг„ 1) аварийный ток проходит толь ко через выключатель 1 Полярность выходного напряжения датчика 11 тока такова, что способствует срабатывани триггера на транзисторах 1й и 15 и о крыванию ключа на транзисторе 19, в результате чего срабатывает релейный орган 13. Часть выходного напряжения датчика 11 тока прикладывается также к входам релейных органов 9 и , в полярности, способствующей их срабатыванию, однако величина напря жения на входах релейных органов 9 и 10, определяемая соотношением между внутренними сопротивлениями датчиков 7 и 8 и входным сопротивлением релейного органа 13, недостаточна для срабатывания релейных органов 9 и 10 Следовательно, аварийный режим селективно отключается выключателем К Срабатывание релейного органа 13 при аварийном режиме в точке Б не зависит от исправности цепей, соединяющих последовательно датчики тока всех присоединений. Если даже эта цепь и нарушена, ключ транзистора 19 открывается базовым током через резистор 20, а триггер открывается выходным напряжением датчика 11, в результате релейный орган 13 срабатывает. Таким образом, исключается несрабатывание защиты ввода при аварийном режиме на вводе в случае нарушения цепи, соединяюи4ей последовательно датчики тока всех присоединений. Формула изобретения Устройство для релейной защиты шин низкого напряжения комплектной трансформаторной подстанций и отходящих от нее линий, содержащее блок дифференциально-токовой защиты (ДТЗ) ввода и блоки максимально-токовых защит (МТЗ) каждой линии, включающие соответственно датчики тока ввода и датчики тока каждой линии, релейный орган ДТЗ ввода и релейнуе органы МТЗ линий, в которых выходы датчиков тока линий подключены к входам релейных органов МТЗ линий, выходы датчиков тока ввода и каждой линии соединены последовательно между собой, а.выходы релейных органов ДТЗ ввода и МТЗ линий подключены к отключающим органам выключателей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью исключения несрабатывания защиты ввода в случае нарушения цепи, соединяющей последовательно датчики тока всех присоединений, а также для обеспечения резервирования защит отходящих линий защитой ввода, в него дополнительно введено дифференцирующее звено, релейный орган ДТЗ ввода выполнен с двумя входами, причем вход дифференцирующего звена включен послеовательно с датчиками тока линий.

выход дифференцирующего звена подключен к первому входу релейного органа ДТЗ ввода, а второй вход релейного органа ДТЗ ввода подключен к выходу датчика тока ввода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Баптиданов Л.Н. и Тарасов В.И, Электрооборудование электрических станций и подстанций. ГЭИ, 1959,

с. 236, рис. 13-31.

2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н П2 Н 3/28, 1980.

V5

sV

.1

Фиг. 2