Устройство для дифференциально-фазной защиты Советский патент 1982 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано - для защиты сборных шин, ошиновок трансформаторов, силовых трансформаторов (автотрансформаторов), генераторов, крупных :высоковольтных электродвигателей.

Известно устройство дифференциально-фазной защиты.шин, содержащее датчики тока, включенные в каждое плече защиты, многоплечевой диодный полумост, присоединенную к нему двухплечевую схему сравнения на резисторах и стабилитронах, фазный орган, пусковой орган, логический блок И, два входа которого соединены с выходами пускового и фазного органов t

Однако это устройство неприменимо для защиты трансформатора, так как измерительный элемент фазного.органа имеет постоянный порог из1«рения длительности входного сигнала и при уровне сигнала О,25-0,3 0ц защита не будет срабатывать. Кроме того, устройство имеет малое быстродействие при внутренних повреждениях,так как угол .блокировки соответствует времени срабатывания при внутренних коротких замыканиях.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дифференциально-фазной защиты электроустановки, содержащее блок входных датчиков тока, диодный блок преобразования входных величин, блок сравнения, выполненный на резисторах, диодах и стабилитронах, пусковой орган,фазный орган, логический блок и два

10 пороговых элемента, выходы которых соединены с входом опорного напряжения фазного органа 2.

Однако известное устройство может ложно срабатывать при тяжелых

15 переходных процессах внешнего повреждения из-за значительной погрешности трансформаторов тока, В таких режимах уменьшается величина напряжения на входе первого порогового

20 элемента, и он не открывается, что приводит к ложному срабатываниюфазного органа и устройства в цепом.

Цель изобретения - повышение селективности устройства при тяжелых

25 переходных процессах в режимёис внутреннего и внешнего повреждений при сохранении высокого быстродействия.

Поставленная цель достигается Tert, что в устройство для дифференцигшьно30фазной защиты, содержащее блок датчиков тока, к йторичным обмоткам которых подключен диодный блок преобразователя входных величин, блок сравнения, выполненный на резисторах и стабилитронах, катоды и аноды кото рых соединены с катодами и анодами диодов блока преобразования входных величин, пусковой орган, разделитель ный трансформатор с выпрямительным мостом на выходе, фазный орган,сое диненный с выходом блока управления угла блокировки, элемент И, входы ко торого соединены с выходами пускового и фазного органов, а выход пред назначен для подключения отключающей Цепи, дополнительно введены транзис,Тор, стабилитрон, два диода, три резистора и конденсатор, причем.вход фазного органа подключен к точкам соединения стабилитронов и резисторо блока сравнения, первичная обмотка разделительного трансформатора включена между общей точкой соединения етабилитронов блока сравнения и общей точкой вторичных обмоток да.тчи ков тока, выход выпрямительного моста подключен к входупускового органа, к которому также подключены конденсатор и через включенный согласно первый дополнительный диод база транзистора, соединенная через первы дополнительный резистор с корпусом. анод стабилитрона блока сравнения соединен с первым входом блока управ ления угла блокировки, а через встречно включенный дополнительный стабт1итрон - с эмиттером транзистора, соединенным также через второй дополнительный резистор с корпусом, причем коллектор транзистора через согласно включенный второй дополнительный диод соединен с вторым входом блока управления.угла блокировки, а через третий дополнительный ре зистор - с корпусом. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит блок1 датчи- ков тока, одноимённыеО выводы ВТО- ричных обмоток которых соединены меж ду собой, а к другим подключен бЛок 2 преобразования.входных величин, блок 3 сравнения,выполненный на резисг торах и стабилитронах,катоды и анодыа 5 оторых соединены соответственно с кат дами и анодами диодного блока преобраз вания входных величин, фазный орган 4,: включенный между резисторами и стабилитронами блока сравнения, блок .5 управления углом блокировки фазного органа, один из входов которого соединен с блоком срабнёния, а выход - с фазным органом, пусковой орган б, трансформатор 7, включенный мелоду общей точкой вторичных обмоток входных датчиков тока и диодами блока орав нения, выпрямитель ный мост.8,-логический блок И 9, входы которого соединены с выходами фазного и пускового органов, транзистор 10, стабилитрон 11, второй диод 12, резисторы 13-15, первый диод 16 и конденсатор 17, подключенный к входу пускового органа б. Устройство работает следующим образом. При внешнем коротком замыкании большой кратности Сфазный режим работы устройства ) открываются оба стабилитрона блока 3 сравнения 3 и ограничивают Напряжение на его плечах. Если при этом трансформаторы , тока не насыщаются, то на входе фазного 4 и пускового б органов сигнала нет. На эмиттер транзистора 10 поступает напряжение, равное 2UcT-UcTj..« гЛе UCT- напряжение стабилизации одногостабилитрона блока 3,а UcT-i.r н г1ряжение стабилизации стабилитрона II.Так как напряжение на базе транзистора 10 равно нулю, он открывается и на второй вход блока 5 управления углом блокировки поступает напряжение, определяющее увеличение угла блокировки фазного органа 4 npil внешнем коротком замыкании. При насыщении одного из трансформаторов тока транзистор 10 закрывается, так как на входе пускового органа б, т.е. на транзистора 10, появляется напряжение. Несмотря на это, выходной сигнал блока 5 управления не изменяется так как он имеет запоминающий зле- , мент, а в период идеальной трансформации транзистор 10 «5ьш открыт и на вход блока 5 управления поступало напряжение 21/.-U T IТаким образом, ложного срабатывания фазного органа, как и устройства , в целом, не происходит. При внутреннем коротком замыкаНИИ большей кратности (фазный режим работы устройства) током обтекается только одно плечо блока 3 сравнения. На эмиттер транзистора 10 поступает напряжение Ц,. г:т-ч приблизительно равное Hyjno, а на базу - входное напряжение пускового органа б.Транзистор 10 закрыт и увеличение угла блокировки фазного органа 4 не происходит. При внутреннем же коротком замыкании при сдвинутых по фазе токах напряжение на базе транзистора 10 появляется раньше, чем на эмиттер поступает напряжение 20 7UcT Поэтому транзистор 10 будет закрыт и увеличения угла блокировки фазного органа 4 также не происходит. На выходе фазного органа 4 и пускового органа б появляется напряжение, т.е. устройство срабатывает. ,При малых кратностях токов короткого замыкания устройство защиты работает в дифференциальном режиме. так как напряжение в блоке 3 сравнения не ограничивается по амплитуде. Чувствительность защиты в целом оп{)е деляется порогом срабатывания пускового органа б, потому что,пока на оба входа логического блока И 9 не посту пит сигнал с пускового 6 и фазного 4 органов, защита не сработает, а чувствительность пускового органа 6 ниже, чем чувствительность фазного органа 4. Таким образом, предлагаемое устройство для дифференциально-фазной защиты обеспечивает более высокую устойчивость функционирования в режимах внешнего и внутреннего короткого замыкания при сохранении высоко го быстродействия в режиме внутренне го короткого замыкания. Формула изобретения Устройство для дифференциальнофазной защиты, содержащее блок датчи ков тока, к вторичным обмоткам которых подключ ен диодный блок преобразования входных величин, блок сравне ния, выполненный на резисторах и стабилитронах, катоды и аноды которых соединены с катодами и анодами диодов блока преобразования входных величин, пусковой орган, разделительный трансформатор с выпрямительным мостом на выходе, фазный орган, соединенный с выходом блока управления угла блокировки, элемент И, входы которого соединены с выхода ми пускового и фазного органов, а вы ход предназначен для- подключения к отключающей цепи, отличающеес я тем, что,с цельюповышения селективности, дополнительно введены транзистор, стабилитрон, два диода,, три резистора и конденсатор, причем вход фазного органа подключен к точкам соединения стабилитронов и резисторов блока сравнения, первич :1Я обмотка разделительного трансформатора включена между общей точкой средик ния стабилитронов блока сравнения и общей точкой вторичных обмоток датчиков тока, выход выпрямительного моста подключен к входу пускового органа, к которсииу также подключены конденсатор и через включенный согласно первый -дополнительный диод база транзистора, соединенная через первый дополнительный резистор с корпусом, анод стабилитрона блока сравнения соединен с первым входом блока управления угла блокировки, а через встречно включенный дополнительный с,табилитрЪн - с эмиттер 4 транзистора, соединенным также че- рез второй дополнительный резистор с корпусом,, причем коллектор транзистора через согласно включенный второй дополнительный диод соединен с вторым входом блока управления угла блокировки, а через третий дополнительный резистор - с корпуЬом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 729718, кл. Н 02 Н 3/28 1977. 2.Авторское свидетельство СССР 758357, кл. Н 02 н 3/28, 1978;