Устройство для дифференциальной защиты электроустановки

( 9) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51) Н 02 Н 3/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН МИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ. М 72978, кл. Н 02 И 33. Авторское свидетпо заявке У 3318742/24кл, Н 02 Н 3/28, 1982,.Додонов ктротех етельство СССР(54)(57) . УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФфЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ,содержащее блок датчиков тока, одниконцы вторичных обмоток которых объединены, а другие присоединены кмногоплечевому диодному полумосту,катоды и аноды диодов которого объединены и подключены к двухплечевойсхеме сравнения со средней точкой,реагирующий орган, соединенный с вы-ходом схемы сравнения через выпрямитель, пусковой орган, включенныйпоследовательно с дифференциальнымсопротивлением нагрузки между общейточкой вторичных обмоток датчиковтока и средней точкой схемы сравнения, которая при этом заземлена,логический элемент И, первый и вто.-рой входы которого соединены с вы-.ходом фазного и пускового органов,а выход - с входом выходного органа,два компаратора, причем неинвертирующий вход первого компара-.тора соединен с катодами, инвертирующий вход второго - с анодами многоплечевого диодного полумоста, а их выходы являются, первым и вторым входами второго элемента И, расширитель импульсов, выход которого соединен с входом .инвертора, а выход последнего - с третьим входом первого элемента И, блок дифференцирования, вход которого соединен с незаэемленным концом дифференциального сопротнвления,нагрузки, а выход является входом формирователя сигналов запрета, при этом фор" мирователь сигналов запрета сод . жит два компаратора, три диода, нагрузочный резистор, конденсатор и инвертор, причем вход формирователя соединен с неинвертирующим входом первого и инвертирующим вхо;, дом второго компаратора, инвертиру ю ющий вход первого комнаратора соединен с "плюсом" источника питания, а неинвертирующий вход второго компаратора - с "минусом", выходы компараторов подключены к анодам двух диодов, катоды которьм объединены в общую точку с входом инвертора, одним концом нагрузочного резистора и конденсатора, другие концы которых заземлены, выход иньертора соединен с катодом третьего диода, анод которого является выходом фор" .мнрователя сигналов запрета. о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с ,целью повышения надежности работы устройства путем обеспечения устойчивого формирования блокирующего сигнала при внешнцх коротких замыканиях и быстродействия переориентации защиты (;ри переходе от внешнегозе токах или вытекающих из места повреждения токов нагрузки и составляет 4-5 мс, если длительность первой полуволны тока КЗ на уровне тока срабатывания устройства соответствует углу блокировки фазного органа 60-65 о. Ток срабатывания устройства защиты, если не предусматриваются специальные блокировки от обрыва токовых цепей, составляет 1,21,3 номинального тока наиболее мощного присоединения..Яцола Техред.О.Ващишина ректор И. Леонтю ед 1 Тираж 620ВНИИПИ Государственного кпо делам иэобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс аэ 50 Подписноета СССР открыти ая наб. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 41141498 короткого замыкания во внутреннее, введены два формирователя опорного напряжения, два элемента ИЛИ, третий элемент И и ждущий мультивибратор, при этом первый вход первого формирователя опорного напряжения соединен с катодами,а первый вход второго - с анодами многоплечевого диодного полумоста, их вторые входы соединены с.первым и вторым выходами ждущего мультивибратора соответственно, выход первого формирователя опорного напряжения соединен с инвертирующим входом первого компаратора, а выход второго - с неинвертирующим входом второго компаратора, выходы обоих компараторов соединены с входамн первого элемента ИЛИ, выход кото . рого является первым входом третьего элемента И, второй вход, последнего соединен с третьим входом второго элемента И, выходом формирователя сигналов запрета и через резистор связан с плюсом источника питания, третий вход третьего элемента И соединен с вторым выходом ждущего мультивибратора, а выход - с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом втор рого элемента И и входом ждущего мультивибратора, а выход- с входом расширителя импульсов.2, Устройство по и. 1, о .т л ич а ю щ е е с я тем, что первый формирователь опорного напряжения Изобретение относится к релейной защите и может быть использовано для защиты сборных шин электростанций и подстанций, ошиновок силовых трансформаторов и автотрансформаторов, 5 высоковольтных электродвигателей и синхронньй компенсаторов.Известно устройство для дифференциально-фазной защиты электроустанонки, содержащее блок сравнения, пусковой и фазный органы, пороговые органы, ограничитель напряжения, блок гальванического разделения ценей, обладающее высокой чувствительностью и быстродействием 1 11.15 содержит три диода три резистора и конденсатор, причем анод первого диода является первым входом формирователя, катод соединен с одним концом первого резистора, другой конец которого связан с.вторым резистором и конденсатором с задемленным вторым концом, другой конецвторого резистора соединен с анодами второго и третьего диодов, катод второго диода сОединен с одним концом третьего резистора и является вторым входом формирователя, катод третьего диода соединен с другим концом третьего резистора и является выходом формирователя.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что второй формирователь опорного напряжениясодержит два диода, стабилитрон, три резистора и конденсатор, причем катод первого диода является первым входом формирователя, анод соединен с одним концом первого резистора, другой конец которого связан.со вторым резистором и конденсатором с заземленным вторым концом, другой конец второго резистора соединен с катодом второго диода и анодом стабилитрона, катод стабилитрона соединен с одним концом третьего резисто" ра и является вторым входом формирователя, анод второго диода соединен с другим концом третьего резистор 7 и является выходом формирователя . Однако для надежности отстроен- ности от внешних коротких замыканий (КЗ) необходимо значительное увеличение угла блокировки в этом режиме, для него используется признаквозрастания напряжения на блоке сравнения до удвоенного значения порогаограничения напряжения и запоминание этого признака на несколько периодов 1 на случай его исчезновенияпри глубоких насыщениях трансформаторов тока (ТТ)Такой принцип ислолнения защиты может привести к задержке в срабатывании при переходевнешнего КЗ во внутренне, а такжек отказу защиты при определенных условиях внутренних КЗ со сдвинуты-. ми по фазе токами.Известно также устройство для дифференциально-фаэной защиты сборных шин, содержащее датчики тока, включенные в каждое плечо защиты, многоплечевой диодный полумост, схему сравнения на резисторах .и стабилитронах, формирователи входных логических сигналов, блокижзапреще.- ния и разрешения срабатывания. Отстроенность этого устройства от внешних КЗ при глубоких насыщениях ТТ обеспечивается путем использования признака "идеальной" трансформации ТТ до момента насыщения сердечника 21.Однако этот признак в устройстве может быть верно использован в большинстве случаев лишь в первом периоде переходного процесса, если он является периодом первоначального насыщения. Если ТТ работает в области средних индукций (в области характеристики намагничивания, расположенной непосредственно за ее перегибом), возможна ложная выдача разрешающего на срабатывание защиты сигнала при внешних КЗ. Кроме того, при глубоких насыщениях ТТ напряжение на входе формирователя логического сигнала может оказаться недоста,точным для его запуска, и блокирующий сигнал не будет вырабатываться именно тогда, когда погрешность ТТ максимальна. Обеспечить гарантированную отстроенность защиты от,внешних КЗ в этом устройстве можно, заблоки,ровав логической частью защиту по информации от первого периода на такое время, когда разностиая фазовая погрешность в самом неблагоприятном переходном процессе будет меньше угпа блокировки фаэного органа. Однако 1 ри этом возможна задержка в срабагывании защиты при переходе внешнего КЗ во внутреннее или при внутреннем КЗ со сдвинутыми по фазе токами.Известно также устройство защиты, содержащее датчик тока, включенные в каждое плечо защиты, многоплечевой диодный полумост, схему сравнения на резисторах и стабилитронах, фазный (реагирующий) и пусковой органы, два компаратора, блок дифференцирования, формирователь сигналов запрета, расширитель импульсов,логические элементы, обладающие высоким уровнем отстроенности от внешних повреждений и высоким быстродействием - при внутренних.днако область использования изОвестного устройства ограничена объектами, номинальный ток которыхнезначительно отличается от номинальных токов ТТ присоединений, посколь ку уровень запуска логической частиустройства, определяющей отстроенность защиты от внешних КЗ, необходимо отстраивать от максимальногосквозного тока в рабочем режиме. На 15 сборных шинах мощных ГЭС мощностьподключенных генераторов может бытьрезко различной или в течение сутокили в определенные времена года. Приэтом будет резко различным и уровень 0 токов внешних КЗ, который можег вминимальном режиме работы станцииоказаться менее максимального сквозного тока в рабочем режиме. Это относится и к сборным шинам мощных 25 узловых подстанций, максимальныйсквозной ток которых значительноотличается от номинальных токовТТ присоединений. Кроме того, устойчивость идентификации внешних 30 КЗ этим устройством в периодах, следующих за периодом первоначальногонасыщения одного из ТТ, невысока.Таким образом, известное устройствона наиболее ответственных объектахэнергосистем имеет недостаточныйуровень надежности и устойчивостиидентификации режимов внешних ивнутренних КЗ в течение переходного процесса.40 , Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путемобеспечения устойчивого формиро-.вания блокирующего сигнала при внешних коротких замыканиях /КЗ 1 и бы строй переориентации защиты припереходе от, внешнего КЗ во внутреннее.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для дифференциальной защиты электроустановкисодержащее блок датчиков ток, одниконцы вторичных обмоток которыхобъединены, а другие присоединенык многоплечевому диодному полумо сту катоды и аноды диодов которыхобъединены и подключены к дву: плечевой схеме сравнения со среднейточкой, фазный (реагирующий) орган, 1141498соединенный с выходом схемы сравнения через выпрямитель, пусковой орган, включенный последовательно с дифференциальным сопротивлением нагрузки между общей точкой вторич ных обмоток датчиков тока и средней точкой схемы сравнения, которая при этом заземлена, логический элемент И, первый и второй входы которого соединены с выходом фазного и пускового органов, а выход - с вхо- дом выходного органа, два компаратора, причем неинвертирующнй вход первого компаратора соединен с катодами, инвертирующий вход второго с анодами многоплечевого диодного полумоста, а их выходы являются первым и вторым входами второго элемента И, расширитель импульсов, выход которого соединен с входом ин вертора, а выход последнего - с третьим входом первого элемента И, блок дифференцирования, вход которого соединен с незаземленным концом дифференциального сопротивления нагруз ки,а выход является входом формирователя сигналов запрета, при этом Формирователь сигналов, запрета содержит два компаратора, три диода, нагрузочный резистор, конденсатор и 30 инвертор, причем вход формирователя соединен с неинвертирующим входом первого и инвертирующим входом второго компаратора, инвертирующий вход первого компаратора соединен с "плю- З5 сом" источника питания,.а неинвертирующий вход второго компаратора - с "минусом", выходы компараторов подключены к анодам двух диодов, катоды которых объединены в общую точку с входом инвертора, одним концом нагрузочного резистора и конденсатора, другие концы которых заземлены, выход инвертора соединен с катодом третьего диода, анод которого явля ется выходом Формирователя сигналов запрета, введены два формирователя опорного напряжения, два элемента ИЛИ, третий элемент И и ждущий мультивибратор, при этом первый вход первого 50 Формирователя опорного напряжения соединен с катодами, а первый вход второго - с анодами многоплечевого диодного полумоста, их вторые входы соединены с первым и вторым выхода мн ждущего мультивибратора соответственно, выход первого Формирователя опорного напряжения соединен с инвертирующим входом первого компаратора, а выход второго - с неинвертирующим входом второго компаратора,выходы обоих компараторов соединены свходами первого элемента ИЛИ, выходкоторого является первым входом третьего элемента И, второй вход последнего соединен с третьим входомвторого элемента И, выходом формирователя сигналов запрета и через резистор связан с "плюсом" источникапитания, третий вход третьего элемента И соединен с вторым выходомждущего мультивибратора, а выход -с первым входом второго элементаИЛИ, второй вход которого соединенс выходом второго элемента И и входом ждущего мультивибратора, а выход - с входом расширителя импульсов,Первый формирователь опорногонапряжения содержит три диода, трирезистора и конденсатор, причем анодпервого диода является первым входом формирователя, катод соединенс одним концом первого резистора,другой конец которого связан с вторым резистором и конденсатором сзаземленным вторым концом, другойконец второго резистора соединен санодами второго и третьего диодов,катод второго диода соединен с одним концом третьего резистора и является вторым входом формирователя,катод третьего диода соединен с дру 1гим концом третьего резистора и является выходом формирователя,Второй формирователь опорногонапряжения аналогичен первому за исключением того, что первый и третийдиоды имеют обратную полярность включения, а вместо второго диода используют стабилитрон,На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства дифФеренциальной защиты; на Фиг. 2эпюры работы устройства при внешнемКЗ; на фиг. 3 - эпюры работы устройства при внутреннем КЗ со сдвинутыми по фазе токами.Устройство защиты используетсяна сборных шинах 1, которые имеютнесколько присоединений с линейными трансформаторами тока, Устройство защиты (Фиг. 1) содержит блок 2датчиков тока, одни концы вторичныхобмоток которых объединены, а други.присоединены к мно Го иле че Р 1 му ли 1 пному полумосту 3, катоды и аноды диодов которого объединены и подключены к двухплечевой схеме 4 сравнения со средней точкой. Реагирующий орган 5 соединен с выходом схемы 4 сравнения через выпрямитель 6. Пусковой орган 7 включен между общей точ кой вторичных обмоток, датчиком тока и средней точкой схемы 4 сравнения. Логический элемент И 8, первый и второй входы которого соединены с выходами реагирующего 5 и пускового 7 органов, подключен к входу выходного органа 9. Дифференциальное сопротивление 10 нагрузки включено последовательно с пусковым органоммежду общей точкой вторичных обмоток датчиков тока и средней точкой схемы 4 сравнения, причем средняя точка схемы 4 сравнения соединена с одним концом дифференциальпого сопротивления 1 О нагрузки и заземлена, Неинвертирующий вход первого , компаратора 11 соединен с катодами, 1а инвертирующий вход второго компаратора 12 - с анодами многоплечевого диодного полумоста 3, причем инвертирующий вход первого компаратора 11 и неинвертирующий вход второго компаратора 12 являются их управляющими входами. Два входа второго элемента И 2 13 соединены с выходами компараторов 11 и 12,Вход блока 14 дифференцирования . соединен с незаземленным концом.диф-ференциального .сопротивления О, а выход - с входом формирователя 15 сигналов запрета. Вход последнего соединен с неинвертирующим входом компаратора 16 и инвертирующим входом компаратора 17, причем, инвертирующий вход компаратора 6 соедиНен с плюсом" источника питания а неинвертирующий вход компаратора 17-с "минусом". Выход компаратора одключен к аноду диода 18, а выход омпаратора 17 - к аноду диода 19, атоды диодов 18 и 19 объединены вебщую точку .с входом инвертора 20, одним концом нагрузочного резистора 21 и конденсатора 22, другие концы которых заземлены. Выход инвертора 20 соединен .с катодом диода 23, анод которого является выходом формирователя 15 сигналов запрета. Первый вход первого формирователя 24 опорного напряжения соединен с катодами, а первый вход второго формирователя 25 - с анодами многоплечевого диодного полумоста 3,Вторые входы формирователей 24 и 25 соединены с первым и вторым выходом ждущего мульти вибратора 26 соответственно. Вьиодпервого Формирователя 24 опорногонапряжения соединен с инвертирующимвходом первого компаратора 11, выход второго формирователя 25 - с не О инвертирующим входом второго компаратора 12 Выходы компараторов 11и 2 соединены с входами первогоэлемента ИЛИ 27, выход крторого является первым входом третьего элемента ИЗ 28. Второй вход третьегоэлемента ИЗ 28 соединен с третьим.входом второго элемента И 2 13, выходом Формирователя 15 сигналов запрета и через резистор 29 - с "плю 120 сом источника питания. Третий входтретьего элемента ИЗ 28 соединенс вторым выходом ждущего мультивибратора 26, а выход - с первым входом второго элемента ИЛИ 30, второйвход которого соединен с выходомвторого элемента И 2 13 и входом ждущего иультивибратора 26, а выходс входом расширителя 31 импульсов.Выход последнего связан с входом 30 инвертора 3, выход которого является третьим входом первого логического элемента И 8. Первым входомпервого формирователя опсрного напряжения 24 является анод первогодиода 33, катод которого соединен содним концом первого резистора 34,другой конец которого связан с вторым резистором 35 и конденсатором36 с заземленным вторым концом. Друц гой конец второго резистора 35 соединен с анодами второго 37 и третьего 38 диодов. Катод второго диода37 соединен с одним концом третьегорезистора 39 и является вторым входом формирователя 24. Катод третьегодиода 38 соединен с другим концомтретьего резистора 39 ивляетсявыходом формирователя 24. Второй формирователь опорного напряжения 25аналогичен первому формирователю 24за исключением того, что перзый егодиод 40 и третий диод 41 имеют обратную полярность включения, а вместо второго диода используется стабилитрон 42, Назначение первого 43,второго 44, третьего 45 резис оров и конденсатора 46 также аналогично соответствующим резисторам 34, 1141498 1035, 39 и конденсатору 36 первого формирователя 24 опорного напряжения.Устройство работает следующим образом.Сигналы от блока 2 датчиков тока разделяются по знаку полупериода с помощью многоплечевого диодного полумоста 3 и поступают на вход схеО мы 4 сравнения, где ограничиваются по амплитуде до величины напряжения стабилизации стабилитронов. При этом по пусковому органу 7 и сопротивлению 10 протекает дифференциальный ток, а с выхода схемы 4 сравнения15 снимается напряжение, пропорциональное длительности несовпадения ограниченных по амплитуде сигналов с ее плеч при токах, более тока стабили 20 зации, при токах же менее тока стабилизации - пропорциональное дифференциальному току, Защита срабатывает, если срабатывает реагирующий 5 и пусковой 7 органы и на третьем25 входе логического элемента И 1 8 будет при этом сигнал высокого уровня. Время срабатывания защиты составляет 3-4 мс и определяется углом блокировки реагирующего органа 5.30Описанная часть схемы не может обеспечить необходимый уровень отстроенности от внешних КЗ при указанном быстродействии, поскольку фазовые погрешности ТТ (или датчика тока) в переходных режимах могут превышать 200 , а угол блокировкиОиз условия работоспособности при внутренних КЗ со сдвинутыми по фазе токами целесообразно иметь не 40 более б 0-70 О, Кроме того, уровень тока стабилизации (переход в фазный режим работы) в защите сборных шин, питающих мощную нагрузку с большой додей асинхронных двигате Б лей, может оказаться достаточно высоким по условию отстройки от вытекающего тока нагрузки при внутреннем несимметричном КЗ на эемпю. Этот уровень может оказаться выше мини О мальных токов КЗ,способных вызвать достаточно тяжелый переходный.процесс, когда защита работает как дифференциальная. Поэтому, как и в известном устройстве, в зашите 55 предусматривается логическая часть, принцип действия которой основан на следующих свойствах переходного процесса в ТТ при преимущественноактивной нагрузке,В переходном процессе даже присамых неблагоприятных условиях ТТвходит в насьпцение не сразу, а спустя определенное время, в течениекоторого трансформация тока осуществляется практически без погрешности. Таким образом, при внешнем КЗ .появление тока небаланса, равного токунамагничивания насытившегося ТТ, будет во времени отставать от момента появления напряжения на схеме4 сравнения. Однако при последующихза первым периодах такой характерпереходного процесса возможен лишьпрп глубоких.насьпцениях ТТ и активной нагрузке, близкой по величинепредельной (переходной процесс первого рода), При этом ТТ в каждойположительной полуволне (совпадающей по знаку с апериодической слагающей) входит в насьпцение, а в от-рицательной - выходит, и трансформация вновь происходит без погрешности.В большинстве случаев нагрузка ТТи ток КЗ значительно меньше предельных, что при больших постоянных времени первичной сети может также обусловить насьпцение ТТ, однако характерэтого процесса (назовем его процессом второго рода) будет иным. Приэтом в периодах, следующих эа периодом первоначального насьпцения, ТТв течение нескольких периодов невыходит из насыщения, мгновенное значение тока намагничивания (ток небаланса) не равно нулю в начале положительных полуволн первичного тока,ток небаланса носит, как правило,однополярный характер. Однако припереходном процессе первого рода водном плече защиты н переходном процессе второго рода - в другом возможен и разнополярный ток небаланса.Идентификация режима в периодах,последующих за периодом первоначального насьпцения, осложняется в первом роде переходного процесса, вопервых, значительным уменьшением времени "идеальной" трансформации вследствие быстрого насыщения ТТ одногоплеча защиты и, во-вторых, снижением напряжения на схеме сравненияменее порога запуска логической части. При втором роде переходного процесса, кроме того, в начале полуволндифференциальный ток не равен нулю,т.е. отсутствует идеальная" трансформация даже на ограниченном интервале времени. Восстановление бестоковых пауз в устройстве достигается путем дифференцирования тока небаланса.3 Поставленная цель достигается путем повьппения устойчивости идентификации режимов внешних и внутренних КЗ в переходных процессах.учитывая свойства переходного про- цесса в ТТ, в первом периоде при внешнем КЗ фиксируют несовпадение производной дифференциальной тока и напряжений на плечах схемы сравнения в интервале времени, когда последние совпадают между собой. Чтобы не было необходимости запоминать этот признак на весь переход ный процесс, порог запуска логической части в последующих периодах при внешнем КЗ необходимо снизить. С целью повышения устойчивости идентификации режима внешнего КЗ в периодах, следующих после периода первоначального насьпцения одного из ТТ, начиная со второго периода и до конца переходного про;цесса фиксируется нессвпадение про ,изводной дифференциального тока с первым появившимся из напряжений схемы сравнения. Кроме того, для повышения устойчивости идентификации режимов внешних и внутренних КЗ в пере-д ходных процессах при защите шин узловых подстанций и ГЭС, порог ее запуска зависит от амплитудного значения рабочего тока предаварийного режима, так как максимум мгновенно го значения тока КЗ отличается от последнего как минимум в 1,5-2 раза и имеет место в первом периоде пе- . реходного процесса. Поскольку рабочий ток на шинах, мощных узловых под Ю станций и ГЭС как правило не изменяется скачком в 1,5-2 раза за время одного периода (исключая пуски сверхмощных электродвигателей, при которых, однако, возникают переход ные процессы, аналогичные КЗ), запуск логической части схемы в рабочих режимах производиться не будет, если плавно изменяющийся порог запуска по положительным полуволнам напряжения на плечах схемы 4 срав,нения (П, ) и отрицательным Я ) будет превышать максимум мгновепного значения предшествующего токанагрузки в Кп=1,5-2,0 раза,При внутренних КЗ напряжения наплечах схемы сравнения Ц и П либо не совпадают, либо производнаяот дифференциального токаЙ . Совпадает с напряжениями П и 0 наинтервале совпадения последних. Впредлагаемом устройстве, как и визвестном, при внутреннем КЗ и наличии вытекающего тока нагрузки совзаимным углом, близким к 180 нао 61пряжения П и Б совпадают, при этомЫ принимает нулевые значения в интервале этого совпадения, что можетбыть воспринято устройством как признак внешнего КЗ, если величина вытекающего тока нагрузки превышаетуровень запуска логической части.Для устранения возможных действийустройства в таких режимах вводится задержка на возврат измерительного органа, фиксирующего величину11Алгоритм работы логической частисхемы можно описать следующим образом.1. По напряжениям плеч схемысравнения Ц и У задается пеуеоаменный пороговый уровень Бчч ="ччплавно отслеживающий амплитудныеих значения и с запасом, превьппающимих, При быстром (в течение одного пе"риода) возрастании напряжений Б и цо 6более, чем в К раз по этим напряжениям на переменном уровне Бп и 0йформируются хотя бы один раз в течение периода логические сигналы,а( б)2. Из выпрямленных сигналов производной от дифференциального токана определенном уровне (Й) формируются логические сигналы (Й),которые удлиняются на время3. При совпадении логических сига бналов И и .Б и отсутствии при этомлогического сигнала 1 Й, удлиненного на 1:, формируется сигнал нЗапрет", при этом сигнал нЗапретн удлиняется примерно на 25 мс и блокирует защиту; запускается элементпамяти, который на время существования переходного процесса снижаетуровень формирования логических сиг 1 алов до Бнч и 11 нЧа б4, Из входных сигналов Б и Бв течение всего переходного процессаруются логические сигналы Бд и 0а на более низком уровне, не зависящем от амплитуды входных сигналов. Сигналы "Запрет" в последующих после первого периодах формируются при отсутствии логического сигнала 11.Й 1 в момент появления первого из сигналов 1.1 или 11 .н .нЛогическая функция "Запрет К, соответствующая описанному алгоритму, может быть выражена следующим образом; Фгде П - оператор задержки логического сигнала на величинуП - оператор памяти.При этом формирователи 24 и 25 опорного напряжения (фиг. 1) реализуют следующие требования: при плавных и незначительных изменениях входаного напряжения Б и Б (менее, чем в Кр раз) пороговое напряжение Б(П) должно с запасом превышать входное, а при быстром (в течение од-о ного периода) увеличении входногосигнала в К и раз к моменту поступления максимума при наиболее неблаго.приятных углах включения амплитуда входного сигнала должна достигать 35 величины порогового напряжения Пчч (Б); после выдачи сигнала "Запрет" пороговое напряжение должно снизиться до минимального уровня 0 н и не зависеть от величины вход ного сигнала; закон изменения порогового напряжения должен восстанавливаться после истечения выдерж-ки времени ср, задаваемой элементом памяти, с учетом возможного возра стания токов нагрузки в послеаварийном режиме.Компараторы 11 и 12 (фиг. 1) предназначены для формирования логических сигналов п и 11 или П и Бв 0а б зависимости от уровня опорйого йапряжения. Формирователи опорных напряжений,фОН 1-24 и ФОН 2-25 изменяют уровень опорного напряжения Оу в зависимости от интенсивности 55 входных сигналов Б (11 ): если начальо б,ное опорное напряжение 11 меньше Б (Б .), то ФОН 1-24 и ФОН 2-25 стремятся увеличить бч до 0 (Б ).а 8 Чтобы в рабочем режиме логическая часть не запускалась, на рабочий вход компараторов 11 и 12 подается . только часть напряжения 11 и 11 соо ответственно, При этом изменение 0 во времени происходит таким образом, что при возрастании амплитуды последующей полуволны 11 (О ) по сравнению-,с предыдущей менеъ, чем в Кр раз, величина превышает 11 (Ь ) и логические сигналы 0 и 11 чфа не формируются.При внешнем КЗ (фиг. 2) компараторы 11 и 12 срабатывают одновременно, поскольку в первом периоде (или части периода) ТТ еще не насыщены и ток в дифференциальной цепи отсутствует. Логические сигналы 1Й 1 формируются при помощи дифференциатора. 14 и двух компараторов16 и 17 на заданном уровне 1 й.сУдлинение и инвертирование сигналов 11. Й 1 производится при помощи конденсатора 22 и инвертора 20, На диодах 8 и 19 собрана схема ИЛИ, Поскольку в начальной части переходного процесса сигналы ( д) отсутствуют, на всех трех входах элемента И 13 будут потенциалы высокого уровня. С выхода. элемента И 13 сигнал подается на вход ждущего мультивибратора 26, выполняющего функции элемента памяти, и через элемент ИЛИ 2 30 - на вход расширителя 31 импульсов, где он удлиняется до 25 мс, инвертируется (инвертор 33) и в виде непрерывного сигнала низкого уровня поступает на третий вход элемента И 8,"блокируя срабатывание защиты. Ждущий мультивибратор 2 б формирует импульсы длительностью й, гарантирующей затухание переход- . нйх токов небаланса. При этом с его первого выхода на второй вход первого формирователя 24 опорного напряжения подается логический сигнал низкого уровня, а с второго выхода на второй вход второго формирователя 25 - сигнал высокого уровня, благодаря чему формирователи 24 и 25 снижают уровень опорного напряжения до минимально . необходимого (11 Цо ) по условиям устойчивого запуска компараторов 11 и 12 при глубоких насыщениях ТТ. Таким образом., с момента появления первого логического импульса К на выходе элемента И 2 13в течение всего переходного процесса вызывающего насыщение ТТ, формирование логических импульсов по напряжению с плеч схемы 4 сравнения производится на сниженном уровне. По скольку в конце отрицательной полу- волны. производная от тока небаланса невелика, логические сигналы 1 д к началу положительной полуволны второго и последующих периодов изчеза ют, При этом необходимо, чтобы задержка сигналах с 1 на время е не приводила бы к осуществованию последнего в.начале следующей положительной полуволны 15При втором роде переходного процесса в ТТ передний фронт вторичного тока насыщенного ТТ отстает от переднего фронта ненасыщенного (до 2,5 мс), поэтому момент совпадения напряже ния на плечах схемы сравнения в начале положительных полуволн после насыщения одного из ТТ практически совпадает с появлением небаланса в дифференциальной цепи (дй). Это приве ло бы к снятию блокирующих сигналов логической части. Поэтому в последующих полуволнах после определения факта внешнего КЗ в первой полуволне устройство меняет алгоритм работы:30 для формирования импульсов К уже достаточно наличие логических сигналов Пн или 1 н на выходах компараторов 11 аи 12 и соответственно отсутствие И Й) .с выхода формирователя сигна 35 лов запрета 15 (фиг, 2). Указанный алгоритм реализуется при помощи схе-, мы ИЛИ 27, ИЗ 28 и,.вступает в действие лишь после срабатывания ждущего мультивибратора 26, т.е. после 40 появления логической единицы на третьем входе элемента ИЗ 28.В режиме внутреннего КЗ с односторонним питанием плечи схемы сравнения током обтекаются поочередно, поэтому совпадения сигналов П и 11,о на входах элемента И 2 13 не будет, логическая функция К не сформируется.В режиме внутреннего КЗ с двухсторонним питанием,со сдвинутыми по фа зе токами (фиг. 3) в течение некоторого времени возможно совпадениео осигналов Б и И на входах элеменч чта И 2 13, однако при этом не равен нулю сигнал 1 д Й и функция К по- прежнему равна нулю.При внутреннем КЗ и наличии вытекающего тока нагрузки с взаимным углом, близким к 80 о, превышающим уровень формирования сигналов 11 и оч Пч, будет совпадение сигналов на двух входах элемента И 13 при наличии сигнала .с 1. Однако еслн взаимный угол близок к 180 о, то Й момент совпадения сигналов 11 и Пч д сигнал1. Й может отсутствовать в течение некоторого времени. Для перекрытия последнего введена задержка на возвратЙ на время 15, длительность которой в расчетном случае должна быть достаточной, чтобы на выходе инвер 1 ора 20 постоянно был логический нуль.Таким образом, описанный алгоритм работы защиты обеспечивает высокую устойчивость идентификации внешних . и внутренних КЗ как в первом периоде переходного процесса, так и в каждом последующем, включая периоды .максимального намагничивания одного из ТТ, что,обеспечивает высокую отстроенность защиты от внешних КЗ. при сохранении высокого быстродействия - при внутренних, в том числе при переходе внешнего КЗ во внутреннее.Использование изменяемого порога запуска логической части устройства в зависимости от тока предшествующего режима, его резкое снижение в последующих после первого периодах переходного процесса при одновременном изменении алгоритма формирования сигналов Запрет" обеспечивают достижение поставленной цели.По сравнению с базовым объектом за который принята начавшая: . выпускаться промышленностью дифференциальная защита шин с торможением (ДЭШТ), предлагаемое устройство защиты обладает лучшей отстроенностью от внешних КЗ и быстродействием - при внутренних КЗ, Устройство обладает высокой отстроенностью при внешних КЗ, сопровождающихся наиболее неблагоприятными переходными процессами в цепях защиты. При этом отстроенность устройства не снижается при использовании его для защиты двойной системы сборных шин, а также сборных шин мощных узловых подстанции или ГЭС, м .кспмалъный сквозной ток которых значительно отличается от номинальных токов ТТ. Быстродействие же защиты не снижается как при наличии апериодическоц слагающей в токе КЗ, так и сдвинутых по фа