Устройство для защиты шин от короткого замыкания

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ан Н АВТОРСН ВИДЕТЕЛЬСТ следовате в С.Я.шин с тормо 1970,ная защита "Энергия",АЩИТЫ ШИН одержащее ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ САНИЕ ИВО(54)( 57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 3ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, с на всех присоединениях шин измеритель ные преобразователи тока, объединенные по схеме суммирования,.к выходуь которых подключен пороговый орган тока, исполнительный орган, о т л иа ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, введены последовательно соединенные измерительный преобразователь напряжения шин, блок фиксации аварийных составляющих напряжения, орган выдержкивремени, инвертор и логический элемент И, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам порогового органа токаи блока Фиксации аварийных составляющих напряже. ния, а выход - к исполнительному ор-а гану.Изобретение относится к областирелейной защиты и автоматике и можетбыть использовано при выполнении защиты шин станций и подстанций.Известна дифференциальная защита,использунщая торможение при внешних 5коротких .замыканиях1,Измерительный орган такой защиты. включен на разность двух сигналоврабочего и тормозного, Первый пропор"ционален выпрямленной сумме токов 10присоединений, второй - сумме выпрямленных токов. При коротком замыкании на присоединениях выпрямленныйток суммы токов даже при насыщенииодного из трансФорматоров тока всегда значительно меньше суммы выпрямленных токовПри коротком замыка. -нии на шинах эти токи примерно равны. За счет этого защита достаточночувствительна и в то же время несрабатывает при внешних коротких замыканиях.Недостатком этой защиты является возможность отказа срабатыванияпри расхождении угла между ЭДС генераторов, которые связаны присоединениями с защищаемыми шинами, Придостаточно больших углах между ЭДСгенераторов сумма выпрямленных токовзначительно больше выпрямленноготока суммы и при коротком замыканиина шинах тормозной сигнал можетбыть больше рабочего,Известна также дифференциальнаятоковая защита с одним пороговыморганом включенным на сумму токовприсоединений 21.Защита основана на сравнении ве"личины суМмы токов присоедйненийс установкой и срабатывает, еслнсумма токов присоединений больше40уставки, защита достаточно проста,но слабо отстроена от внешних коротких замыканий, сопровождаемых насы-щением трансформаторов тока, поэтомуона применяется только в сочетании, 45с устройствами, идентифицирующимикороткое замыкание от насыщениятрансформаторов тока, что не по"эволяет выполнить ее с временем ра боты менее 80-100 мс. 50Целью изобретения является повышениечувствительности.защиты.Поставленная цель достигаетсятем,что в устройство для защиты шинот короткого замыкания, содержащеена.всех присоединениях шин измерительные преобразователи тока, объединенные по схеме суммирования, квыходу которых йодключены пороговыйорган тока, исполнительный орган,введены последовательно соединенные 60измерительный преобразователь напря-:жения шин, блок фиксации аварийныХсоставляющих напряжения, орган выдержкк времени, инвертор и логический фэлемент И, второй и третий вхо" б 5 ды которого подключены соответственно к выходам порогового органа токаи блока фиксации аварийных составляющих напряжения, а выход - к исполнительному органу.На чертеже приведена Функциональная .схема устройства.Устройство подключено к измерительным преобразователям 1 и 2 соответственно тока и напряжения шини содержит пороговый орган тока 3,включенный на сумму токов измерительных преобразователей тока 1 всех присоединений, и блок Фиксации аварий-,ных составляющих приращения напряжения 4, подключенный к измерительному преобразователю 2 напряженияшин. К выходу блока фиксации аварийных составляющих напряжения 4 подключены орган выдержки времени 5 и одним входом - трехвходовый логический элемент И б. Два других входалогического элемента И б подключенык выходам соответственно органа выдержки времени 5 через инвертор 7и порогового органа тока 3. ВыходлогичеСкого элемента И б включенна вход исполнительного органа 8защиты.Устройство работает следующим образом.До возникновения короткого заьыкания нет ни аварийной составляющейнапряжения, ни дифференциальноготока. На входе органа выдержки времени 5 присутствует логический ноль("0"), На входах логического элемента И б имеются два "0" с выходом бло.ка фиксации аварийных составляющихнапряжения 4 и порогового органа тока 3 и одна логическая единица "1 ф),полученная в результате инвертирования фО" с выхода органа выдержки.времени 5 инвертором 7. С выхода логического элемента И б на исполнитель.щейорган 8 защиты подается "0",и защита не срабатывает.При коротких замыканиях как в зоне защиты, так и вне зоны, за счетвнезапного снижения напряжения появляется аварийная составляющая напряжения и приее достаточном значении на выходе блока фиксации аварийных составляющих напряжения 4 появляется "1 ф, которая включает органвыдержки времени 5,Орган выдержки времени 5 работает следующим образом.Когда на входе появляется ф 1 ф даже кратковременно (достаточно импульса на выходе в течение времениостается "Оф, а затем в течениивремени 1 " "1", после чегО восстанавливается исходное. состояние.При коротком замыкании в зоне защиты сумма токов присоединений становится отличной от нуля и по величине превышает уставку срабатывания1035722 Составитель Ю. БарабановРедактор С, Тимохина Техред И.Гайду Корректор Г. Решетник Эаказ 5849/56 Тираж 617 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.к открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП фПатентф; г, ужгород, ул, Проектная, 4 порогового органа тока 3. Пороговый, орган срабатывает и на выходе его формируется "1". Эа счет снижениянапряжения на шинах подстанции срабатывает блок фиксации аварийнойсоставляющей напряжения 4 и на выходеего также формируется "1 ф. На выходе инвертора 7 в течении времени тоже ф 1 ф. Таким образом, на всехвходах логического элемента И б появляется ф 1" и устройство срабатывает.При коротком замыкании вне эонытоже снижается напряжение, и сраба-.тывает блок фиксацич аварийной составляющей напряжения 4. Если не насыщаются измерительные преобразователитока 1 присоединений, сумма токовприсоединений равна нулю и пороговыйорган тока 3 не работает. На одном;входе логического элемента И бприсутствует фОф и устройство не срабатывает. Если происходит. насыщение иэмери" тельных преобразователей тока 1, то это наступает не одновременно с возникновением короткого замыкания, а через интервалывремени, больше некоторого времени , которое зависит от конструктивных данных измери" тельных преобразователей тока и от кратности тока, к.э. к номинальному току измерительного преобразователя тока. Времяможно определить предварительно расчетным путем. При на:,стройке органа выдержки времени устанавливается меньшим.Насыщение измерительных преобразователей тока приводит к появлению небаланса на входе порогового орга-на тока 3, от которого последнийможет сработать, но через время большее м, при внешнем коротком замыкании на входах логического элемента И б присутствуют "1 ф от блока фик- Щ.сации аварийных составляющих напряжения 4 фО" - с порогового органа тока 3 и ф 1 ф - с органа выдержки времени 5 через инвертор 7. На выходе логического элемента И б - фОф. В теу 5 ченке времени , которое определяется расчетным путем, большего времени ликвидации к.з. на присоединении, на входе логического элемента И 6 в случае насыщения измерительного преобразователя тока 1 появляется ф 1" с выхода порогового органа тока 3, но с органа выдержки времени 5 через. инвертор б постоянно поступает фО" и устройство не срабатыва етПредлагаемое, устройство обладает .высоким быстродействием (короткое заикание фиксируется за 2-3 мс), высокой чувствительностью, устойчивостью функционирования прк корот. ЗО ких замыканиях практически. во всехрежимах электрических систем. Эащита проще в исполнении, чем диф" ференцкальная с торможением и диффе.ренциально-фазная, но обладает более 35 высоким, быстродействием.