Устройство для дифференциальной защиты генератора

(71) Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова(56) Электротехнический споавочи к. Т. 3.Кн. 1/Под общ. ред. Герасимова В. Г. Г-динского П. . и др. г; Энергоиздат, 1982.Анализ работы схем врем яим пулсныхдифференциальных реле с торможением. --В кн.: Новые устройства защиты и противоаварийной автоматики. Ч.: Информэлектро,1970, вып. 3,(54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОй ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических систем. Цель изобретения - повышениечувствительности устроиства для дифференциальной загциты генератора, Устройство БО 141 О 16 д 0 4 Н 02 Н 328, 706(У) содержит промежуточный трансформатор (ПТ) 1, к вторичной обмотке которого подключен первый резистор (Р) 2, последовательно соединенные интегратор (И) 4 н сумматор (С) 5, второй РЗ, выпрямитель (В) б, блок 7 формирования тормозного сигнала, компаратор 8, ограничитель 9 длительности импульсов, элемент 10 выдержки времени на возврат, элемент 11 выдержки времени и выходной орган 12. В известном времяимпульсном дифференциальном реле с торможением вход Вб подключается к первому Р 2. При внешних коротких замыканиях (КЗ) с малыми токами апериодическая составляющая (АС) тока небаланса поглощается ПТ 1 и У может излишне сработать при уставке по току срабатывания, Включение схемы, состоящей из Р 3: И 4 и С 5, между Р 2 и Вб позволяет сохранить АС в си, нале на входе Вб и благодаря этому исключи;ь излишнее срабатывание У при ьнешних КЗ. 1 ил.10167 14Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических систем, и может применяться для защиты генераторов большой мощности.Цель изобретения - повышение чувствительности устройства для дифференциальной защиты генератора.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит промежуточный трансформатор 1, к вторичной обмотке которого подключен первый резистор 2, второй резистор 3, последовательно соединенные интегратор 4 и сумматор 5, вход интегратора 4 подключен параллельно первому резистору 2 выход сумматора 5 подключен к входу выпрямителя бмежду вторым входом сумматора 5 и входом интегратора 4 подключен резистор 3, блок 7 формирования тормозного сигнала, выход которого подключен параллельно выходу выпрямителя б и входу компаратора 8, последовательно соединенные компаратор 8, ограничитель 9 длительности импульсов, элемент 10 выдержки времени на возврат, элемент 11 выдержки времени и выходной орган 12.Блок 7 формирования тормозного сигнала осуществляет суммирование токов плеч защиты, выпрямление и согласование тормозного сигнала и его нелинейное преобразование таким образом, что при токах плеч защиты меньше номинального тормозного тока тормозной сигнал отсутствует, а при больших токах тормозной сигнал нарастает пропорционально токам плеч защиты.Устройство работает следующим образом.В нормальном режиме (устройство находится в статическом состоянии) по первичной обмотке промежуточного трансформатора 1 протекает весьма малый дифференциальный ток 1 д, поэтому напряжения на первом резисторе 2, на выходах интегратора 4, сумматора 5 и выпрямителя б также малы. На входах блока 7 формирования тормозного сигнала протекают токи плеч защиты 1, и 1 которые не превышают номинальный ток, поэтому сигнал на выходе блока 7 близок к нулю. Сигналы на выходах компаратора 8, ограничителя 9 длительности импульсов, элемента 10 выдержки времени на возврат и элемента 11 выдержки времени равно нулю. Выходной орган 12 не срабатывает.При синусоидальном токе короткого замыкания (КЗ) в защищаемой зоне дифференциальный ток 1 возрастает, напряжение на первом резисторе 2 также возрастает. Модуль коэффициента передачи интегратора 4 на синусоидальном напряжении принимается равным примерно 15 - 200 о коэффициента передачи напряжения через второй резистор 3. Поскольку напряжение на выходе интегратора 4 отстает по фазе на 90 от напряжения на его входе, напряжение на 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 2выходе сумматора 5 определяется практически коэффициентом передачи напряжения через второй резистор 3. Напряжение с выхода сумматора 5 выпрямляется выпрямителем 6 и подается на вход компаратора 8. Порог срабатывания компаратора 8 ре;улируется в пределах, позволяющих устанавливать минимальный ток срабатывания устройства (0,1 - 0,2) номинального тока генератора. Компаратор 8 срабатывает в течение каждой полуволны синусоиды и на его выходе появляются прямоугольные импульсы, имеющие гериод следования, равный половине периода промышленной частоты. Если длительность этих импульсов меньше 5 мс, то они проходят через ограничитель 9 длительности импульсов без из.ленения. Если длительность импульсов на выходе компаратора 8 больше 5 мс, то она ограничивается ограничителем 9 до 5 мс. Элемент 10 выдержки времени расширяет импульсы на 12 мс, поэтому на его выходе возникает непрерывный сигнал, На выходе элемента 11 выдержки времени сигнал возникает с задержкой на 22 мс, после чего срабатывает выходной орган 12. Время срабатывания устройства в данном режиме составляет около 25 мс.Если возникает замыкание между витками фаз в генераторе и диффренциальный токпри этом составляет около (0,1 - 0,2) номинального тока, то токи плеч 1, и 1, незначительно превышают номинальный ток и на выходе блока 7 формирования тормозного сигнала напряжение весьма мало и практически не оказывает влияния на работу устройства, При больших токах КЗ в защищаемой зоне на выходе блока 7 также возникает сигнал, но он меньше сигнала на выходе выпрямителя б и устройство зашить.: срабатывает.При наличии в токе КЗ в защищаемой зоне апериодической составляющей возможно замедление срабатывания предлагаемого устройства на несколько периодов промышленной частоты, Для уменьшения замедления сигнал на выходе интегратора 4 ограничивается на уровне, соответствующем номинальному току в первичной обмотке промежуточного трансформатора 1.При внешних КЗ с малой кратностью тока появляется однополярный дифференциальный ток небаланса, который приближенно можно представить в виде суммы синусоидальной и медленно изменяющейся апериодичес,ой составляющих. Апериодическая составляющая может трансформироваться промежуточным трансформатором 1 в течение одного-двух периодов промышленной частоты, а затем постепенно поглощается его ветвью нам агничивания. В результате этого через несколько периодов промышленной частоты напряжение на первом резисторе 2 имеет примерно одинаковые положительные и отрицательные полуволны, ампли.314 туда которых достаточна для срабатывания компаратора 8. При кратностях тока внешнего КЗ не более,5 номинального тока сигнал на выходе блока 7 формирования тормозного сигнала мал и не оказывает существенного влияния на отстройку устройства защиты. Лпериодическая составляющая в напряжении на первом резисторе 2, затухающая в течение нескольких периодов, интегрируется интегратором 4, в результате чего постоянная составляющая напряжения на его выходе достигает значения, превышающего амплитуду переменного напряжения на втором входе сумматора 5, а затем медленно затухает. Благодаря этому напряжение на выходе сумматора 5 остается однополярным до затухания периодической составляющей ниже уровня срабатывания компатора 8. Однополярное напряжение проходит без изменения через выпрямитель 6 и вызывает срабатывание компаратора 8, на выходе которого позникает постоянный сигнал, длительность которого соответствует длительности протекания тока небаланса. Этот сигнал ограничивается до 5 мс ограничителем 9 длительности импульсов. Элемент 1 О выдержки времени на возврат расширяет импульс длительностью 5 мс на 12 мс. в результате чего возникает импульс длительностью 17. мс. Поскольку элемент 11 выдержки времени имеет задержку 22 мс, на его выходе сигнал не появляется и выходной орган 22 не срабатывает. При больших кратностях токов внешнего КЗ сигнал на выходе интегратора 4 ограничивается, поэтому в сигнале 101674на выходе сумматора 5 возможно появление отрицательных (меньших) полуволн. Отстройка от этих полуволн обеспечивается за счет тормозного сигнала, появляющегося на выходе блока 7. В этом случае компаратор 8 срабатывает один раз в течение периода, благодаря чему элемент 11 выдержки времени и выходной орган 12 не срабатывают.Таким образом, данное устройство обеспечивает ток срабатыания (0,1 - 0,2) 1 и не загрубляется под влиянием токов нагрузки генератора.формула изобретенияУстройство для дифференциальной защиты генератора, содержащее промежуточный трансформатор, параллельно вторичной обмотке которого подключен первый резистор, выпрямитель, блок формирования тормозного сигнала, выход которого подключен к выходу выпрямителя и входу компаратора, выход которого через последовательно соединенные ограничитель длительности импульсов, элемент выдержки времени на возврат, элемент выдержки времени соединен с 25 выходным органом, отличающееся тем, что,с целью повышения чувствительности, дополнительно введены интегратор, сумматор и второй резистор, при этом вход интегратора подключен параллельно первому резистору, выход - к одному из входов сумматора, другой вход сумматора через второй резистор соединен с входом интегратора, выход сумматора соедичен с входом выпрямителя.Составитель С. ЕвдокимовРедактор А. Маковская Техред И. Верес Корректор С. ЧерниЗаказ 3490/52 Тираж 650 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4,5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4