Устройство для дифференциальной защиты с торможением

(72) М.Г.Линт, В,С.Фуко 46аучно-исследовательрукторский и технолот релестроения и твенный университет рашов и А,М,Дмитрен(56) Федосеев А рических системЭлектротехн ОСУДДРСТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ М. Релеиная защита элект- М.: Энергия, 1976, с,439,ка, М.: 1990, М 2, с.8-13. Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и может быть использовано для устройства дифференциальной защиты сборных шин; ошиновок, трансформаторов и других объектов.В качестве основной защиты этих объектов применяется дифференциальное реле типа ДЗТ 11, содержащее рабочую и тормозную цепь, Недостатком устройства является его низкая селективность при повышении чувствительности, что вызвано необходимо- стью отстройки от переходных токов небаланса.Наиболее близкой по технической сущности и принятой за.прототип является дифференциальная защита шин, содержащая: схему формирования дифференциального и тормозного токов, состоящую иэ трансформаторов тока, диодных полумостов и резисторов амплитудный детектор АД с сумматором на входе и два реагирующих органа (канала). С помощью сумматора на входе амплитудного детектора осуществляется формирование горизонтального участка тормозной характеристики защиты.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ С ТОРМОЖЕНИЕМ (57) Использование: для устройств дифференциальной защиты сборных шин, ошиновок, трансформаторов и других объектов, Сущность изобретения; при удаленных внешних коротких замыканиях с малыми токами в защите возникают токи небаланса, а торможение может отсутствовать, путем увеличения тормозного-сигнала на время протекания переходйого процессадбстигается повышение чувствительности защиты, 2 ил. К недостаткам указанного устройства (Л может быть отнесена его невысокая чувст- С" вительность.При удаленных внешних коротких замыканиях (КЗ) с малыми токами на время переходного процесса (0,1 - 0,3 м) в защите возникают токи" небаланса, а торможение может отсутствовать, т,к, сумма токов плеч, 4 определяющая тормозной сигнал, может 00 оказаться близкой к 1 определяющего ус- - ф тавку начала торможения. Поэтому началь- Д ный ток срабатывания должен быть больше, (Л чем указанные токи небаланса, что ограни- ) чивает чувствительность защиты к КЗ в зоне ее действия.Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.На фиг.1 изображена блок-схема для дифференциальной защиты; на фиг,2 - тормозные характеристикиуСтройства.Устройство содержит 1 - блок формирования дифференциального и тормозного сигналов; 2 - амплитудный детектор; 3 - инерционное звено; 4 - усилитель-ограничитель; 5 - сумматор; б - реагирующий орган.Устройство работает следующим образом,Общий коэффициент передачи последовательных звеньев 3,4 выбирается несколько меньшим 1, что обуславливает неполную компенсацию сигнала на выходе сумматора 5. Поэтомутормбзная характеристика защиты (на фиг;2) на начальном участке имеет наклон (отрезок 1 на фиг.2). Для наглядности начальнйй участок показан на фиг.26 в увеличенном масштабе.При,токе 1 т 1 то" = 1 (1 т 1 нагр.ком) сигнал на выходе усилителя-ограничителя 4 не меняется с ростом 1 т, приращение 1 т полностью передается на выход сумматора как при медленном, так и при скачкообразном изменении 1 т, Наклон тормозной характеристики увеличивается (прямая 1). Таким образом, тормознаяхарактеристика, снимаемая при медленном изменении токов 1 т, 1 д(1 = =с состоит из двух наклонных линейных отрезков 1 и 1.В нормальном режиме работы защищаемого объекта его тормозной сигнал находится в точке 1 нагр, либо левее этой точки. Соответствующий установившийся ток не- баЛаНСа ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ КРИВОЙ 1 нб,уст. ТОК срабаты ва ния 1 д 1 защиты, соответствующий в данном режиме торможению 1 нагр.ном, должен быть больше соответствующего эначеНИЯ нб.уст 1При внезапном внешнем КЗ скачоктормозн ого тока вызывает увеличение тока срабатывания 1 д в соответствии с отрезком 1 тормозной характеристики. Отстройка защиты от возможного относительного увеличения тока небаланса в переходном режиме достигается за счет увеличения наклона тормозной характеристики при переходе на отрезок 1,Рассмотрим работу устройства при внешнем КЗ малой кратности, когда ток нагрузки до КЗ был меньше номинального тока, В этом случае перед КЗ рабочая точка НаХОДИтСЯ На ПРЯМОЙ 1 нб,устр В ТОЧКЕ С абС- циссой т = 1 нагр 1 (см, фиг.2). При возникновении внешнего КЗ скачок тока в первый момент из-за влияния инерционного звена 3 не компенсируется (на выходе усилителя- ограничителя 4 нулевой сигнал), Скачок тока 1, полностью передается на выход сумматора 5. Ток срабатывания устройства в этот момент соответствует динамической тормозной характеристике 5, параллельной 1 и расположенной левее. Абсцисса точки излома динамической тормозной характеристики равна наг, причем точка излома лежит на отрезке 1.15 РассМотрим режим КЗ в зоне защиты Наихудшие для чувствительности защиты условия возникают, если предварительно имел место номинальный режим нагрузки,увеличивающий торможение. В данном ре 20 жиме чувствительность можно оценить значением тока чувствительности 1 д,чувств. полученным пересечением участка 1 динамической тормозной характеристики с отрезком, соединяющем рабочие точки: до КЗ С КООРДИНатаМИ (1 нагр,ном, 1 нб,уст,1) И ПОСЛЕ КЗ (обозначенную "КЗ"). Независимо от предварительного тока нагрузки значение 1 д.чувств. постоянно. Для сравнения чувствительности предлагаемого устройства с чув 25 ствительностью прототипа на фиг.2 а,б пунктиром показана тормозная характеристика последнего. Т.к. для прототипа необходимо выполнить условие отстройки от переходного тока небаланса 1 доЬа.пвр 1, его тормозная на начальном участке, определяющем чувствительность защиты, характеристика проходит выше тормозной характеристики предлагаемого устройства, и соответственно его ток чувствительности 30 35 40 1 д.чувств,прот 1 д.чувств При больших токах КЗ в зоне защиты и отсутствия предварительного тока нагрузки, как следует из фиг,2 а,динамическая тормозная характеристика может проходить выше характеристики про 45 тотипа, однако увеличение тока срабатывания составляет доли номинального тока и практически не сказывается на работе защиты, т.е, кратность дйфференциального тока КЗ остается большой (более 2) по от 50 ношению к току срабатывания и, крометого, монотонно возрастает с ростом этоготока. Использование данного решения в устройствах дифференциальной защиты позво 55 ляет повысить чувствительность защиты, а следовательно уменьшить ущерб, вызванный разрушением высоковольтного оборудования, установленного в зоне действия данной защиты. Первые несколько периодов в дифференциальной цепи возникает переходный ток небаланса (кривая 1 нб.пер), однако динамическая тормозная характеристика обес печиваетотстройку защиты. Постепенно токкомпенсации на выходе узла 4 растет, и динамическая тормозная характеристика смещается вправо, повышая чувствительность защиты, При этом тормозная характеристи ка переходит в статическую (от 1-5 к 1-1), атОК НвбаЛаНСа СПуСКаЕтСя С КрИВОй 1 нб.пвр. Накривую 1 нб.ует (показано стрелками). Отстройка защиты автоматически обеспечивается в течение всего переходного процесса,)ЮфйФиг,2Составитель Л,ВоропаеваТехред М.Моргентал едактор орректор Н,Ревская каз 4278 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагар Формула изобретения Устройство для дифференциальной защиты с торможением, содержащее блок формирования дифференциального и тормозного сигналов, при этом дифференциальная цепь подключена к неинвертирующему входу реагирующего органа, а тормозная цепь - к входу амплитудного детектора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, дополнительно введены последовательно включенные инерциснное звено, усилитель-ограничитель и через инвертирующий вход -сумматор, 5 при этом выход амплитудного детекторасоединен с входом инерционного звена и с неинвертирующим входом сумматора, выход которого соединен с инвертирующим входом реагирующего органа,