Устройство для дифференциальной защиты с торможением

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 91 (1 15)1 Н 02 Н 3/28 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ д 1 7( ф р г 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ(72) Л.Ф.Борисов и Ю.И.Кашицин (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестрое ния(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕР ьной злщиты с ТОРможкникм,жащее датчики тока, установленныепо концам защищаемого объекта, выходы которых соединены с входами блока формирования рабочего сигналаи блока формирования тормозного сигнала, выходы которых подключены ксоединенным последовательно блоку сравнения и пороговому органу, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности иулучшения селективности, блок формирования тормозного сигнала выполненв виде соединенных последовательноаналогового умножителя и блока запоминания амплитуды отрицательных полуволн, содержащего дифференцирующий элемент, нуль-орган, дифференцирующую цепочку, элемент выборкии хранения, причем входы аналоговогоумножителя подключены к входным зажимам блока формирования тормозногосигнала, выход аналогового умножителя соединен с входами дифференцирующего элемента и элемента выборкии хранения,выход дифференцирующегоэлемента выборки и хранения, выходдифференцирующего элемента черезпоследовательно соединенные нуль-орган и дифференцирующую цепочку подключен к управляющему входу элемента выборки и хранения, выход которого соединен с выходным зажимом блока ормкрования тормозного сиги"рдв . "е 11 рдв ,дксттч1 = 3ф 1 ф 1 1 со 5рж пак т 1 вюех дв тек 1 в едк в едк0)Ч ЬЬ веи П9+1 с 0511 в век в щек Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам длядифференциальной токовой защиты откоротких замыканий таких электроустановок как синхронные генераторы,компенсаторы, двигатели, и неразветв.пенных линий электропередач.Цель изобретения - повьшениечувствительности и улучшение белектнвности.На фиг. 1 показана блок-схемапредлагаемого устройства, на фиг, 2 -схема блока запоминания амплитудотрицательных полуволнр на фиг. 3вариант выполнения элемента выборкии хранения.Устройство (фиг. 1) содержит ус тановленные с обеих сторон защищаемой электроустановки 1, датчщси 2и 3 тока, вторичные обмотки которыхподключены к блоку 4 формированиярабочего сигнала и к блоку формирования тормозного сигнала, состоящему из аналогового умножителя 5 иблоха 6 запоминания амплитуды отрицательных полуволн. Выходы блоков 4 и 6 подключены к блоку 7 сравнения, соединенном с пороговым органом 8.Блок 6 запоминания амплитуд отри- Зоцательиых полуволн (фиг. 2) состоитиз дифференцирующего элемента 9,нуль"органа 10 и дифференцирующейцепочки 11, соединенных последовательно, из элемента 12 выборки ихранения, к стробирующему входу которого подсоединен выход дифференцирующей цепочки 11,В блоке 4 формирования рабочегосигнала происходит формирование рабочего сигнала по закону где ф - угол между 1 щ и 1 При внешнем коротком замыкании При внутреннем коротком замыкании (4 = О) рабочий сигнал равен О = К 1(1 1 1 ктМ РЩ РЬвак Ьп 3 вкАналоговый умножитель 5 производит умножение вторичных токов датчиков по закону где Окд - выходное напряжение аналогового умножителя;- коэффициент пропорциональности.В качестве аналогового умножителя можно взять серийно выпускаемую микросхему.После преобра ования выходное напряжение Оможно представить следующим образом. ц .Ьщн ЬтпИ (СОЗЕ-СОЬ 2 мС 4)1ЬМ аЧ т45 где 1 и 1 - вторичные токи датчиЬ Ьков,К " коэффициент пропорциональности 1(АРЬ - выходное напряжение, 59В соответствии с алгоритмом рабсты блока формирования рабочего сигнала его можно выполнить в виде последовательно соединенных сумматора на операционном усилителе и выпрями теля.Рабочий сигнал (Ор,х) на выходе блока 4 равен При внешнем коротком замыкании вдкв=1 щгдк= 1 Ч = 180 )к, 1Овмк ь 1 ф соь 2 я) цПри внутреннем коротком замыканииц т елььь сия 1 - сО 52 Ьй,)К 1Ьмк мЧОЬмХ ктт 1 оДифференцирующий элемент 9 предо назначен для сдвига по фазе на 90 и устранения постоянной составляющей выходного сигнала аналогового умно- жителя. Он может быть выполнен на операционном усилителе н КС -цепочке.1157609 10 на операционном Нуль-орган 1 О предназначен длявыделения момента времени прохождения выходным сигналом дифференцирующего устройства через нуль. Он может быть выполнен на основе нулькомпаратора,Дифференцирующая цепочка 1.1 прелназначена для выделения узкого импульса при положительном фронте вьг.ходнсго напряжения нуль-органа ипредставляет собой КС -цепочку,Злемент 12 выборки и храненияпредназначен для записи поступающего на него напряжения в момент появления строб-импульса и хранения его 15до следующего строб-импульса с последующим использованием его как тормозного сигнала.В качестве элемента выборки ихранения может использоваться элемент, схема которого приведена нафиг. 3,При поступлении на его управляющий (стробирующий) вход положительных строб-импульсов транзисторы 13 . ди 14 открываются, ифпроисходит зарядзапоминающего конденсатора 15 до амплитуды входного сигнала. При отсутствии строб-импульсоя транзисторы 13и 14 закрыты и схема находится врежим.е хранения амплитуды сигнала.Транзистор 14 и резистор 1 б служатдля уменьшения токов утечки транзистора 13 в режиме хранения сигнала.Блок 7 сравнения производит суммирование рабочего и тормозного сигналов, поступающих с разными знаками с блоков формирования рабочегосигнала 4 и запоминания амплитудотрицательных полуволн 6.В качестве его может быть исполь эован сумматорусилителе.Порог срабатывания защиты, обусловленный небалансом датчиков тока, обеспечивает пороговый орган 8, который срабатывает прн превышенииразности рабочего и тормозного сигналов уставки.Устройство работает следующим образом. 4При внешнем коротком замыкании на выходе блока 4 формирования рабочего сигнала появляется сигнал, обусловленный разбалансом датчиков тока, имеющий положительный знак. На выходе аналогового умножителя появляется сигнал с двойной частотой сети, имею-. щий только отрицательные. значения. Амплитуда этого сигнала запоминается в блоке запоминания амплитуд отрицательных сигналов и поступает как тормозной сигнал на вход блока 7 сравнения, обеспечивая тем самым надежное несрабатывание порогового органа 8. Величина амплитуды тормозного сигнала пропорциональна квадрату амплитуды протекающего сквозного тока, т.е. обеспечивается сильное торможение при больших сквозных токах селективности и малое торможение при малых сквозных токах.При коротком замыкании в зоне при одностороннем питании защищаемого объекта с любой стороны один из вторичных токов равен нулю, тормозной сигнал, который пропорционален произведению амплитуд вторичных токов, тоже равен нулю, загрубления защиты не происходит. При коротком замыкании в зоне при двустороннем питании защищаемого объекта при отсутствии сквозного тока напряжение на выходе аналогового умножителя всегда больше нуля, напряжение тормозного сигнала, который пропорционален отрицательной амплитуде выходного сигнала аналогового умножителя, равно нулю. Защита срабатывает без торможения, что способствует ее хорошей чувствительности. При коротком замыкании в зоне при наличии сквозного тока появляется тормозной сигнал, зависящий от угла сдвига фаэ.между токами плеч и произведения амплитуд вторичных токов. Он всегда меньшЬ, чем при внешнем коротком замыкании, и эа счет нелинейности зависимости тормозного сигнала от вторичных токов, достаточно мал, чтобы обеспечить срабатывание защиты.1157609 иг Составитель А,БондаренкоТехред А,Бабинец Корректор А.Тя Редактор Р.Ци аказ 3386 И 1 писное атент", г.Ужгород, ул.Проектна Филиал Тираж 620 ВНИИИИ Государственно но делам изобретений 13035, Москва, Ж, Р