Устройство для дифференциальной токовой защиты электроустановки

/28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) Н.И.Цыгулев и С,Л.Кужеков (53) 62 1,316.925 (088,8)(56) Релейная защита, Сер. Энергетика за рубежом, 1963, вып. 5, с.51-52.Авторское свидетельство СССР 9 658647, кл. Н 02 Н 3/28, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве дифференциальной токовой защиты электроустановок, в частности сборных шин, синхронных машин, а также трансформаторов блоков генератор- трансформатор. Цель изобретения - повышение чувствительности защиты при перегруженных измерительных трансформаторах тока. Сигнал с выхода нагруженного на резистор промежуточного трансформатора тока, включенного в дифференциальную цепь, образованную соединенными по схеме нациркуляцию токов вторичными обмотками измерительных трансформаторов тока, поступает на входы первого, второго и третьего вновь введенных двуполярных формирователей прямоугольных импульсов соответственно непосредственно, через первое дифференцирующее звено и первое и вновь введенное второе дифференцирующие звенья.,Сигналы с выходов первого и второгои инвертированный сигнал с выходатретьего двуполярных формирователейпрямоугольных импульсов поступаютна входы логического элемента И,сигнал с выхода которого подается навход исполнительного элемента. Совпадение знаков дифференциального тока, первой и второй его производныхпри внутреннем повреждении являетсяусловием отключения электроустановки. 3 ил, 13507Изобретение относится к областирелейной защиты и может быть использовано в качестве дифференциальнойзащиты сборных шин, синхронных машин, а также трансформаторов блоковгенератор-трансформатор.Целью изобретения является повышение чувствительности дифференциальной токовой защиты при перегруженных измерительных трансформаторахтока.На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, 15поясняющие работу устройства соответственно при внутреннем и внешнем повреждениях,Устройство для дифференциальнойтоковой защиты электроустановки 1 содержит устанавливаемые в фазах отходящих от электроустановки 1 присоединений 2 измерительные трансформаторы 3 тока, вторичные обмотки которыхсоединены по схеме на циркуляцию токов. В дифференциальную цепь вторичных обмоток измерительных трансформаторов 3 тока (ИТТ) включена первичная обмотка 4 промежуточного трансформатора тока (ПТТ), вторичная обмотка З 0которого нагружена на резистор (не пока,зан) . К выходу ПТТ 4 подключены входы первого двуполярного формирователя5 прямоугольных импульсов и первогодифференцирующего звена 6, выход которого соединен с входами вторых двуполярного формирователя 7 прямоугольных импульсов и дифференцирующегозвена 8, К выходу послецнего подключен вход третьего двуполярного формирователя 9 прямоугольных импульсов,выход которого соединен с входом инвертора 10, Первый, второй и третийвходы логического элемента И 11 соединены с выходами соответственно первого 5 и второго 7 формирователей иинвертора 10, Выход логического эле-,мента И 11 подключен к входу исполнительного элемента 12, формирующегосигнал на отключение электроустановки 1.Условием срабатывания устройства является совпадение знаков дифференциального тока, его первой и отрицательной второй производных, т.е.запд (еЦ =ваап = -зап" (е)1,(1) 37 2где з.(с), 1. (г.), д."(с) - соответственно ток в дифферейциальной цепи и значение его первой и второй производной,Устройство работает следующим образом.При внутреннем повреждении дифференциальный ток является до момента насыщения(фиг. 2) синусоидальной функцией, Учитывая, чтоГ Р з 1 п(и+а) 1з 1 п зхп(ы+д)1= -з ц;п 1г 2и до момента перехода производнойтока (С) через нульзпс 1 зп(Ы+Ы) 1=з 18 пз 1 п(ыг.+с),знаки сигналов на всех трех входах логического элемента И 11 совпадают, что. приводит к появлению сигнала на его выходе и к срабатыванию исполнительного элемента 12, формирующего сигнал на отключение электроустановки 1, Время срабатывания устройства составляет порядка 8-10 мс, поэтому насыщения ИТТ не приводят к отказу в работе.При внешнем повреждении ток в дифференциальной цепи появляется только после насыщения трансформатора тока поврежденного присоединения и представляет собой разность между синусоидальной и экспоненциальной функциями. Учитывая, что в режиме насыщения трансформатора тока 1/Таы знак первой и второй производных дифференциального тока будет определяться знаком производной экспоненциальной функции, для которой справедливо равенство-1 /Т з 1 дп(е )=зз.дп( , ) к первому и третьему входам элемента И 11 в первый момент времени бу" дут приложены сигналы противоположной полярности, что в соответствии с условием (1) предотвращает срабатывание устройства. Из-за быстрого затухания экспоненциальной составляющей спадение дифференциального тока происходит по синусоидальному закону, (фиг, 3). Для предотвращения срабатывания устройства в этом случае используется сигнал, пропорциональ з 1 ЗЗО 7 ный первой производной дифференциального тока.Таким образом, введением второго5 дифференцирующего звена, трех двуполярных формирователей прямоугольных импульсов и инвертора обеспечивается повышение чувствительности устройства при перегруженных измерительных трансформаторах тока за счет исключения влияния насыщения трансформаторов тока на функционирование устройства.15Формула изобретенияУстройство для дифференциальной токовой защиты электроустановки, содержащее устанавливаемые в фазах отходящих от электроустановки присоеди-нений измерительные трансформаторы тока, соединенные вторичными обмотка-. ми по схеме на циркуляцию токов, в дифференциальную цепь которой включена первичная обмотка промежуточного трансформатора тока, вторичная обмотка последнего нагружена на резис 374тор, первое дифференцирующее звено, вход которого подключен к вторичной обмотке промежуточного трансформатора тока, и логический элемент И, выход которого подключен к входу исполнительного органа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше-. ния чувствительности при перегруженных измерительных трансформаторах тока, дополнительно введены второе дифференцирующее звено, первый, вто- рой и третий двуполярные формирователи прямоугольных импульсов, входы которых подключены к выходам соответственно промежуточного трансформатора тока и первого и второго дифференцирующих звеньев, и инвертор, вход которого соединен с выходом третьего двуполярного формирователя прямоугольных импульсов, при этом первый, второй и третий входы элемента И соединены с выходами соответственно первого и второго двуполярных формирователей прямоугольных импульсов и инвертора, выход первого и вход второго дифференцирующих звеньев объединены.Корректор С.Шекмар 5 кая наб.,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Заказ 5291/52 Тираж ВНИИПИ Государ по делам изо 113035, Москва, 618твенрете