Блок управления для устройства дифференциально-фазной защиты электроустановки

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 2 РЕСПУ 02 Н 3/2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ПЬСТВУ ВТОР СИОМ ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(53) 621.316.925 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР У 985878, кл. Н 02 Н 3/28, 1982,Авторское свидетельство СССР В 1156184, кл. Н 02 Н 3/28, 1985.(54) БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВАДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к релей"ной заЩите и может быть использованодля запрета управления углом блокировки в устройствах дифференциальнофазной защиты электроустановок. Цельизобретения - повышение устойчивостифункционирования. В переходном режиме внутреннего КЗ резко увеличивается сигнал на входе формирователя импульса 1, пропорциональный сумме токов плеч, и при превышении его порога на первом входе элемента ИЛИ 2появляется импульс, а на втором входе - сигнал модуля дифференциального тока. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 2 поступает на формирователь импульса 3 первого периода переходного процесса, который ограничивает сигнал длительностью 4 мс и выдает его на первый вход выявителя 5 признака идентификации режима, на второй вход которого поступает сигнал с выхода формирователя импульса 4, появляюпцФ- ся в результате превышения его поро-. га сигналом на входе, пропорциональным производной модуля дифференциального тока, При совпадении во времени сигналов на обоих входах выявителя 5 признака идентификации режима в первом периоде переходного .процесса ЖС на выходе формир:ется сигнал логического нуля, .:- выходе расширителя импульса 6 появляется сигнал,.поступающий на транзисторный ключкоторый при этом открывается. При внеш" Еф них КЗ сигнал на первом входе выяви-. теля 5 признака идентификации режима в первом периоде переходного процесса появляется сразу и ограничен 4 мс, а на втором входе - не ранее 5 мс. В результате импульсы не совпадают по времени в течение всего переходного процесса, поэтому транзисторный ключ закрыт. 2 ил,Изобретение относится к релейнойзащите и может быть использованодля запрета управления углом блокировки в устройствах дифференциальнофазной защиты электроустановок, вЧастности сборных шин, ошиновок, реакторов, генераторов, синхронных компенсаторов и высоковольтных электродвигателей, 10Целью изобретения является повышение устойчивости функционированияблока управления,На фиг, 1 изображена структурнаясхема блока управления на фиг. 2 - 15эпюры, поясняющие работу блока привнутреннем (а) и внешнем (б) КЗ.Блок управления (фиг.1) содержитпервый Формирователь импульсов 1,вход которого является входом блока, 20логический элемент ИЛИ 2, первыйвход которого соединен с выходом пер.вого формирователя импульсов 1, авторой вход является входом модулядифференциального тока блока, формирователь 3 импульса первого периодапереходного процесса (ПП), вход которого подключен к выходу логическогоэлемента ИЛИ 2, второй формирователь4 импульсов, вход которого является 30входом производной модуля дифференциального тока блока, выявитель 5признака идентификации режима, первый вход которого соединен с выходомформирователя 3 импульса первого периода ПП,а второй - с выходом второгоформирователя 4 импульсов, расширитель б импульсов, вход которбго соединен с выходом выявителя 5 признакаидентификации режима, и электронный 40ключ 7, управляющий вход которогоподключен к выходу расширителя 6 импульса, а выход является выходом, блока,формирователи 1 и 4 импульсов 45представляют собой пороговые элементы и могут быть выполнены по известной схеме на транзисторах п-р-и-типа, работающих в ключевом режиме.Блок 1 предназначен для преобразования отрицательного аналогового сигнала, пропорционального сумме модулейтоков плечП (фиг.2), где )кчисло плеч защиты При превышениизаданного порога входным сигналом навыходе блока 1 .Формируется положительный цифровой сигнал. Аналогично1)аботает блок 4, только его вход является входом производной модуля дифференциального тока - 16 (фиг.2),взятого со знаком минус.Логический элемент ИЛИ 2 выполнен,как показано на фиг. 1, на двух диодах.формирователь 3 импульса первогопериода ПП может быть выполнен на. транзисторе и-р-и-типа и БС-цепи.Постоянная времени ВС-цепи выбрана таким1образом, чтобы время нарастания напряжения на конденсаторе до величины,соответствующей порогу открытия транзистора, составляло а 4 мс. Постоянная времени разряда ВС-цепи приоткрытом транзисторе составляет около 200 мс.Выявитель 5 признака идентификации режима может быть выполнен нацифровых интегральных микросхемах слогическими элементами И-НЕ (фиг,1),При совпадении импульсов, соответствующих логическим единицам на входах элемента 5,на. выходе его формируется сигнал логического нуля навремя совпадения.Расширитель импульсов 6 можетбыть выполнен с использованием цифровых интегральных микросхем с логическими элементами И-НЕ и диодно-емкостной цепи (фиг.1).Электронный ключ 7 выполнен нап-р-п-транзисторе.Блок управления работает следующим образом.В нормальном режиме аналоговыйсигнал на входе формирователя 1 им"пульса не превышает его порога, также отстроен по входу от периодического тока небаланса формировательимпульса 2, поэтому на их выходахсигналы отсутствуют и блок управления в этом режиме не работает,В переходном режиме внутреннегоКЗ со сдвинутыми по Фазе токами илиКЗ, сопровождающегося вытекающимитоками нагрузки, сигнал на входе Формирователя 1 импульса резко увеличивается, так как пропорционален суммемодулей токов плеч Е 1 с (фиг,2 а)С.1и превышает его порог, поэтому на выходе формируется положительный импульс У , длительностью не менее4 мс и подается на первый вход элемента ИЛИ 2. В это же время появив- .шийся сигнал модуля дифференциапьно з 142 го тока Ыподается на второй вход элемента ИЛИ 2. На выходе ИЛИ 2 появляется наибольший из этих сигналов или один из них. Сигнал с выхода элементов ИЛИ 2 подается на формирователь 3 импульса первого периода ПП, который формирует сигнап Уь; , ограничивает входной сигнал длительностью 4 мс после заряда конденсатора и открытия транзистора и вьщает его на первый вход выявителя 5 признака идентификации режима. В то же время появившийся сигнал,пропорциональный производной модуля дифференциального тока - Ы(фиг,2 а), превышает порог формирователя 4 импульса, на его выходе формируется сигнал 0(фиг.2 а) и подается на второй вход выявителя 5 признака идентификации режима.Сигналы 11 мк и 11 щх совпадают в первом периоде ПП по времени", .и на выходе выявителя 5 признака идентификации режима формируется сигнал логического нуля П 1 х на время совпаденияРанее. заряженный конденсатор рас" ширителя 6 импульса мгновенно разряжается через диод и на выходе расширителя 6 появляется сигнал логической единицы. Но так как заряд конден" сатора происходит медленно, то на выходе блока 6 формируется расширенный сигнал Уьх . Выходной сигнал расширителя 6 импульса 11, подается на транзисторный ключ, который при этом открывается.При внешних КЗ со значительным насыщением ТТ одного плеча защиты сигнал Уь в первом периоде ПП появляется не сразу. Так как магнитный поток в ТТ не может измениться мгновенно, то,для насыщения сердечника требуется время, которое в самых тяжелых случаях не менее 5 мс. Однако сигнал У появляется сразу, так как пропорционален сумме модулей токов плеч . И (фиг.2 б), и поступает через элемент ИЛИ 2 на формирователь 3 импульса первого периода ПП, который формирует сигнал 11 хр ограниченный по длительности4 мс. В это время конденсатор формирователя 3 импульса первого периода ПП заряжается и остается заряженным около 200 мс, что достаточно для затухания переходного процесса в пер 7465 25 ЭО чительным сдвигом по фазе токов к КЗ, сопровождающихся вытекающим током нагрузки в последующих .периодах ПП, и повысить устойчивость фуккцио нирования при КЗ Блок управления для устройствадифференциально-фазной защиты электроустановки, содержащий первый форми"рователь импульсов, выявитель признака идентификации режима к электрон ныи ключф о тлич ающкй стем, что, с целью, повышения устойчивости функционирования, в неговведены логический элемент ИЛИ, формирователь импульса первого периода 50переходного процесса, второй формирователь импульсов и расширитель импульса, при этом первый вход логи".ческого элемента ИЛИ соединен с выходом первого формирователя импульсов, вход которого является входом 55блока, второй вход логического элемента ИЛИ является входом модулядифференциального тока блока, а выход элемента ИЛИ соединен с входом 1 О 15 20 вичной цепи. В результате импульсы 11 их и 11 ьх 4 не совпадают по времени (фиг.2 б) в течение всего ПП, поэтому транзисторный ключ 7 закрыт.При внутренних КЗ с односторонним питанием сигнал на входе формирователя 1 импульса может оказаться недостаточным для быстрого превышения его порога, поэтому входным сигналом для блока управления в этом режиме будет сигнал 1 Ина входе элемента ИЛИ 2. В дальнейшем устройство сра" батывает так же, как при внутревнем КЗ с двухсторонним питанием или КЗ, сопровождающемся сквозными токами нагрузки.Таким образом, предложенная в блоке управления реализация признака идентификации режима в первом периоде ПП позволяет исключить значительную задержку в срабатывании устройств дифференциально"фаэных защит при внезапных внутренних КЗ со сдвинутыми по фазе токами или КЗ, сопровождающихся сквозными токами нагрузки (время идентификации режима составляет 3-4 мс), а также исключить ложную идентификацию режима блоком управления при внутренних КЗ со энаФормул. изобретения1427465 ЬК 1 М 4 Ю ык йЬг Составитель И 0 Техред А.Кравчу ов тор Л,Веселовск С.Шекмар оррек аказ 485 Тираж 651рственного комитета СССРобретений и открытийЖ, Раушская наб., д, 4/ писно ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москвизводственно-полиграфическое предприятие жгород, ул, Проектн Формирователя импульса первого периода переходного процесса, выход которого подключен к первому входу выявителя признака идентификации режима,вход второго формирователя импульсовявляется входом производной модулядифференциального тока блока, а выход подключен к второму входу выявителя признака идентификации режима, выход которого соединен с входом расирителя импульса, выход расширителя импульса подключен к управляющему входу электронного ключа, выход которого является выходом блока