Устройство для дифференциальной защиты сборных шин с торможением

(1 л Н 02 Н 3/28, 7/22 Г ОСУ,АРСТВЕННЬИ КСЗМИТЕТ П и ЗОБР ЕТ Г и ИЯМ И О ГКРЬ ТИЯМ ПГИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ д ср(71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем иэлектрических сетей Энергосетьпроект"(56) Грек ГТ., Петров С,Я. Дифференциальная защита шин торможением. - Электричество, 1970, М. 10, с. 42-48,Блоки дифференциальной токовой защиты шин, Техническое описание и инструкция по эксплуа 1 ации ГЛЦИ, 656115, 159.ТО Всесоюзный научно-исследовательскии проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (ВНИИР),Чебоксары 1986Технический протокол испытаний образца М. 1 вкафа заГциты шин типа ПЭЫ 3. 1684853 А 1 ГЛЦИ 656450036 Д 5, ВНИИР, Чебоксары, 1988(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ СБОРНЫХ ШИН СТОРМОЖЕНИЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике в частности к релейной защите. Целью изобретения является повышение чувствительности, Это обеспечивается за счет того, что устройство содержит два элемента ограничения длительности сигнала 25 (тогр = 5 мс) и 31 (тогр - 0.12 с) и элемент с изменяемым коэффициентом передачи 30, который включен в цепь между выходом амплитудного детектора 10 и обьединенными вторыми входамй сумматоров 18 и 22, а управляющий вход этого элемен га через второй элемент ограничения длительности сигнала 31 соединен с выходом элемента И 14 1 ил.30 35 40 45 50 55 выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 17 и одновременно к инверирующему входу элемента И 14. К выходу активного выпрямителя 7 через второй сум матор 18 с третьим источником 19 опорного напряжения включен второй компаратор 20 который через второй элемент 21 задер жки на срабатывание(твс = 1 мс) включен на второй ,неинвертирующий) вход второго элемента И 15К выходу активного выпрямителя 7 через 1 ретий сумматор 22 с четвертым источником 23 опорного напряжения подключен третий компаратор 24, к выходу которого включены каскадно первый ограничитель 25 длительности сигнала (тогр . 5 мс), второй элемент 26 задержки на возврат(твв =. 7 мс), третий элемент 27 задержки на срабатывание (твс =- 7,5 мс), третий элемент И 28, второй вход которого соединен с выходом ограничителя 25 длительности сигнала К выходу элемента И 28 через третий элемент 29 задержки на возврат (1 вв = 22 мс) включен второй вход элемента ИЛИ 17, выход которого является выходом устройства, Уежду выходом амплитудного детектора 10 и обьединенными входал 1 и второго и третьего сумматоров 18, 22 включен элемент 30 с изменяемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого через второй элемег 31 ограничения длительнос 1 и сигнала Изобретение относится к области элекгргпехники, в частности к облагти релейной защиты,Целью изобретения является повышение чувствительности,На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит многофазный выпрямительный мост 1, на входы которого включены вторичные обмотки 2 промежуточных трансформаторов тока. Выпрями- тельный мост нагружен на первый и второй резисторы 3 и 4 тормозного тока, к общей точке которых подключен третий резистор 5 дифференциального тока, К тормозным резисторам 3,4 подключен дифференциальный усилитель б, а к дифференциальному резистору 5 подключен активный выпрями- гель 7. К выходу дифференциального усилителя б через первый сумматор 8 с первым источником 9 опорного напряжения под ключен амплитудный детектор 10, На его выход включен первый компарагор 11 с вто рым источником 12 опорного напряжения На выход первого компаратора 11 включены каскадно первый элемент 13 задержки на срабатывание (1 вс = 2 мс), первый элемент И 14, второй элемент И 15 и первьйэлемент 16 задержки на возврат (савв мс) 5 10 15 20 25(тр = 0,12 с) соединен с выходом второго элемента И 14. Элемент с изменяемым коэффициентом передачи представляет собой, например, делитель, одним плечом которого является резистор, а вторым резистор, параллельно которому включен биполярный или полевой транзистор. При отсутствии управляющего сигнала транзистор закрыт и коэффициент передачи элемента определяется отношением сопротивлений резисторов и является минимальным,При появлении управляющего сигнала транзистор в большей или меньшей мере открывается, шунтирует один из резисторов делителя и коэффициент передачи его соотгетственно увеличивается в пределе до 1.Устройство работает следующим образо 1.Через промежуточные трансформаторы гока х схеме формирования, выполненнои а диодах, подводятся токи присоединений для одной фазы. При этом по резистору 5 лротекае геометрическая сумма токов присоединений, т,е. дифференциальный переменный ток, а по резисторам 3,4 протекает выпрямленное значение тока, пропорциональное арифметической сумме токов присоединений, т.е, тормозной ток, и на них образуется выпрямленное тормозное напряжение,Дифференциальное напряжение, выделяющееся на резисторе 5, подается на ак 1 ивный выпрямитель 7, на выходе которого образуется выпрямленное и несглаженное напряжение пропорциональное дифференциальному току. Тормозное напряжение подается на дифференциальный усилитель б, на выходе которого образуется также выпрямленное напряжение, пропорциональное тормозному току. На вход сумматора 8 подается тормозное напряжение пропорцигнальное тормозному току, где суммируется с отрицательным опорным напряжением, годаваемым от источника 9 опорного на гряжения, Выходное напряжение суммагора 8 появляется тогда, когда тормозноеапряжение превысит опорное, Этим обеспечивается начало торможения защиты лишь тогда, когкда тормозное наг 1 ряжение превысит значение нормального (рабочего) режима защищаемых шин.Выходное напряжение сумматора 8 подается на амплитудный детектор 10, на выходе которого имеется тормозное напряжение, но сложенное с малыми пульсациями. На вход сумматоров 18 и 22 подается дифференциальное выпрямленное напряжение с выхода активного выпрялите ля 7, причем полярность его та, оеа, чго онл10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нацрдвлена нд срабатывание компардторов 20 и 24, Одновременно нд вход этих сумма сров цоддется с брдтным знаком тормозое напряжение с выхода амплитудного дцекгора 10 через элемент 30 с изленяемым коэффициентом цередачи, а также с обратным знаком подаются оцорнье напряленич с входов третьего и четвертого источ иков 19 и 23 оцорного нацряжения.Компарагор 20 сработает лишь в том случае, если мгновенное значение дифференциального напряжения превысит суммарное значение тормозного опорного напряжения, То же относится и к компард тору 24, который включен на выход сумма тора 22,Нд выход амплитудного детектора 10 подключен комцдратор 11, который немедленно срдбаьвдет, если сглаженное значение тормозного напряжения превосходит оцорное напряжение, подаваемое от второ го источника 12 опорного напряжения, причем величина этоо опорного напряжения гьбирается такой, чтобы в режиме лаксимдльной нагрузки компдратор 11 не рэбо тал.Сочетание компарэтора 11 элемента 13 зддержки на срабатывание, элементов И 14, д дкж И 15. элемента 16 задержки на возврат, а также компараторд 20 с элементом 1 зддеркки на срабатывание образуют первый (бьстродействующий) канал,Рклкчеие элемента 25 ограничения длитегьн(сти сигнала, элемента 26 задеркки нд вцзврат, элемента 27 задержки нд с 1 бдтываие, элелед И 28 и элемента 29 задержки ; возврат образует второй (времяимцульсыи) канал Оба канала через общий элемент ИЛИ 17 действуют нэ окл ючен ие.Для срабатывания второго канала необ.,димо, чтобы во время каждого из полупериодов компаратор 24 переключался на время не менее 3 мс.При внешнем к з, в течение не менее (3-4) мс имеет место правильная трансформация токов присоединений и дифференциальный ток имеет сравнительно небольшую величину и даже при малом коэффициенте торможения, тормозное напряжение на входе сумматоров 18, 22 существенно превышдет дифференциальное напряжение и поэтому компараторы 20 и 24 не работают.Тормозное напряжение на входе компаратора 13 существенно превышает его устэвку и он срабатывает практически одновременно с возникновением к,з. Через время задержки элемента 13, составляющего 3 мс. через элелент И 14 на входе элемента И 15 действие компаратора 20 блокируется. При появлении сигцдл, ходе элемента И 14 немедленно срдбдт; ет элемент 31 ограни ения длительоси синала и элемент 30 с изменяемым коэ 1 и циентом передачи скачкообразно увели и вдет свой коэффициент передачи. При этол тормозное напряжение на входах суммдтц ров 18 и 22 существенно возрастает и если ввиду насыщения трансформаторов тока дифференциальный ток возрастает. то все равно он останется ниже тормозного и здцита не работает.При к.з в защищаемой зоне дифференциальный ток превышает тормозной и компдраторы 11, 18. 24 срабатывают одновременно.Однако ввиду того, что задержка эле мента 21 составляет 1 мс, то сигнал на его выходе и выходе элемента 16 появляется раньше, чем на входе элемента 13 ограничения длительности сигнала. При этом выходной сигнал элемента 16 через инвертирующий вход блокирует элемен И 14 и сигнал на его выходе не появляется Элемент 31 ограничения длительности сигнала не работает, тормозное напряжение на входе сумматоров сохраняет исходное низкое значение и защита обесгечивает высокую чувствительность к.з, в зоне. Формула изобретенияУстройство для дифференциальной за циты сборных шин с торможением, содержащее датчики тока присоединений соединенные одними выводами своих обмо ок в "звезду" а другими выводами годклк- ченные к входным зажимам глногоплечевого выпрямительниго моста, между выходными зажимами которого включены двд последо вательно соединенных резистора, между общей точкой включения которых и общим выводом обмоток датчиков тока включен третий резистор, к крайним выводам первого и второго резисторов подключены соответственно первый и второй входы дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом первою сумматора, второй вход которого соединен с первым источником опорного напряжения, а выход подключен к последовательно соединенным амплитудному детектОру, первому компаратору с вторым источником опорного напряжения, первому элементу задержки на срабатывание и первому элементу И, выход последнего подключен к инверсному входу второго элемента И, выход которого через первый элемент задержки на возврат соединен с инверсным входом пер. вого элемента И и с первым входом элемента ИЛИ, к общей точке вклкчения первого и1684853 Составитель Л,ВоропаеваТехред М,Моргентал Корректор Т,Палий Редактор О.Спесивых Заказ 3511 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,Гагарина, 101 второго резисторов подключен вход активного выпрямителя, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с третьим источником опорного напряжения, а выход через последовательно включенные второй компаратор и второй элемент задержки на срабатывание соединен с прямым входом второго элемента И, к выходу активного выпрямителя также подключен первый вход третьего сумматора, второй вход которого подключен к четвертому источнику опорного напряжения, а выход подключен к последовательно соединенным третьему компаратору, элементу ограничения длительности сигнала, второму элементу задержки на возврат, третьему элементу задержки на срабатывание и третьему элементу И, второй вход которого соединен с выходом элемента ограничения длительности сигнала, а выход через третий элемент задержки на возврат подключен к второму 5 входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения чувствительности, дополнительно введены последовательно соединенные второй элемент 10 ограничения длительности сигнала и элемент с изменяемым коэффициентом передачи, при этом второй вход последнего псдключен к выходу амплитудного детектора, а выход подключен к объединенным 15 третьим входам второго и третьего сумматоров, вход второго элемента ограничения длительности сигнала соединен с выходом первого элемента И.