Устройство для дифференциальной защиты с торможением сборных шин

сц 1 558346 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскм 1 т Соцмалистмческйх Республик(23) ПриоритетОпубликовано 15.05.77. Бюллетеньосударстеенныи комнте Совета Министров СССР 11 о делам изобретенийи открытий 53) УДК 621.316.9(71) Заявитель А. Н. Бурнашев и Г. Н. Бурнашовена Октябрьской Революции и ордена Трудовогомени политехнический институт им. С. М. Кирова Томский Красного(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЬ С ТОРМОЖЕНИЕМ СБОРНЪХ ШИНИзобретение относится к области релейной защиты, а именно к продольным дифференциальным защитам сборных шин электрических станций и подстанций, и может быть использовано также для защиты генераторов, трансформаторов и блоков генератор-трансформаторов.Известные устройства того же назначения имеют ряд серьезных недостатков, Так, защиты с реле типа РНТ имеют недостаточную отстройку от периодических токов небаланса (1). Более совершенными в этом отношении являются защиты с торможением (2).Недостатком таких защит является то, что торможение не снимается и при повреждениях на защищаемом объекте, обуславливая снижение чувствительности. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство дифференциальной защиты, включающее в себя трансформаторы тока (ТТ), схему с циркулирующими токами, ферромагнитные преобразователи трехфазной системы токов в одцофазное напряжение, первичные обмотки которых соединены по с: еме зигзага, а вторичные - в разомкнутый треугольци 1 с, причем однц концы этик обмоток соединены со средними точками выпрямительных полумостов, включенных согласно ц действующих ца торможсцие исполнительного органа (ИО), выполненного в виде реле с рабо 2чей и тормозной обмотками, другие же концы тех же обмоток объединены и соединены со средней точкой полумоста, действующего на срабатывание ИО.5 В известном устройстве для отстройкп оттоков цебаланса применяется торможение ИО арифметической суммой токов присоединений, Все устройства, в которых используется указанный принцип, имеют недостаточную чув 1 з ствцтельцость. Причиной этого недостатка является то обстоятельство, что торможение имеет место как при внешних, так и при внутренних повреждениях. Кроме того, наличие торможения усложняет выбор уставок защи ты.Для увеличения чувствительности дифференциальной зашиты сборных шин электрических станций ц подстанций и упрощения выбора ее уставок в предлагаемом устройстве 20 ферромагнитные преобразователи тока снабжены дополнительными вторичными обмотками, одноименными зажцмамп, которые объединены ц через выпрямцтельцый мост подкгночецы к дополнительной обмотке исполни тельного органа.Сущность изобретения заключается в том,что прц вцсшццх повреждениях исполнительныц орган находится под воздействием примерно удвоенного тока небалацса, действуюЗз щего ца срабатывание ц арифметической сум 5583465 10 15 50 55 00 65 мы токов плеч, действующей в сторону тормо. жени я.На фиг. 1 показана схема дифференциальной защиты с торможением сборных шин на выпрямленных токах.Как показано на фиг. 1, на каждом присоединении к сборным шинам 1 устанавливают трансформаторы тока 2, к вторичным обмоткам которых подключают ферромагнитные преобразователи трехфазного тока в два однофазных напряжения 3, первичные обмотки которых соединяют по схеме зигзага, а вторичные - разомкнутого треугольника. Одна группа вторичных обмоток преобразователей соединена со средними точками выпрямительных полумостов 4, включенных согласно. Другие одноименные выводы этой же группы обмоток объединены и соединены с входным зажимом моста 5, а другой его зажим соединен со средней точкой полумоста 6, включенного согласно с полумостами 4, На выход схемы сравнения абсолютных велпчин токов, образованной полумостами 4 и 6, включена тормозная обмотка 7 ИО направленного действия (например, поляризованное реле),Рабочая обмотка 8 ИО подключена к выходным зажимам моста 5. Для регулировки уставок используются резисторы 9, 10. Необходимый коэффициент торможения может быть получен при помощи резистора 11, Резисторы 12 - 15 играют роль рабочих сопротивлений.Другая группа вторичных обмоток преобразователей соединена между собой одноименными зажимами и соединена с выпрямительным мостом 16, на выход которого включена третья, дополнительная обмотка 17 ИО так, что создаваемая ею намагничивающая сила совпадает по направлению с намагничивающей силой обмотки 8. Величина тока в этой обмотке регулируется резистором 18. Сглаживание пульсаций тока в ИО осуществляется при помощи конденсаторов 19 - 21. На фиг. 2 изображена схема соединения обмоток ферромагнитного преобразователя (ФП), распределение намагничивающих сил по первичным обмоткам (а, б), а также диаграмма, поясняющая определение выходного напряжения при двухфазном повреждении, Первичные обмотки ФП соединены по схеме загзага, а вторичные - разомкнутого треугольника. Первичные полуобмотки выполнены с равным числом витков.При синусоидальных первичных токах фазные напряжения преобразователя содержат все нечетные гармоники.В случае двухфазного повреждения на шинах ток протекает в двух фазах. Напряженности первичных фазных обмоток распределяются при этом в отношении 1:2: 1. Если вторичные фазные напряжения обозначены соотетственно через Уз, 7 з, Уь то (фиг, 2 в) живых =2 С 1 - Уз=2 Уа - Уз 20 25 ЗЗ 35 40 45 Наибольшее значение при двухфазном повреждении имеет 1-я гармоника выходного напряжения.При двухфазном повреждении за трансформатором со схемой соединения У/Л - 11 токи распределяются по фазам, как известно в отношении 2: 1: 1, поэтому напряженность в одной фазе обращается в нуль, а в двух других их значениях одинаковы, а знаки противоположны. При этом У =О. Это означает, что при повреждении за трансформатором дифференциальная защита шин принципиально не действует (фиг. 2,б). В случае трехфазного повреждения ФП работает как утроитель частоты, так как все гармоники, кроме кратных трем, при сложении взаимно уничтожаются. При внешних повреждениях ИО находится под воздействием токов небаланса на выходе выпрямителей 6 и 16 и арифметической суммы токов плеч (от выпрямителей 4). Первые протекают через ИО в сторону срабатывания, а вторые - в обратную, то есть обусловлено торможение. Соответствующим выбором коэффициента торможения (К,) можно добиться надежной отстройки защиты от внешних повреждений. В отличие от существующей защиты, К, в данном случае может выбираться с большим запасом без ущерба для чувствительности защиты, Если же повреждение находится внутри зоны, охватываемой защитой, то при соответствующей настройке схемы арифметическая сумма токов плеч и модуль их геометрической суммы равны по величине, и торможение полностью компенсируются. ИО при этом находится под воздействием лишь модуля геометрической суммы токов плеч. Выравнивание токов, протекающих по обмоткам 7 и 17 ИО соответственно от мостов 4 и 16, осуществляется при повреждении на шинах, в режиме, когда ток повреждения минимален (например, в режиме АПВ шин). Таким образом, в схеме применяется селективное торможение.Чувствительность защиты может оцениваться по начальному току ее срабатывания. Формула изобретения Устройство для дифференциальной защиты с торможением сборных шин, содержащее трансформаторы тока, схему с циркулирующими токами, ферромагнитные преобразователи трехфазной системы токов в однофазное напряжение, первичные обмотки которых соединены по схеме зигзага, а вторичные - в разомкнутый треугольник, блок сравнения абсолютных значений токов и исполнительный орган направленного действия, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, ферромагнитные преобразователи снабжены дополнительными вторичными обмотками, одноименные зажимы которых объединены и через выпрямительный мост под 558346558346 н,-и г. Г Составитель Л, КорнееРедактор И, Шейкин Техред М, Семенов Корректор Н. Аук одписнос Типография, пр. Сапунова Ь, ф аказ 1153/8 Изд. ЛЪ 432ЦИИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений113035, Москва, Ж, Рауш Тираж 914Совета Министрооткрытийкая наб., д. 4/5