Устройство для дифференциальнофазной защиты электроустановки

О П И С А Н И Е ( )741362ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ФнзФ,ло делам изобретений и открытнйУстройство относится к электротехнике и предназначено для дифференциально-фазной защиты сборных шин электрических станций и подстанций, силовых трансформаторов, блоков генераторов-трансформатор.Известно устройство для дифференциально-фазной защиты сборных шин, содержащее во вторичной цепи трансформатора тока каждого присоединения промежуточный трансформатор с двумя вторичными обмотками. В дифференциальном контуре, образованном одной системой вторичных обмоток промежуточных трансформаторов, включен пусковой орган, а к другим вторичным обмоткам через формирователи импульсов, состоящих из двух встречно включенных стабилитронов и конденсатора, включен орган сравнения фаз токов 1.Однако это устройство имеет недостаточную селективность при внутренних несимметричных коротких замыканиях, особенно через переходные сопротивления, при установке на сборных шинах с большим числом питающих присоединений и большой двигательной нагрузкой отходящих линий, Указанный недостаток обусловлен наличием постоянного порога открытия формирователя импульсов, который при высокой чувствительности защиты не предотвращает попадение в орган сравнения фаз токов выходныхсигналов формирователей импульсов, уста.новленных на отходящих линиях, с фазой,соответствующей внешнему короткому замыканию.Известно также устройство для дифференциально-фазной защиты сборных шин,содержащее блоки суммирования всех приходящих и. всех уходящих токов присоеди 1 ц нений, а также орган сравнения суммарных токов 12, которому присущ указанныйнедостаток,Наиболее близким к изобретению является устройство дифференциальной токовой 15нфазовои защиты шин, содержащее трансформаторные сумматоры токов с двумя вторичными обмотками. К последовательно соединенной одной группе вторичных обмоток сумматоров включен пусковой орган, а к параллельно соединенным через однополупериодные выпрямители другой группе вторичных обмоток включен орган сравнения фаз токов, выход которого совместно с выходом пускового органа через логическийэлемент И и усилитель мощности включен на вход выходного промежуточного реле 13.Недостаток этого устройства - низкая селективность при установке на сборных шинах, имеющих большое количество питающих присоединений и отходящих линий с большой двигательной нагрузкой. При внешних коротких замыканиях через переходные сопротивления или на значительном удалении от шин, когда ток каждого питающего присоединения меньше порога открытия органа сравнения фаз токов, а суммарный ток короткого замыкания, протекающий в поврежденном присоединении, обусловливает появление погрешностей трансформаторов тока, а, следовательно, и тока небаланса, достаточного для срабатывания пускового органа. В этих условиях зона срабатывания органа сравнения фаз токов составляет 360, что приводит к излишнему срабатыванию последнего и защиты в целом,При несимметричных коротких замыканиях в защищаемой зоне, особенно через переходные сопротивления и вида, к которому наиболее чувствителен орган сравнения фаз токов, токи отходящих линий с большой двигательной нагрузкой могут быть больше порога открытия органа сравнения фаз, а так как фазы этих токов соответствуют внешнему короткому замыканию, то защита отказывает в срабатывании.Цель изобретения - повышение селективности дифференциально-фазной защиты электроустановки путем использования токов всех питающих и поврежденного присоединений для сравнения фаз.Цель достигается тем, что на всех присоединениях защищаемой электроустановки установлены трансформаторы тока, ко вторичным обмоткам которых подключены пусковой орган и орган сравнения фаз токов, с выходами, через элемент И включенными в цепь отключения выключателей присоединений. По числу питаемых присоединений устройство снабжено органами сравнения величин токов, элементами И и реле, а также сумматором с делителем токов, вход которого присоединен к трансформаторам тока, установленным на всех питающих присоединениях, выход делителя тока присоединен к первым входам органов сравнения величин токов, ко вторым входам которых включены трансформаторы тока каждого питаемого присоединения, выход каждого органа сравнения величин токов и выход пускового органа через элемент И включен на вход реле, замыкающие контакты которого включены на вход органа сравнения фаз токов.Таким образом, на вход органа сравнения фаз токов при внутренних коротких замыканиях подаются вторичные токи только питающих присоединений электроустановки, а при внешних коротких замыканиях, кроме того, и вторичныи ток поврежденного при 3 1 ого и зо и 40 45 соединения, посредством чего исключаются неселективные реакции устройства дифференциально-фазной защиты.На чертеже изображена однофазная структурная схема устройства для дифференциально-фазной защиты электроустановки, применительно к сборным шинам электрической станции.К сборным шинам 1 через выключатели 2 включены питающие 3 и питаемые 4 присоединения, имеющие трансформаторы 5 тока. Ко вторичным обмоткам трансформаторов 5 тока включен пусковой орган 6. Ко вторичным обмоткам трансформаторов 5 тока установленных только на питающих присоединениях 3, включены входы органа 7 сравнения фаз токов и сумматор 8 токов, выход которого через делитель 9 тока включен к первому входу органа 10 сравнения величин токов, вторым входом включенного ко вторичной обмотке трансформатора тока каждого питаемого присоединения 4. Выходы каждого органа 10 сравнения величин токов и пускового органа 6 через элемент 11 И, включены на вход реле 12, через замыкающие контакты которого вторичная обмотка трансформатора 5 тока своего питаемого присоединения 4 включена на вход органа 7 сравнения фаз токов. Выходы пускового органа 6 и органа 7 сравнения фаз токов через выходной элемент 13 И включены в цепи отключения выключателей 2.При коротком замыкании на шинах 1 в питающих присоединениях 3 электроустанов-. ки протекают токи короткого замыкания, а в питаемых присоединениях 4 могут протекать токи нагрузки, несоизмеримо меньшие суммарного тока электроустановки, вследствие чего ток выхода делителя 9 тока больше вторичного тока трансформатора 5, установленного на любом питаемом присоединении 4, и органы 10 сравнения величин токов не срабатывают, Элементы 11 и реле 12 также не срабатывают и ко входу органа 7 сравнения фаз токов присоединены вторичные обмотки трансформаторов 5 тока только питающих присоединений 3, вследствие чего орган 7 сравнения фаз токов сраба тывает. Суммарный вторичный ток всех присоединений, протекающий в пусковом орга. не 6, вызывает его срабатывание и через сработавший выходной элемент 13 И подается сигнал на отключение выключателей 2. При внешнем коротком замыкании на питающем присоединении 3 вторичные токи каждого питаемого присоединения 4 меньше тока выхода делителя 9 тока, вследствие чего элементы 1 О, 11 и 12 на всех питаемых присоединениях не срабатывают и к органу 7 сравнения фаз токов подводятся вторичные токи только питающих присоединений 3, Так как фаза тока поврежденного питающего присоединения 3 инверсна фазам токов остальных питающих присоеди 741362нений, то орган 7 и защита в целом не срабатывают,При внешнем коротком замыкании на питаемом присоединении 4, его вторичный ток больше выходного тока делителя 9 тока, вследствие чего срабатывают орган 10 сравнения величин токов, элемент 11 и реле 12 поврежденного присоединения 3. На вход органа 7 сравнения фаз токов подаются вторичные токи всех питающих и поврежденного питаемого присоединений электроустановки. Так как фаза тока поврежденного присоединения инверсна фазам токов питающих присоединений, то орган 7 сравнения фаз токов, а следовательно и защита в целом не срабатывают. Неподведение к органу сравнения фаз токов вторичных токов неповрежденных питаемых присоединений, имеющих произвольную начальную фазу, устраняет причину ошибочных реакций устройства при коротких замыканиях.Коэффициент передачи делителя 9 тока выбирается из условия надежного срабатывания органа 10 сравнения величин токов при внешних коротких замыканиях на своем питаемом присоединении и несрабатывании при внешних коротких замыканиях на остальных присоединениях предлагаемой электроустановки.Технико-экономическая эффективность устройства состоит в уменьшении экономических потерь электрических систем и систем электроснабжения от ошибочных реакций дифференциально-фазной защиты электроустановок, что обусловлено высокой селективностью предлагаемого устройства. Формула изобретения Устройство для дифференциально-фазной защиты электроустановки, содержащеетрансформаторы тока на всех присоединениях, ко вторичным обмоткам которых подключены пусковой орган и орган сравненияфаз токов, вьиоды последних через выходной элемент И включены в цепь отключениявыключателей присоединений, отличающееся тем, что, с целью повышения селектив 10 ности путем использования токов всех питающих и поврежденного присоединенийдля сравнения фаз, оно дополнительно снабжено по числу питаемых присоединений органами сравнения величин токов, элементами И, реле и сумматором с делителем токов,вход которого присоединен к трансформаторам тока, установленным на всех питающих присоединениях, выход делителя токаприсоединен к первым входам органов сравнения величин токов, ко вторым входам ко 20 торых включены трансформаторы тока каждого питаемого присоединения, выход каждого органа сравнения величин токов и выход пускового органа через элемент И включен на вход реле, замыкающие контакты которого включены на вход органа сравненияфаз токов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР325662, кл. Н 02 Н 3/28, Н 02 Н 7/22,зю 1972.2. Патент Японии15445, кл. 58 16,1969.3. Авторское свидетельство СССР182217, кл. Н 02 Н 3/28, Н 02 Н 7/22,1966.Состав ител Техред К. Ш Тираж 783 Государственного елам изобретений сква, Ж - 35, Рау Патент г. Ужгорь 1. Корнеуфрич Редактор Ю. ПетрушкоЗаказ 3332/8ЦНИИПИпо113035, МФилиал ППП еваКорректор М. ДемчикПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5од, ул. Проектная, 4