Устройство для дифференциальной защиты электроустановки

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о)864414(61) Дополнит (22) Заявлено льное к авт. сеид-ву 2,78 (2) 2 б 95380/24-67 с присоединением заявк 02 Н 3 сударственный комитет СССР о аелам изобретений н открытий(23) Приорите 4 аио 150981,Бюллетень Йо икования описания 1509,81 публик(5 ТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИэлектро ствам ди нтов эле втономны Изобретение технике, а имен ференциальной з роэнергосистем, (АЭС).Известно уст ной токовои за таиной фирмой А тносится о к устр ащиты эле например ройство диффещиты АУО 55, ра5 Ед Г 13Недостатком схемы защиты ВУ 055является наличие тормозного сигналапри коротком замыкании в зоне защитчто снижает чувствительность защитыНаиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство дифференциальной токовой ренциальзрабово имеет дуговых коаличия тока и низкую овленную ых полей, ого замынениях и сеитов ся защиты (21 .Однако данное устройс низкую селективность при ротких замыканиях из-за отсоса, большие габариты помехозащищенность, обус влиянием внешних магнитн создаваемых токами корот кания в соседних присоед фазах, на датчики тока. Цель изобретения - повыш ективности, уменьшение габ овышение помехозащищенностПоставленная цель достиг тем, что в устройство для дифференциальной защиты электроустановки,содержащее реагирующий блок, включенный на выход выпрямителя, ко вхо"дам которого подключены датчики токапитающих и питаемых присоединений,отключающую цепь защиты, введеныблок сравнения Фаэ, второй выпрямитель, блокирующий блок и два блоказапрета, причем входы блока сравнения Фаз соединены параллельно входампервого выпрямителя, а ко входу первого выпрямителя, подключенному кдатчикам тока питаемых присоединенийвключен вход второго выпрямителя,выход которого соединен со входомблокирующего блока, выход блокирующего блока подключен к первому входупервого блока запрета, ко второмувходу которого подсоединен выход блока сравнения Фаэ, а выход первогоблока запрета соединен с первым входом второго блока запрета, ко второму входу которого подключен выходупомянутого реагирующего блока, выход второго блока запрета подключенк отключающей цепи защиты, а в качестве датчиков тока используют трансреакторы с сердечником из магнитодиэлектрика на основе карбонильногожелеза с магниевой проницаемостью р = 10-15.На чертеже приведена принципиальная схема устройства для дифференциальной защиты.Схема содержит датчики 1 тока питающих присоединений, датчики 2 тока питаемых присоединений, выпрямители 3 и 4, блок 5 сравнения фаз, реагирующий блок 6, блокирующий блок 7, соответственно первый и второй блоки 8 и 9 запрета. Соединенные последовательно датчики 1 тока питающих присоединений включены на один вход первого выпрямителя 3, ко второму входу которого подключены соединенные последовательно датчики 2 тока питаемых присоединений. При совпадении Фаз токов питающих и питаемых присоединений, что соответствует режиму внутреннего короткого замыкания, на выходе первого выпрямителя 3 Формируется сигнал, пропорциональный судане токов питающих и питаемых присоединений. При несовпадении фаз токов, что соответствует режиму внешнего короткого замыкания, на выходе первого выпрямителя 3 формируется сигнал, пропорциональныйразности между токами питающих и питаемых присоединений. Выход первоговыпрямителя 3 включен .на вход реагирующего блока 6, выдающего при превышении его уставки срабатывания сигнал "1", который поступает на первый вход второго блока запрета 9. Назначение этого блока состоит в запрещении сигнала на отключение при наличии на его втором входе сигнала равного "0", разрешая отключение только при получении на втором входе сигнала "1". Этот сигнал формируется первыгл блоком 8 запрета только при наличии на обоих его входах сигналов по "1", К первому входу первого блока 8 запрета подсоединен блок 5 сравнения фаз, который формирует на своем выходе сигнал "1" при несовпадениифаз токов питающих и питаемых присоединений (режим нагрузки или внешнего короткого замыкания), сигнал "0" наего выходе формируется при совпадении фаз токов питающих и питаемых присоединений (режим внутреннего короткого замыкания на шинах), При отсутствии сигнала на одном входе блока сравнения фаэ (ток питаемых лрисоединений равен нулю), на выходе блокасравнения Фаз каждые полпериода Формирую 1 ся соответственно "1" и "О".Ко второму входу первого блока 8запрета подсоединен выход блокирующего блока 7. На выходе блокирующегоблока 7 формируется сигнал, равный"1", когда сигнал на выходе второговыпрямителя 4, пропорциональный сумме токов питаемых присоединений,превышает уставку блокирующего блока 7, Эта уставка выбирается больше 40 45 50 55 60 65 максимальной суммы токов отссса, которая обычно не превышает 60-80суммы номинальных токов питаемыхприсоединений, Если сигнал на входеблока 7 ниже его уставки, то на выходе блока 7 формируется "0",Устройство работает следующимобразом.При коротком замыкании в зонезащиты (точка К) возможны три варианта; ток в питаемых фидерах отсутствует; имеется ток отсоса, направленный как показано на чертеже(стрелки ) ); имеется ток подпитки,направленный противоположно току отсоса, В первом случае при отсутствии тока в питаемых присоединенияхна первый вход выпрямителя 3 поступает сигнал с соединенных последовательно датчиков 1 тока питающих присоединений. На втором входе выпрямителя 3, подключенном к соединеннымпоследовательно датчикам 2 тока питаемых присоединений сигнал равеннулю. Выпрямленный сигнал поступаетна вход реагирующего блока 6, выдающего при превышении уставки сигнал"1", который поступает на один входвторого блока 9 запрета. Поскольку сигнал от датчиков тока питаемых присоединений отсутствует, на выходе блокирующего блока 7, Формируется сигнал "О", а на выходе блока сравнения фаз каждые полпериода "1" и "0". При этом на выходе первого блока запрета формируется сигнал "1", разрешая прохождение сигнала на отключение, Во втором случае, когда имеется ток отсоса, направленный как показано на чертеже (стрелки ) -)отс) на выходе реагирующего органа Формируется сигнал, равный "1", так как на выходе выпрямителя 3 Формируется выпрямленный сигнал, превышающий уставку и равный разности токов питающих присоединений и токов питаемых присоединений, Поскольку сумма токов отсоса меньше уставки блокирующего блока 7 на его выходе формируется "О", на выходе блока сравнения Фаэ - "1", так как фазы токов питающих присоединений и токов отсоса не совладают. На выходе первого блока запрета формируется сигнал "7", разрешая прохождение сигнала на отключение.В третьем случае при коротком замыкании в зоне защиты (точка К), когда возможна подпитка короткого замыкания токами, текущими от потребителей, направление токов подпитки противоположно токам отсоса, В этом случае на выходе выпрямителя 3 Формируется выпрямленный сигнал, равный сумме токов короткого замыкания в питающих присоединениях и токов подпитки в питаемых присоединениях, Выпрямленный сигнал поступает на вход, реагирующего блока 6, который прирого блока 9 запрета, Этот сигнал запрещает прохождение сигнала с выхода реа"ирующего блока б,обусловленного небалансом, на отключение.Использование в качестве датчиков тока трансреактора с сердечников иэ магнитодиэлектрика на основе карбонильного железа позволяет значительно уменьшить габариты предлагаемого устройства по сравнению с известным: Кроме того, так как напряженность, соответствующая началу загиба кривой намагничивания у магнитодиэлектрика из карбонильного железа (около 40 кА/м) гораздо выше, чем у Ферромагнитного железа (около 80 А/м и, из которого изготавливают сердечники датчиков тока, то помехозащищенность датчиков тока с сердечником иэ магнитодиэлектрика на основе карбонильного железа во внешних магнитных полях, создаваемых токами короткого замыкания с апериодическими составб 5 превышении уставки срабатывания выдает сигнал "1" на первый вход второго блока 9 запрета. Блок 5 сравнения фаз, поскольку фазы токов питающих присоединений и токов подпитки совпадают, формируют на выходе 5 сигнал "О". Наличие сигнала "1" или "0" на втором входе первого блока запрета безразлично (т.е. все равно срабатывает блокирующий орган или нет), так как на его выходе сигнал равен "1" (из-за равенства "О" сигнала на его первом входе), Наличие на выходе первого блока запрета сигнала "1" разрешает прохождение сигнала на отключение. При внешнем коротком замыкании (точка К 1) на выходе5 выпрямителя 3 формируется сигнал, равный небалансу датчиков тока питающих и питаемых присоединений, Выпрямленный сигнал небаланса поступает навход реагирующего блока б, который, если сигнал небаланса превысит его уставку, выдает сигнал "1" на первый вход второго блока 9 запрета. Блок 5 сравнения фаэ фиксирует несовпадениефаз токов питающих и питаемых присоединений. При этом на его выходе формируется сигнал "1", поступающий на первый вход первого блока 8 запрета. На выходе выпрямителя 4 формируется сигнал, равный сумме токов в питаемых,присоединениях, поступающий на вход блокирующего органа 7. Так как сумма токов внешнего короткого эамыкания в питаемых фидерах значительнобольше суммы номинальных токов, а следовательно больше уставки блокирующего блока, то блокирующий блоксработает и на его выходе Формируется сигнал "1", поступающий на второй вход первого блока 8 запрета. Наличие сигналов "1" на обоих его входах 40вызывает появление на выходе первогоблока запрета сигнала, равного "Оф,который поступает на второй вход втоляющими в соседних фазах при присое 1 динениях, значительно выше, чем у датчиков тока с сердечником на основе ферромагнитного железа, Это так же повышает надежность устройства, так как исключается воэможность ложной работы, обусловленной в известном устройстве насыщением трансформаторов тока во внешних магнитных полях.Предлагаемое устройство может быть использовано для дифференциальной зашиты сетей переменного тока, особенно сетей, где наиболее вероятны дуговые короткие замыкания с токами отсоса, которые не выявляет известное устройство и сетей, где необходима высокая помехозащищенность устройства защиты,Формула изобретения1. Устройство для дифференциальной защиты электроустановки, содержащее реагирующий блок, включенный на выход выпрямителя, ко входам которого подключены датчики тока питающих и питаемых присоединений, отключающую цепь защиты, о т л и чающееся тем,что, сцелью повышения селективности, в него введены блок сравнения фаз второй выпрямитель, блокирующий блок и два блока запрета, причем входы блока сравнения фаз соединены параллельно входам первого выпрямителя, а ко входу первого выпрямителя, подключенному к датчикам тока питаемых присоединений, включен вход второго выпрямителя, выход которого соединен со входом блокирующего блока, выход блокирующего блока подкл 1 очен к первому входу первого блока запрета, ко второму входу которого подсоединен выход блока сравнения Фаз, а выход первого блока запрета соединен с первым входом второго блока запрета, ко второму входу которого подключен выход упомянутого реагирующего блока, выход второго блока запрета подключен к отключающей цепи защиты,2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюуменьшения габаритов и повышенияпомехозащищенности, в качестве датчиков тока используются трансреакторы с сердечником из магнитодиэлектрика на основе карбонильногожелеза с магнитной проницаемостью= 10-15.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Биленко Э.К. Полупериодноедифференциальное реле защиты шин."Электрохозяйство эа рубежом", 9 1,1976,2, Авторское свидетельство СССРР 505074, кл. Н 02 Н 3/28, 1972.8 б 4414 Составитель А. БондаренТехред Ж. Кастелевич рректор Ндавыд дактор Н. ЬЬнк Тираж 678 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 30 35, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5з 7815/78 Подписи илиал ППП "Патент", г, Ужгород, уд, Проектная