Устройство для дифференциальной защиты п-последовательных участков электрической цепи

Союз Советскнд Сфцнапнстнческнк РеснублнкОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУ ои 877689(51)М. Кл. с присоединением заявки Йо Н 02 Н 3/28 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(53) УДК 621. 316.925 (0888) Дата опубликования описания 30. 10. 81 Ю.Р. Жуковский,. А.В. Кузин и В,П. Свечкарев(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫи-ПОСЛЕДОВАТЕЛЪНЫХ УЧАСТКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙЦЕПИ Изобретение относится к релейной защите, в частности к устройствам дифференциальных релейных защит последовательных участков электрической цепи, например мощных источников электроэнергии, образованных последовательным соединением нескольких маломощных источников (аккумуляторных батарей, топливных элементов, электрических генераторов и т.д.)Известны устройства продольной дифференциальной защиты, содержащие датчики тока и дифференциальное реле, предназначенные для защиты отдельных источников электроэнергии. Дан ные устройства позволяют осуществлять защиту от к.з. большого числа последовательно соединенных источников Г 13.Известны также устройства диф ференциальной защиты от к.з, блоков, состоящих из последовательно соединенных источников электроэнергии, которые представляют собой,последовательное или параллельное соединение отдельных дифференциальных реле 21Недостатком данных устройств является сложность, так как в случае большого числа последовательных 30а участков сети общее количество дифференциальных реле будет также великои равно и.Цель изобретения - упрощение устройства за счет. уменьшения числа дифференциальных реле, составляющих защиту электрической цепи в целом.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для дифференциальной защиты и-последовательных уиастков электрической цепи, содержащем по числу участков датчики тока, выходы которых функционально связаны с дифференциальными реле, при четном числе участков и-входы каждого дифференциального реле подключены к выходам двух датчиков тока, порядковые номера которых отличаются на величи.ну и/2.В устройстве прн нечетном числе участков и-входы каждого дифферен" циального реле подключены к.выходам двух датчиков, порядковые номера ко" торых отличаются на величину -"+ причем выход датчика подключен ко входу дифференциального реле, второй вход которого соединен с выходом одного из идатчиков.На Фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, например, для электрической цепи сдесятью участками; на Фиг.2 - то же,для электрической цепи с одиннадцатью участками; на фиг. 3 и 4 - графы защиты предлагаемого устройствасоответственно с четным и нечетнымчислом последовательных участковцепи.Предлагаемое устройство для электрической цепи с четным числом(например 10) участков содержит датчики Д 1 - Д 10 тока. Выход каждого Одатчика тока подключен только к одному из дифференциальных реле ДР 1ДР 5. Входы каждого дифференциального реле подключены к выходам датчиков, порядковые номера которых отличаются на величину = 5. Так, кдифреле ДР 1 подключены датчики Д 1 иД б, а к дифреле ДР 1 датчики Д 10 иД 5.Устройство для электрической це- Щпи с нечетным числом (например 11)участков содержит датчики Д 1 - Д 11тока. Выход одиннадцатого датчикаподключен ко входу дополнительно вве,денного реле ДР б, второй вход кото-2рого подключен к выходу одного из10 датчиков, в нашем случае к выходу Д 2.Устройство работает следующим образом.При возникновении любого к,з. меж- ЗОду перемычками источников электроэнергии хотя бы у одного датчика изменяется выходной сигнал, что приводит к,срабатыванию соответствующегореле ДР и отключению источников. 35Покажем, что для любого числапоследовательных участков защищаемойцепи, предлагаемое устройство обеспечивает выявление к,з. Для этогоудобно воспользоваться аппаратом тесрии графов. Введем необходимые определения.Электрическую цепь, состоящую изпоследовательно соединенных источников тока, представим в виде графа, 4который является простым циклом.Вершинами этого графа являются источники, а ребрами - перемычки междуними.Разобъем точками каждое ребро гра- Офа сети на две части и пометим вершины графа. сети цифрами, а вершины,получившиеся в результате подразбие-,ния его ребрами, обозначим теми жецифрами со штрихом. Граф, образующийся при соединении вершин, помеченныхцифрой со штрихом, между собой, является графом к,з. и каждое его реброизображает какое-либо к.з. между перемычками,Вершины графа сети соответствуют0местам установки датчиков. Связимежду датчиками и дифференциальнымиреле изобразим пунктирными ребрами,чтобы отличать их от ребер графовсети и к,з. Вершины 1-10 и ребра, 65 нанесенные пунктиром, представляютсобой граф защиты (фиг.З). Числоребер у графа предлагаемой защитыминимально, так как данный графпредставляет собой 1-фактор. Следовательно, предлагаемое устройствосодержит минимальное число дифференциальных реле.Покажем, что предлагаемое устройство с таким количеством дифференциальных реле выявит любое к.з. взащищаемой сети.Если входы каждого дифференциального реле подключены к выходам двухдатчиков тока, порядковые номера которых отличаются на величину и/2,то это означает, что ребра графа,изображающего защиту (фиг.З),взаимнопересекаются между собой. В этомслучае любое ребро графа сети,например 9-10 охватывается ломаной ли,нкей 9-0-.10, образованной отрезкамипересекающихся ребер 1-фактора (графа защиты), начинающейся и кончающейся в инцидентных данному ребру вершинах 9 и 10,А это означает, что никакиедвевершины, являющиеся точками подразбиения графа сети, не могут бытьсоединены ребрами, изображающими(фиг.З),В соответствии с принципом действия дифференциальной защиты к.з.должно приводить к изменению сигналов датчиков относительно другдруга, т.е. ребро, изображающеесвязь между двумя датчиками, должнопересекать ребро графа к,з., что показано выше.При нечетном числе датчиков структура защиты имеет такой же вид(фиг.4), только п-й, т.е 11-й датчикподключен, например, через ДР 2 ко2-му датчикуКак уже отмечалось, предлагаемоеустройство имеет минимальное числодифференциальных реле и обеспечиваетвыигрыш в приведенном примере посравнению с известными устройствамив 9/5 = 1,8 раз для и 10 и в 10/б- 17 для и = 11.В общем случае для сети с четнымчислом участков выигрыш по количествудифференциальных реле равена при нечетном числе участковНаиболее эффективно применениепредлагаемого устройства для защитыэлектрических сетей с большим коли-чеством последовательных участков,имеющих сложную пространственную конфигурацию,Формула изобретения1. Устройство для дифференциальной защиты и-последовательных участков электрической цепи, содержащее по числу участков датчики тока,выходы которых функционально связаны с дифференциальными реле, о т л ич а ю щ е. е с я тем, что, с целью упрощения устройства, при четном числе участков п-входы каждого дифференциального реле подключены к выходам двух датчиков, порядковые номера которых отличаются на величиину .2. Устройство по п.1, о-т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, при нечетном числе участков и-входы каждого дифференциального реле подключены к выходам двух датчиков, порядковые номера которых отличаются на величинуд 2причем выход и-го датчика подключен ко входу дифференциальногореле, второй вход которого соединен с выходом одного иэ идатчиков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Федосов А.М. релейная защитаэлектрических систем. М., фЭнергия",1976, с. 313-315.2. Чернобровов Н.В. Основы релейной защиты. М., фЭнергияф, 1971.877689 Составитель В. ОрловТехред С.Мигунова КорректорА. Грице едактор В или филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,акаэ 9632/81 Тираж 678 ВНИИПИ Государстве по делам иэобрет 113035, Москва, Ж, Подписноеного комитета СССний ифоткрытийРаушская наб., д.