Устройство для дифференциально-фазной защиты

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик нн 985878(22) Заявлено 170681 (21) 3303050/24-07 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Н 02 Н 3/28 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий153) УДК 621. 316. .925 (088,8) Опубликовано 30,12,82, Бюллетень Мо 4 Дата опубликования описания 301282 Л.В. Багинский; П.И, Бандура, С.И. Исаев и А.А:НКЖЕв(72) Авторыизобретения Новосибирский электротехнический институт ,:(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для защиты сборных шин, ошиновок трансформаторов, силовых трансформаторов (автотрансформаторов), генераторов, крупных высоковольтных электродвигателей.Известно устройство дифференциально-фазной защиты шин, содержащее датчики тока, включенные в каждое плечо защиты, многоплечевой диодный полумост, присоединенную к нему двух- плечевую схему сравнения на резисторах и стабилитронах, фазный орган, пусковой орган; логический блок И, два входа которого соединены с выходами пускового и фазного органов1.Однако это устройство неприменимо для защиты трансформатора, так как измерительный элемент фазного орга-на имеет постоянный порог измерения длительности входного сигнала.и при уровне сигнала 0,25-0,3 ДН зашита не будет срабатывать. Кроме того, устройство имеет малое быстродействие при внутренних повреждениях,так как угол блокировки соответствует времени срабатывания при внутренних коротких закьканиях. Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для дифференциально-фазной защиты электроустановки, содержащее блок входных датчиков тока, диодный блок преобразования входных величин, блок сравнения,выполненный на резисторах, диодахи стабилитронах, пусковой орган,фаз 1 р ный орган, логический блок и двапороговых элемента, выходы которыхсоединены с входом опорного напряжения фазного органа 2Однако известное устройство мс- жет ложно срабатывать при тяжелыхпереходных процессах внешнего повреждения из-за значительной погрешности трансформаторов токаВ такихрежимах уменьшается .величина напряжения на входе первого пороговогоэлемента, и он не открывается, чтоприводит к ложному срабатыванию фазного органа и устройства в целом.Цель изобретения - повывение селективности устройства при тяжелыхпереходных процессах в режимах внутреннего и внешнего поврежденйй присохранении высокого быстродействия.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для дифференциальнофазной защиты, содержащее блок дат 985878чиков тока, к вторичным обмоткам которых подключен диодный блок преобразователя входных величин, блок сравнения, выполненный на резисторах и стабилитронах, катоды и аноды которых соединены с катодами и анодами диодов блока преобразования входных величин, пусковой орган, разделительный трансформатор с выпрямительным мостом на выходе, Фазный орган,соединенный с выходом блока управления 10 угла блокировки, элемент И, входы которого соединены с"выходами пускового и Фазного органов, а выход предназначен для подключения отключающей . цепи, дополнительно введены.транзис,тор, стабилитрон, два диода, три резистора и конденсатор, причемвход фазного органа подключен к точкам соединения стабилитронов и резисторов блока сравнения, первичная обмотка разделительного трансформатора вклюЧена между общей точкой соединения Стабилитронов блока сравнения и общей точкой вторичных обмоток датчи", ков тока, выход выпрямительного моста подключен к входу пускового органа, к которому также подключены конденсатор и через включенный согласно первый дополнительный диод база транзистора, соединенная через первый дополнительный резистор с корпусом, анод стабилнтрона блока сравнения соединен с первым входом блока управления угла блокировки, а через встречно включенный дополнительный стабилитрон - с эмиттером транзисто ра, соединенным также через второй дополнительный резистор с корпусом, причем коллектор транзистора через согласно включенный второй дополнительный диод соединен с вторым вхо дом блока управления. угла блокировки, а через третий дополнительный рв зистор - с корпусом.На чертеже представлена структурная схема устройства. 45Устройство содержит блок 1 датчиков тока, одноименные о выводы вто ричных обмоток которых соединены между собой, а к другим подключен блок 2 преобразования. входных величин, блок 3 сравнения, выполненный на резис-. торах н стабилитронах,катоды и анодык которых соединены соответственно с като дами и анодами диодного блока преобразо. вания входных величин, фазный орган 4, включенный между резисторами и стабилитронами блока сравнения, блок ,5 управления углом блокировки фазного органа, один из входов которого соединен с блоком сравнения, а вы ход - с фазным органом, пусковой 60 орган 6, трансформатор 7, включенный между общей точкой вторичных обмоток входных датчиков тока и диодами блока сравнения, выпрямительный мост,8, логический блок И 9, входы Ь 5 которого соединены с выходами Фазного и пускового органов транзистор10, стабилитрон 11, второй диод 12,резисторы 13-15, первый диод 16 иконденсатор 17, подключенный к входупусковогб органа 6,Устройство работает следующим образом.При внешнем коротком замыканиибольшой кратности 1 фазный режим работы устройства ) открываются обастабилитрона блока 3 сравнения 3 иограничивают напряжение на его плечах. Если при этом трансформаторытока не насыщаются, то на входе фазного 4 и пускового 6 органов сигналанет. На эмиттер транзистора 10 поступает напряжение, равное 2 Ост-Остф Ифгде Ос - напряжение стабилизации одного стабилитрона блока З,а О т - напряжение стабилизации стабилитройа 11, Таккак напряжение на базе транзистора 10равно нулю, он открывается и на второй вход блока 5 управления угломблокировки поступает напряжение, определяющее увеличение угла блокировки фазного органа 4 прйвнешнем коротком замыкании, При насыщении одного из трансформаторов тока транзистор 10 закрывается, так как на входепускового органа 6, т.е. на базетранзистора 10, появляется напряжение.Несмотря на это, выходной сигналблока 5 управления не изменяетсятак как он имеет запоминающий эле-,мент, а в период "идеальной".трансФормации транзистор 10 был открыти на вход блока 5 управления поступало. напряжение 2 О ОстаТаким образом, ложного срабатывания фазного органа, как и устройствав целом, не происходит.При внутреннем коротком замыка.нии большей кратности фазный режим работы устройства) током обтекается только одно плечо блока 3 сравнения. На эмиттер транзистора 10 поступает напряжение О -Отн, приблизительно равное нулю, а на базу - входное . напряжение пускового органа 6.Транзистор 10 закрыт и увеличение угла блокировки фаэного органа 4 не происходит. При внутреннем же коротком замыкании при сдвинутых по Фазе токах напряжение на базе транзистора 10 появляется раньше, чем на эмиттер поступает напряжение 2 О -О. Поэтому транзистор 10 будет закрыт и увеличения угла блокировки Фазного органа 4 также не происходит. На выходе фазного органа 4 и пускового ор:гана б появляется напряжение, т.е. устройство срабатывает.При малых кратностях токов короткого замыкания устройство защиты работает в дифференциальном режиме,О Формула изобретения20 Устройство для дифференциальнофазной защиты, содержащее блок датчи- . ков тока, к вторичным обмоткам которых подключен диодный блок преобразования входных величин, блок сравнеиия, выполненный на резисторах и стабилитронах, катоды и аноды которых соединены с катодами и анодами диодов блока преобразования входных величин, пусковой орган, разделительный трансформатор с выпрями- тельным мостом на выходе, Фазный орган, соединенный с выходом блока управления угла блокировки, элемент И, входы которого соединенй с выходами пускового и Фазного органов, а выход предназначен для подключения к Ътак как напряжение в блоке 3 сравнения не ограничиваетсяпо амплйтуде. Чувствительность защиты в целом определяется порогом срабатывания пускового органа б, потому что,пока на оба входа логического блока И 9 не поступит сигнал с пускового б и фазного 4 органов, защита не сработает, а чувствительность пускового органа 6 ниже, чем чувствительность фазного органа 4,Таким образом, предлагаемое устройство для дифференциально-Фазной защиты обеспечивает более высокую устойчивость функционирования в режимах внешнего и внутреннего корот" 5 кого замыкания при сохранении высокого быстродействия в режиме внутреннего короткого замыкания. отключающей цепи, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что,с целью повышения селективности, дополнительно введены транзистор, стабилитрон, два диода, трирезистора и конденсатор, причем входфазного органа подключен к точкамсоединения стабилитронов и резисторов блока сравнения, первич:чя обмотка разделительного трансформаторавключена между общей тОчкой соедиь"ния стабилитронов блока сравненияи общей точкой вторичных обмотокдатчиков тока, выход выпрямительного моста подключен к входу пусковогооргана, к которому также подключеныконденсатор и через включенный согласно первый дополнительный диодбаза транзистора, соединенная черезпервый дополнительный резистор скорпусом, анод стабилитрона блокасравнения соединен с первым входомблока управления угла блокировки, ачерез встречно включенный дополнительный стабилитрон - с эмиттеромтранзистора, соединенньач также через второй дополнительный резисторс корпусом,.причем коллектор транзистора через согласно включенныйвторой дополнительный диод соединенс вторым входом блока управленияугла блокировки, а через третийдополнительный резистор - с корпусом. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 729718, кл, Н 02 Н 3/28, 1977,2. Авторское свидетельство .СССРР 758357, кл, Н 02 н 3/28, 1978..Бо о Составитель А ндаренкРедактор А. Огар Техред И.Тепер Корректор А.дэятко Закаэ МоШЭФЭ Ю ещттшшшш ш тилнал ППП Патент", г. Унгород, ул. Проектная, 4 6/73ВЕЕИИПИпо д113035 ираж 669 сударственниэобретен сква, У 1-35 Подписноео комитета СССРи открытийРаушская наб., д. 4/