Устройство для дифференциальной защиты шин

80.1104612 А СОЮЗ СОВЕТСНИХСО,ицъвэепмиРЕСПУБЛЕ Зд Н 02 Н 3/28; Н 02 Н 7/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ , ),К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. я.;.:ялд .е Е - ът" . - э.(56) 1, Авторское свидетельство СССРУ 625283, кл. Н 02 Н 3/28, 1977.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАПЬНОЙ ЗАЩИТЫ ШИН по авт. св.В 625283, отличающеесятем, что, с целью повышения быстродействия при возникновении внутреннего короткого замыкания под влиянием внешнего короткого замыкания, внего дополнительно введены компаратор и второй логический элемент ИЛИ,причем компаратор включен в цепь между фильтром низких частот и первымэлементом выдержки времени, второйлогический элемент ИЛИ - в цепь между элементом ЗАПРЕТ и элементом выдержки времени иа возврат, причемвторой вход второго логического элемента ИЛИ соединен с выходом первогоэлемента выдержки времени.Изобретение относится н электро -технике, а имсццо к релейной защитеэл ктрических сис 1 см, и может применяться для защиты шин и ошицковокПо основному ант, св. 11 625283известно реле дифференциальной защиты шиц, содержащее трансформаторытока, выпрямительные мосты, резисторы, диод, конденсатор, два формирователя прямоугольных импульсов, первый из которых подсоедицец через последовательно соединенные фильтр низких частот, элемент выдержки времени,элемент ИЛИ, к исполнительному органу, а второй через элемент времениподключен к запрещающему входу элемента ЗАПРЕТ, сигнальный вход которого подключен к выходу первого формирователя, причем выход элемента ЗАПРЕТ через элемент вьдержки времени 20на возврат подключен к другому входуэлемента ИЛИ 1 1.Недостатком известного реле является то, что при возникновении внутреннего короткого замыкания под влиянием внешнего короткого замыканиясрабатывание реле может произойти сзамедлением, так как быстродействующий канал не обеспечивает срабатывание, а второй канал замедляется изза влияния апериодической составляющей в токе,Цель изобретения - повышение быстродсйствия при возникновении внутреннего короткого замыкания под влиянием нцешцего короткого замыкания. Указанная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальной защиты шин дополнительно введены компаратор и второй логический эле мент ИЛИ, причем компаратор включен в цепь между фильтром низких частот и первым элементом выдержки времени, второй логический элемент ИЛИ - в цепь между элементом ЗАПРЕТ и элемен.. 45 том выдержки времени не возврат, при. чем второй вход второго логического элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента вьдержки времени.На Фиг, 1 показана принципиальная 50 блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - потенциальные диаграммы в режимах внешцего (а) и внутреннего (б) к.з.Устройство содержит трансформато ры 1 - 3 тока, подключенные к выпрямительцым мостам 4 - 6. К выходу выпрямительцых мосто 5 и 6 подключены резисторы 7 - 10, дцд 11 и коц;тор 12, Первый формиронат л 1" рямоугольных импул со через пос.ц довательцо соединенные фильтр 14 низких частот, компаратор 15, перый элемент 16 выдержки времени, перый элемент И 11 И 17 подключен к исполнительцом 5 органу 18. Второй Формирователь 19 прямоугольных импульсов через торой .лемецт 20 вьдержки времени подключен к запрещающему входу элемента ЗАПРЕТ 21, выход которого подключен через второй элемент ИЛИ 22 и элемент 23вьдержки времени ца возврат к торомувходу первого элемента ИЛИ 17.Устройство работает следующим образом.В нормальном погрузочном режиме по первичной обмотке трансформатора 1 тока протекает незначительный ток небаланса, поэтому ца выходе первого формирователя 13, фильтра 14 низких частот, компаратора 15 и первого элемента 16 вьдержки времени сигнал "0". По первичным обмоткам трансформаторов 2 и 3 тока протекают токи плеч защиты, поэтому на резисторе 7 и конденсаторе 12 имеется выпрямленное напряжение. Однако оно недостаточно для срабатывания второго Формирователя 19, Диод 11 препятствует разряду конденсатора 12 через резистор 7, Резистор 9 используется для регулирования коэффициента торможения реле,Сигналы ца выходах второго элемента 20 вьдержки времени, логического элемента ЗАПРЕТ 21, второго логического элемента ИЛИ 22, элемента 23 выдержки времени на возврат и первого логического элемента ИЛИ 17 равны "0", Исполнительный орган 18 не срабатывает.При коротком замыкании вне защищаемой эоны в переходном режиме на выходе первого формирователя 13 появляются прямоугольцые импульсы с пе.риодом Т, равным периоду промышленной частоты, и длительностью,фиг. 2 а). Эти импульсы подаются на вход фильтра 14 низких частот, который имеет коэффициенты передачи на постоянном напряжении и ца частоте первой гармоники примерно равные 1, а на частоте второй гармоники примерцо 0,3. При этом первая гармоника напряжения на выходе фильтра 14 отстает по фазе от первой гармоникиоца входе примерно на 90, а втораягармоника - примерно ца 150. С учетом этого построена кривая напряжения . на выходе фильтра 14. На уровне О компаратора 15 равном 0,2 Б(где Б - амплитуда импульса 5макСца выходе формирователя 13) длительностьимпульса напряжения на выходе компаратора 15 равен 10 мс. Выдержка времени элемента 16 выбирается 12,5 мс, поэтому он в данном ре 1 О жиме не срабатывает и сигнал на его выходе остается равным 0.При коротком замыкании вне защищаемой зоны сигнал на выходе второго элемента 20 выдержки времени возника ет раньше, чем ца выходе первого формирователя 13, поэтому сигнал на выходе элемента ЗАПРЕТ 21 остается равным "0". Сигналы на входах логических элементов ИЛИ 22 и 17 остаются равными цО, и исполнительный орган 18 не срабатывает.При возникновении внутреннего короткого замыкания под влиянием внешнего короткого замыкания конденсатор 12 остается заряженным, а сигналы на выходах второго формирователя 19 и элемента 20 выдержки времени равныЭто обусловливает равенство 0 сигнала на выходе элемента ЗАПРЕТ 21. Зо В этом режиме из-за влияния апериодической составляющей ц токе короткого замыкания на выходе первого формирователя 13 в течение периода промышленной частоты Т появляются два им пульса, между которыми имеется небольшая пауза (фиг. 26), Разложение в ряд Фурье такого напряжения покаэывает, что первая гармоника в нем меньше по сравнению с первой гармо никой напряжения О ца фиг. 2 ь, а вторая гармоника по амплитуде немноо го меньше и сдвинута по фазе на 180. Это приводит к тому, что.импульсынапряжения на выходе фильтра 14 имеют более плоскую вершину по сравнению с импульсами И ца Фиг. 2 сНа уровне замера П, компаратора 15равном 0,2 П длительность 1., иммакСпульса напряжения на выходе компаратора равна 14 мс. При этом элемент16 выдержки времени срабатывает исигнал с его выхода через второй логический элемент ИЛИ 22 попадает навход элемента 23 выдержки времени навозврат. На выходе последнего появляется сигнал равный "1, и исполнитель.ный орган 18 срабатывает.Как показывают расчеты и испытанияпредлагаемого устройства на физической модели, при максимальной апериодической составляющей в токе короткого замыкания и постоянной времени сети равной 5 Т время срабатывания уменьшается примерно в 3 раза по сравнениюс известным реле,Устройство срабатывает в данном режиме только по одному каналу.При малых апериодических составляющих в токе короткого замыкания взащищаемой зоне напряжение ца выходефильтра 14 после превышения уровнязамера О компаратора 15 остаетсябольшим этого уровня и ца выходе компаратора 15 и элемента 16 выдержкивремени появляется постоянный сигнал.Через схему второго логического элемента ИЛИ 17 он попадает ца вход исполнительного органа 18 и устройствосрабатывает в данном режиме по двумканалам, что повышает надежностьФункционирования.Предлагаемое устройство может найти широкое применение для защиты шинподстанций ц электроустановок различного класса напряжения, 1104612Патент", г.ужгород, ул.Проектная,илиал 5316/40 Тираж 614 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, ЖПодписноео комитета СССРи открытийРаушская наб., д. 4/5