Устройство для дифференциальной защиты шин с торможением

(19) (11) 51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторскийн технологический институт релестроения и Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова(56) 1. Федосеев А.М, Релейная защи 1 та электрических систем. М., "Энер-.гия", 1976, с. 327-329,2. Новые устройства защиты и про-.тивоаварийной автоматики. М., Информ"электро, 1970, с.35-48,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДНЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАШИТЫ ШИН С ТОРМОЖЕНИЕМ, содержащее датчики тока, подключенные к входам блоков формирования диффе,ренциального и тормозного токов, выходы которых подключены к выпрямителю и к блоку преобразования тормозного тока соответственно, выходы которых подключены к последовательно соединенным компаратору, ограничителю длительности импульсов, первому элементу выдержки времени ча возврат н элементу выдержки времени на срабатывание, причем элемент выдержки времени на срабатывание связан с выходным органом, о т л и ч а.ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополни.тельно введенвторой элемент выдержки времени на возврат, включенный ,между элементом выдержки времени .на срабатывание и выходным органом.10 30 Блок 3 преобразования тормозноготока осуществляет сглаживание тормозного тока и деление его на коэффициент, больший 1, Блоки формирования "дифференциального и тормозного токов плеч могут быть выполнены какпоказано на фиг.2, В качестве выходных величин в данной схеме используются напряжения. Тормозное напряжение снимается с резисторов 11 и12, а дифференциальное - с резистора 13.На фиг.З и 4 показаны диаграммыизменений дифференциального тока 14,тормозного тока или тока 15 смещения, выпрямленного дифференциального тока, а также напряжений на выходах соответствующих блоков.Устройство работает следующимобразом,Изобретение относится к эпектротехнике, а именно к релейной защитеэлектрических систем, и можег применяться для защиты сборных шин,подстанций и электростанций,Известно устройство для дифференциальной защиты с торможением, содержащее датчики тока, дифференциальное реле на насыщающемся трансформаторе с.тормозными обмотками иреагирующий орган 1).Недостатком данного устройстваявляется низкая чувствительностьи большое время срабатывания.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля дифференциальной защиты шин сторможением, содержащее датчики тока, блоки формирования дифференциаль.ного и тормозного токов, компаратор,ограничитель длительности импульсов,элемент выдержки времени на возврат,элемент выдержки времени на срабатытывание и выходной орган 21,Однако время срабатывания известного устройства сравнительно великои больше периода промышленной частоты, а при коротких замыканиях сапериодической слагающей в токе взоне действия защиты ее время срабатывания возрастает, что в конечном итоге приводит к нарушению устойчивости работы частей энергосистемы. 35Цель изобретения - повышение быстродействия реле.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для дифференциальной защиты шин с торможением, содержащее датчики тока, подключенныек входам блоков формирования дифференциального и тормозного токов,выходы которых. подключены к выпрямителю и к блоку преобразования тормозного тока соответственно, выходыкоторых подключены к последователь- гно соединенным компаратору, ограничителю длительности импульсов, первому элементу выдержки времени навозврат и элементу выдержки временина срабатывание, причем элемент выдержки времени на срабатывание связан с выходным органом, дополнительно введен второй элемент выдержкивремени на возврат, включенный междуэлементом выдержки времени на срабатывание и выходным органом,На фиг,1 показана блок-схема устройства; на фнг.2 - один из вариан-тов выполнения блоков формированиядифференциального и тормозного токов,на фнг.З - диаграммы напряжений итоков при коротком замыкании в зонедействия защиты, на фиг.4 - то же,при внешнем коротком замыкании.Устройство содержит блок 1 формирования дифференциального тока, выход которого соединен с входом выпрямителя 2 и блок 3 формирования тормозного тока, выход которого соединен с входом блока 4 преобразованиятормозного тока. Выход выпрямителя2 и выход блока 4 преобразованиятормозного тока соединяются с входами компаратора 5, выход которогосоединяется с входом ограничителя 6длительности импульсов. Выход последнего соединен с входом элемента 7выдержки времени на возврат, выходкоторого соединен с входом элемента 8 выдержки времени на срабатывание, Выход последнего соединен с)входом дополнительного элемента 9выдержки времени на возврат, выходкоторого соединен с входом выходного органа 10,Входы блоков формирования дифференциального и тормозного тока подключаются к датчикам токане показаны), Блок 1 формирования дифференциального тока осуществляет суммирование токов плеч защиты (при условном положительном направленииих от линии в шины).Пауза между вторым и третьим импульсами при КЗ всегда мала (мень- .не 5 мс) . Длительность самих импуль,сов не менее 2 - 3 мс. Длительность . паузы между первым и вторым импульсами на фиг.3 превьппает уставку 7 мс элемента 7, поэтому первый иьг пульс на его выходе менее уставки 15 мс элемента 8 и последний не срабатывает. Сумма длительностей второго и третьего импульсов, паузы между ними и уставки 7 мс элемента 7 превьппает 15 мс, Через 15 мс после 55 В нормальном режиме ( устройствонаходится в статическом состоянии)сумма токов, протекающих к шинам,примерно равна сумме токов, вытекающих из шин, поэтому сигналы на выходах блока 1 формирования дифференциального тока и выпрямителя 2 весьма малы. На выходах с блока 3 формирования тормозного тока и блока 4преобразования тормозного тока сиг Онал может достигать значительной величины, однако компаратор 5 при этомне срабатывает, поскольку на .еговходе сигнал имеет отрицательнуюполярность. Сигналы на выходах ком" 5паратора 5, ограничителя 6 длитель"ности, элементов 7 и 9 выдержки времени на возврат, элемента 8 выдержки времени на срабатывание равны О.Выходной орган не сработан. 20При коротком замыкании ( КЗ) в зоне действия защиты (фиг,31 на выходеблока появляется дифференциальныйток 4, который выпрямляется выпрямителем 2, Одновременно появляется 25сигнал и на выходе блока 3 формиро. вания тормозного тока, который сглаживается и делится блоком 4 преобразования тормозного тока. На выходепоследнего возникает ток 15 смеще- З 0ния, максимальное значение которого меньше максимального значения сигнала на выходе выпрямителя 2.На выходе компаратора 5 появляются прямоугольные импульсы. Ограничи 35тель 6 длительности пропускает безизменения импульсы, длительностькоторых меньше 5 мс и ограничиваетдо 5 мс более длинные импульсы. Первый элемент 7 выдержки времени на40возврат расширяет импульсы на 7 мс,элемент 8 выдержки времени на срабатывание имеет выдержку 15 мс,прихода второго импульса на выход элемента 8 выдержки времени на срабатывание повляется короткийимпульс, который расширяется вторым элементом 9 выдержки времени на возврат на 25 мс. Поэтому на вход выходного органа 1 О подается непрерывный сигнал и он срабатывает.Рассмотренный на фиг.3 случай КЗ является весьма редким, так как апериодическая слагающая тока КЗ близка с предельному значению. При меньших значениях апериодической слагающей передний фронт второго импульса на выходе компаратора 5 смещается влево, пауза между первым и вторым импульсами на выходе ограничителя 6 длительности становится меньше 7 мс и срабатывание происходит через 15 мс после прихода первого импульса. Таким образом, время срабатывания предлагаемого устройства равное примерно 15 мс и.может увеличиваться в переходном режиме КЗ до 30 - 32 мс.При внешнем коротком замыкании фиг.4) дифференциальный ток равен току небаланса, достигающему в переходном режиме больших значений, и на выходе компаратора 5 формируются прямоугольные импульсы с периодом следования 20 мс. Эти импульсы ограничиваются ограничителем 6 длительности до 5 мс, затем расширяются первым элементом 7 выдержки времени на возврат до 12 мс, но элемент вьг держки времени не срабатывает, так как его выдержка времени принята 15 мс, Выходной орган 9 также не срабатывает.Предлагаемая схема позволяет при токе срабатывания и коэффициенте торможения, равных току срабатывания и коэффициенту торможения известного устройства, получить меньшее время срабатывания реле, либо при равных временах срабатывания позволяет работать с большим коэффициентом торможения, что существенно повышает устойчивость функционирования устройства. Снижение времени отключения короткого замыкания, приводящего к нарушению устойчивости работы частей энергосистемы, разделенных поврежденным участком, например шинами, позволяет увеличить пропускную способность линий электропередач.1141497 Составитель А.БондаренкоТехред О. Ващншина Корректор И.Демчн Редактор Н,Яцо Заказ 508/ Проектная, 4 ал ППП "Патент", г.уятор 41 Ти ВНИИПИ Госудпо делам и 113035, Москва аж 620рственного кобретений иЖ, Раушс Подписитета СССРрытийнаб., д. 4/5