Способ дифференциальной токовой защиты электроустановки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 14 2 Н 3/28 ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ сследовательскии нное энергетичесергоЮ, Ф. Корол юк, вер тво СССР8, 1971.ая защита электгия, 1976, с. 325 -(57) И ИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ Ы ЭЛЕКТРОУСТАНОВник ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Сибирский научно-иинститут энергетики и Райокое управление Тюменьэн(56) Авторское свидетельс558343, кл. Н 02 Н 3/2Федосеев А. М. Релейнрических систем. М - : Энер327 зобретение относится к электротехчастности к релейной защите линий,трансформаторов, генераторов, шин станций и подстанций. Цель изобретения - повышение чувствительности и быстродействия защиты. Поставленная цель достигается тем, что измеряют значения токов на выходах датчиков тока 3 и 4, установленных по концам защищаемого объекта 1. С помощью блоков суммирования 5 и вычитания 6 формируют величины, пропорциональные соответственно сумме и разности измеренных токов. Блоками 7 и 8 выделяют аварийные составляющие суммы и разности измеренных токов и с помощью пороговых органов 9 и 1 О сравнивают мгновенные значения полученных аварийных составляющих с заданны. ми уставками. Сигнал на отключение защищаемого объекта формируют при опереж.-.ющем срабатывании порогового органа 9, включенного на аварийную составляющую суммы токов. 5 ил.Изобретение относится к электротехнике, в цастности к релейной защите электрических систем, и может быть использовано для выполнения дифференциальных защит о"г внутренних повреждений синхронных генера. торов, шин станций и подстанций, крупных электродвигателей и других объектов.Гжелью изобретения является повышение чувствительности и быстродействия защиты.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 и 3 приведены схемы замещения для определения аварийных составляющих токов соответственно при внутреннем и внешнем коротких замыканиях; на фиг. 4 - временные диаграммы работы отдельных узлов устройства при разлицных повреждениях без насыщения трансформаторов тока; ца фиг. 5 - то же, при насыщении.По концам за щи щае мого объекта (электроустановкики) 1, являющегося частью электрической сети 2, установлены измеритель ные трансформаторы 3 и 4 тока, входь которых подключены к объекту 1 защиты, а выходы - к входам блоков суммиро. , вания 5 и вычитания 6, выходы которых через блоки 7 и 8 выделения аварийныХ составляющих нодклюцены к входам пороговых органов 9 и 10 соответственно. Выход порогового органа 9 включен на канал срабатывания, а выход органаО - на канал блокировки.С двух сторон церез защищаемый элемент 1 протекают токи з и 4, которые после трансформации суммируются блоком 5 и вычитаются блоком 6. Затем полученные сигналы поступают на входы блоков 7 и 8 вы. делении аварийных составляющих соответственно,на выходах которых в нормальном режиме сигналы отсутствуют (равны нулю), Выделение аварийных составляющих в бло. ках 7 и 8 осуществляется в соответствии с выражением,1) = (Й+ ( - -1)"ф - К),где "(1) мгновенное значение аварийной составляющей тока в момент времени 1;- мгновенное значение тока в моментвремени 1;( - К)мгновенное значение тока К полупериодов промышленной частоты тому назад;Тпериод промышленной частоты.Схемы замещения для определения аварийных составляющих токов .не содержит ЗДС нормального режима. В месте к. з. в этом случае включают ЭДС е. с парамет. рами, определяемыми напряжением в этой точке в момент возникновения повреждения. При к. з. вне зоны зашиты (фиг. 3) аварийная составляющая суммы токов по-прежнему остается равной нулю, а аварийная составляющая разности равна двойной аварийной составляющей тока, протекающего через объ 50 55 в обоих случаях соблюдаются условия правильной работы зашиты.Для защищаемого объекта, имеющего число присоединений больше двух (например, гп), однозначное определение понятия разности токов плеч отсутствует. Для защиты такого объекта в предлагаемом способе формируют гп разностей токов, соответствующих разности между суммой токов, отходящих от узла, и суммой токов, втег ект 1. защиты, После этого срабатывает пороговый орган О и защита блокируется.Работа канала срабатывания возможна только из.за неточной настройки органа 7 выделения аварийной составляющей, однакосигнал на его выходе на порядок ниже сиг.нала на выходе органа 8 и канал блоки.ровки включается быстрее, Каналы сра.батывация и блокировки взаимно блокиру.ют друг друга на время существования переходного процесса.Гри к. з. в зоне защиты (фиг, 2) навыходах органов 7 и 8 выделения аварийных составляющих появляются, сигналы 7 и в, определяемые выражениями:7 = 1,3 доав ( - + - );С 1Х ХдУдоав ( ),Х Хгде Бд.напряжение в месте повреждения0 в доаварийном режиме;х, и хд - эквивалентные сопротивления соответственно в правом и левомплечах от места к. з.Величина 7, как правило, всегда большевеличины ь, что обусловливает опережающее срабатывание порогового органа 9 и от-ключение защищаемого объекта (фиг, 4). Однако в частном случае повреждения в защищаемом объекте в условиях его одностороннего подключения к источнику пита-ния (например, в режиме опробования) величины 7 и Ь равны, Для обеспецения работоспособности устройства в этом случаеуставка порогового органа 9 выбираетсяменьшей уставки органа 10, что обеспечивает замедление в срабатывании последнего.35 . На правильность работы защиты не оказывают практически никакого влияния глубокие насыщения измерительных трансформаторов тока,При насыщении одного из трансформаторов тока при внешнем к, з. аварийная составляющая суммы вторичных токов равнатоку, протекающему через ветвь намагничивания насыщенного трансформатора, ааварийная составляюш,ая разности - двойному току без протекающего через ветвь45 намагничивания (фиг. 5), т. е. аварийная составляющая суммы токов является частью ихразности. Г 1 ри внутреннем повреждении инасыщении одного из трансформаторов тока аварийная составляющая суммы токоввсегда больше их разности. Таким образом,111 Фор 1.1(г китретения Фиг.2 кающих в узел, в зависимости от стороны, на которой произошло кз. Выделяют аварийные составляющие сформированных разностей токов и в качестве блокирующей величины используют максимальную из них.В сочетании с органом, выявляющим режим броска тока намагничивания предлагаемый способ может быть использован для защиты трансформаторов и автотрансформаторов.Уставки срабатывания и, следовательно, чувствительность защит, основанных на предлагаемом способе, определяются величинами небалансов на выходах органов выделения аварийных составляющих, Последние могут быть выполнены, например, на основе временной задержки сигнала 1 на полпериода) промышленной частоты с последующим сложением с исходным сигналом или с использованием инерционных фазоповоротных схем. Небаланс на выходе подобных схем обусловлен только отклонением частоты в системе от номинальной, наличием в токах объекта высокочастотных составляющих и точностью настройки схемы в целом. В то же время в величину небаланса не входят составляющие, обусловленные регули. рованием напряжения под нагрузкой, разными коэффициентами трансформации трансформаторов тока и неодинаковыми их характеристиками намагничивания, что позволяет снизить значение уставки и следовательно, повысить чувствительность защиты.При выполнении органов выделения аварийных.составляющих на цифровой технике с введением автоматической подстройки по частоте значение небаланса на выходе этих;.1,,1;1 ,. к. 1):11;1 У Опе 1)к;1 О.5цс, ,1;1 1 ООРОО О 1)ч 1 п)1, Вк,11.Ч1;" 1;1 г11О С ( 1 В,1 и К) Ц Ъ Ю С) ) М 1Т 1 В, 11 .О. 51(Т З 11 а 11(,1 Ь 1 О ВОВЫ(.ИТ Г)1 СТрдс 1 с 1 ч 1 л(11 ц 1 т 1 1 В 1 с)51 .р(16 атыВ 31 и2 ) ) 1.К,11111 ть В.1 11 Я 1 Ве 111 сь 1 (11151трапфрмп грОВ 1 ка на фтнкционрО 10 ванне .11 цть. Способ дифферснциальнои токовои защиты электроустановки, основанный на измерении токов по концам зацгищаехой электроустановки, определении суммы и разности измеренных токов, формировании рабочей и блокирующей величин, сравнении последних 20 с заданными уставками и формировании порезультатам сравнения сигнала на отключение электроустановки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия защиты, выделяют аварийные составляющие суммы и разности измеренных токов и используют их в качестве рабочей и блокирующей величин соответственно, при этом сигнал на отключение электроустановки формируют при условии, что мгновенное значение рабочей величины 30 превысит первую заданную уставку раньше,чем мгновенное значение блокирующей величины превысит вторую заданную уставку, значение которой выбирают больгнич значения первой заданной уставки.уО 37 1 усщ Редак Заказ ВНИИ тор А. Лежни н4073/52ПЙ ГосударстП 3035производственно-по Составитель В. ОнТех ред И. Ве ресТираж 650енного комитета СССР по деламМосква, Ж - .35, Раушская ииграфическое предприятие, г. У инКорректор М. ПожоПоп ясноеизобретений и открытийб., д. 4/5город, ул. Проектная, 4