Устройство для дифференциальной защиты тиристорного преобразователя

. 51)5 И Н АВТОРСН ИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(71) Севастопольский приборостроительный институт и Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения(56) Мелик-гчркисов Б.С. Защита электропередачи постоянного тока. Известия НИИПС, 1957, Р 2, с. 88, рис 4,Шаров Е.Т. и др, ДифФеренциальное релеповышенной селективности для защиты преобразователей. Известия ВУЗов, сер. "Электромеханика", 1975, Ю 3, с. 333-334. 80, 1582266 А(54) УСТРОЙСТВО ДНЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения являетсяповышение чувствительности путем снижения порога срабатывания реагирую"щего органа защиты. На первый входэлемента И 13 поступают треугольныеимпульсы "провалов", а на второйвход " прямоугольный импульс, формируемый элементами 14-21 в момент возникновения вплесков тока, связанныхс переходными режимами в трансформаторе постоянного тока. Поскольку блокировка реагирующего органа 6 осуществляется только в моменты всплесков, порог срабатывания реагирующегооргана 6 может быть выбран ниже, чтоповышает чувствительность устройства. 2 ил.5 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано всхемах защиты тиристорных преобразо"вателей от нарушений коммутации вен-.5тилей, например в электропередачахи вставках постоянного тока, систе- .мах нагружения ИГД-генераторов и т.д.Цель изоЬретения - повышение чувствительности устройства для дифференциальной защиты тиристорного преобразователя путем снижения порогасрабатывания реагирующего органазащиты.На Фиг. 1 изображена Функциональ ная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие егоработу,В Фазных шинах тиристорного пре образователя 1 (фиг, 1) установлены 20трансформаторы тока 2, вторичные обмотки которых через трехфазный выпрямитель 3 вклюцены в первое плечо дифФеренциальной схемы сравнения, во второе плечо которой включены выходы полукомплектов трансформаторов постоянного тока (ТПТ - выпрямители 1 и 5).В дифференциальной ветви схемысравнения установлен реагирующий орган 6 защиты. Во вторичных цепях 30полукомплектов ТПТ установлены вспомогательные трансформаторы тока 7и 8, вторицные обмотки которых соответственно через однофазные выпрямители 9 и 10 включены в плеци дополнительной схемы сравнения, в дифференциальную ветвь которой церез однофазный выпрямитель 11 и нагрузоцный резистор 12 включен первый вход двухвходового элемента И 13, В плечи дополнительной схемы сравнения включена первичная обмотка трансреактора11, вторицная обмотка которого разделена на две полуобмотки соединениемсредней тоцки с шиной нулевого потенциала устройства,Выход полуоЬмотки положительнойполярности церез диод 15 подключенк пороговому элементу 16, а выходполуобмотки отрицательной полярности 50через, диод 17 - к пороговому элементу 18,Выход порогового элемента 18 подключен к расширителю импульсов 19,55инверсный выход которого совместнос выходом порогового элемента 16 подключен через элемент И 20 к расширителю импульсов 21, выход которого подключен на второй вход элементаИ 13. На Фиг. 2 приведена временнаядиаграмма работы устройства в стационарных режимах и при возникновении всплесков вторичного тока ТПТ,а также показаны сигналы выходов основных элементов устройства.Устройство для дифференциальнойзащиты тиристорного преобразователяработает следующим образом,В стационарных режимах,тиристор-.ного преобразователя 1 токи плеч д ,д - (Фиг, 1) дифференциальной защитыпрактически равны и в дифференциальной ветви есть небольшой ток небаланса д = д, от которого реагирующийорган 6 отстроен порогом срабатывания (1 ср " О, 03-0, 51 д нам )В плечах дополнительной дифференциальной схемы сравнения циркулируютвыпрямленные выпрямителями 9 и 10вторицные токи вспомогательных трансФорматоров тока 7 и 8, т.е. токи полукомплектов сдвоенного ТПТ:дид .,В дифференциальной ветви дойолни" тельной схемы сравнения ток д представляет собой в режимах ТПТ без потери управляемости только ток "провалов".дад гдггПри правильно выЬранных парамет" рах ТПТ угол провала у в токах по" лукомплектов не превышает в стационарных режимах 5-7 , С достатоцной для практики тоцностью можно считать вторицные токи полукомплектов в интервале у изменяющимися линейно, Тогда потенциальный сигнал Б гд Б д(фиг. 2) на выходе выпрямителя 11, снимаемый с нагрузоцного резистора 12, представляет собой нормально треугольный импульс длительностьюи амплитудой 1, равной приведенному выпрямленному току тиристорного преоЬразователя 1.Сигнал Б поступает на первый вход элемента И 13.1На выходе элемента И 13 сигнал на уровне логической "1 должен быть только при всплесках вторичного тока. ТПТ. В остальных интервалах, включая провалы вторицного тока полукомплек" тов ТПТ, на выходе элемента И 13 дол" жен быть логический "0". Такой порядок работы элемента И 13 достигается с помощью схемы на элементах 13-21, датчиком которой является трансре 51582 актор 1 М первичная обмотка которого установлена в обоих плечах дополнительной схемы сравнения. Трансреактоь 14, диоды 15 и 7 и логические элементы 16 18-21 реализуют на втором 5 ыходе элемента И 13 логическую функ- циюУ = (х ВФЛх )РФгде У - сигнал на выходе расширителя 21;, х - двоичный сигнал на выходе1второго порогового элемен-та 18;х " сигнал на выходе первого по.рогового элемента 16;0,К 0 Ф- временные операторы расширения соответствующих сигналовпо длительности.Рогическая функция У выявляет отличие "выделенного" всплесках гока ТПТ и "выделенных" провалов вторичных токов ,д полукомплектов, ТПТ. Для этого используется особенность в токах плеч 1 г 1 1 и 1 дополнительной схемы сравнения: в начале интервала провала у ток плеча резко снижается от дс до нуля (со скоростью д;/дй "-216 м/Л/Су-а 1 а затем уве / ы 30 личивается до о (примерно с той же скоростью), При всплесках, же вторичного Тока д хотя Ьы в одном из полу- комплектов ТПТ такой особенности нет: ток сначала резко возрастает, а затем уменьшается до(приведенный первичный ток ТПТ)При снижении до нуля тока в одном из плеч 1,1, 11, дополнительной схемы сравнения на одной из вторичных полуоЬмоток (условно - полуобмотка отрицательной полярности) трансреактора 14 диодом 17 выделяется потенциальный импульс, пропорциональный производной д /д уменьшающегося тока1 45 плеча. Этот импульс поступает на пороговый элемент 18, уставка которого Р 2 выбирается на уровень ниже, чем у реагирующего органа 6 защиты. На выходе порогового элемента 18 формируется прямоугольный импульс х, = = ц, на уровне логической "1" длительностьюю с/д(О (фиг. 2) .Аналогично при увеличении тока полукомплекта от 0 допри окончании угла провала на полуобмотке положи 55 тельной полярности трансреактора 14 диодом 15 выделяется потенциальный импульс, по которому пороговым эле 2666ментом 16, уставка которого выбира= ется аналогично уставке порогового элемента 18, формируется прямоугольный импульс х = О, на уровне "1" в интервале возрастания тока.Уставка Т расширителя импульсов 19 выбирается из условия перекрытия длительности максимально возможных углов провалов в динамических режимах тиристорного преобразователя 1. Достаточно выбрать Т на уровне 50- 60 , т.е. 3,03-3,33 мс, тогда в стационарных и в динамических режимах преобразователя 1 на инверсном выходе расширителя 19.(фиг. 2) сигнал науровне "0" в интервале Т 7 )м, перекрывающем угол провала. Поэтому в интервалах угла провала у на выходах логического элемента И 20 и расширителя 21 сигнал всегда на уровне "0", т,е. в этих интервалах логическая функция У = (х,1)9 х)В Ф=О. Функция У = О и во внекоммутационных интервалах токов полукомплектовТПТ, поэтому при выборе порога срабатывания реагирующего органа 6 ток неЬаланса со стороны дополнительной схе"мы сравнения не учитывается,При всплесках вторичного тока одного из полукомплектов ТПТ (на фиг,2показан всплеск при появлении переменной составляющей в выпрямленномтоке о, преоЬразователя 1) на перед"нем фронте всплеска. функция х, П,1 л хреализуемая на,выходе элемента И 20,принимает значение логической "1",что оЬусловлено отмеченной особенностью всплеска. Сигнал 0 с выходаэлемента И 20 увеличивается по длительности расширителем 21, уставка Ткоторого выбирается по, условию перекрытия длительности максимальныхвсплесков (200-240 , т .е,1- 13 мс) .Достаточно выбрать Т = .6-7 мс, тогдадлительность сигнала,У = , на выходе расширителя 21 перекрывает длительность всплесков тока ТПТ. Так какна первом входе элемента И 13 длительность входного сигнала равна длительности сигнала Б, с выхода резистора12, то длительность выходного сигналаравна длительности всплеска тока ТПТ.Сигнал на выходе элемента И 13 блокирует неселективные срабатывания реагирующего органа 6 защиты при всплесках тока ТПТ, 1582266При нарушениях коммутации вентилей тиристорного преобразователяв дифференциальной ветви защиты появ" ляется ток, превышающий порог срабатывания реагирующего органа 6; и реа,гирующий орган 6 срабатывает.Таким образом, в предлагаемом уст-ройстве по сравнению с известным отсутствует торможение реагирующего ,органа при импульсных токах провалов ТПТ, Это позволяет не учитывать эти токи при выборе порога срабатывания реагирующего органа защиты и выбрать,этот порог на уровне 0,03-0,0511 е 15 цто существенно повышает чувствитель; ность дифференциальной защиты пре- .образователя и, в конечном счете, , приводит к повышению показателей ка, чества Функционирования основного 20 , технологицеского оборудования.,Формула изобретенияУстройство для дифференциальной 25защиты тиристорного преобразователя, , содержащее три основных трансформатора тока, первичные обмотки которыхпредназначены для включения в фазыпреоЬраэователя на стороне перемен , ного тока, а вторичные оЬмотки соединены в звезду и подключены к входутрехфазного выпрямителя, трансформатор постоянного тока, выполненный посдвоеннои схеме из двух полукомплектов, вход которого предназначен дляпоследовательного включения в силовую цепь преобразователя на сторонепостоянного тока, а выход подклюценпараллельно выходу трехфазного выпрямителя и входу реагирующего органа, снабженного блокирующим входом, первый и второй вспомогательныетрансформаторы тока, первичные обмотки которых включены соответственно, 45последовательно с входами выходныхвыпрямителей соответствующих полукомплектов трансформатора постояннбго тока, а вторичные обмотки подключены к входам первого и, второго,однофазных выпрямителей, выходы которых соединены последовательно и согласно, причем их оБъединенные выводыподключены к.первому входному выводутретьего однофазного выпрямителя, ирезистор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения чувствительности путем снижения порога. срабатывания реагирующего органа защиты,введены трансреактор, первичная ивторичная обмотки которого снабженысредними выводами, первые и вторыедиоды, пороговые элементы, расширители импульсов и элементы И, причемпервичная обнотка трансреактора крайними выводами подключена между разобценными выводами первого и второго однофазных выпрямителей, средним выводом подключена к второму входномувыводу третьего однофазного выпрямителя, выходные выводы которого,шунтированные резистором, вклюценымежду первым входом первого элемента И и шиной нулевого потенциала,соединенной со средним выводом вто"ричной обмотки трансреактора, крайние выводы которой соответственночерез первый и второй диоды подклюцены к входам соответственно, первогои второго пороговых элементов, приэтом выход первого порогового элемента соединен с первым входом второго элемента И, выход второго порогового элемента соединен с входомпервого расширителя импульсов, инверсный выход которого подключен квторому входу второго элемента И,выход которого через второй расширитель импульсов:соединен с вторым входом первого элемента И, выходом подключенного к блокирующему ходу реагирующего органа.1582266 х:0 19 тавитель В, Широко ректор О. Кравцова хред Л.Олийнык актор Н, Швыдка Производственно-издательский комбинат "Патент",г, Ужгород, ул.Гагарина,Заказ 2093 Тир ВЙИИПИ Государственного комитет 113035, Косква, М 8 Подписное о изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 35, Раушская наб., д. 4/5