Устройство для дифференциальной защиты

) Н 02 Н 3/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ представлена блок-схема ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИОРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРР 1429212, кл. Н 02 Н 3/28, 198.) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ "АЩИТЫ Изобретение относится к электро- технике, а именно к релейной защите электроустановки, и может быть использовано для защиты сборных шин электростанций и подстанций, ошиновок силовых трансформаторов и автотрансформаторов, высоковольтных электродвигателей и.синхронных вращающихся машин.Цель изобретения - повышение селективности при несимметричных коротких замыканиях вне зоны защиты и насыщении трансформатора тока неповрежденной Фазы.На чертежеустроиства.Устройство для дифференциальной защиты на электроэнергетическом объекте 1, например на .,Сорных шинах, имеющих несколько присоединений с выключателями и трансформаторами тока (ТТ), содержащее в каждой Фазе блок 2 датчиков тока по числу присоединений(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защитеэлектроустановок. Цель изобретения -повышение селективности при несимметричных к.з. вне зоны защиты и насыщЕении ТТ. неповрежденных Фаз. Указаннаяцель достигается путем выполнения дополнительйого канала блокировки выходных органов всех Фаз защиты, на входкоторого поступает сигнал с выходалогической части тех Фаз защиты,где зафиксировано внешнее к.з. и че"рез.3 мс дополнительный канал заблокирует все Фазы защиты. 1 ил. шин, первичные обмотки которых предна 1 значены для подключения к выходам трансформаторов тока соответствующих присоединений шин, первые выводы вторичных обмоток датчиков тока объединены один с другим, а вторые подключень; к многоплечевому диодному полу- мосту 3, катоды и аноды диодов которого соответственно объединены и подключены к двуплечевой схеме 4 сравнения со средней точкой, сумматор 5, Формирующий токи циркуляции защиты, чнвертпрующий вход которого соединен с анодами диодов многоплечевого диод- ного полумоста 3, а неинвертирующий вход - с катодами, реагирующий орган 6, соединенный первым входом схемы 4 сравнения через птрвый выпрямитель , пусковой орган 8, включенный первым входом последовательно с дифференциальным сопротивлением 9 нагрузки между общей точкой Вторичныхобмоток блока 2 датчиков тока и средней точкой схемы 4 сравнения, которая при этом заземлена, блок 10 нелинейности, вход которого соединен с вы ходом сумматора. 5, а выход - с вторыми входами пускового 8 и реагирующего б органов, первый логический элемент И 11, первый и второй входы которого соединены с выходами пусково го 8 и реагирующего 6 органов, а выход - с входом выходного органа 12, два компаратора 13 и 14, второй логический элемент И 15 первый вход которого соединен с выходом первого компаратора 13, первый расширитель 1 б импульсов, выход которого соединен с входом логического элемента НЕ 17, а выход последнего - с третьим входом первого логического элемента 11, 20 блок 18 дисМЪеренцирования, вход которого соединен с незаземленным концом дифференциального сопротивления 9 на" грузки, формирователь 19 опорного напряжения, выход которого соединен 25 с инвертирующим выходом первого ком" паратора 13, ждущий мультивибратор 20, вход которого, как и вход первого расширителя 16 импульсов, соединен с выходом второго элемента И 15. Первый 30 и второй выходы ждущего мультивибратора 20 соединены соответственно с вторым и третьим входами формирователя 19 опорного напряжения, блок 21 задания уставки, первый вход которого, как и первый вход формирователя35 19 опорного напряжения и неинвертирующий вход первого компаратора 13, соединен с выходом сумматора 5, а выход - с инвертирующим входом второго компаратора 15, неинвертирующий вход которого соединен с выходом блока 18 дифференцирования через второй выпрямитель 22, первый транзисторный ключ 23 с задержкой на возврат, блок 24 задержки, вход которого соединен с выходом первого компаратора 13, а выход - с первым входом третьего логического элемента И 25, второй вход которого соединен с выходом инвертора 17, выход - .с входом второго расширителя 26 импульсов, выход которого в свою очередь соединен с входом второго транзисторного ключа 27, выход которого соединен с объединенными55 катодами разделительных диодов 28 и 29, а аноды последних подключены соответственно к выходу блока 10 нелинейности и второму входу блока 21 задания уставки Идентичную струк"туру имеют и другие Фазы защиты 30и 31, В устройство дополнительно вве-,дены элемент ИЛИ 32, селектор отрицательного фронта (СОФ) 33, четвертый логический элемент И 34, формирователь короткого импульса (ФКИ) 35,КЯ-триггер. 36, блок начальной установки (БНУ) 37 и третий транзисторный ключ 38.Каждый,из трех входов элементаИЛИ 32 соединен с выходом первогорасширителя импульсов (РИ) 16 в соответствующей фазе и объединены с соответствующими входами СОФ 33, а выход элемента ИЛИ 32. соединен с первымвходом четвертого элемента И 34 и входом ФКИ 35, выход которого соединенс вторым входом четвертого элементаИ 34 и с Б-входом ВЯ-триггера (с инверсными входами) 36, Г-выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И 34, К-вход КБ-триггера 36 соединен с выходом СОФ 33, адополнительный установочный вход КБтриггера соединен с выходом БНУ 37,вход третьего транзисторного ключа 38соединен с выходом, четвертого элемента И 34, а выход - с дополнительньпя входами выходных органов 12 каждой из фаз реле защиты.Элемент ИЛИ 32 может быть выполненв виде трех диодов и резистора, одинконец которого заземлен, а другой соединен с объединенными катодами диодови является выходом элемента ИЛИ 32,входами которого являются аноды указанных диодов,СОФ 33 выполнен в виде резистора итрех диодно-емкостных цепочек, в каждой из которых соединены последовательно одна обмотка коцценсатора ианод диода, катод которого являетсявходом СОФ 33, .а вторые обмотки этихконденсаторов объединены между собой,являясь выходом СОФ 33, и соединеныс одним концом резистора, второйконец которого соединен с плюсом источника питания.БНУ 37, служащий для исходной установки положения КБ-триггера 36 привключении питания, может быть выполнен в виде последовательно соединенного конденсатора и резистора, одинконце которого соедине с плюсом источника питания, а другой " с однойобкладкой конденсатора, другая обкладка которого заземлена.Предлагаемое устройство работает следующим образом.При режиме внешнего несимметрично. го к.з. все блоки всех Фаз реле защиты в течение 6-8 мс работают так же, как в известном устройстве, а именна, логическим элементом И 15 зафиксируется качественный признак внешнего к.з. (совпадение скачкообразного изме О нения токов плеч и паузы в производной дифференциального тока) и через первый РИ 16 и инвертор 17 сигналом от блока 15 заблокируется срабатывание логического элемента И 11 и ре ле в поврежденных фазах будет надежно заблокировано. На при внешнем несимметричном к,з. в неповрежденной фазе из-эа отсутствия токов в этом время такой блокирующий сигнал не формиру ется, а: спустя определенное время (6 - 8 мс) один иэ ТТ неповрежденной Лазы насыщается от взаимодействия с ТТ других фаз и по его вторичной об.мотке начинает протекать ток. Это яв тление дает признак внутреннего к,з. в данной неповрежденной фазе при переходном процессе внешнего несимметричного кз. и может привести к несе-. лективному срабатыванию за 3 иты. 30Для предотвращения этого в защите введен дополнительный канал блокировки реле при насьшеции ТТ неповрежденной Лазы, который работает следующим образом. Лри внешнем несимметричном к.з. на входы элемента ИЛИ 32 посту 35 пают блокирующие импульсы "Запрет" с выхода логической части тех фаз, где зафиксировано внешнее к.з. При любом количестве и сочетании сработавБх 4 О фаз элемент ИЛИ 32 выдает свой сигнал на первый вход элемента И 34 и ца вход ФКИ 35, с выхода которого импульс лог. "О" в течение 5 мс поступает на второй вход элемента И 34 и на Б-вход КБ-триггера 36, который переключается и Выдает с -Вьхода сигнал лог. "1" ца третий вход элемента И 34. Лри появлении лог."1" иа всех трех входах элемента И 34 с его выхода поступает сигнал ца транзисторный ключ 38, который блокирует срабатывание выхадных органов 12 всех трех фаэ, тем самым предотвращая неселективнае срабатывание защиты при насыщении ТТ неповрежденной фазы. Та , 55 ким образом, на пер;злм и третьем вхо-; дах элемента И 34 сигналы лог."1" устанавливаются сразу гьосле фиксации внешнего несимметричного к.з., а на втором входе - па истечении времени 3 мс. Это обусловлено тем, что блокирование до насыщения ТТ неповрежденной фазы недопустимо, поскольку при несимметричном режиме внутреннего к,з. логическая часть нецоврежденной фазы может сформировать сигнал "Запретпод действием сквозныхпервичных токов неповрежденной фазы и защита будет заблокирована прик.з. в зоне защиты.При внутреннем симметричном и несимметричном к.з. импульсы срабатыва - ция реагирующего 6 и пускового 8 органов поврежденных фаз прп сохранеццц пог, "1" цл 13113".010 эпемецтл 11 Е 17 (отсутствие сигналя "Запрет" ) обеспечат срлблтмвлше эпемецта 1 11 да формцровацця сигнала блокирования, и выходное устройстВО зл Время 5 мс за 31 ксцрует сраблтывлцце злцты и сформирует цтДустс достлточцой длцтель- НОСТИ ДЛЯ ОТК.ЮтЕЦЦ 51 К.З.Прц переходе тзцеицего к.з. во внут 1 зешее логцческе члстц пов 13 еждеццых 1 аз реле, клк ц В цззестцом устройстве, способцы перелрцсцгцровлться и снять сп цлп "Злтрет": цо цстечеши Времени Р 11 6 (25 мс) этсмецт НЕ 17т зерцется з исхлдцое по:10 сце паг. 1 11 рц этом тз д 1 тугой по 3 тет;дст.1011 флзе сцгкп Злдрет" тОет с Охрлццтся,Б таком рсжцме с 111:т: 53 ОкцтрозлтцЕ дОПжсц быть ст: . С, ЭТОР ;ЕЗГЬЮ сцГцсчы Зл 1 тет це: Итс 1 л ВКОДМ С 1 с 3 33, котар 1.т :,:л 1-Вхо; 1 БсТЗЦГОттсЧ КОВОС:31 .1 1;.3 ОГ. О ВС Гс тле 30.3:;3, Л .;, Т: с,О.тОГОт трах цходцтх сцгл.,т:3 Злцрст с ВысОкОГО У 30131 т (:133,) Ял 1 и зкцй (з О)ЗГ 111 к 0130 1:1 сццл 310 м ЯВэто;ттт ся церекпючстше триггера 13 ЦСХОДО", СОС."ОЯ С тт 11;3 ОГО т-В 1- кодс б;От лог. "Й", что рццедет К ЦстСзтО-.:С:Ц: ." - :1,3.Л Л ВЫХОДЕ эпс;1: ".с 11 34 .3 л.3 сю трлЗцстор ЯОГО 1;33 л Б ц с 1 Ят 1 ю бчОкцравания 13:.",.011 х зстр 1 ст 3 12 Всех трех )с 13 теле .АЦЛПОГЦт 10 ПттОЦСХОДЦТ 130 ЗВРат В исхОдьэ састаяВе ОппслЯОГО допал- ццТЕПЬОГО КЛЯЛ;1 сЗ б 310 Кцр 013211 ця ПОСЧЕ ОТКЛСт 0:1151 13 ЦСтЦСГО К, 3, ДЧЯ УСТЯНОВ - кц тр;ГГсра В исходное Оределенцас сост 051 п 1 е птти 13 ьд зте пцта 1 ця П 1 едусмот рец БНУ, саедц 1 еццы с дополцителнымт устатОВОч 1 ьг ВхОдом Б.Б триГГера ипредусматривающий небольшую временную задержку сигнала лог. "1" по этому входу после выдачи питания, тем самьщ обеспечивающий определенное исходное ,состояние КБ"триггера.5Таким образом, предлагаемое устройство дифференциальной защиты благодаря введению дополнительного канала блокирования выходных органов всех Лаз защиты в режиме внешнего несим" метричног к.з. при насыщении трансформатора тока неповрежденной фазы обеспечивает повышение селективности в указанных сложных переходных про цессах с учетом взаимодействия трансформаторов тока по вторичным цепям, чтопозволяет снизить ущерб от неправильного отключения объекта при повреждениях вне его зоны. 20Ф о р м у л а и э.о б р е т е н и яУстройство для дифференциальной защиты по авт.св, Р 1429212, о т - 25 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективиости при несимметричньм короткихзамыканиях вне эоны защиты и насыщении трансформатора тока неповрежденной фазы, в него 30 дополнительно введены логический элемент ИЛИ, селектор отрицательного фронта, четвертый логический элемент И, формирователь короткого импульса, КЗ-триггер с установочным входом, блок начальной установки и третий транзисторный ключ, при этом каждый иэ трех входов логического элемента ИЛИ и селектора отрицательного фронта объединены межцу собой и соединены с выходами первых расширителей импульсов соответствующих фаз, а выход элемента ИЛИ соединен с перо вым входом четвертого элемента И и с входом формирователя короткого импульса, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и 3-входом КЗ-триггера, неинверсный выход которого соединен с третьим вхо" дом четвертого элемента И, К-вход КБ-триггера соединен с выходом селектора отрицательного фронта, а установочный вход КБ-триггера - с выходом блока начальнои установки, выход четвертого элемента И соединен с входом третьего транзистора того ключа, выход которого соединен с блокирующими входами выходных органов каждой из фаз дифференциальной защиты.610533 оставитель С.Бочков ехред Л,Сердюкова 1.орректор Л.Бескид актор М.Пет судар 11 иоизводственно-издательский комбинат Патент , г, Ужг л. Гага ЗакаВНИИП Тираж 476 Подпис енцого комитета по изобретениям и 1.:5, Москва, Я, Раушская наб соеоткрытиям при 1 КНТ ССд, 4/5