Устройство для дифференциальной защиты шин автономной энергосистемы

.;э сОО 3 сОВетскихсОциАлистическихРЕСПУБЛИК 04215 9) Д 3 (1 5 Н 02 НЗ/28 МИТЕТОТКРЫТИ ГОСУДАРСТ 8 ЕЯ ЬЗЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛНОЙ ЗАЦИТЫ ШИН АВТОНОМНОИЭНЕРГОСИСТЕМЫ нный универсесоюзный на- роектно-конский институт(57) Изобретение о ке, а именно к рел энергосистем, Цел ние надежности повышения надел, введен амплитуд рого подключен к ния тормозного т ко второму входу ствительность ди составляет 0,5 н, 10 мс. 3 ил. ков В.Я, Защидстанций. - М,: -90, 172.о СССР(56) Кужеков С.Л. и Синельнита вин электростанций и поЭнергоатомиздзт, 1983, с. 88Авторское свидетельствМ 1141497, кл. Н 02 Н 3/28,тносится к электротехнийной защите автономных ь изобретения - повыше- функционирования. Для ности функционирования ый детектор б, вход кото- выходу блока формировака 5. а выход подключен ервого сумматора 3. Чувфференциальной защиты Время срабатывания 7/1 )ос)ретсц); От.О/1)Гся к )ге) ) роте/) 4. к с, /) ) г с10 к р: /; ; ) , ) 0 и э д ц и е д в Г 0 ) О м н ы х э 1 Г.)Госистс лг, ) 405/.т Г) Г)г 4)15ьс)1 д/) я здщи/ы н)ин и Ген:р:) Оов агпо.о/лных з)ер- ГОС)СТЕ 4,Ц;.Лью изо р: е я,"н)/)яетс/ гю/)ыусни. ).д".жчост 1 /,"/) ,Нониро)аци диффсрец цидл ьной засни ):. С) ив авО);ом ной Э)ЕР ГОСИСТСМЫ.Ид фиг. 1 пгазде)/ Стр ктурндя схема ПГ)е//)Ге)ел)ого устро);с) лз;:) фиг. 2 и 3 - врсмснные дг,)Гр)/:)г 4), рабогы при внеш- НЕМ Коро) КО 1 Зсам)КаИг (К,/ И Г)ри КЗ В зге 3 ) щиты соо) Ге) с/ванно.Ус )Ойство для ди)фере)цегз/)1/)ой защит ) содержит блок г форлг)г)эовдн 5 диф ферснциальногс) тока, входы которого соотьстствуюЩР/г Об)дэо) г подкл)Очены к втор)чным Об)40) кд 4 т,)с)сфор/лзто)эов тО- кд всех присоед 1;не ий, а выхсд под);лючсн х двухпслу)1 ериоднй 4)/ выпрялгите/)ю 2, Выход ко)срого подкл)осВн к первому 3 и второму 4 элементам сложения; блок 5 форл ировзния тормозного тока, входы кото,",его соответс)гу)о дим обрдэом подкл 10 Веь к Втор)ч)ь)."г сбмоткй 11 трансформаторов тока всс, пр,:соединений, д выход подкл.;ен к второму входу второго элемента 4 сложения, Следует сп/ле Гить, что сигнал на выходе двухпол) цериод)ого выпр:.мителя 2 и/геет положитсль;)ую пол)ярность, а сгнд/ цэ выхода блоха 5 , о рлги ро дания Тор 1)ОЗНОГО ТОКа - Отр)гцс)ТЕЛЬуЮ. К ЗЫХод/ второго элс)лента 1 сложеня по/Екл)очс)1 вход алгол итудного,",етс,) орз б. выход кото- РОГО ПОДКЛЮЧЕН К В ОООМУ Гс,:ОДУ ПГ;РВОГО зле)ле,)тэ 3 сложс я. К выходу последнего подк/ое а цепь, с)стГ)ян/дя из вкл)очснных последовательно компарзтора 7, элемента 4 е ыдсржки врс; е 1 и, расширителя 9 иелпу/)лсов и выхо,)ного О эана 10.Блок 1 формиро. 2) )я дгфлсрецц 1)зль- НОГО Т Эхс) ОСУН,СС ГЕ) Л 5)СТ С)//ЛМИРД с) НИЕ мгновен);ых зндчсчй токов плеч эзщиты. Блок 5 формиров- )я тор)лозного тока осуществ;ет суммирс )лн.ге модулей мгнове)1- ных э атееР 1 токов плеч защиты.Предлагаемое устройсте)о для дифферсв,;,ой заяиты вин работает следу)0- щим образом, ег нор)гальцолг режиме (устройство наход);тся в статическом состо- ЯНЦИ) ПО ПИТсЕМЫМ Г)ОИСОСДИНЕН 11 ЯМ Ш)Н текут тскц нагрузки, которые в сулгме равны токам гс Ораторов. Б цслолг для шин выполеястсл ус/)01) е б:.лд;сд токов. Нд выходе блока 1)-.ормиро: лн)г. д)фс, е;). нциа/ь 10- ГО тока, 3 также НГ; )ходе /Пухполу/)ери- ,ОДЧОГГ) )Г 1 рялг )с:я 2 Гсутс /ст Ньэнс); Ге) Нг Сг) ) а/), Оп рОДЕ,яСЛ)Л)й ПОГр.;) )Н)ОСТ )О И це Д) ПЧОСТЬЮ 1)дрс)Л)СТ 25 30 35 40 45 50 55 ров тра)сфорЛе)торо -Окд, ус)дновленных е и)1)соод 101)хз )1 сдам блока 5 фОр. ли)оое)2)5) горг)зно/0 ток) црЛсугсте)у)т с Нал, прео/),;иондл)н) ) скс одному току через ши). Сигнал д :ь ходе блока 5 формирования тормознс)го тока зна;ительно больше сигнала на вы;:оде духполупсриодного выпрямителя 2. Так кэк с 4/ц/л ца сыходс Двух)олупсргодно)о еяпрямитсля 2 имеет положительную цолярность, а сигнал ца вь)ходе блока 5 формиро: .):)я то рмоноГо ТОКД И 1 ЕЕТ ОТР 1)ЕсЭТЕ/)ЬНУЮ ПОЛЯРНОСТЬ, ТО сигнал )з в;хо,",е второго з/)е:"ентз 4 сложания, а также на выходе амц/удного де.)екторд 5 имеет отрицательную пол/)р)Ось, Сигнал а выходе первого элемента 3 сложения также будет отрицательным. Компзратор 7 имеет положительнь)й порог срабатывания, следовательно, в этол режиме он не сГабатывает, соо) астственно не срдбатывд)от элемент 8 выдержки ьремени,расширитель 9 импульсов и выходной орган 10,При Внешнем КЗ ( иг. 2) практически весь ток постцаюний В шинь От питдюн)11)х присоединений, течет по поврежденному, например, питаемому присоединению, Тзк как перегрузочная сособность трансфоре 42 ГОРОВ токе, устднавлие)де 11 ых в Г)итдющих присоединениях, выше. чем у трансформаторов тока, устаавливасЛых в 1 итаемых присоединениях, з ток поврежденного присоединения в этом реьилгс превосходит токи питающих присоединений, то трднсфсрмзтор тока, устацовленнь й в поврежденном питаемом присоединении насыщается рзньн)е. Это приводит к появленио большого тока небаланса, На фиг. 2 показаны: 3) - мгнпвенныс значения приведенного суммарного тока питающих присоединений; 2 - мгновенные значения вторичного тока трансформатора токд повре.кдсцного пр; соединения,Кривыс токов приведены для случая, когда в токе КЗ Имеется лгакс)мдльая дпериодческая состдвля)онВя. Нз выходе блока 1 формирования тормозного тока имеется 1)зцр 5;ец 1 ге, Г)ропор;гоеЭле.нос разности Гг -3;) (току небзлансз). После выи рял/)ен)гя двухпод упер: эдны)г вы прямитслем 2 зто напряжение подается нд входы первого 3 и второго 4 элелгснто сложенгя, Нд выходе блока 5 форл)1 гров/)ция торлгозного тока присугсгвует тормозное напряжс)ие, прог)орц 1)онд)льнос су Гмс Г 1 ) 32. Это НЗПРЯжек)Е ПГД;)СТСЯ),Д ГПОРОГ сХОД ВТОРО ГО элемента с/,э к.н)гя, Тдк кдк ,)пря)кение д ухцод;/)ерио:,)Ого выцрям)сля 2 подо- Г.1)г/1 Ьно, д нсд,)Г)5;ен)е 1)с) с 14 ходс блока 5 )Г)",;ЛИРПЛ)гс) ГООМОЗНОГО ТОКД ОТЦДТСЛЬно, то напряжение на выходе второго эле- тельности импульсОв, поступающих на его мента сложения фактически является раэ- вход, постоянный сигнал, который вызывает ностью указанных напряжений и имеет срабатывание выходного органа 10.форму отрицательных импульсов. Наиболь- Чувствительность устройства для дифший импульс появляется в начале каждого 5 ференциальной защиты определяется вели- периода и вызван тем, что ток небаланса чиной порога срабатывания компаратора 4 появляется на время т позже по отношению и может достигать 0,5 1 н, где 1 н - номиналькначалу периода. Амплитудный детектор 6 ный ток питающего присоединения шин, сглаживает полученные импульсы на уровне Время срабатывания в пределах 7-10 мс.максимальной амплитуды, Его выходное на Опряжение затухает с постоянной времени При КЗ в зоне защиты в рассматривае-60 мс, Сглаженное напряжение поступа- мом режиме тормозное напряжение на выет на второй вход первого элемента 3 сло- ходе амплитудного детектора практически жения, Напряжения на входах первого отсутствует. Наибольшая его величина моэлемента 3 сложения также имеет разную 15 жет появляться в случае расхождения фаз полярность. на его выходе получается пуль- питающих и питаемых присоединений. Но сирующсе напряжение отрицательной по- так как величина его будет незначительна, лярности. Так как порог срабатывания это приведет лишь к небольшому уменьшекомпаратора 7 больше нуля,он вэтом режи- нию длительности импульсов на выходе ме не сработает, не срабатывает соответст компаратора 7, Устройство в этом случае венно элемент 8 выдержки времени, также срабатывает.расширитель 9 импульсов и выходной орган Так как тормозное напряжение на выхо. В режиме внешнего КЗ устройство диф- де амплитудного детектора в режиме внешференциальной защиты не срабатывает при него КЗ значительно больше, чем в режиме глубоком насыщении трансформатора тока 25 КЗ в зоне защиты коэффициент передачи поврежденного присоединения. амплитудного детектора 6 можно сделатьнесколько больше 1, например в пределах 1,1 - 1,2, Это увеличит значение тормозногоВременные диаграммы работы устрой- напряжения на выходе указанного элемента ства при КЗ в зоне защиты приведены на 30 в режиме внешнего КЗ и еще больше повыфиг,3" у сит надежность функционирования диффеиг где 7, Г 1 - сумма токов всех и ио ов всех при- ренциальной защиты.соединений в предположении, что фазы токоввсех присоединений совпадают. В этом Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я режиме напряжения на выходах двухпо Устройство для дифференциальной залупериодного выпрямителя 2 иблока 5 фор- щиты шин автономной энергосистемы, сомирования тормозного тока одинаковы оо держащее датчики тока, предназначенные величине, но противоположны по знаку, для подключения к каждому присоединеСледовательно. напряжение на выходе вто- нию системы шин, вьн, выходы которых подклюрого элемента 4 сложения, а также ампли чены к входам блоко ф р рлаков формирования . тудного детектора 6 будет равно нулю, а дифференциального и тормозного токов, кнапряжение на выходе первого элемента 3 выходу блока формирования дифференцисложения повторяет форму напряжения на ального тока подключен вход выпрямителя; выходе двукполупериодного выпрямителя компаратор и последовательно соединеак как указанное пульсирующее напря ные элемент выдержки времени, расшириединенжение имеет положительную полярность, то тель импульсов И выходной орган, о т л и ч априпревышенииегомгновеннымизначени- ю щ е е с я тем, что, с целью повы ямипо огарога срабатывания компаратора 7 на надежности. функционирования, дополницелью повышениявыходе последнего возникает сигнал "1". тельно введены первый и второй сумматоры Элемент выдержки времени 8 имеет выдер и амплитудный детектор, при этом выход жку времени на срабатывание 5 мс и служит выпрямителя соединен с первыми входами для увеличения помехоустойчивости уст- первого и второго сумматоров, выход блока ройства. Через 5 мс после поступления им- формирования тормозного сигнала подклюпульса на вход элемента 5 выдержки чен к второму входу второго сумматора, вывремени возникает сигнал "1" на его выхо ход которого через амплитудный детектор де, Расширитель 9 импульсов увеличивает соединен с вторым входом первого сумма- длительность импульсов, поступающих на тора, выход которого подключен к входу его вход на время больше 20 мс. Расшири- компаратора, выход последнего соединен с тель 9 импульсов формирует иэ последова- входом элемента выдержки времени.1704215 Составитель С. БочковТехред М.Моргентал Редактор Н. Лазаренк орректор О. Кундр акаэ 66 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж. Раушскав наб., 4/5 ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1