Устройство для дифференциальной токовой защиты шин

щ 877687 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 01. 02. 79 (21) 2719264/24-07 с присоединением заявки Йо 02 Н 3/28 Государственный коинтст СССР но делам изобретений н открытий;925 (088. 8) Опубликовано 3010.81 Бюллетень ЙЯ 40 Дата опубликования описания 30. 10. 81 В.А. Белохвастов, Ю.Г. Жуковский, В.В. Кизимов ,:.,:;и В. П. Свечкарев" "МЮ".Ы):,", "г,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИффЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОЮВОЙ ЗАЩИТЫ ШИН 30 Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам диф". ференциальной защиты элементов элек- трических энергосистем, напримеР автономных (АЭЭС),Известно устройство для дифферен" циальной токовой .защиты шин, которое содержит измерительные н промежуточные трансформаторы тока, двухполупериодный многофазный выпрямительный мост, два тормозных резистора, рабочий резистор и разделительный трансформатор. В устройстве испольэуется - торможение суммой токов питаемых присоединений. Селективное действие15. защиты обеспечивается выбором соответствующих значений сопротивлений резисторов и коэффициента трансфор-:. мации промежуточноготрансформатора 1) . 20 Недостатком устройства является. наличие тормозного сигнала при коротком замыкании в зоне действия защиты так как ток короткого замы" кания (к.з.) до ответвления в диф- . Ференциальную цепь протекает по одному из тормозных резисторов, что уменьшает чувствительность защиты при к.з. в зоне ее действия,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство .для дифференциальной токовой защиты, содержащее измерительные и промежуточные трансформаторы тока, подключенный к ним многофазный выпрямитель, тормозной резистор, включенный параллельно выходу много" фазного выпрямителя. Одиночный. полу- мост на двух .диодах включен встречно и параллельно многофазному выпрямителю через уравнительные резисторы. В дифференциальную цепь включен разделительный трансформатор, выход ко" торого служит для подключения рабочего моста, на выходе которого. включен рабочий резистор, один зажим которого соединен с зажимом тормозного резистора Е другим зажимам этих резисторов подключены входы реагирующего органами 23.Однако известное устройство имеет низкую чувствительность защиты при дуговых к.з., так как при этом в зоне действия защиты через питаеьае присоединения происходит отсос тока в нагрузку, который может достигать величины 0,6-0,8 Э нви (2 и - номинальный ток присоединения), при этом ток отсоса может быть противоположенпо фазе токам питающих присоединений, сумма положительных полуволн которых протекает через первый уравнительный резистор, а отрицательных - через второй уравнительный резистор.Положительные полуволны тока отсоса протекают через второй уравнительный резистор 6, а отрицательные - через первый уравнительный резистор. 7, Разность сумм токов плеч и тока отсоса образует напряжениена тормозном ререзисторе 4, что понижает чувстви тельность защиты.Цель изобретения - повышение чувствительности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дифференциальной токовой защиты шин, имеющих питающие и питаемые присоединения,содержащее трансформаторы тока каждого из присоединений, первые зажимы которых соединены между собой и с концом первичной обмотки первого разделительного трансформатора, вторые зажимы трансформаторов тока питающих и питаемых присоединений подключены ко входам соответственно первого и второго многофаэных мостов, минусовый зажим первого многофазного моста соединен с первыми зажимами тормозного и первого уравнительного резисторов, плюсовый зажим первого много-, Фазного моста соединен с первым зажимом второго уравнительного резистора и вторыми зажимами тормозного и рабочего резисторов, вторые зажимы первого и второго уравнительных резисторов подключены соответственно к катоду первого и катоду второго уравнительных диодов, анод первого и катод второго уравнительных диодов соединены между собой и с началом первичной обмотки первого разделительного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены входы первого однофазного моста, квыходам которого, подсоединен рабочий резистор, к первому зажиму которого подключен первый зажим первого реагирующего органа, дополнительно введены два балластных резистора, два разделительных диода, второй разделительный трансформатор,второй однофазный выпрямительный мост, второй реагирующий орган и.управляемый ключ, при этом минусовыйзажим второго многофазного моста соединен с первым зажимом первого балластного резистора и катодом первого разделительного диода, анод которого подключен к минусовому зажиму,первого многофаэного моста и к первомузажиму управляемого ключа, второйзажим которого подключен ко второму зажиму первого реагирующего органа, плюсовый зажим второго многофазного моста соединен с первым зажимом второго балластного резистора и с анодом второго разделительного диоца,катод которого соединен с плюсовым зажимом первого многофаэного моста и стретьим зажимом первого реагирующегооргана, вторые зажимы балластныхрезисторов соединены между собой ис началом первичной обмотки второгоразделительного трансформатора, ковторичной обмотке которого подключенывходы второго однофазного моста, квыходам которого подключен второйреагирующий орган, выход которого0 соединен с управляющим входом управляемого ключа, концы первичных обмоток разделительных трансформаторов соединены между собой.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Трансформаторы 1 тока питающихприсоединений подсоединены одним выводом ко входам первого многофазноговыпрямителя 2, а другие их выводы 20 соединены с общей точкой трансформаторов 1 тока питаемых присоединений, вторые выводы которых подключены ко входам второго многофазного выпрямителя 3. Между полюсами первого многор 5 фазного выпрямителя 2 включен тормозной резистор 4. Через два одинаковых уравнительных резистора б и 7 встречно и параллельно выпрямителю 2 под ключен одиночный полумост - уравнительные диоды 5. Между полюсом этого полумоста 5 и общей точкой трансформаторов 1 тока включен первый разделительный трансформатор 8, к вторичной обмотке которого подключен одно фа э ный мос то вой выпрямитель 9 . Междуполюсами выпрямителя 9 включен рабочий резистор 10, подключенный вторымвыводом, соединенным со вторым выводом тормозного резистора 4, к средней точке первого реагирующего орга на 11, а первым выводом " к первомувходу первого реагирующего органа.Между полюсами первого 2 и второго 3 многофазных выпрямителей встречно и параллельно первому многофазному выпрямителю 2 включены разделительные диоды 12. Между полюсами второго многофазного выпрямителя 3 включены соединенные последовательно два одинаковых балластных резистора 13 и 14, щ между общей точкой которых и общейточкой трансформаторов тока включен второй разделительный трансформатор 15. К вторичной обмотке трансформатора 15 подключен второй однофазный мостовой выпрямитель 16, к полюсам которого подсоединен второй реагирующий орган 17, управляющий ключом 18, Один полюс ключа 18 подключен к первому выводу тормозного резистора 4, а другой полюс - ко второму входу 60 первого реагирующего органа 11.Устройство работает следующимобразом.При к.з. в зоне защиты (точка К)возможны три случая: ток в питаемых 65 Фидерах отсутствует имеется ток от877687 на втором входе реагирующего органа11 отсутстует, то рабочий сигнал,сформированный на первом входе, приводит к срабатыванию реагирукщего органа, к выдаче сигнала на отключение.При к.з. в зоне действия защитыи наличии токов подпитки, направленных противоположно такам отсоса(фиг.1), сумма токов питающих и питаемых присоединений протекает черезпервый разделительный трансформатор,8 и подается затем через подключенный к его вторичной обмотке выпря:митель 9 на резистор 10. Выпрямительный .сигнал с резистора 10 поступает 5 на первый вход реагирующего органа11. При этом положительные полуволны тока, равного сумме токов питающих и питаемых присоединений, протекают через резистор 7, а отрицатель ные полуволны .- через резистор б, итормозной сигнал на резисторе 4 неформируется. При превиаении уставкисрабатывания реагирующий орган выдае.сигнал на отключение. 25При к.э. в зоне действия защитыо токами отсоса, направленньвюи, какпоказано на чертеже (стрелки доте )сумма токов в питаемых присоединенияхравна нулю. Разность сумм токов в питакщих и сумм токов в питаемых присоединениях протекает через первичную обмотку первого разделительноготрансформатора 8 и подается затем через включенный на его вторичную обмотку выпрямитель 9 на резистор 10.Выпрямленный сигнал с резистора 10 поступает на первый вход реагирующегооргана 11. При этом направление,пропорциональное разности положительных (отрицательных) полуволн 40суммы токов нитакщих присоединений,протекающих через резистор 7 (6)и положительных (отрицательных) йолуволн сумкй токов отсоса, протекающих через резистор б (7), выделяется 4на резисторе 4, формируя тормознойсигнал Однако этот тормозной сигналне поступает на второй вход реагирующего органа 11, поскольку ключ 18находится в разомкнутом состоянии.Это обеспечивается тем, что напряжение, пропорциональное сумме токовотсоса, выделенное с помощью резисторов 13 и 14 и разделительных диодов 12, подается на трансформатор 15.Выпрямленное направление со вторичной обмотки трансформатора 15 подается на вход второго реагирующего.(блокирующего) органа 17. Но так какуставка блокирующего органа 17, равная, например, 0,9Эна, больше 0максимальной с токов отсоса,равной 0,6-0,8 3то блокирующий орган н срабатывает (т.е.ключ 18 находится в.разомкнутом состоянии). поскольку тормозной сигнал 65 соса, направленный, как показано на чертеже (стрелки О з ), и, наконец, имеется ток подпитки, направленный противоположно току отсоса.В первом случае при отсутствии тока в питаемых присоединениях сумма положительных полуволн токов к.э. в питающих присоединениях протекает через уравнительный резистор 7, а сумка отрицательных - через уравнительный резистор б. Ток через резистор 4 не протекает и, следовательно, торможение отсутствует. Ток дифференциальной цепи, трансформированный во вторичную обмотку трансформатора 8, выпрямляется однофазным мостом 9 и подается на рабочий резистор 10. Напряжение с .резистора 10 подается на первый вход реагирующего органа 11, включенного по дифференциальной схеме со средней точкой. При к.з. в зоне защиты и отсутствии тока в питаемых присоединениях ключ 18 находится в разомкнутом состоянии и, таким образом, торможение защиты исключается. При к.з. вне зоны .действия защиты(фиг.1 точка К) возможно насыщение трансформатора 1 тока какого-либо питаемого присоединения. При этом, хотя в первичной сети сумма токов питанщих и питаемых присоединений равна нулю, во вторичной дифферен-.циальной цепи имеется ток небаланса, обусловленный насыщением трансформатора 1 тока. Ток небаланса протекает через первый разделительный трансФорматор 8 и подается затем через выпрямитель 9 на резистор 10, Выпрямленный сигнал с резистора 10 поступает на первый вход реагирующего органа 11.При этом положительные (отрицательные) полуволны сумвы токов питающих присоединений протекают через резистор 7 (6), а положительные (отрицательные) .полуволны суммы токов питаемых присоединений - через резистор б (7), Разность этих полуволн, пропорциональная току небаланса, фор мирует на резисторе 4 тормозное направление. Напряжение, пропорциональ- ное сумке токов питаемых присоединений, выделяемое .с помощью резисторов 13 и 14 и разделительных диодов 12, попадает на трансформатор 15.Выпрямленный сигнал с его вторичной обмотки подается на вход блокирующего органа 17Поскольку сумма токов питаемых присоединений при внешнем к.э.ВНебольше чемуставка блоирующего органа 17 Оф 9 Й Эном, то последний срабагывает и замыкает ключ,18. Тем самак на второй вход реагирующего органа подается тормоз ной сигнал с резистора 4. При этом реагирующий орган 11 не срабатывает и ложная работа устройства защиты исключается.877687 Предлагаемое устройство может быть использовано для дифференциальной за-, щиты сетей переменного тока, особенно сетей, где наиболее вероятны дуговые короткие замыкания с токами отсоса, которые,не выявляет известное устройство.Однако предлагаемое устройство имеет ограниченную область применения, так как при внешнем к.з. на одном из питаецих присоединений, если только оно не одно, сопровождается насыцением трансформатора тока ка-. кого"либо из питающих присоединений, возможна ложная работа защиты вследствие отсутствия торможения. Формула изобретения Устройство для дифференциальной токовой защиты шин, имеющих питающие и питаемые присоединения, содержащее , трансформаторы тока каждого иэ присоединений, первые зажимы которых соединены между собой и с концом первичной обмотки первого разделительного трансформатора, вторые зажимы трансформаторов тока питающих и питаемых присоединений подключены ко входам соответственно первого и второго многофазных мостов, минусовый зажим первого многофазного моста соединен с первыми зажимами тормозного и первого уравнительного резисторов, плюсовый зажим первого многоФазного моста соединен с первым зажи; мом второго уравнительного резистора и вторыми зажимами тормозного и рабочего резисторов, вторые зажимы первого и второго уравнительных резисторов подключены соответственно к катоду первого и катоду второго уравнительных диодов, анод первого и катод второго уравнительных диодов соединены между собой и с началом первичной обмотки первого разделительного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены входы первого однофазного моста, к выходам 8Которого подсоединен рабочий резистор,к первому зажиму которого подключенпервый зажим первого реагирующегооргана, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения чувствитель-.ности, дополнительно снабжено двумябалластными резисторами, двумя разделительными диодами, вторым разделительным трансформатором, вторым однофазным выпрямительным мостом, вторым реагирующим органом и управляемым10 ключом, причем минусовый зажим второго многофазного моста соединен спервым зажимом первого балластногорезистора и катодом первого раздели-,тельного диода, анод которого под 15 ключен к минусовому зажиму первогомногофазного моста и к первому зажиму управляемого ключа, второй зажимкоторого подключен ко второму зажимупервого реагирующего органа, плюсо 2 О вый зажим второго многофаэного моста соединен с первым зажимом второгобалластного резистора и с анодомвторого разделительного диода, катодкоторого соединен с плюсовым зажимомпервого многофазного моста и с третьим зажимом первогф реагирующего органа, вторые зажимы балластных резисторов соединены между собой и с началом первичной обмотки второго разделительного трансформатора, коЗО вторичной обмотке которого подключенывходы второго однофазного моста, квыходам которого подключены второйреагирующий орган, выход которогосоединен с управляющим входом управЗ 5 ляемого ключа, концы первичных обмоток разделительных трансформаторов соединены между собой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе40 1. Виленко Э.К. Полупериодное дифФеренциальное реле защиты шин."Электрохозяйство за рубежом",1975,В 1.2, Авторское свидетельство СССРР 505074, кл. Н 02 Н 3/28, 1976