Устройство для токовой защиты шин

ров и д,К.Паникрато 2) Авторы изобретения Ла сов, В,Ф,Коротк ни .В,Ц, ленина(7) Заявител й инст вановскии энерге 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ Н ОВОЙ ЗАЩИ я еезИзобретение относится к релейной защите элементов электрических сис" тем и систем электроснабжения и может быть использовано, например, в качестве быстродействующей защиты сборных шин 3"20 кВ и резервной защиты отходящих присоединений.Известны защиты сборных шин., выполненные в виде токовых и дистанционных защит, устанавливаемых на питающем присоединении 11.Недостатком данного устройства является отключение к.з,нашинах с бапьшой выдержкой времени.Наиболее близким к предлагаемому вляется устройство для токовой эа" щиты шин, обеспечивающее отключение к. э. иа шинах без выдержки времени,Устройство состоит из подключенных к трансформаторам тока присоеди 20 некий преобразователей тока в напряжение, выпрямителей, входы которых подключены к выходам преобразователей, регулирующего элемента напряжения,двух токовых элементов, Первый токовый элемент подключен между одним извыходов выпрямителя питающего присоединения и одним из входов реаги"руияцего элемента напряжения. Второйтоковой элемент подключен между темже входом реагирующего элемента напряжения и общей точкой выпрямителейотходящих присоединений. Второй входреагирукщего элемента напряженияподключен ко второй точке объединениявыходов выпрямителей отходящих присоединений и второго выхода выпрямителя питающего присоединения. Выходывторого токового элемента через логический элемент НЕ, а выходы первоготокового элемента и реагирующего элмента напряжения непосредственно черпоследовательно соединенные первыйлогический элемент И и логический элемент ИЛИ подключены к выходному элементу. Вйход реагирующего элемента напряжения через элемент времени и выходы втооого токового элемента непосред 877688ственно через последовательно соединенные второй логический элемент И иупомянутый логический элемент ИЛИ также подключены к выходному элементу ИНедостатком указанного устройстваявляется возможность его излишнегосрабатывания и отключения системы шинпрн внешних к,з. на отходящих присоединениях, сопровождающихся значительными погрешностями установленных на 1 оних трансформаторов тока. Это виднопри сопоставлении областей срабатьвания устройства защиты и областей,воздействующих иа устройство величинМкт н щах (Чп установки, где лц ,- напряжение на выходе преобразователя питающего присоединения йех (Омаксимальное из напряжений иа выходамияреобразоватейей ютходяйри присведи"нений,26Бв фиг. 1 покаэаны 1 1 - областьианряжений в нормальных рабочих ре"жимахе 2 - область напряжений в режиме самозапусков электродвигателейнагрузки 3 - область Иааракеиий 6 ривнешних коротких замыканиях иа отходацих присоединеиИях 4 - областьнапряжений пря Вазе на ВиийхеОбласть 3 построена с учетомпогреанасти траисФориаторов така, аобласть 4 " с учетом эоайсийиого изменения сощФтивлейия системыи с 0противления ИаГруаки.Дпя обеспечения правильного Функционирования устройства защиты винего область срабатмваиия должна о"ватывать область 4 и лежать вие областей 1-3.Устройство защиты, принятое и качест 9 е иэзмстноГРВ соответствиесо структурной схемой имеет область40срабатывания, определяемую неравенствамивил р Ф"еитфЬе;14где ОО =1и, и, - коэффициенты трансФорТО%мации трансформаторовтока, соответственнопитающего и 1 -того отходящего присоединения;К,1 О; - коэффициенты передачипреобразователей токав напряжение соответственно питающего и1 -того отходящего присоединений, равные отношении напряжения навыходе к току на входе, н представляет собой область, ограни". ченную ломаной линиейна фиг. 1.Из фиг, 1 видно, что при значитель"ных погрешностях трансформаторов то"ка отходящих присоединений областьнапряжений при внешних к.з. 3 смещается влево и может оказаться в области срабатывания устройства защиты,что приведет к излишнему отключениюсборных шин. Учитывая, что на отходящих присоединениях устанавливаются,как правило, маломощные трансформаторы тока, имеющие прн к.з. большиепогрвшностн 1 излишние отключения шинвесьма вероятны,Цель изобретения " повышение устойчивости несрабатывання устройства защиты при внешних к.з. на отходящих присоединениях, сопровождающихся большими погрешностями установленных на них трансформаторов тока.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для токовой защиты шии, содержащем подключенные к трансформаторам тока присоединений, пре" образователи тока в нанряжение, выходы которых подключены на входы выпрямителей, первый реагирующий элемент, выход которого через последовательно соединенные логический элемент И и логический элемент ИЛИ подключен к выходному элементу, второй реагирующий элемент, выход которого соединен со вторья входом логи" ческого элемента И, третий реагирующий элемент, выход которого подключен к входу логического элемента НЕ, выход которого соединен с тре" тьим входом логического элемента И, и элемент времени, выход которого подключен ко второму входу логического элемента ИЛИ, изменены коммутации мещду элементами, Выходы выпрямителя, установленного в цепи трансформатора питающего присоединения, соединены с входами первого реагирующего элемента и первой парой входов второго реагирующего элементаа а объединенные выходы выпрямителей, установленных в цепях трансформаторов тока отходящих присоединений, подключены на вторую пару входов второго реагирующего элемента и входы третьего реагирующего эле7688 6гирующего элемента 11. Выходы третьего реагирующего элемента 2 через логический элемент НЕ 1 5, а выходы первого и второго реагирующнхэлементов соответственно 10 и 11,непосредственно, подключены к входамлогического элемента И 14, выход которого соединен с одним нз входовлогического элемента ИЛИ 15.а Выход третьего реагирующего элемента 12 подключен к входу элемента времени 16, выход которого подключен к второму входу логическогоэлемента ИЛИ 5, сигнал с выхода ко 1 торого подается иа выходной элемент 17,Устройство работает следующим образом,С выходов выпрямителя 9 питающерр го присоединения 6 подается иапряжение на вход первого реагирукщего зле;мента 10 и первую пару входон второго реагирующего элемента 31. Выходы выпрямителей 9 отходящих нри- соединений 7 образу 1 ет диодюй маз"сиселвкторпоэтому на вход третьбго реагирующего элемента напряжения 12 и вторую пару входов второго реагирующего элемента 1 псщМ .ется наибольшее иэ напряжений на енходах преобразователей 8, устанонпен,ных в цепи транс 4 армвторов тока 5отходящих присоединений 7.Вторым реагирующим элементом 13осуществляется сравнение напрязсенийЗф подведенных на первую и вторую парувходов. Сигнал на выходе элемента11 появляется в том случае, когда напряжение на выходе выпрямителя 9питающего присоединения б больше наибольшего из напряжений на ныхсщахвыпрямителей 9 отходящих нрнсоединаний 787 КПИТ пил и,Хо,Юф О 1 ф Огсгде 0 - напряжение срабатывания персфвого реагирующего элемента;0 - напряжение срабатываниятретьего реагирующего элемента.Она представляет собой область, ограниченную ломаной линией П (Фиг,1).Из сопоставления областей срабатывания устройства защиты, принятого в качестве известного и предлагаемого изобретения видно, что граничная линйя Ц удалена от области 4 значительно дальше, чем линия 1. Поэтому предлагаемое устройство обладает большей устойчивостью несрабатывания нри внешних к.з, на отходящих присоединениях, сопровождающихся зиачительиымн погрешностями нх трансформаторов тока.На фиг, 2 представлена схема сети и структурная схема устройства, где показаны следующие элементы элек.трической сети: 1 " энергосистемами, 2 - выключатель питающего присоединеяняь 3 шины 4 выкжОчатели от ходящих присоединений; 5 " трансформаторы тока; б - питающее присоеди" иение 1 7 - отходящее присоединение мента, выход которого подключен ко входу элемента времени.Для предлагаемого изобретения область срабатывания определяется не- равенствами Устройство для токовой защиты шин состоит из подключенных к трансформаторам тока присоединений преобразователей 8 тока в пропорциональное напряжение, выпрямителей 9, входы которых подключены к выходам преобразователей 8Выход выпрямителя 9, вход которого подключен к выходу преобразователя, установленного в цепи трансформатора тока питающего присоединения б, соединен с входом первого реагирующего элемента 10 и первой парой входов второго реагирующего элемента 11. Выходы выпрямителей 9, выходы которых подключены к выходам преобразователей, установленных в цепях трансформаторов тока отходящих присоединений 7, подключены параллельно на вход третьего реагирующего элемента 12 и вторую пару входов второго реа-,Ва выходах первого н третьего реагирующих элементов 10 и 12 сиг" над появляется в случае, если напряжение на их входах превышает напрязвнне срабатывания. При к.з. на шинах через трансформатор тока 5 питающего присоединения 6 протекает ток повреждения, .а через трансформаторы тока 5 отходящих присое" динений 7 токи нагрузки, значения которых значительно меньше тока . к.з. При этом на выходах первого и второго реагирующих элементов 10 и 11 появляются сигналы. На выходе третьего реагирующего элемента 12 сигнал отсутствует, что соответству.877688 510 Формула изобретения 55 ет наличию сигнала на выходе элемента НЕ 13.Срабатывает логический элемент И 14 и через элемент ИЛИ 15 подается сигнал на выходной элемент 17, осуществляющий отключение без выдержки времени выключателей 2 питающего присоединения 6.При внешнем замыкании на отходящем присоединении 7 через трансформаторы тока 5 питающего 6 и поврежденного отходящего 7 присоединений протекает один и тот же ток повреждения. При этом срабатывает третий реагирующий элемент 12 и через заданное время, превышающее максимааьную выдержку времени защит отходящих присоединений 7, срабатывает элемент времени 6, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 15 вызывает срабатывание выходного элемента 17 осуществляющего отключение выключателя 2 питающего нрисоединения 6. Таким образом, осуществляется резервирование отказов выключателей 4 н защит отходник присоединений 7,Может сработать первый реагиру ющий элемент 19, однако, при сраба- тывании третьего реагирующего элемента 12 исчезает сигнал на выходе элемента НЕ 13 и элемент И 14 не срабатывает Коэффициент преобразова ния преобразоватепя 8 пнтающего присоединения б выбирается таким образом, чтобы пока трансформаторы тока 5 поврежденных отходник присоединений 7 работают без значительных погрешностей сигнал на выходе второго реагирующего элемента 1 отсутствовал бы.Однако при значительных погреаностях трансформатора тока 5 поврежденного отходящего присоединения 7 напряжение на выходе преобразовате" ля 8, подключенного к этому транс-. форматору тока, уменьшается и на выходе второго реагирующего элемента 1 может появиться сигнал.Срабатывание третьего реагирующего элемента напряжения 12 вызывает исчезновение сигнала на выходе элемента НЕ 13. Поэтому даже в случае появления сигналов на выходах первого и второго реагирующих элементов 10 и(при значительных погрешностях трансформаторов тока 5 отходящих присоединений 7) сигнал на выходе эле 5 20 25 Э 9 ЭЗ 45 8мента И 14 отсутствует и отключение выключателя 12 питающего присоединения 6 без выдержки времени не осуществляется.Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить вероятность излишнего отключения сборных шин при внешних к.з.и повысить надежность электроснабжения потребителей. Устройство для токовой защиты шин,содержащее подключенные к трансформаторам тока присоединений преобразователи тока в напряжение, выходы которых подключены на входы выпрямителей, первый реагирующий элемент, выход которого через последова,тельно соединенные логический элемент И н логический элемент ИЛИ подключен к выходному элементу, второйреагирующий элемент, выход которого соединен со вторым входом логического элемента И, третий реагирущций элемент, выход которого под"каочен к входу логического элемента НЕ, выход которого соединен стретьим вжедом логического элементаИ, и элемент времени, выход которогоподключен ко второму входу логического элемента КПИ, о т.л и ч ею щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости несрабатыванияпри внешних коротких замыканиях, выходи Выпрямитела: уатановленного в цени трансформатора тока питающегоприсоединения, созщинены со входамнпервого реагируюирма элемента и первой парой входов второго реагирующего элемента, а объединенные выходы выпрямителей, установленных вцепях трансформаторов тока отходящихприсоединений подключены на вторую пару входов второго реагирующего элемента и входы третьего реагирующего элемента, выход которого подключен ко входу элемента времени.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гельфанд Я.С. Релейная защита распределительных сетей. М.,"Энергия", 1975, с, 295-296,2. Авторское свидетельство СССР