Устройство для формирования тока дифференциально-фазной защиты

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскихСоциалистическихРеспублик и 924784(5)М, Кл. Н 02 Н 3/28 тнвударстекнный квинтет СССР нв делам нзебретеннй н юткрытнй(54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ТОКАДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ ЪНО-ФА ЗНОЙ ЗАЩИТЫ Изобретение относится к электротехнике, конкретно к устройствам формирования тока для дифференциально-фазныхзашит,Известны устройства формированиятока для дифференциально фазной зашиты,5содержащие комбинированный фильтр токовпрямой 7 и обратной 7 последовательности, выходной ток которого зависитот величины 7 т + К 3 е, где К -,коэффициент равный 6-10 1 .1 ОНедостатком устройства является наличие зависимости выходного тока отсдвига фаэ между токами 3 и Эу, которые при различных видах короткогозамыкания могут совпадать по фазе илинаходиться в противофазе, Наличие в комбинированном фильтре реактивных елеменРтов (индуктивности и емкости) ведет кувеличению фазовых погрешностей приизменениях частоты входного тока илипоявлениях во входных токах высших .гармоник, Кроме того, правильная работаустройства в некоторых случаях может быть выполнена только при больших значениях коэффициента К, что также ведет кувеличению фазовых погрешностей устройства.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемомурезультату является устройство, регулирующее на отношение напряжения к току,содержащее три мостовые схемы, каждаяиэ которых имеет диодную схему сравнения, два входа, один из которых подключен к датчику напряжения, а второйк датчику тока, и выход, подключенныйчерез схему ИЛИ к нултиндикатору, 1 дополненному элементом сопоставлениявремени существования импульсов с заданным временем (2,В устройстве снижена фазовая погрешьность при изменении частоты и появлениивысших гармоник, а выходной ток не зависит от сдвига фаз между составлякнцими токов, но оно не приспособлено кформированию тока для дифференциальнсьфазной защиты .84 фВходы фазных датчиков тока подключены к питающей сети через установленные дополнительно и соединенные последовательно операционный усилитель ипромежуточный трансформатор.На фиг. 1 приведена электрическаясхема устройствами на фиг, 2 - схемавключения блока измерений через порсговые устройства, питаемые от трансформаторов напряжений; на фиг. 3 - схемавключенияоперационных усилителей между датчиками тока и питающей сетью.Устройство содержит три мостовыхблока 1 - 3, каждый из которых имеетдва входа 4 и 5 и выход 6. Мостовойблок содержит одну задействованную диодную схему сравнения, состоящую изрезисторов 7 и 8 и диодов 9 и 10, Вторая незадействованная диодная схемасравнения содержит резисторы 11 и 12и диод 13, К входам 4 каждого листового блока подключены первые вторичные :обмотки датчиков 14 - 16 фазныхтоков, первичные, обмотки которыхпредназначены для подключения к провсдам питания токов фаэ соответственно А,В,и С, К входам каждого из мостовыхблоков 1 - 3 подключены вторичные. обмотки датчиков 15, 14 и 16 соответственно. Выходы 6 мостовых блоков1 - 3 подключены к первому элементуИЛИ 17, состоящему из трех диодов ирезистора 18. К выходу первого логического элемента ИЛИ 17 через размыкающий контакт 19, управляемый одним иэреле блока 20 реле тока нулевой цоследовательности, подключен первый вход второго элемента ИЛИ 21, второй вход которого подключен к выходу датчика 22тока нулевой последовательности параллельно блоку реле тока нулевой последовательности.Блок реле тока нулевой последователь.ности содержит три реле, контакты двухиэ которых предназначены для подготовки цепей пуска передатчика и созданияотключающих цепей, а третье с промежуточной установкой управляет контактом 19,Выход второго элемента ИЛИ предназначен для подключения к манипулирующэму входу передатчика 23.Поскольку контакты реле блока 20предназначены для йуска передатчикаи создания отключающих цепей только прикоротких замыканиях на землю, то примеждуфазных коротких замыканиях беззамены для аналогичных цепей предназначены блоки 24 или 25 измерений,3 9247Цель изобретения - снижение фазовыхпогрешностей при изменениях частотыи наличии гармонических составляющих.Указанная цель достигается тем, чтов устройство формирования тока для дифференциально фаэной зашиты, содержащеетри мостовых блока, два входа, каждыйиз которых подключен к датчикам фазныхтоков, и выход, подключенный через первый элемент ИЛИ к блоку измерений, 1 Овыполненному в виде нуль-индикатора,дополненного элементом сопоставлениявремени существования импульсов с заданным временем, дополнительно введены второй элемент ИЛИ, датчик токанулевой последовательности и блок изтрех реле тока нулевой последовательности, а блок измерений содержит второй нуль-индикатор, дополненный элемен.том сопоставления времени существования импульсов с заданным временем, причем.первый вход мостового блока подключен к датчику тока одной фазы, авторой вход - к датчику тока другойфазы, причем вход датчика тока нулевойпоследовательности предназначен дляподключения к фильтру токов нулевой последовательности, а выход датчика подключен к блоку реле токов нулевой последовательности и одному иэ входов второго зоэлемента ИЛИ, первый вход которого через размыкающий контакт первого изреле блока реле тока нулевой последовательности подключен к выходу первогоэлемента ИЛИ, авыход второго элемента35. ИЛИ предназначен для подключения кманипулирующему входу передатчика высокочастотного поста диффернциально-фаэной 1.Ьашиты, причем контакты второгореле блока реле тока нулевой последова 40тельности и первого нуль-индикатора блока. измерений предназначены для пускапередатчика высокочастотного постадифференциально-фазной защиты, а контакты третьего реле блока реле тока ну 45, левой последовательности и второго нульиндикатора блока измерений предназначе,.ны для подготовки отключающих цепейдифференциально-фаэной защиты.Блок измерений подключен к выходаммостовых схем через установленные доцоанительно и соединенные последовательно диоды и резисторы, причем параллельно резисторам подключены выходыдополнительно установленных выпрямительных блоков, входы которых предназначены для подключения к выводам вторичных обмоток трансформаторов напряжеПЯ,подключенные через показывающие переключатели 26,Блок 24 содержит два нуль-индикатора, дополненные элементами сопоставления времени существования импульсас заданным временем.При значительных величинах токовнагрузки вместо блока 24 можно испольэовать блок 25,Блок 25 (фиг. 2) является реле пол 1 с 0ного сопротивления и содержит блок 27,содержащий два нуль-индикатора, допол+.ненные элементами сопоставления времени существования импульса с заданнымвременем, аналогично блоку 24. Приэтом выходы 6 мостовых схем 1 - 3подключены к входу блока 25 черезсоединенные последовательно диоды 28и резисторы 29. Параллельно каждомурезистору 28 подключены выходы выпрямительных блоков 30, входы которыхпредназначены дпя подключения к вто ричным обмоткам трансформаторов напряжения на фазах питания АВ, ВС иСА. 25При необходимости уменьшения потребления от датчиков тока могут быть включены блоки 31 (фиг, 3), выходы которыхподключены к первичной обмотке датчиков 14 - 16 тока, а входы предназнач З 0ны для подключения к проводами питаниячерез промежуточные трансформаторы 32.Каждый из блоков 31 содержит операционный усилитель 33 с обратной связью,регулируемой резисторами 34 и стабилизаторами 35. Резистор 36 являетсяосновйой нагрузкой вторичной обмоткипромежуточного трансформатора 32, арезистор 37 регулирует входной ток операционного усилителя, 40Устройство работает следующим обрачом,Когда в мостовом блоке 1 (фиг. 1) напряжение, созданное током (-38 ) и45 поступающее на выводы 5, не пропускается диодом 10 к сравнивающему резистору 8 ипи когда оно опускается, но меньше того напряжения на резисторе 8, которое поступает от датчика тока Я через выводы 4, то мостовая схема сбалансир(М50 вана и равно нулю напряжение на ее выходной диагонали, а также на выходных выводах 6, Когда же напряжение созданное током (-3 ), превышает напр 4 кение, поступающее на сравнивающий резистор 8 55 от датчика тока Э, то баланс мостовой схемы блока 1 нарушается и на выходных выводах 6 появляется напряжение (с положительным потенциалом на выводе, от меченном точкой). При отсутствии на резисторе 8 одного из сравниваемыхнапряжений (от тока Ъ и от тока (-Ъ ) выходной сигнал на выводах 6 появиться не может. Выходные сигналы блоков 1- 3 через первый элемент ИЛИ 17 и через первый вход второго элемента ИЛИ 21 поступают на выводы "Манипуляция" пере датчика 23, вызывая останов передатчика на время сигнала. Если произошло однофаэное или двухфазное короткое замыкание на землю, то сигналы от первого элемента ИЛИ 17 на передатчик 23 прерываются контактом 19, а на выводы "Манипуляция" поступают через второй вход второго элемента ИЛИ 21 со стороны датчика тока нулевой последовательности 22, тем самым обеспечивая манипуляцию передатчика только сигналами тока нулевой последовательности.Находящиеся в блоке 24 два нуль- индикатора, дополненнйе элементами сопоставления времени существования им,1 ф пульса с заданным временем, измеряют вр.мя существования выходных импульсов, поступивших от блоков 1 - 3. Когда время существования хотя бы одного иэ им пульсов (при заданном пороге чувствительности) превышает заданное время, то срабатывает нуль -индикатор, связанный с соответствующим элементом времени, Один из нуль-индикаторов запускает передатчики, а другой подготавливает цепи отключения.Если вместо блока 24 подключен блоу.25 (фиг, 1 и 2), то выходные импуль 4 сы, поступившие от блоков 1 - 3, должны превысить падение напряжения, соэ данное на резисторах 29 выпрямленным и сглаженным напряжением блоков 30, подсоединенных соответственно к выводам Ау, Вю, ВяСн и СеА трансформаторовнапряжений. Благодаря этому блок 27, содержащийся в блоке 25, совместно с остальными становится односистемным (одним Ъа три Фазы) реле полного сопротивления. При однофазнам и двухфаэ- ноМ коротких замыканиях на землю вступают в действие реле запуска передат- чиков и подготовки цепей, содержащиесяр блоке 20 (фиг. 1) и подключенные к датчику 22 тока нулевой последовательности.При токах нагрузки или трехфаэных коротких на выходах 6 блоков 1 - 3 в каждый период тока образуются три им пульса с промежутками между ними, при 7 92478 чем сумма импульсов, равная сумме про межутков, постоянна и равна 180На другом конце линии также образуются три импульса с промежутками. При этом импульсы с одной стороны линии соот ветствуют промежуткам с другой стороны линии и дифференциально-фазная защита оказывается заблокированной, При корот ком замыкании на защищенной линии токи на другой подстанции изменяют свое йа. правление почти на 1 80появляются перерывы в передаче высокочастотных сигналов и дифференциально-фазная защита срабатывает,Правильная работа предложенного фор мирователя от выходных сигналов мостовых схем обеспечивается также при всех коротких замыканиях, когда сумма векторов фазных токов равняется нулю. С появлением тока нулевой последова тельности внешнего короткого замыкания при наличии тока нагрузки сумма выходных сигналов мостовых схем на обеих сторонах защищаемой линии не охватывает все 360 периода, т, е. 25 дифференциальная защита может не заблокироваться, то работоспособность устройства сохраняется благодаря добавлению импульсов через второй элемент ИЛИ 21 со стороны датчика 22 тока з 0 нулевой последовательности, При отсут; ствии тока нагрузки импульсы датчика 22 обеспечивают работоспособность блокировки самостоятельно, При наличии большого тока нагрузки и относительно мало 1 з 5 го тока однофазного короткого замыкания на землю в защищаемой зоне контакт 19 разомкнется и снимет блокирующие сигналы на выводы "Манипуляция", поступившие от выходных сигналов мостовых схем,40 потому что они могут помешать деблокирующим сигналам от датчика 22.Предложенное устройство позволяет обеспечить улучшение селективности диф- .ференциально-фаэной защиты и может най-ти широкое применение для дифференциально-фазных зашит линий электропередачи. Формула изобретения501. Устройство формирования тока для дифференциально-фазной защиты, содержащее три мостовых блока, каждый из которых имеет диодную схему сравнения, два входа, подключенные к датчикам 55 фазных токов, и выход, подключенный через первый элемент ИЛИ к блоку измерений, вьшолненному в виде нуль-индикатора, дополненного элементом сопоставления времени существования импульсов с заданным временем, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью снижения фазовых погрешностей, в него дополнительно введены второй элемент ИЛИ, датчик тока нулевой последовательности, а блок измерений содержит второй нуль- индикатор, дополненный элементом/сопоставления времени существования импульсов с заданным временем, причем первый вход мостового блока подключен к датчику тока одной фазы, а второй входк датчику тока другой фазы, причем вход датчика тока нулевой последовательности предназначен для подключения к фильтру токов нулевой последовательности, а вы, " ход датчика подключен к блоку реле токов нулевой последовательности и одному из входов второго элемента ИЛИ, первый вход которого через размыкающий контакт первого из реле блока реле тока нулевой последоватепьности подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента ИЛИ предназначен для подключ ния к манипулирующему входу передатчика высокочастотного поста дифференциально-фаэной зашиты, причем контакты второго реле блока реле тока нулевой последовательности и первого нуль-индикатора блока измерений предназначены для пуска передатчика высокочастотного поста дифференциально-фазной зашиты, а контакты третьего реле блока реле тока нулевой последовательности и второго нуль-индикатора блока измерений предназначены для подготовки отключакяйих цепей дифференциально-фазной защиты.2. Устройство .по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при больших токах нагрузки, блок измерений подключен к выходам мостовых блоков через установленные дополнительно и соединенные последовательно диоды и резисторы, причем параллельно резисторам подключены выходы дополнительно установ ленных выпрямительных блоков, входы которых предназначены для подключения к выводам вторичных обмоток трансформа- " торов напряжения.3, Устройство по и. 1, о т л и ч а - ю ш е е с я тем, что, с целью уменьше ния потребления, входы фазных датчиков тока подключены к питающей сети через установленные допоЛнительно и соединенные последовательно операционный усилиС)тель и промежуточный трансформатор. Источники информации,принятйе во внимание при экспертизеТираж 670Государственного комитета СССРелам изобретений и открытий