Устройство для защиты сборных шин электрических станций и подстанций

СОЮЗ СОВЕТСКИХсааепаъц е сникРЕСПУБЛИН 19) 8 и Н 02 Н 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ П(71) Новосибирский электротехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 122195, кл, Н 02 Н 3/28, 1967.2. Авторское свидетельство СССР 9 162210, кл. Н 02. Н 3/28., 1968.3. Авторское свидетельство СССРР 325662, кл. Н 02 Н 3/28, 1971,ф,. Авторское свидетельство СССР М 237240, кл. Н 02 Н 3/28, 1970,5, Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3230777, кл. Н 02 Н 3/28, 1979.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СБОРНЫХ ШИН ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ, содержащее блок датчиков тока, подключенных к трансформаторам тока одной систеМг сборных шин одни концы вторичных обмоток датчиков тока при этом объединены, а другие присоединены к многоплечему . диодному Полумосту, катоды и аноды диодов которого объединены и подклю, чены к Фазному органу, первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом фазного органа, а:выход - с входом выходного органа, два блока дифференцирования, выход пер" вого при этом соединен с входом фор мирователя контрольного сигнала, а выход второго - с первьм рабочим входом блока контроля совпадения, узел выделения апериодической слагающей, формирователь блокирующих сигналов, расширитель импульсов, инвертор, элемент ИЛИ, ждущий мультивибратор, первый вход которого соединен с входом расширителя импульсов, выходом Формирователя контрольного сигнала, вторым рабочим входом блока контроля совпадения и первым входом узла выделения апериодической слагающей,ИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСГВУ1019539 10 второго диода, а катод - с катодом.третьего диода, сумматор, пусковойорган, четыре компаратора, третийдифференциатор, элемент НЕ, дваэлемента ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, третий и четвертый элементы И, расширитель сигналов, транзистор, релес двумя замыкающими Контактами, причем вход каждого выпрямителя объединен с одним концом дифференциальногорезистора и соединен с общей точкойвторичных обмоток датчиков тока обоихблоков, а выходы каждого выпрямителя соединены с входом соответствующего второго дифференциатора, другойконец дифференциальных резисторов.заземлен, при этом инвертирующийвход диФференциальных усилителейсвязан с катодами, неинвертирующийс анодами соответствующих многоплечих диодных полумостов, а выход сое"динен с входом соответствующих первыхдифференциаторов, а каждая развязы-,вающая схема другим концом нагрузочного резистора подключена к выходукомпаратора блока контроля совпадения и является его вторым выходом,а катодами первого и третьего диодовк второму входу элемента И-НЕ, приэтом катод второго диода является,третьим выходом, а анод третьегодиода - третьим входом блока контраля совпадения, причем первый входсумматора связан с входом первогокомпаратора и входом одного выпрямителя, а второй - с входом второгокомпаратора и входом другого выпрямителя, выход сумматора соединен с вхо.дом третьего компаратора, пусковогооргана и дифференциатора, выход последнего подключен к входу четвертоИзобретение относится к области релейной защиты и может быть исполь. ,зовано для защиты двойных систем сборных шин с Фиксированным присоединением элементов, 5 Известно устройство для диффервн циально-фазной защиты сборных шин, содержащее токовые комбинированные Фильтры симметричных составляющих, ненасыщающиеся промежуточные трансформаторы тока, пусковые органы, ра, бочий момент в которых создается дифференциальным током, а тормознойгеометрической разностью дифференциального тока и тока соответствующего элемента. Выбор поврежденной системы сборных шин 1 ССШ) в. защите двойной системы шин при работе с вклюго компаратора, а выход первогокомпаратора соединен с первым входомтретьего элемента И, выход второгос четвертым входом третьего элементаИ, второй и третий входы которогосоединены с выходами элементов НЕи ИЛИ-НЕ соответственна, входы последнего соединены с выходом соответствующего расширителя импульсов, авход элементов НЕ соединен с.выходомтретьего компаратора, первый и четвертый входы четвертого элемента Иподключены к второму выходу соответствующего блока контроля совпадения,а второй и третий входы четвертогоэлемента И - к выходу первого элемента ИЛИ и выходу четвертого компаратора, связанцого, кроме того, с третьим входом обоих блоков контролясовпадения, выход четвертого элемента И соединен с одним из входоввторого элемента ИЛИ, другой входкоторого соединен с выходом третьего элемента И, входы первого элемента ИЛИ подключены к выходу соответсйвующего формирователя контрольногосигнала а выход пускового органасоединен с вторым входом первогои второго. элементов И, выход второгоэлемента ИЛИ связан с входом расширителя сигналов, выход которого подключен к базе транзистора, эмиттеркоторого заземлен, а коллектор соединен с одним концом обмотки реле,второй конец которой подключен к источнику питания, и третьим выходомблоков контроля совпадения, а двазамыкающих контакта реле соединеныс анодами и катодамй двух многоплечих диодных полумостов соответствен.но. ченным ШСВ производится касинуснымреле 1 13,Однако такой принцип выполнениязащиты не может обеспечить высокуючувствительность к внутренним карат.ким замыканиям (КЗ) с вытекающимтоком и сдвинутыми по Фазе токамии достаточную отстроенность от внешних КЗ,Кроме того, в режиме нарушеннойФиксации и внутреннего КЗ на однойсистеме шин возможно блокированиезащиты.Известна дифференциально-фазнаязащита шин, в которой содержатсянась 1 щающиеся сумматоры - датчики Фазового угла токов присоединений,реле сравнения Фаз, контролирующеефазовые соотношения токов присаединений 2. В защите двойной ССШ выходные цепи сумматоров автоматически переключаются при переводе присоединений с одной ССШ на другую контактами реле-повторителей шинных разъединителей.5Однако эта защита, имея угол блокировки 80 , не может обеспечить отостроенность от внешних КЗ при глубоких насыщениях трансформаторов тока 1 ТТ). Защита имеет недопустимо большое время срабатыванияоколо .80 мс и может оказаться недостаточно чувствительной в некоторых режимах внутоеннего КЗ.Известно устройство для дифферен циально-фазной защиты сборных шин, содержащее промежуточные ТТ с двумя вторичными обмотками, дифференциально-токовый пусковой орган, орган сравнения фаз, которое может быть ис- р 0 пользовано и для защиты двойной ССШ. Для этого также осуществляются переключения вторичных цепей 3 .Однако и эта защита может иметь низкую чувствительность, исходя из условия настройки пускового органа и формирователя прямоугольных импульсов. Обладая хорошей отстроенностью от внешних КЗ при глубоких насыщениях ТТ, защита может ложно сработать при работе ТТ в области средних30 индукций на отрицательной по отноше нию к знаку апериодической слагающей полуволне тока КЗ.Наличие автоматики переключения вторичных цепей в последних двух защитах значительно усложняет их цепи внешней коммутации. По этой причине, а также вследствие использования блок- контактов разъединителей в этой автоматике существенно снижается надеж" 40 ность таких защит.Известна также дифФеренциальная защита с торможением на выпрямленных токах, содержащая пусковой орган, охватывающий все присоединения 45 обеих систем шин, избирательный балансный токовый орган, сравнивающий арифметические суммы дифференциальных токов трех фаз обеих систем шин, логическую часть, устройство контроля и промежуточные ТТ. Для отстрой 50 ки от переходных токов небаланса пусковой орган имеет торможение разностью суммы абсолютных значений токов всех присоединений и модуля дифФеренциального тока 4.55Однако величина коэффициента тормо. жения ограничена условием обеспечения необходмой чувствительности при внутренних КЗ с вытекающими токами нагрузки или сдвинутыми по Фазе тока ми, а также при разомкнутом ШСВ и наличии обходных связей между системами шин, Использование апериодической составляющей в токе КЗ для ловышения отстроенности защиты приводит 65 к значительному увеличению времени срабатывания при внутренних КЗ.Кроме того, общим недостатком известных защит является снижение их устойчивости функционирования в.момент проведения оперативных переключений, когда между системами шии образуется перемычка из разъединителей,и шунтирующая цепь ШСВ. Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты сборных шин электростанций и подстанций, содержащее блок датчиков тока, многопле. чевой диодный полумост, фазный, пусковой, выходной органы, элемент И, логическую часть, контролирующую наличие сигнала в дифференциальной цепи защиты в течение короткого промежутка времени в начале каждой полуволны, совпадающей по знаку с апериодической слагающей в токе КЗ. Устройство защиты обеспечивает более вы. сокий уровенЬ отстроенности по сравнению с аналогами от внешних КВ, сопровождающимися различными видами переходного процесса в ТТ при сохранении быстродействия и чувствитель-: ности к внутренним повреждениям как при наличии сдвинутых по фазе токов, так и вытекающих токов нагрузки5.Однако известное устройство не может обеспечить защиту двойной системы шин е фиксированным присоединением элементов - наиболее распространенной в СССР схемы первичных соединений на напряжении 110-220 кВ,Целью изобретения является,расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты двойной системы сборных шин с фиксированным присоединением элементов при сохранении высокого уровня устойчивости Функционирования.Поставленная цель достигается тем что в устройство для защиты сборных шин электростанций и подстанций, содержащее блок датчиков тока, подключенных к трансформаторам тока одной системы сборных шин, одни концы вторичных обмоток датчиков тока .при этом объединены, а другие присоедине ны к многоплечевому диодному полумооту, катоды и аноды диодов которого объединены и подключены к фазному органу, первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом фазного органа, а выход - с входом выходного органа, два блока дифферен цирования, выход первого при этом соединен со.входом формирователя контрольного сигнала, а выход второго - с первым рабочим входом блока контроля совпадения, узел выделения апериодической слагающей, Формирователь блокирующих сигналов, рас-. ширитель импульсов, инвертор, элемент ИЛИ, ждущий мультивибратор, 101953910 15 20 40 первый вход которого соединен со входом расширителя импульсов, выходом формирователя контрольного сигнала, вторым рабочим входом блока контроля совпадения и первым входом .узла выделения апериодической слагающей, второй вход которого связан с третьим выходом формирователя блокирующих сигналов, а выход - с первым входом формирователя блокирующих сигналов, первый выход последнего подключен к второму блоки" рующему входУ блока контроля совпадения, а второй выход - к второму входу ждущего мультивибратора, выход которого соединен с первым бло" кирующим входом блока контроля совпадения, первый выход которого свя. зан с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом инвертора и вторьщ входом Формирователя блокирующих сигналов, на выход соединен с третьим входом элемента И,вход инвертора подключен к выходу расширителя импульсов, причем блок контроля совпадения содержит 25 компаратор, два диода, аноды кото" рых объединены с вторым входом элемента И-НЕ, а катоды служат первым и вторым блокирующим входом блока контроля совпадения, реле времени, подключенное к выходу элемента ИНЕ, при этом вход компаратора служит первым рабочим входом блока, первый вход элемента И-НЕ служит вторым ра- бочим входом блока, а выход реле вре мени - первым выходом блока, допсП- нительно введены блоки, аналогичные укаэанным с аналогичными связями и блок датчиков тока, подключенных к трансфоркаторам тока другой системы сборных шин, а также два выпряМителя, два дифференциальных резистора,два дифференциальных усилителя,две развязывающие схемы, содержащиенагрузочный резистор, три диода,анод первого из которых соединенс одним выводом нагрузочного резистора и анодом второго диода, а катод с катодом третьего диода, сумматор, пусковой орган, четыре компаратора, третий дифференциатор, элемент НЕ, 5 О два элемента ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, третий и четвертый элементы И, расширитель сигналов, транзистор, реле с двумя замыкающими контактами, причем вход каждого выпрямителя объединен с одним концом дифференциального5 резистора и соединен с общей точвой вторичных обмоток датчиков тока обоих блоков, а выходы каждого выпрямителясоединены с входом соответствующеговторого дифференциатора, другой конеЮ дифференциальных резисторов заземлен, при этом инвертиру 1 ощий входдифференциальных усилителей связанс катодами, неинвертирующий - с анодами соответствующих многоплечих диодных полумостов, а выход соединен с входом соответствующих первых дифференциаторов, а каждая развязываю щая схема другим концом нагрузочного резистора подключена к выходу компаратора блока контроля совпадения и является его вторым выходом, а катодами первого и третьего диодов - к .второму входу.злементавИ-НЕ,. при этом катод второго диода является третьим выходом, а анод третьего диода - третьим входом блока контроля совпадения, причем первый вход сумматора связан с входом первого компаратора и входом одного выпрямителя, а второй с входом второго компаратора и входом другого выпрямителя, выход сумматора соедцнен с входом третьего компаратора, пускового органа и дифференциатора, выход последнего,подключен к входу четвертого компаратора, а выход первого компаратооа соединен с первым входом третьего элемента И, выход второго - с четвертым входом тре. тьего элемента И, второй и третий входы которого соединены с выходами элементов НЕ и ИЛИ-НЕ соответственно, входы последнего соединены с выходом соответствующего расширителя импуль" сов, а вход элемента 1 НЕ соединен с выходом третьего компаратора, первый и четвертый входы четвертого элемента И подключены к второму выходу соответствующего блока контроля совпадем ния, а второй и третий входы четвертого элемента И - к выходу первого элемента ИЛИ и выходу четвертого компаратора, связанного, кроме того, с третьим входом обоих блоков контро. ля совпадения, выход четвертого элемента И соединен с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, входы первого элемента ИЛИ подключены к выходу, соответствую щего формирователя контрольного сигнала, а выход пускового органа соединен с вторым входом первого и второго элементов И, выход второго элемента ИЛИ связан с входом расширителя сигналов, выход которого подключен кбазе транзистора, эмиттер которого заземлен, а коллектор соединен с одним концом обмотки реле, второй конец которой подключен к источнику питания, и третьим выходом блоков контроля совпадения, а два замыкающих контакта реле соединены с анодами и катодами двух многоплечих диодных полумостов соответственно.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.К трансформаторам 1 тока первой ивторой систем сборных шин подключены два блока датчиков 2 тока. Одни концы вторичных обмоток датчиков 2 тока при этом объединены и присое-, динены к дифференциальному. резистору3, а другие присоединечы к многоплечевнм диодным полумостам 4 соответственно, катоды и аноды диодов кото- -,рых объединены и подключены к Фазныморганам 5, Два элемента И б, первыевходы которых соединены с выходамиФаэных органов 5, а выходы - со входами соответствующих выходных органов 7. Два блока 8 дифференцированиявыходы которых соединены со входомФормирователей 9 контрольного сигна Ола, Два блока 10 дифференцирования,выходы которых соединеня с первымрабочим входом блоков 11 контролясовпадения. Два узла выделения апериедической слагающей 12, два фориирователя 13 блокирующих сигналов, дварасширителя 14 импульсов,.два инвертора 15, два элемента ИЛЙ 16, дваждущих мультивибратора 17, первыйвход которых соединен со входомрасширителей 14 импульсов, с выходом Формирователей контрольного сигнала, вторым рабочим входом блоков11 контроля совпадения и первым входом узлов выделения апериодическойслагающей 12 соответственно, второйвход которых связан с третьим выходам формирователей 13 блокирующихсигналов, а выход - с первым входомФормирователей 13 блокирующих сигналов, первый выход у последних связан со.вторым блоки 1 ующим входомблоков 11 контроля. совпадения соответственно, а второй выход - со вторым входом ждущих мультивибраторов17. Выходы ждущих мультивибраторов17 соединены с первым блокирующимвходом обоих блоков 11 контроля совпадения, первый выход которых связанс первым, входом элементов ИЛИ 16,второй входкоторых соединен с выходом инверторов 15 и.вторым входомформирователей 13 блокирующих сигналов. Выход элементов ИЛИ 16 подсоединен к третьему входу обоих элементов И 5. Вход инверторов 15 подключен 45к выходу расширителей 14 импульсовсоответственно. Блоки 11 контроля совпадения содержат по компаратору 18,по два диода 19, аноды которых объединены со вторйм входом двух элементов И-НЕ 20 соответственно, а катоды диодов 19 служат первым и вторымблокирующим входом блоков 11 контролясовпадения, по реле 21 времени, нодключенных к выходу элементов И-НЕ 20,при этом вход компараторов 18 служит 55первым рабочим входом блоков 11, пер-,вый вход элементов И-НЕ 20 служит вто.рым рабочим входом блоков 11, а выход реле 21 времени - первым выходомблоков 11.,Два выпрямителя 22, два 60диФференциальных. резистора 3, двадифференциальных усилителя 23, дверазвязывающих схемы содержащих нагру.зочиый резистор 24, три диода 25,26, 27, анод первого из которых сое-.: динен с одним концом нагрузочногорезистора 24 и анодом второго диода26, а катод - с катодом третьегодиода 27. Сумматор 28, пусковойорган 29, четыре компаратора 30, 31,32. и 33, элемент НЕ 34, два элементаИЛИ 35 и 36, третий 37 и четвертый38 элементы И, третий дифференциатор.39, расширитель, 40 сигналов, транзистор 41, реле 42 с двумя замыкающимиконтактами, элемент ИЛИ-НЕ 43, причем вход каждого выпрямителя. 8 объединен с одним концом дифференциального резистора 3 и соединен с общейточкой вторичных обмоток датчиковтока обоих блоков 2, а выходы каждоговыпрямителя 8 соединены со входомсоответствующего второго дифференциа-.тора 10, второй конец дифференциальных резисторов 3 заземпеч. Инвертирующий вход дифференциальных усилителей 23 связан катодами, неинвертирующий - с анодами соответствущцихмногоплечевых диодных полумостов 4,а выход соединен со входом соответствукицих первых дифференциаторов 8. каждая развязывающая схема .другим концом нагрузочного резистора 24 подключена к выходу компаратора 18 блока11 контроля совпадения и являетсяего вторым выходом, а катодами первого 25 и третьего 27 диодов - ковторому входу элемента И-НЕ 20, приэтом катод второго диода 26 является третьим выходом, а анод третьегодиода 29 - третьим входом блока 11контроля совпадения, Первый входсумматооа 28 связан со входом первого компаратора 30 и входом одного выпрямителя 22, а второй вход сумматора28 - со входом второго компаратора31 и входом дрЪгого выпрямителя 22.Выход сумматора 20 соединен со входомтретьего компаратора 32, пусковогооргана 29 и третьего дифференциатора 33, выход последнего подключен.ко входу четвертого 33 компаратора.Выход первого компаратора 30 соединенс первым входом третьего элементаИ 36, выход второго компаратора 31с четвертым входом элемента И 37,второй и третий входы которого соедииены с выходами элементов НЕ 34 иИЛИ-НЕ 43 соответственно. Входы элемента; ИЛИ-НЕ 43 соединены с вы-ходом соответствующего расширителя14 импульсов, а вход элемента ИЕ 34соединен с выходом третьего ксмпаратора 32. Первый.и четвертый входычетвертого элемента И 38 подключеныко второму выходу соответствующегоблока 11 контроля совпадения, а второй и третий входы четвертого элемента И 38 - к выходу первого элемента ИЛИ 35 и выходу четвертогокомпаратора 33, связанного кроме того, с третьим входом Обоих блоков11 контроля совпадения. Выход чет 1019539вертого элемента И 38 соединен с од ним иэ входов второго элемента ИЛИ 36, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И 37. Входы первого элемента ИЛИ 35 подключены к выходусоответствуюшего фор 5 мирователя 9 контрольного сигнала, а выход пускового органа 29 соединен со вторым входом первого и второго элементов И 6. Выход второго элемента ИЛИ 36 связан со входом рас О ширителя 40 сигналов, выход которогс подключен к базе транзистора 41, эмиттер которого эаземлен, а коллектор соединен с одним концом обмотки реле 42, второй конец которой подключен к источнику питания. Кроме того, коллектор транзистора 41 подключен к третьему выходу блоков 11 контроля совпадения. Два замыкающих контакта 44 и 45, реле 42 соединены с анодами и катодами двух многоплечевых диодных полумостов 4 соответственно.Устройство работает следующим об. разом.25Вторичные токи трансформаторов тока первой и второй системы шин 1 поступают на входы двух блоков датчи. ков 2 тока закрепленных за каждой иэ ССШ. Вторичные токи датчиков тока разделяются по знаку полупериода ЗО с помощью многоплечевого диодного полумоста 4, образуя на входе Фазного органа 5 сумму модулей положитель ных и отрицательных полуволн, а на дифференциальном резисторе 3 - на-, 35 пряжение, пропорциональное дифференциальному току каждой ССШ. Фазный ор ган 5 осуществляет сопоставление длительности несовпадения отрицатель ных и положительных полуволн токов, 4 О ограниченных по амплитуде на определенном (достаточно высоком) уровне с с заданным углом блокировки. При превышении длительности несовпадения угла блокировки на вход элемента И 6 выдавтся сигнал логической "1", и при наличии на двух других его входах потенциалов высокого уровня сработает выходной орган 9, выдавая сигнал на отключение соответствующей системы шин, Следует заметить, что достаточно высокий уровень ограничения положительных и отрицательных полуволн тока в фавном органе 5 не приводит к загрублению защиты, поскольку при токах, меньших этого55 уровня, Фаэный орган 5 работает в диФференциальном режиме. Однако при этом ухудшается отстроенность фаэного органа 5 от внешних КЗ.Для обеспечения селективности не О срабатывания защиты в режимах внешних КЗ при погрешностях ТТ по фазе, превышающих угол блокировки Фазного органа 5 предусматривается логи ческая часть схемы, формирующая 65 запрецающий сигнал на третьем входа элемента И 6 при внешних КЗ. Принцип действия логической части схемы заключается в использовании информации о токах в цепях защиты в течение небольшого промежутка времени (около 1,5 мс) в начале каждой полу=- волны, когда ТТ работают практически без погрешности( участки с "идеаль" ной" трансформацией). Однако, как по. казщвают исследования и проведенные эксперименты, при незначительных нагрузках ТТ и больших значениях постоянной времени Та апериодических слагающих тоха КЗ ТТ войдет в насыщение, однако участков с "идеальной" трансформацией в последующих после первой полуволнах может не быть. При этом в токе небаланса на участках предполагаемой "идеальной" трансформации в начале полуволн, совпадающих по знаку с апериодической слагаю щейр присутствует значительная постоянная составляющая. В начале полу" волн противоположной полярности ток небаланса достигает значения вторичного тока ненасытившегося ТТ, Для повышения устойчивости Функционирова ния логической части контроль дифференциального тока осуществляется с использованиемположительных полу- волн производной выпрямленного дифференциального тока, что позволяет без особого эагрубления отстроиться от постоянной составляющей в токе небаланса на предполагаемом участке "идеальной" трансформации в начале полуволн, совпадающих по знаку с апериодической слагающей. Контроль дифференциального тока на противоположный по знаку полуволне блокируется. Запускающие импульсы логической части Формируются блоком 9 по положительной полуволне производной(блок 8) от напряжения, пропорционального сумме модулей токов плеч ( блок 23) . Это позволяет во-первых полезнее использовать время "идеальной"формации, так как максимальное значен ние производной от напряжения всегда появляется раньше максимального значения самого напряжения, И, во-вторых обеспечивает устойчивый запуск логической части при снижении входного напряжения усилителя 23 вследствие насыщения одного из ТТ, поскольку скорость нарастания напряжения при этом не изменится.Импульсы длительностью 1,5 мс с блока 9 подаются на блок 12, где определяется наличие в токе апериодической слагающей, на вход блока 4, где они удлиняются, затем инверти" руются блоком 15 и в качестве запрещающего сигнала выдаются на один вход элемента ИЛИ 16, на другом входе которого в исходном состоянии выдан логический "0". Кроме того, эти импуль.10119539сы подаются на второй вход блока 11, ции от ТТ кото ыев переходном процессе, и схема выявлируется наличие в диффе енФ р циальной ления режима нарушения фиксани можетцепи положительной производной диф- дать сбой.ференциато 10)деленном . вр ), эамеренной на опре- Исходя из этого можн фо.уро не компаратором 18, вып ровать требования к такой схеме вырямленного диФФеренциального тока явления:( выпрямитель 22).При наличии сигнала иэ высокая чувствительностьд Фф р ци льной:" цепи на втором вхо- необходимая для фиксации возможноь схемы,дЕ элемента ИЛИ 16 появится логичес- большего числа переводчмыхи 1 иприсоедии снимет запрещающий сиг нений с малыми токами-в нормальномиал. Блоки 17, и 13 формируют сигна- режиме работы,лы, блокирующие контроль совпадения высокая устойчивость функционирок апе ив начале отрицательных по отношению вания схемы в аварийных реж маи х приериодической слагающей полуволн наличии искаженных токов ТТ,тока КЗ. Заземление через дифферен высокое быстродействие схемы,циальный резистор 3 общей точки вто- достаточное для уверенного несрабаричных обмоток датчиков 2 тока (а тывания защиты от токов небаланса,также средней точки блоки сравнения обусловленных нарушением Фиксации,фазного о гана 5) ор ) п эволяет избежать схема должнасопрягаться с блокамииппользования промежуточных транс- эащиты.форматоров в дифференциальной цепи Выполнение требования высокой чуви цепи нагрузки фаэного органа 5; ствительности и отстроенности от внешчто упрощает схему. Защита двойной них КЗ на одном реагирующем органеССШ с Фиксированным присоединением представляется довольно сложной эаэлементов ури нор-альной схеме пер- дачей. Поэтому в устройстве предлевичных соединений представляется в . гается иметь два канала, формирующихсхеме нвиде двух автономных защит на каждой функцию срабатывания схевыевы и включенши . В режиме нарушения Фикса- ных по схеме ИЛИ: первый фо ми етции, который вняве рмируетемрый ы ляется специальной функцию срабатывания в диап онсх ой, производится объединение фаэ- номинальных токоврый ы аз еных о ганов 5 ал ых токов, второй - в диапазо".р в . защит обеим систем не сверхтоков, обусловленных КЗ.и некоторые переключения в логической В последнем случае для правилвной раРассмот имботы схемы время конт. время контроля токов ограассмотрим принцип действия схемы, ничено временем "идеальной" т ансфо -выявляющий им на рушения фиксации. мации. Для этой целж используются ужеПри нарушении фиксации присоединесформированные логическойния обт кич ско частьюциальной епи обоихекаемого током 11, в дифферен- контрольные сигналы бс выхода локао цепи о оих комплексов защит 12 и производится сопоставление неССШ появится ток небаланса, равный токов а ихв, а их производных в течение врепо величине ц и противоположный по мени 4 К, как это делается в лс .в логира л ию, т.е. 40 ческой части уемы.%Исходя из изложенного запишемулогическую. Функцию срабатывания схеИз этого следует, что нарушение ьн выявления режима нрежима нарушенной фиксаФиксации будет обнаружено, если чув-ции.ствительность реагирующих органов 45 Логическая Функция срабатываниятакой. схемы будет достаточна для канала, работающего в диапазоне нефиксации Ц . Однако может оказатьноминальных токовся, что фиксация нарушена, а дифферен р -Цлналвные токи равны нулюг 1 Ъ " тв"1 а"% токе (13если переводимое присоединение 50 где 1 ъ 11%г 1,1 фр - модули дифференциаль"в данный момент не обтекается током ,ных токов обеих защит ССШ и модульусуммарного дифференциального токаесли второе переводимое присоеди- обеих систем,нение компенсирует небаланс, обус-кк 2. - контрольные импульловленный первым присоединением. сы, длительностью 1,5 мс с выходаВ режиме внешнего КЗ эти признаки 55 блока 13 обеих защит.нарушения Фиксации ( равенство мгно- .Таким образом, схема работает, ес.венных значений противоположно направ: ли в дифференциальных цепях обеихленных дифференциальных токов обеих защит будут равные, но.разнополярныесистем могут появиться, однако для токи, и не будет контрольных импульпринятия решения время будет ограни- бО сов с выхода блока 9 защит обеих ССЫ.чено, в первую очередь временем сраба- Логическая функция срабатываниятывания защиты, которая может подейст- канала, работающего в диапазоне сверх.вовать ложно под действием тока не- токовбаланса и минимально возможным временем получения достоверной информа- б 5 "2. (ЙК 1 ЧОкйй 1 с 11 Ч 1 Я 11" " 9 е 1 Огде 4 у 1 и)1 т - производные от моду- лей дифФеренциальных токов 1-ой и П-ой ССШ и от суммарного дифференциального тока обеих систем,Суммарная логическая функция срабатывания схемы 5 10/Реализация этих функций показаца наструктурной схеме,На вход сумматора 28 поступаютсигналы с общих точек вторичных обмоток датчиков 2 тока, пропорциональные дифференциальному току 1-й и П-й"ССШ. Эти сигналы подаются и на входкомпараторов 30,и 31, которые на определенном достаточном ниэном, около0,1 1 туровне формируют из разнополярного дифференциального тока поло-жительные импульсы. Такие импуЛьвыФормируются и компаратором 32, навход которого подается выпрямленноев сумматоре 28 напряжение, пропорцио.нальное дифференциальному току обеихССШ. Вюо напряжение поступает напусковой орган 29, который являетсяобщим для защит обеих ССШ, и навход дифференциатора 33. Компаратор35 формирует из положительных полуволн напряжения производной выпрямленного суммарного дифференциальноготока прямоугольные импулвсы, которые поступают на третий вход четвертого элемента И 38 и на третий входобоих .блоков 11 контроля совпадения11 вместо и )ф) в режиме нарущения Фиксации, Последние в этом ре"жиме шунтируются через резистор 24нагрузки, второй развязывающий диод26 и открытый транзистор 41. Причемна входы элементы ИЛИ-НЕ 36 вместоимпульсов Оки 0 подаются удлиненные сигналы с выходов блоков 14 обеих защит, а на входы первого элемента ИЛИ 35 - сами контрольные импульсы с ВыходОВ блоков 12 е Импуль 45сы ) ) и )1 Фд 3. сформированные в блоке11, с выхода компаратора 18 обеихзащит поступают на первый и четвертыД входы четвертого элемента И 38,а на второй его вход подается напряжение с выхода первого элемента ИЛИ 35, На первый и четвертый входы третьего элемента И 37 с выходовпервого 30 и второго 31 компараторовпоступают сигналы 1.)и 1 иД на второйинвертированный блоком 34 сигнал с вы 55выхода третьего компаратора 32 и натретий вход - Ок О с выхода блока 36.Таким образом, на выходе блока 37формируется логическая функция60на выходе блока 38 - Г , а на выхо" .де второго элемента ИЛИсуммарнаялогическая Функция срабатывания Ф .Сигнал с выхода элемента 36 удлиняется блоком 40 и подается на базу тран, 65зистора 41, включенного по схеме КЛЮЧА. В коллекторной цепи транзистора41 включено выходное реле 42 с двумя замыкающими контактами 44 и 45,которыми объединяются катоды и анодымногоплечевых диодных полумостов 4в обеих защитах.Рассмотрим поведение защиты в различных режимах работы.Нормальная схема электрическихсоединений. Защиты обеих систем шинработают автономно, имея общий пусковой орган, с заданйыми техническимихарактеристиками. Устойчивость функционирования защиты не ниже аналогичной для одиночной ССШ. Схема выявления режима нарушенной фиксации нипри внешних ни при внутренних КЗ неоказывает влияния на работу защит каждой из ССШ.фиксация присоединений нарушена.Если при этом Фиксация нарушена уприсоединения, обтекаемого током, достаточным для Формирования логическойфункции Е 1 Ь то схема выявления режима нарушенной фиксации сработаети произведет следующие операции:.двумя контактами 45 и 44 выходного реле 42 объединяются многоплечевые диодные полеюосты 4 защитобеих ССЮшунтируются через третий выходблока 15 сигналы от дифференциальныхцепей каждой:,:из защит,подается через третий вход блока11 сигнал иэ общей дифференциальнойцепи на оба блока 11 контроля совпадения.При возникновении внешнего КЗв этом режиме устойчивость функционирования защиты не будет снижена, таккак все блоки отдельных защит. будут.Функционировать правильно. При внутреннем КЗ произойдет отключение обеихССЮ, если присоединение с нарушенной Фиксацией обтекается током КЗ,что в таких режимах недопустимо.Если режим нарушенной фиксациивыявлен в результате внешнего КЗ,то будет в течение 1,5 мс сформирована логическая Функция3 ), схемавыявления режима нарушенной фиксациитакже сработает, и условия работызащиты не будут отличаться от предыдущих, Аналогично защита будет работать и при внешнем КЗ в мбментперевода ирисоединений, когда одновременно замкнуты оба разъединителя одного элемента. Возникающийпри этом небаланс в дифференциальныхцепях обеих ССШ, равный току черезперемычку из разъединителей, будетобладать теми же свойствами, что и врежиме нарушенной Фиксации,. Таким образом, предлагаемое уст-ройство для защиты сборных шин обладает более широкими Функциональными1019539 16 15 Составитель Л. КорнееваРедактор Р. Волкова Техред Т.Фанта Корректор А. Иль 8 Тираж 617 Подпис Государственного комитета СССРелам изобретений и открытий Москва, Ж 35, Раушская наб., д. Заказ 371 ВНИИ по 11303е 5 илиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. П на ф ным устройством при сохранении высокого уровня устойчивости функциониро вания.Устройство предназначено для эащи. тый двойной системы сборных шиннаиболее распространенной в СССР 5 схемы первичных соединений на напряжении 110-220 кВ и отличается от аналогичных защит более высокой чувствительностью, быстродействием и отстроенностью от внешних КЗ; 10По сравнению с базовым объектом, за который принята эксплуатируемая на ряде энергоблоков напряжением 110220 кВ дифференциальная защита шин с торможениемпредлагаемое уст ройство защиты имеет время срабатывания не более 10-15 мс независимо эт тяжести переходного процессатогда как базовое - 50 мс и можетдавать задержку при наличиИ ачериоди.ческой слагающей от 100 мс и более..Кроме того, чувствительностьпредлагаемого устройства не зависитот параметров, определяющих уровеньотстроенности защиты от внваних КЗ,и выбирается иэ условия предотвращения срабатывания защитн при обрыветоковой цепинаиболее мощного присоединения. В устройстве, принятом вабазовое, чувствительность зависитв определенных режимах внутреннихКЗ от величины коэффициента торможения и может существенно снижатьсяпри сдвинутых пс фазе токах, наличии вытекающих из зоны токов,