Устройство для защиты реактора статического тиристорного компенсатора

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите электроустановок . Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен ключ 3 с рабочим и управляющим входами, Это позволяет исключить установку дополнительного высоковольтного трансформатора напряжения и формировать тормозной сигнал в виде интеграла напряжения сети, поступающего через ключ, управление которым осуществляется нуль-органом, подключенным к выходу датчика тока реактора 1. В качестве рабочего сигнала взят ток в реакторе 15, и если разность мгновенных значений рабочего и тормозного сигналов превысит некоторый порог в течение заданного времени не менее чем дважды за период , устройство отключает реактор 15. 2 ил. fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) () () (st)s Н 02 Н 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

I

ЪФ (21) 4658848/07 (22) 06.03.89 (46) 07.09;91. Бюл. М 33 (71) Горьковское отделение Всесоюзного го сударственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) С.M.Êóöoâñêèé и Е.П.Королев „ (53) 621,316,925(OBB.B) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1265912, кл. Н 02 Н 7/22, 1984.

Авторское свидетельство СССР

В 1403214, кл. Н 02 Н 7/22, 1986.

Алексеенко А. Г. Применение прецизионных аналоговых MC, — M.: Радио и связь, 1981, с. 190. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕАКТОPA СТАТИЧЕСКОГО ТИРИСТОРНОГО КОМПЕНСАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электро- . установок, Цель изобретения — упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен ключ 3 с рабочим и управляющим входами.

Это позволяет исключить установку дополнительного высоковольтного трансформатора напряжения и формировать тормозной сигнал в виде интеграла напряжения сети, поступающего через ключ, управление которым осуществляется нуль-органом, подключенным к выходу датчика тока реактора 1. В качестве рабочего сигнала взят ток в реакторе 15, и если разность мгновенных значений рабочего и тормозного сигналов превысит некоторый порог в течение задан- Б ного времени не менее чем дважды за период, устройство отключает реактор 15, 2 ил.

1676001

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты реакторов статических тиристорных компенсаторов (СТК) реактивной мощности.

Целью изобретения является упроще" ние устройства.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 эпюры поясняющие его работу.

Устройство содержит датчик тока реактора 1 в цепи защищаемого реактора, датчик 2 напряжения сети, ключ 3, рабочий вход которого подключен к выходу датчика

2 напряжения, интегратор 4, рабочий вход которого подключен к выходу ключа 3, сумматор 5, первый вход которого подключен к выходу интегратора 4, нуль-орган 6, соединенный входом с выходом датчика тока реактора 1, а выходом. — с управляющими входами ключа 3 и интегратора 4, инвертор

7, вход которого подключен к выходу датчика тока реактора 1, э выход — к второму входу сумматора 5, выход которого подключен к последовательно соединенным компаратору 8, первому элементу 9 времени с задержкой нэ срабатывание, элементу 10 времени с задержкой на возврат, второму элементу 11 времени с задержкой на срабатывание и исполнительному элементу 12.

Позициями на фиг, показаны шины 13 сети, высоковольтный выключатель 14, реактор

15, тиристорный ключ 16.

Ключ 3, при наличии на его управляющем входе сигнала высокого уровня. обеспечивает прохождение нэ выход сигнала, поступающего на рабочий вход от датчика 2 напряжения сети. При наличии на управляющем входе ключа 3 сигнала низкого уровня сигнал от датчика 2 напряжения сети через ключ 3 не проходит, Ключ 3 может быть выполнен на микросхеме 1КТ241 В или в виде аналогового ключа (3), Интегратор 4 имеет рабочий и управляющий входы и формирует на выходе напряжение, пропорциональное интегралу сигнала, поступающего на рабочий вход, при наличии на управляющем входе сигнала высокого уровня. При поступлении на управляющий вход интегратора 4 сигнала низкого уровня происходит сброс выходного напряжения на нуль.

Нуль-орган 6 формирует выходной сигнал высокого уровня при наличии на входе ненулевого сигнала и выходной сигнал низкого уровня — при нулевом входном сигнале.

Компаратор 8 выполнен с двухполярным порогом и формирует на выходе логический сигнал высокого уровня в интервале превышения входным сигналом любой полярности установленного порога.

Элемент 9 времени служит для задержки в появлении сигнала высокого уровня на выходе по отношению к моменту появления сигнала высокого уровня на его входе на

5 время ti=1 мс для уменьшения влияния импульсных помех.

С помощью элемента l0 времени кратковременный сигнал с блока 9 расширяется на время tg-10 мс, т, е. до поступления сиг10 нала срабатывания в следующем полупериоде.

Элемент 1-1 времени служит для предотвращения ложных срабатываний при переходных процессах в элементах схемы.

15 Время з задержки выбирается большим длительности одиночного расширенного импульса с элемента 10 и составляет 15 мс.

Устройство работает следующим образом, 20 В момент включения одного из тиристоров ключа 16 (при включенном выключателе

14) начинается переходный процесс в активно-индуктивной цепи с реактором 15.

В случае исправного реактора 15 доля

25 активной слагающей полного сопротивления по отношению к индуктивной слагающей мала (менее 0,57;) и активной частью его сопротивления можно пренебречь. При этом ток неповрежденного реактора 15 мо30 жет быть представлен в виде интеграла из напряжения в сети в интервале времени протекания тока через реактор 15. Рабочий сигнал, пропорциональный действительному току в реакторе 15, от датчика тока реак35 тора 1 поступает на вход нуль-органа 6 непосредственно и через инвертор 7 — на второй вход сумматора 5.

На первый вход сумматора 5 подается тормозной сигнал, пропорциональный току

40 неповрежденного реактора, формируемый с помощью интегратора 4, ключа 3 и нульоргана 6, При наличии тока через реактор 15 на выходе нуль-органа 6 формируется сигнал высокого уровня, ключ 3 срабатывает и

45 обеспечивает прохождение с гнала с выхода датчика 2 напряжения сети нэ вход интегратора 4, на выходе которого формируется тормозной сигнал.

В момент прекращения тока в реакторе

50 15 (выключения тиристорного ключа 16) на выходе нуль-органа 6 устанавливается сигнал низкого уровня и происходит запирание ключа 3, а также сброс выходного напряжения интегратора 4 на нуль.

55 Таким образом, к началу протекания тока через реактор 15 в следующем полупериоде, схема готова к работе, при этом накопления ошибки в интеграторе 4 не происходит, 1676001

В нормальном режиме рабочий и тор- компаратора 8, то срабатывания устройства мозной сигналы, поступающие на входы не произойдет, потому что длительность сумматора 5, равны по амплитуде и проти- одиночного импульса расширенного элеменвоположны по знаку, ввиду чего выходное том 10 времени меньше времени задержки напряжение сумматора 5 равно нулю и, сле- 5 элемента времени 11, а для срабатывания довательно, компаратор 8 и устройство в устройстванеобходимопоступлениедвухимцелом остаются в несработанном состоя- пульсов подряд в смежных полупериодах, нии. При внешних повреждениях, например, При возникновении повреждения влю- при коротких замыканиях в сети, напряжебой части обмотки реактора 15 снижается 10 ние на реакторе 15снижается, что приводит его полное сопротивление и ток в цепи ре- к уменьшению сформированного из него актора 15. а следовательно и рабочий сиг- тормозногосигнала. Однако, одновременно нал, возрастают по модулю. происходит пропорциональное уменьшеЕсли замыкание в обмотке происходит ние тока через реактор 15 и, следовательно, в относительной близости вводов, то допол- 15 рабочего сигнала, ввиду чего равенство амо нительно происходит. изменение (уменьше- плитуд и фазовый сдвиг 180 между тормозние)угла реактора 15, ввиду чего ток в цепи ным и рабочим сигналами сохраняются и реактора 15 сдвигается относительно на- срабатывания устройства не происходит. пряжения на некоторый угол в сторону опе- Высокая чувствительность защиты при режения. 20 повреждениях в любой части обмотки обесСформированный из напряжения сети печивается тем, что при замыкании небольтормозной сигнал при повреждении реакто- шого числа витков обмотки изменение ра 15 может изменяться только в сторону параметра реагирования — разности мгноуменьшения. Это обуславливает возникно-. венных значений рабочего и тормозного вение напряжения рассогласования, равно- 25 сигналов обусловлено, главным образом, fo разности между рабочим и тормозным фазовымсдвигом междусигналами, а в слусигналами на выходе сумматора 5. В случае чае замыкания значительного числа витков превышения напряжением рассогласова- — различием их амплитудных значений. ния уставки компаратора 8 на его выходе Данное решение позволяет упростить появляется сигнал высокого уровня. Если 30 защиту реакторов статических тиристорных длительность этих сигналов больше време- компенсаторов при сохранении высокой ни (1 задержки первого элемента 9 времени чувствительности и быстродействия. сигнал высокого уровня проходит на эле- Формула изобретения мент 10 времени с задержкой, на возврат, Устройство для защиты реактора статиосуществляющий увеличение длительности 35 ческого тиристорного компенсатора, содеримпульса на время tz=10 мс, Расширенный жащеедатчикнапряжениясети,датчиктока импульс поступает на вход второго элемен- реактора, вход которого предназначен для та 11 времени с задержкой на срабатывание включения в цепь питания реактора, а к вытз=15 мс. ходу подключены входы инвертора и нульТак как сигналы срабатывания повторя- 40 органа, выходы которых подключены ются в каждом полупериоде промышленной соответственно к первому входу сумматора частоты и интервал между ними не превы- и управляющему входу интегратора, выход шает 10 мс, то расширенные элементом 10 последнего подключен к второму входусумвремени импульсы перекрывают паузы матора, выход которого подключен к послемежду сигналами на его входе, ввиду чего 45 довательно соединенным компаратору, .на вход элемента 11 времени поступает не- первому элементу времени с задержкой на прерывный сигнал высокого уровня. Через срабатывание, элементу времечи " задерж- время тз=15 мс задержки элемента 11 этот кой на возврат, второму элементу времени сигнал проходит на исполнительный эле- с задержкой на срабатывание и исполнимент 12, который воздействует на выключа- 50 тельному элементу, о т л и ч а ю щ е е с я тель 14, производящий отключение тем, что, с целью упрощения устройства, в реактора 15 от сети 13. него дополнительно введен ключ, причем

Если, например; в результате действия управляющий вход ключа подключен .к выодиночного импульса помехи или переход- ходу нуль-органа, рабочий вход — к выходу ного процесса в элементах схемы произош- 55 датчика напряжения сети, а выход — к раболо кратковременное срабатывание чему входу интегратора.

1676001 Р /хб иод/х

Редактор О.Хрипта

Заказ 3009 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-излвтельскии комбинат "Патент", г. Узггород, ул.гегэрине, 101

Уф /х2

Составитель Л.Воропаева

Техред М,Моргентал Корректор М.Шароши