Устройство для дифференциальной защиты с торможением

 

Использование: для устройств дифференциальной защиты сборных шин, ошиновок , трансформаторов и других обьектов. Сущность изобретения: при удаленных внешних коротких замыканиях с малыми токами в защите возникают токи небаланса, а торможение может отсутствовать, путем увеличения тормозного сигнала на время протекания переходяоТоИроЦеСса достигается повышение чувствительности защиты. 2 ил.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Н 3/28

ГОСУДАРСТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903158/07 (22) 18.01.91 (46) 15.12.92. Бюл. N. 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и техноло. гический институт релестроения и

Чувашский государственный университет им.И.Н,Ульянова (72) М.Г.Линт, В.С.Фурашов и А,M,Äìèòðåí о (56) Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем, M.: Энергия, 1976, с.439, Электротехника, M.: 1990, М 2, с.8 — 13.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и может быть использовано для устройства дифференциальной защиты сборных шин; ошиновок, трансформаторов и других объектов.

В качестве основной защиты этих объектов применяется дифференциальное реле типа ДЗТ11, содержащее рабочую и тормозную цепь. Недостатком устройства является

его низкая селективность при повышении чувствительности, что вызвано необходимостью отстройки от переходных токов небаланса.

Наиболее близкой по технической сущности и принятой за.прототип является дифференциальная защита шин, содержащая: схему формирования дифференциального и тормозного токов, состоящую иэ трансформаторов тока, диодных полумостов и резисторов амплитудный детектор АД с сумматором на входе и два реагирующих органа (канала). С помощью сумматора на входе амплитудного детектора осуществляется формирование горизонтального участка тормозной характеристики защиты. Ы 1781759 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ С ТОРМОЖЕНИЕМ (57) Использование: для устройств дифференциальной защиты сборных шин, ошиновок, трансформаторов и других объектов.

Сущность изобретения: при удаленных внешних коротких замыканиях с малыми токами в защите возникают токи небаланса, а торможение может отсутствовать, путем увеличения тормозного-сигнала на время протекания переходйого процесса достигается повышение чувствительности защиты.

2 ил.

К недостаткам указанного устройства (Л может быть отнесена его невысокая чувст- С вительность.

При удаленных внешних коротких замыканиях (K3) с малыми токами на время переходного процесса (0,1 — 0,3 м) в защите возникают токи" небаланса, а торможение юй может отсутствовать, т,к, сумма токов плеч, 4 определяющая тормозной сигнал, может (9 оказаться близкой к 1 определяющего уставку начала торможения. Поэтому начальный ток срабатывания должен быть больше, (Л

IBM укааанниа токи наоааанса, fTQ ограни- кО чивает чувствительность защиты к К3 в зоне ее действия.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

На фиг.1 изображена блок-схема для дифференциальной защиты; на фиг,2 — тормозные характеристики уСтройства.

Устройство содержит 1 — блок формирования дифференциального и тормозного сигналов; 2 — амплитудный детектор; 3— инерционное звено; 4 — усилитель-ограни1781759 читель; 5 — сумматор; 6 — реагирующий орган.

Устройство работает следующим образом.

Общий коэффициент передачи последовательных звеньев 3,4 выбирается несколько меньшим 1, что обуславливает неполную компенсацию сигнала на выходе сумматора

5. Поэтомутормозная характеристика защиты (на фиг;2) на начат1ьном участке имеет наклон (отрезок 1 на фиг.2). Для наглядности начальнйй участок показан на фиг.26 в увел ичен ном масштабе.

При.токе 1т*>1то" = 1 (1т>1нагр.ком) сигнал на выходе усилителя-ограничителя 4 не меняется с ростом IT, приращение IT полностью передается на выход сумматора как при медленном, так и при скачкообразном изменении I>. Наклон тормозной характеристики увеличивается (прямая 1). Таким обра зом, тормозная характеристика, снимаемая

ПРИ МЕДЛЕННОМ ИЗМЕНЕНИИ ТОКОВ lr, Iд {1 =

=с состоит из двух наклонных линейных отрезков 1 и 1 .

В нормальном режиме работы защищаемого объекта его тормозной сигнал находится в точке Isarpi либо левее этой точки.

Соответствующий установившийся ток небаланса определяется кривой 1нь.уст. Ток сРабаты ваниЯ 1д1 заЩиты, соответствУюЩий в данном режиме торможению !Harp.íîì, должен быть больше соответствующего эначеНИЯ !нб.уст 1 °

При внезапном внешнем КЗ скачоктормозн ого тока вызывает увеличение тока срабатывания 1д в соответствии с отрезком 1 тормозной характеристики. Отстройка защиты от возможного относительнбго увеличения тока небаланса в переходном режиме достигается за счет увеличения наклона тормозной характеристики при переходе на отрезок 1.

Рассмотрим работу устройства при внешнем КЗ малой кратности, когда ток нагрузки до КЗ был меньше номинального тока, В этом случае перед КЗ рабочая точка находится на прямой 1нб.устр В точке с абсциссой IT* = 1нвгр*<1 (см. фиг.2). При возникновении внешнего КЗ скачок тока в первый момент из-за влияния инерционного звена

3 не компенсируется (на выходе усилителяограничителя 4 нулевой сигнал). Скачок тока

1, полностью передается на выход сумматора 5. Ток срабатывания устройства в этот момент соответствует динамической тормозной характеристике 5, параллельной 1 и расположенной левее. Абсцисса точки излома динамической тормозной характеристики равна 1нв,р*, причем точка излома лежит на отрезке 1.

15 РассМотрим режим КЗ в зоне защиты

Наихудшие для чувствительности защиты условия возникают, если предварительно имел место номинальный режим нагрузки, увеличивающий торможение. В данном ре20 жиме чувствительность можно оценить значением тока чувствительности Iд,чувств. полученным пересечением участка 1 динамической тормозной характеристики с отрезком, соединяющем рабочие точки: до КЗ

С КООРДИНатаМИ (1нвгр.ном, 1нЬ,уст.1) И ПОСЛЕ КЗ (обозначенную "K3"). Независимо от предварительного тока нагрузки значение

1д.чувств. постоянно. Для сравнения чувствительности предлагаемого устройства с чув25

35 ствительностью прототипа на фиг.2а,б пунктиром показана тормозная характеристика последнего. Т.к. для прототипа необходимо выполнить условие отстройки от

ПЕРЕХОДНОГО тОКа НЕбаЛаНСа 1до>Ьй пвр1, ЕГО тормозная на начальном участке, определяющем чувствительность защиты, характеристика проходит выше тормозной характеристики предлагаемого устройства, и соответственно его ток чувствительности

1д.чувств,прот>1д.чувств При больших токах КЗ в зоне защиты и отсутствия предварительного тока нагрузки, как следует из фиг.2а, динамическая тормозная характеристика может проходить выше характеристики про45 тотипа, однако увеличение тока срабатывания составляет доли номинального тока и практически не сказывается на работе защиты, т.е, кратность дйфференциального тока КЗ остается большой (более 2) по от50 ношению к току .срабатывания и, кроме того, монотонно возрастает с ростом этого тока.

Использование данного решения в устройствах дифференциальной защиты позво55 ляет повысить чувствительность защиты, а следовательно уменьшить ущерб, вызванный разрушением высоковольтного оборудования, установленного в зоне действия данной защиты.

Первые несколько периодов в дифференциальной цепи возникает переходный ток небаланса (кривая 1нб.пвр), однако динамическая тормозная характеристика обес5 печиваетотстройку защиты. Постепенно ток компенсации на выходе узла 4 растет, и динамическая тормозная характеристика смещается вправо, повышая чувствительность защиты, При этом тормозная характеристи10 ка переходит в статическую (от 1-5 к 1-1 ), а ток небаланса спускается с кривой 1 но.пвр. на кривую 1нв.уеТ (показано стрелками). Отстройка защиты автоматически обеспечивается в течение всего переходного процесса.

1781759

Фиг.2

Составитель Л.Воропаева

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 4278 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты с торможением, содержащее блок формирования дифференциального и тормозного сигналов, при этом дифференциаль- 5 ная цепь подключена к неинвертирующему входу реагирующего органа, а тормозная цепь — к входу амплитудного детектора, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности, дополнительно введены последовательно включенные инерциснное звено, усилитель-ограничитель и через инвертирующий вход — сумматор, при этом выход амплитудного детектора соединен с входом инерционного звена и с неинвертирующим входом сумматора, выход которого соединен с инвертирующим входом реагирующего органа.