Устройство для токовой защиты электроустановки переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электроустановки от токов короткого замыкания. Цель изобретения - повышение надежности работы. Цель достигается подключением последовательно включенных формирователей прямоугольных импульсов и интеграторов к выходам фазоповоротного звена, напряжения на выходе которого сдвинуты относительно друг друга на угол 90° электрических градусов на основной частоте контролируемого сигнала. 3 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

IsI)ë Н 02 Н 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4632579/07 (22) 05.01.89 (46) 15.08.91. Бюл. М 30 (71) Новочеркасский политехнический институт им,Серго Орджоникидзе (jgj В.И.Нагай (53) 621.316.925 (088,8) (56) Бирг А.Н. Устройство дистанционной и токовой защиты типов ШДЭ 2801, ШДЭ

2802. М.: Энергоатомиздат, с,56-58, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электроэнергетических систем, и может быть использовано в качестве измерительных органов тока защит линий, трансформаторов, генераторов и других элементов.

Цель изобретения — повышение надежности работы, достигаемой за счет снижения погрешности и устойчивости функционирования при насыщении измерительных трансформаторов тока, повышения быстродействия и снижения времени возврата в исходное состояние.

На фиг.1 показана структурна схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства при токе меньше тока уставки (фиг.2,а) и при токе больше тока уставки (фиг.2,б); на фиг.3 — характеристика, определяющая зависимость тока срабатывания I p от токовой погрешности f трансформаторов тока.

Устройство(фиг.1) содержит датчик тока

1, задатчик уставки 2, фаэоповоротное зве„„. ЖÄÄ 1670733 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электроустановки от токов короткого замыкания.

Цель изобретения — повышение надежности работы, Поставленная цель достигается подключением последовательно включенных формирователей прямоугольных импульсов и интеграторов к выходам фазоповоротного звена, напряжения на выходе которого сдвинуты относительно друг друга на угол 90 электрических градусов на основной час1оте контролируемого сигнала.

3 ил. но 3, состоящее, например иэ последовательно включенного резистора 4 и конденсатора 5 с заземленной средней точкой, формирователи прямоугольных импульсов

6,7, интеграторы 8,9, сумматор 10, пороговый элемент 11 и выходной элемент 12, Фазоповоротное звено может быть выполнено и Ilo другим схемам как на пассивных элементах. так и с использованием активных элементов.

Формирователь прямоугольных импульсов в общем случае может включать в свой состав усилитель-ограничитель, частотные фильтры и собственно формирователь.

При отсутствии тока напряжение на выходе фазоповоротного звена равно нулю, а формирователей прямоугольных импульсов, интеграторов и сумматора имеет максимальное отрицательное значение.

Рассмотрим функционирование устройства и ри следующих условия х I < lyep (фиг.2,а) и 1> Iyctp {фиг.2,б). На фиг,2а.б

1670733 сплошными линиями показаны временные диаграммы, соответствующие установившемуся процессу, а пунктирными линиями— для начального периода короткого замыкания (КЗ).

В первом случае (IS lycr) время превышения сигналом заданного значения (+ Оф) равно времени превышения (для сигнала с частотой сети (fe- 50 Гц это соответствует 0,005 с). Фазоповоротное звено 3 обеспечивает сдвиг напряжений Ов и От на угол, равный л/2 (при этом возможен и другой фазовый сдвиг). В рассматриваемом случае импульсы превышения одного сигнала (Ое) совпадают с импульсами непревышения другого сигнала (07) и, следовательно, на выходе интеграторов 8 и 9 будут совпадать максимумы и минимумы напряжений.

Суммирование сигналов Оа и Ug дает на выходе сумматора нулевое напряжение, не превышающее напряжение срабатывания порогового элемента 11, При выполнении условия (l>Iyc время превышения больше времени непревышения, что приводит к тому, что среднее значение напряжения на выходах интеграторов

8,9 имеет постоянную составляющую положительного знака и, как следствие. то же можно отметить и для сумматора 10. Напряжение на выходе сумматора О1о превышает напряжение срабатывания U p порогового элемента 11 и он срабатывает, что вызывает появление сигнала на выходе выходного элемента.

Размах колебаний напряжения на выходе сумматора 10 меньше колебаний напряжения и:;теграторов 8,9, что позволяет уменьшить коэффициент возврата порогового органа 11 и, как следствие, уменьшить время возврата измерительного органа в исходное состояние после исчезновения условий для срабатывания. Коэффициент возврата данного измерительного органа может достигать значения Кв=1.

Рассмотрим работу измери-ельного органа в начальный период К3.

Появление положительных импульсов на выходах формирователей 6 и 7 приводит к изменению выходных сигналов О 8 и U 9 интеграторов 8,9. В первом cny ael!ус, (фиг.2,б) напряжение U о достигает напряжения срабатывания.

Время срабатывания рассматриваемого измерительного органа (ИО) менее подвержено влиянию фазы включения. Это положение подтвержается диаграммами на. левой фазе включения время срабатывания

t3y ИО с одним каналом равно времени сра10 батывания ц1 рассматриваемого ИО. При

20

50 фиг.2,б при их сравнении для рассматриваемого измерительного органа с двумя каналами интегрирования и с одним каналом интегрирования. Уровень срабатывания порогового органа ИО с одним каналом интегрирования соответствует значению напряжения Ucp<. В первом случае при нудругих фазах включения, например л/2, что соответствует напряжению О5 время срабатывания ts3 больше времения срабатывания ts1

НапряжеНие срабатывания Оср составляет значение (0,1 — 0,2) Ucp>, кото рое может быть определено

1 — е

Ucp0 — О выхмакс

1+е где т — время превышения заданного уровня Оф и равно четверти периода частоты защищаемой сети; t — постоянная времени RS-цепей интеграторов 8,9: Овыхмах— максимальное значение напряжения на выходе формирователей прямоугольных импульсов 6,7, Характеристика, изображенная на фиг.3, иллюстрирует меньшую зависимость тока срабатывания данного устройства (кривая a) по сравнению с ИО с одним каналом интегрирования (кривая Р). При этом в состав обоих ИО включались частотные (полосовые) фильтры. а их отсутствие приводит к еще большей разнице между характеристиками. Испытания также подтверждают большую устойчивость ИО с двумя каналами по сравнению с ИО с одним каналом, что выражается в постоянстге выходного сигнала Ilo сравнению с импульсным сигналом последнего, Таким образом, введение фаэоповоротного звена, второго каьала интегрирования, сумматора во взаимосвязи с другими элементами И позволяет повысить надежность его работы как за счет повышения быстродействия (уменьшения времени срабагывания и возвратя)„так повышения устойчивости функционирования при насыщениях измерительных трансформаторов тока.

Формула изобретения

Утройство для токовой защиты электроустановки переменного тока, содержащее датчик тока, ко вторичной обмотке которого подключены входы эадатчика уставки, последовательно соединенные первыи формирователь прямоугольных импульсов и первый интегратор, последовательно сое1670733

Ц

-Яр

Vg

Ug

UcpD

U7

Йо диненные пороговый элемент и выходной элемент, выход последнего является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, дополнительно введены фазоповоротное звено, последовательно соединенные второй формирователь импульсов, второй интегратор и сумматор, при этом к выходам эадатчика уставки подключены входы фаэоповоротного звена, первый и вторгй выходы которого подключены к входам соответственно первого и второго формирователей

5 прямоугольных импульсов, к второму входу сумматора подключен выход первого интегратора, выход сумматора соединен с входом порогового элемента, 1670733

Арам

0 ог

Puz 3

Составитель Л.Воропаева

Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор М.Мэксимиарине

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

Заказ 2754 Тираж 369 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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