RU1781759C - Device for differential protection with deceleration - Google Patents

Abstract

Использование: дл  устройств дифференциальной защиты сборных шин, ошиновок , трансформаторов и других обьектов. Сущность изобретени : при удаленных внешних коротких замыкани х с малыми токами в защите возникают токи небаланса, а торможение может отсутствовать, путем увеличени  тормозного сигнала на врем  протекани  переход оТоИроЦеСса достигаетс  повышение чувствительности защиты. 2 ил.Usage: for differential protection devices for busbars, busbars, transformers and other objects. SUMMARY OF THE INVENTION: when external short circuits with low currents are removed, unbalanced currents appear in the protection, and braking can be absent, by increasing the braking signal for the duration of the transition, the OTROCECS transition increases the sensitivity of protection. 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к релейной защите и может быть использовано дл  устройства дифференциальной защиты сборных шин; ошиновок , трансформаторов и других обьектов.The invention relates to electrical engineering, in particular to relay protection, and can be used for a busbar differential protection device; busbars, transformers and other objects.

В качестве основной защиты этих объектов примен етс  дифференциальное реле типа ДЗТ11, содержащее рабочую и тормозную цепь. Недостатком устройства  вл етс  его низка  селективность при повышении чувствительности, что вызвано необходимостью отстройки от переходных гоков небаланса .As the main protection of these objects, a differential relay of the DZT11 type is used, containing a working and brake circuit. A disadvantage of the device is its low selectivity with increasing sensitivity, which is due to the need to detuning from the transitional unbalance shocks.

Наиболее близкой по технической сущности и прин той за прототип  вл етс  дифференциальна  защита шин, содержаща : схему формировани  дифференциального и тормозного токов, состо щую и 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 осуществл етс  формирование горизонтального участка тормозной характеристики защиты.The closest in technical essence and accepted for the prototype is differential busbar protection, comprising: a circuit for generating differential and braking currents, consisting of current transformers, diode half-bridges and resistors, an AM amplitude detector with an adder at the input, and two reacting organs (channels). Using the adder at the input of the amplitude detector, a horizontal section of the braking protection characteristic is formed.

К недостаткам указанного устройства может быть отнесена его невысока  чувствительность .The disadvantages of this device can be attributed to its low sensitivity.

При удаленных внешних коротких замыкани х (КЗ) с малыми токами на врем  переходного процесса (0,1-0,3 м) в защите возникают токи небаланса, а торможение может отсутствовать, т.к. сумма токов плеч, определ юща  тормозной сигнал, может оказатьс  близкой к 1 определ ющего уставку начала торможени . Поэтому начальный ток срабатывани  должен быть больше, чем указанные токи небаланса, что ограничивает чувствительность защиты к КЗ в зоне ее действи .With remote external short circuits (short circuit) with small currents during the transient process (0.1-0.3 m), unbalance currents occur in the protection, and braking may be absent, because the sum of the arm currents defining the brake signal may turn out to be close to 1 defining the set point for the start of braking. Therefore, the initial trip current must be greater than the indicated unbalance currents, which limits the sensitivity of the protection to short-circuit in its area of operation.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности устройства.An object of the invention is to increase the sensitivity of a device.

На фиг.1 изображена блок-схема дл  дифференциальной защиты; на фиг.2 -тормозные характеристики устройства.1 is a block diagram for differential protection; figure 2 - braking characteristics of the device.

Устройство содержит 1 - блок формировани  дифференциального и тормозного сигналов; 2 - амплитудный детектор: 3 - инерционное звено; 4 - усилитель-ограни (ЛThe device comprises 1 - block for generating differential and brake signals; 2 - amplitude detector: 3 - inertial link; 4 - amplifier-limits (L

СWITH

-Ч-H

0000

XI ел юXI ate

читель; 5 - сумматор; 6 - реагирующий орган .a cheater; 5 - adder; 6 - reactive organ.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Общий коэффициент передачи последовательных звеньев 3,4 выбираетс  несколько меньшим 1, что обуславливает неполную компенсацию сигнала на выходе сумматора 5. Поэтому тормозна  характеристика защиты (на фиг.2) на начальном участке имеет наклон (отрезок 1 на фиг.2). Дл  нагл дности начальный участок показан на фиг.2б в увеличенном масштабе.The overall transmission coefficient of the successive links 3.4 is selected to be slightly less than 1, which leads to incomplete compensation of the signal at the output of the adder 5. Therefore, the braking protection characteristic (Fig. 2) in the initial section has a slope (segment 1 in Fig. 2). For clarity, the initial portion is shown in FIG. 2b on an enlarged scale.

При токе 1 (.ком) сигнал на выходе усилител -ограничител  4 не мен етс  с ростом IT, приращение 1т полностью передаетс  на выход сумматора как при медленном, так и при скачкообразном изменении 1Т. Наклон тормозной характеристики увеличиваетс  (пр ма  1). Таким обра- -зом, тормозна  характеристика, снимаема  при медленном изменении токов IT, д (t с состоит из двух наклонных линейных отрезков 1 и 1 .At current 1 (.com), the signal at the output of amplifier-limiter 4 does not change with increasing IT, the increment 1t is completely transmitted to the output of the adder both with a slow and abrupt change in 1T. The slope of the braking characteristic increases (straight 1). Thus, the braking characteristic is removed when the currents IT are slowly changed, d (t s consists of two inclined linear segments 1 and 1.

В нормальном режиме работы защищаемого объекта его тормозной сигнал находитс  в точке нагр, либо левее этой точки. Соответствующий установившийс  ток небаланса определ етс  кривой нб.уст. Ток срабатывани  1Д1 защиты, соответствующий в данном режиме торможению 1нагр.ном, должен быть больше соответствующего значени  1н6уст 1.In the normal mode of operation of the protected object, its braking signal is at the point of heating, or to the left of this point. The corresponding steady-state unbalance current is determined by the NB.sub.c curve. The trip current 1D1 of protection, corresponding in this mode to braking 1h.nom, should be greater than the corresponding value 1n6ust 1.

При внезапном внешнем КЗ скачоктор- мозного тока вызывает увеличение тока срабатывани  1Д в соответствии с отрезком 1 тормозной характеристики. Отстройка защиты от возможного относительного увеличени  тока небаланса в переходном режиме достигаетс  за счет увеличени  наклона тормозной характеристики при переходе на отрезок 1.In the event of a sudden external short-circuit, the braking current causes an increase in the 1D trip current in accordance with segment 1 of the braking characteristic. The detuning of protection against a possible relative increase in the unbalance current in the transient mode is achieved by increasing the slope of the braking characteristic when switching to segment 1.

Рассмотрим работу устройства при внешнем КЗ малой кратности, когда ток нагрузки до КЗ был меньше номинального тока . В этом случае перед КЗ рабоча  точка находитс  на пр мой нб.устр в точке с абсциссой 1Т 1нагр 1 (см. фиг.2). При возникновении внешнего КЗ скачок тока в первый момент из-за вли ни  инерционного звена 3 не компенсируетс  (на выходе усилител - ограничител  4 нулевой сигнал). Скачок тока IT полностью передаетс  на выход сумматора 5. Ток срабатывани  устройства в этот момент соответствует динамической тормозной характеристике 5, параллельной 1 и расположенной левее. Абсцисса точки излома динамической тормозной характеристики равна нагр. причем точка излома лежит на отрезке 1 .Consider the operation of the device with an external short circuit of small multiplicity, when the load current to the short circuit was less than the rated current. In this case, before the short circuit, the operating point is on the direct NB device at the point with abscissa 1T 1nagr 1 (see Fig. 2). When an external short-circuit occurs, the current jump at the first moment due to the influence of the inertial link 3 is not compensated (at the output of the amplifier - limiter 4, the signal is zero). The current jump IT is completely transmitted to the output of the adder 5. The operating current of the device at this moment corresponds to the dynamic braking characteristic 5, parallel to 1 and located to the left. The abscissa of the break point of the dynamic braking characteristic is equal to the load. moreover, the break point lies on segment 1.

Первые несколько периодов в дифференциальной цепи возникает переходный ток небаланса (крива  нб.пер), однако динамическа  тормозна  характеристика обеспечивает отстройку защиты. Постепенно ток компенсации на выходе узла 4 растет, и динамическа  тормозна  характеристика смещаетс  вправо, повыша  чувствительность защиты. При этом тормозна  характер(истика переходит в статическую (от 1-5 к 1-1), а ток небаланса спускаетс  с кривой нб.пер. на кривую 1нб.ует (показано стрелками). Отстройка защиты автоматически обеспечиваетс  в течение всего переходного процесса.The first few periods in the differential circuit a transient unbalance current occurs (curve nb.per), however, the dynamic braking characteristic provides a detuning of the protection. Gradually, the compensation current at the output of node 4 increases, and the dynamic braking characteristic shifts to the right, increasing the sensitivity of the protection. In this case, the character is inhibitory (the source goes into static (from 1-5 to 1-1), and the unbalance current is lowered from the nb.per. curve to the 1 nb.beam curve (shown by arrows). Protection tuning is automatically provided during the entire transition process.

Рассмотрим режим КЗ в зоне защиты. Наихудшие дл  чувствительности защиты услови  возникают, если предварительно имел место номинальный режим нагрузки, увеличивающий торможение. В данном режиме чувствительность можно оценить значением тока чувствительности 1д.Чувств. полученным пересечением участка 1 динамической тормозной характеристики с отрезком , соедин ющем рабочие точки: до КЗConsider the short circuit mode in the protection zone. The worst-case conditions for protection sensitivity occur if a nominal load condition has previously occurred that increases braking. In this mode, the sensitivity can be estimated by the value of the sensitivity current of 1d. Sens. obtained by the intersection of section 1 of the dynamic braking characteristic with a segment connecting the operating points: to short circuit

с координатами (нагр.ном; 1нб.уст.1)и после КЗ (обозначенную КЗ). Независимо от предварительного тока нагрузки значение д.чувств. посто нно. Дл  сравнени  чувствительности предлагаемого устройства с чувствительностью прототипа на фиг.2а,б пунктиром показана тормозна  характеристика последнего. Т.к. дл  прототипа необходимо выполнить условие отстройки от переходного тока небаланса .пер1, егоwith coordinates (load; 1nb.ust.1) and after short circuit (designated short circuit). Regardless of the pre-load current, the d.sensitivity value. constantly. To compare the sensitivity of the proposed device with the sensitivity of the prototype, Figs. 2a, b show the braking response of the latter with a dashed line. Because for the prototype, it is necessary to fulfill the condition for detuning from the transient unbalance current .per1, its

тормозна  на начальном участке, определ ющем чувствительность защиты, характери- стика проходит выше тормозной характеристики предлагаемого устройства, и соответственно его ток чувствительностиbraking in the initial section, which determines the sensitivity of the protection, the characteristic passes above the braking characteristic of the proposed device, and accordingly its current sensitivity

д.чувств .чувств. При больших токах КЗ в зоне защиты и отсутстви  предварительного тока нагрузки, как следует из фиг.2а, динамическа  тормозна  характеристика может проходить выше характеристики прототипа , однако увеличение тока срабатывани  составл ет доли номинального тока и практически не сказываетс  на работе защиты , т.е. кратность дифференциального тока КЗ остаетс  большой (более 2) по отношению к току срабатывани  и, кроме того, монотонно возрастает с ростом этого тока.feelings. With high short-circuit currents in the protection zone and the absence of a preliminary load current, as follows from Fig. 2a, the dynamic braking characteristic can pass above the prototype, however, an increase in the response current is a fraction of the rated current and practically does not affect the protection, i.e. the multiplicity of the differential short-circuit current remains large (more than 2) with respect to the tripping current and, in addition, monotonically increases with increasing this current.

Использование данного решени  в уст- ройствах дифференциальной защиты позвол ет повысить чувствительность защиты, а следовательно уменьшить ущерб, вызванный разрушением высоковольтного оборудовани , установленного в зоне действи  данной защиты.The use of this solution in differential protection devices makes it possible to increase the sensitivity of protection and, consequently, to reduce the damage caused by the destruction of high-voltage equipment installed in the coverage area of this protection.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  дифференциальной защиты с торможением, содержащее блок формировани  дифференциального и тормозного сигналов, при этом дифференциальна  цепь подключена к неинвертирующему входу реагирующего органа, а тормозна  цепь - к входу амплитудного детектора, о т- личающеес  тем. что, с целью повышени  чувствительности, дополнительно введены последовательно включенные инерционное 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.SUMMARY OF THE INVENTION A device for differential protection with braking, comprising a differential and brake signal generating unit, wherein the differential circuit is connected to a non-inverting input of a reacting organ and the brake circuit is connected to an input of an amplitude detector, which is different. that, in order to increase the sensitivity, an inertial link, an amplifier-limiter, and an adder are sequentially connected through an inverting input, while the output of the amplitude detector is connected to the input of the inertial link and to the non-inverting input of the adder, the output of which is connected to the inverting input of the reacting organ. TLTL LL №No. Фиг. 7FIG. 7 АAND InflfOi .InflfOi. аand