CS230904B1

CS230904B1 - Protective Overload Relay Using Shutdown Selectivity

Info

Publication number: CS230904B1
Application number: CS821195A
Authority: CS
Inventors: Vojtech Svoboda
Original assignee: Vojtech Svoboda
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1984-08-13
Also published as: CS119582A1

Abstract

Vynález se týká ochranného nadproudového relé využívajícího selektivitu vypnutí, které umožňuje dále provozovat výkonové vypínače o malém výkonů i v případě prudkého nárůstu zkratových proudů v síti způsobeného výstavbou velkých elektráren v blízkosti rozvodny s těmito vypínači. Ochranné nadproudové relé využívající selektivitu vypnutí se vyznačuje tím, Že k transformátoru proudu pro napájení ochran, paralelně k zátěži je zapojena kombinace složená z obvodu pro registraci maximálního proudu, jehež první výstup je zapojen do vstupu zpoždovacího členu. Výstup ze'zpožďovacího členu je veden přes časový spínač na' první vstup obvodu pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu. Klasický systém ochran rozvodny je výstupem propojen ,s druhým vstupem obvodu pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu, který je dále výstupem propojen na ovládání chráněných vypínačů. Druhý výstup obvodu pro registraci maximálního proudu je propojen se vstupem4zpož5ovaoího členu pro vypnutí základního vypínače; jehož výstup je propojen se systémem 0Z základního vypínače, který je propojen se základním vypínačem.The invention relates to a protective overcurrent relay using trip selectivity, which allows the continued operation of power circuit breakers with low power even in the event of a sharp increase in short-circuit currents in the network caused by the construction of large power plants near the substation with these circuit breakers. The protective overcurrent relay using trip selectivity is characterized in that a combination consisting of a circuit for registering the maximum current is connected to the current transformer for powering the protections, in parallel with the load, the first output of which is connected to the input of the delay element. The output of the delay element is led via a time switch to the first input of the circuit for interrupting the command voltage in the event of overcurrent. The classic substation protection system is connected by its output to the second input of the circuit for interrupting the command voltage in the event of overcurrent, which is further connected by its output to the control of the protected circuit breakers. The second output of the circuit for registering the maximum current is connected to the input of the delay element for tripping the basic circuit breaker; whose output is connected to the 0Z system of the basic circuit breaker, which is connected to the basic circuit breaker.

Description

Vynález se týká ochranného nadproudového relé využívajícího selektivitu vypnutí, které umožňuje déle provozovat výkonové vypínače o malém vypínacím výkonu i v případě prudkého nárůstu zkratových proudů v síti výstavbou velkých elektráren v blízkosti rozvodny s těmito vypínači.The present invention relates to a protective overcurrent relay utilizing trip selectivity, which allows longer operation of low-breaking circuit-breakers even in the event of a sharp increase in short-circuit currents in the network by constructing large power plants near the switchgear.

Dosud známé používané řešení znamenalo nutnost v případě výstavby velkých energetických zdrojů vyměnit v mnoha rozvodnách v okolí zapojení tohoto zdroje do sítě věechny výkonové vypínače za vypínače s vyěší Zkratovou odolností. Tento problém je zvláště závažný při výstavbě jaderných elektráren, které svými značnými výkony ovlivňují nároky na vypínače i v distribučních sítích v dalekém okolí. Problém je o to naléhavější, že jaderné elektrárny jsou obyčejně budovány v oblastech, kde bylo dosud málo energetických zdrojů, a tím i nízké hodnoty zkratových proudů v síti. Dosud používané řešení sestávající z výměny vypínačů v rozvodnách za výkonnější je neekonomické, časově náročné, znamená zvětšení plochy rozvoden a v době přestavby ohrožuje spolehlovost dodávky elektrické energie spotřebitelům.The known solution used so far meant the need to replace all power switches with high short-circuit breakers in many substations in the vicinity of the power supply. This problem is particularly serious in the construction of nuclear power plants, which, by their considerable power, influence the demands on circuit breakers even in distribution networks in the far surroundings. The problem is all the more acute because nuclear power plants are usually built in areas where there have been few energy sources and hence low short-circuit currents in the grid. The solution used to date to replace switches in substations with more efficient ones is uneconomical, time consuming, means increasing the area of substations and endangering the reliability of electricity supply to consumers at the time of conversion.

Toto řešení je zvláště nevýhodné proto, že podle měření v sítích vypínače většinou vypínají menší proudy, než na které jsou dimenzovány. Maximální proudy protékají pouze při zkratu přímo v rozvodně nebo v těsné blízkosti rozvodny. Takových zkratů je pouze nepatrné procento. Z uvedeného vyplývá, že vypínače dosud používané v rozvodně i v nových podmínkách vypnou velkou většinu běžných zkratů. Nevyhovují tedy pouze ve výjimečných případech těžkých zkratů.This solution is particularly disadvantageous because, according to measurements in circuit breaker networks, they usually switch off smaller currents than they are rated for. Maximum currents flow only in the event of a short circuit directly in the switchgear or in close proximity to the switchgear. Such short circuits are only a small percentage. This suggests that circuit breakers previously used in the substation and under new conditions will turn off the vast majority of common short circuits. They are therefore not only suitable in exceptional cases of severe short circuits.

Uvedené nevýhody dosavadního řešení jsou odstraněny tímto vynálezem, jehož podstata spočívá v tom, že k transformátoru proudu pro napájení ochran paralelně v zátěži je zapojen obvod pro registraci maximálního proudu, jehož první výstup je zapojen do vstupu zpožňovacího členu, výstup zpožňovacího členu je propojen přes časový spínač na první vstup obvodu pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu, přičemž systém ochran rozvodny je výstupem propojen s druhým vstupem obvodu pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu, který je déle výstupem propojen na ovládací ústrojí chráněných vypínačů, druhý výstup obvodu pro registraci maximálního proudu je propojen se vstupem zpožSovacího členu pro vypnutí základního vypínače, přičemž výstup je propojen se systémem OZ základního vypínače, který· je propojen se základním vypínačem.The above-mentioned disadvantages of the prior art are eliminated by the present invention, which consists in that a maximum current registration circuit is connected to the current transformer for supplying protections in parallel with the load, the first output of which is connected to the input of the delaying member. a switch to the first input of the circuit for breaking the command voltage in the event of an overcurrent, wherein the switchgear protection system is connected to the second input of the circuit for breaking the command voltage in the case of an overcurrent which is longer connected to the circuit breaker; it is coupled to the input of the delay switch for opening the circuit breaker, the output being coupled to the circuit breaker OZ system which is coupled to the circuit breaker.

Příklad použití vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je blokoVé schéma ochranného' nadproudového relé využívacicího selektivitu vypnutí, na obr. 2 je celkové schéma zapojení elektronických prvků ochranného nadproudového relé využívajícího selektivitu vypnutí, na obr. 3 je schéma zapojení Schmittova klopného obvodu a na obr. 4 je funkční schéma ochranného nadproudového relé .využívajícího selektivitu vypnutí.An example of the use of the invention is illustrated in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a block diagram of a trip overcurrent relay using selectivity, Fig. 2 is an overall schematic of electronic components of the trip overcurrent relay using selectivity. 4 is a functional diagram of the overcurrent protection relay utilizing trip selectivity.

Vstupní svorky transformátoru proudu jsou propojeny se zátěží 2.. Paralelně k zátěži £ je zapojen obvod J pro registraci maximálního proudu, přičemž výstup je zapojen na vstup zpož3ovacího členu 2· Výstup tohoto členu je přes časový spínač 2 propojen s prvním vstupem obvodu .6 pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu. Systém 2 ochran rozvodny je zapojen na druhý vstup obvodu _6. Obvod _6 pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu je výstupem propojen s ovládacím ústrojím výkonových vypínačů 8, 2i J_2, J_L, 12 ......The current transformer input terminals are connected to a load 2. In parallel to the load 6, a maximum current registration circuit J is connected, the output of which is connected to the input of the delay element 2. The output of this element is connected via a timer 2 to the first input of the circuit. interruption of command voltage in case of overcurrent. The substation protection system 2 is connected to the second input of the circuit 6. The circuit 6 for interrupting the command voltage in case of overcurrent is connected to the control unit of the circuit-breakers 8, 21, 12, 12, 12, ...

Druhý výstup obvodu 2 P^ro registraci maximálního proudu je propojen na vstup zpožňovacího členu 13 pro vypnutí základního vypínače, jehož výstup je propojen se systémem 14 OZ základního vypínače. Výstup tohoto systému je připojen na ovládací ústrojí základního vypínače 15. Nově postavená elektrárna 19 nebo rozvodna s velkým zkratovým výkonem je propojena vedením 20 přes základní vypínač 15 na přípojnici vyššího napětí 1 6. která je přes transformátor proudu _1 a výkonový transformátor 17 propojena s přípojnici nižšího napětí 18.The second output circuit 2 P ^ro register maximum current is connected to the input zpožňovacího member 13 to deactivate the basic switch, whose output is connected to the system 14 OZ basic switch. The output of this system is connected to the control device of the basic switch 15. The newly built power plant 19 or a high-short circuit power substation is connected via line 20 via the basic switch 15 to the high voltage busbar 16 which is connected to the busbar via current transformer 1 and power transformer 17. lower voltage 18.

Funkce obvodů znázorněných na obr. 1 .ie následující: při blízkém zkratu na vedení za vypínačem 8 protéká tímto vypínačem takový zkratový proud, že jej vypínač 8 není schopen vypnout. Tento zkratový proud protéká výkonovým transformátorem 17 a transformátorem prou3 du J_ ² přípojnice vyššího napětí 16. Hlavní příspěvek zkratového proudu přichází z nově postavené elektrárny 19 vedením 20 přes základní vypínač 1 5. Na zátěži 2_ transformátoru proudu _1_ vzniká úbytek napětí přímo úměrný proudu ve výkonovém transformátoru 17. Úbytek napětí na zátěži 2, je vyhodnocován v· obvodu pro registraci maximálního proudu Vzhledem k tomu, že teče proud vyěěí než dokáže vypnout vypínač Í3, musí obvod J přes zpožňovací člen který zabraňuje působení v případě nárazů o délce kratší než 50 ms a přes časový spínač 5. dát impulz obvodu _6 pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu.The operation of the circuits shown in FIG. 1 is as follows: in the case of a short circuit on the line behind the switch 8, a short circuit current flows through the switch so that the switch 8 is unable to switch it off. The short-circuit current flows through the power transformer 17 and transformer prou3 du j ² busbar voltage higher 16th Main circuit current contribution comes from the newly built power plant 19 through a conduit 20 basic switch 1 5. A load _1_ 2_ current transformer arises a voltage drop proportional to the current in the power The voltage drop across the load 2 is evaluated in the maximum current recording circuit. Since the current flows higher than the circuit breaker 13 can trip, the circuit J must be via a delaying member which prevents operation in the event of shocks of less than 50 ms. and, via a timer 5, to pulse the circuit 6 for interrupting the command voltage in the event of an overcurrent.

Systém 7 ochran rozvodny také vyhodnotil zkratový proud ve vypínači 8 a dává povel pro jeho vypnutí. Vzhledem k tomu, že cesta tohoto povelového napětí je v obvodu pro přerušení napětí v případě nadproudu _6 přerušena, ohrožený vypínač 8 nemůže vypnout. Obvod pro registraci maximálního proudu J současně ,svým druhým výstupem dává impulz přes zpožňovací člen 13 pro vypnutí základního vypínače na vstup systému 14 OZ základního vypínače. Systém 14 OZ zapůsobí a vypne základní vypínač 1 5. Τ^θ vypnutí základního vypínače 15 se prudce sníží zkratový výkon na přípojnici vyššího napětí 16.The switchgear protection system 7 has also evaluated the short-circuit current in the switch 8 and gives a command to switch it off. Since the path of this command voltage is interrupted in the voltage interruption circuit in case of overcurrent 6, the endangered switch 8 cannot trip. The maximum current registration circuit J simultaneously, with its second output, provides a pulse through the circuit breaker shut-off member 13 to the input of the circuit breaker OZ system 14. The OZ system 14 operates and switches off the main switch 1 5. Τ ^θ switching off the main switch 15 dramatically reduces the short-circuit power at the high-voltage busbar 16.

Tím začne protékat mnohem nižší proud transformátorem proudu J_ a tím i vypínačem 8. Následkem poklesu proudu obvod 3 pro registraci maximálního· proudu vypne, čímž dojde k sepnutí obvodu 6 pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu. Tímto je opět propojen systém 2 ochran rozvodny s vypínací cívkou vypínače 8, který takto snížený zkratový proud spolehlivě vypne. Po novém zapnutí základního vypínače 15 systémem 14 OZ základ ního vypínače se celý systém vrátí do původního provozního stavu. Základní vypínač 1 5 musí být dimenzován na plný zkratový proud. ZpožSovací člen 13 pro vypnuti základního vypínače umožňuje, že k vypnutí základního vypínače 15 dojde až po spolehlivém vyhodnocení zkratu systémem £ ochran rozvodny. Během této doby nastává současně pokles zkratového proudu blíže k hodnotám ustáleného zkratového proudu, což je z hlediska vypnutí zkratu výhodné.As a result, a much lower current flows through the current transformer 7 and thus through the switch 8. As a result of the current drop, the maximum current registration circuit 3 switches off, thereby closing the command voltage interruption circuit 6 in the event of an overcurrent. In this way, the switchgear protection system 2 is again connected to the trip coil of the circuit-breaker 8, which reliably switches off the reduced short-circuit current. When the circuit-breaker 15 is switched on again by the circuit-breaker system 14 of the circuit-breaker, the entire system returns to its original operating state. The circuit breaker 1 5 must be rated for full short-circuit current. The circuit breaker opening member 13 allows the circuit breaker 15 to trip only after a reliable short circuit evaluation by the substation protection system 6. At the same time, the short-circuit current decreases closer to the steady-state short-circuit current values, which is advantageous in terms of short-circuit tripping.

Časový spínač 2 á^e nouzový systém spouštěný obvodem pro registraci maximálního proudu. Úkolem tohoto obvodu je zajistit, že po uplynutí nastavené doby bude v případě mimořádné poruchy obvodů tohoto ochranného nadproudového relé yyužívajícího selektivitu vypnutí, propojen systém ochran rozvodny s vypínacími cívkami chráněných vypínačů Í3 až 12. Ohrožený vypínač Í3 v tomto havarijním případě by musel odepnout zkratový proud větší, než na který je dimenzován. Vysoká spolehlivost navržených obvodů a malý počet vypínaných blízkých zkratů za rok však takový případ prakticky vylučuje. V případě vypínání běžných zkratových proudů je úbytek napětí na zátěži 2 takový, že obvod J pro registraci maximálního proudu nesepne. Vypínače 8 až 15 jsou potom ovládány systémem 7, ochran rozvodny·Timer 2, and an emergency system ^e actuate the circuit for registering the maximum current. The task of this circuit is to ensure that after the set time has elapsed, in the event of an extraordinary failure of the circuits of this protective overcurrent relay using selectivity, the switchgear protection system will be connected to the trip coils of protected circuit breakers 13 to 12. larger than it is designed for. However, the high reliability of the designed circuits and the small number of short-circuit closures that are switched off per year virtually rule out such a case. In the case of switching off the short-circuit currents, the voltage drop across the load 2 is such that the maximum current recording circuit J does not switch. Switches 8 to 15 are then controlled by system 7, substation protection ·

Celkové schéma zapojení elektronických prvků ochranného nadproudového relé využívajícího selektivitu vypnutí je na obr. 2. Vstupní svorka 21 a vstupní svorka spojená se zemí 22 tvoří vstup ochranného nadproudového relé využívajícího selektivitu vypnutí. Vstupní svorka 21 je propojena s usměrňovači diodou 23. Dioda 23 je katodou připojena na vstupní potenciometr 24. který je druhým vývodem uzemněn přes dělicí odpor 25. Běžec potenciometru 24 je připojen na druhý potenciometr 26. který je druhým vývodem uzemněn přes druhý dělicí odpor 27. Běžec druhého potenciometru 26 je přes druhý dělicí odpor 28 připojen na křemíkovou diodu 29. Do místa spojení odporu 28 diody 29 je zapojena první Zenerova dioda 22.< která je anodou uzemněna.An overall circuit diagram of the electronic components of the trip overcurrent relay utilizing trip selectivity is shown in Fig. 2. The input terminal 21 and the input terminal connected to ground 22 form the input of the trip overcurrent relay using trip selectivity. The input terminal 21 is coupled to the rectifier diode 23. The diode 23 is coupled to the input potentiometer 24, which is grounded through the resistor 25 via the second terminal. The slider 24 is connected to the second potentiometer 26, which is grounded via the second terminal 27 The slider of the second potentiometer 26 is connected to a silicon diode 29 via a second resistor 28. A first Zener diode 22 is connected to the junction of the resistor 28 of the diode 29, which is grounded by the anode.

Katoda křemíkové diody 29 je propojena s prvním kondenzátorem 31 a vstupním odporem 32. Druhý vývod vstupního odporu 32 je zapojen ns svorku 600 integro\'něho obvodu 36 a dále ns zemní odpor 33. který je uzemněn kompenzační diodou 34. Svorky 300 a 200 integrovaného obvodu jsou propojeny a uzemněny společným odporem 41 . Svorka 400 je také spojena se zemí přes třetí dělicí odpor 35. Integrovaný obvod je napájen přes svorku 800 a dále přes svorku 100 vnějším odporem 43.. Svorka 100 je propojena se svork u 400 vazebním odporem 42.The silicon diode cathode 29 is coupled to the first capacitor 31 and the input resistor 32. The second input resistor terminal 32 is connected to the terminal 600 of the integrated circuit 36, and to the ground resistor 33 which is grounded by a compensating diode 34. circuits are connected and grounded by common resistance 41. The terminal 400 is also coupled to ground through a third resistor 35. The integrated circuit is fed via terminal 800 and further through terminal 100 through an external resistor 43. The terminal 100 is coupled to terminal 400 by a coupling resistor 42.

Výstupní svorka 100 integrovaného obvodu 36 je propojena součtovou diodou 59 přes vazební potenciometr zpoždění 60 s bází čtvrtého tranzistoru 64. Na tuto bázi je současně připojen pracovní odpor 62. který je druhým koncem připojen na kladnou svorku 79 napájecího napětí, dále je na bázi připojen zpožňovací kondenzátor 63. který je druhým koncem uzemněn a nulovací dioda 61. která je katodou propojena na svorku 100. Kolektor čtvrtého tranzistoru 64 je přímo propojen na svorku 22· Emitor je spojen se zátěžovým odporem 66 tranzistoru, který je druhým koncem uzemněn a s ochranným odporem §5 báze, přes který je emitor čtvrtého tranzistoru 64 propojen s bází pátého tranzistoru 68. Kolektor tohoto tranzistoru je přes napájecí odpor 67 pátého tranzistoru spojen se svorkou 79· Emitor tranzistoru 68 je propojen s cívkou 69 relé obvodu pro přerušení povelového napětí. Druhý vývod této cívky je přes rozpojovací kontakty 75 relé časového spínače uzemněn· Svorka 79 je přes spínací kontakt 73 pro relé časového spínače propojena s potenciometrem 76 časovacího spínače, jehož běžec je propojen s kondenzátorem 77 časovacího spínače a s cívkou 74 relé časovacího spínače.The output terminal 100 of the integrated circuit 36 is coupled by a summing diode 59 via a delay potentiometer 60 to the base of the transistor 64. On this basis, a working resistor 62 is connected which is connected to the positive terminal 79 of the supply voltage. a capacitor 63 which is grounded at the other end and a reset diode 61 which is connected by cathode to terminal 100. The collector of transistor 64 is directly coupled to terminal 22. The collector of this transistor is connected to terminal 79 via the fifth transistor supply resistor 67. The transistor emitter 68 is coupled to the coil 69 of the command voltage interruption relay. The second terminal of this coil is grounded via the break contacts 75 of the timer switch. The terminal 79 is connected via a timer switch contact 73 to the timer switch potentiometer 76, the slider of which is connected to the timer switch capacitor 77 and the timer relay coil 74.

Druhé konce kondenzátoru 77 a relé 74 jsou uzemněny. Rozpínací kontakty 70 relé pro přerušeni povelového napětí jsou propojeny s výstupní svorkou 71 obvodu pro přeruěení povelového napětí v případě nadproudu a dále s druhou výstupní svorkou 72 obvodu pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu. Záporná svorka 78 napájecího napětí je propojena s uzemněnými konci součásti. Výstupní svorka 700 integrovaného obvodu 36 je propojena vstupním odporem 44 s bází křemíkového tranzistoru 45.The other ends of capacitor 77 and relay 74 are grounded. The normally open relay contacts 70 are connected to the output terminal 71 of the command voltage interrupt circuit in the event of an overcurrent, and further to the second output terminal 72 of the command voltage interrupt circuit in the case of an overcurrent. The negative supply voltage terminal 78 is coupled to the grounded ends of the component. The output terminal 700 of the integrated circuit 36 is coupled by an input resistor 44 to the base of the silicon transistor 45.

Kladná svorka 79 napájecího napětí je propojena na časovači potenciometr 47. jehož běžec je zapojen na nabíjecí odpor 46. jehož druhý konec je zapojen na kolektor křemíkového tranzistoru 45. Emitor tohoto tranzistoru je uzemněn. Kolektor tranzistoru 45 je propojen omezovacím odporem 48 s časovacím kondenzátorem 49 a ochranným odporem 50. Druhý vývod ochranného odporu 50 je zapojen na emitor druhého tranzistoru 21· Báze druhého tranzistoru 51 je propojena s kolektorem třetího tranzistoru 52. se čtvrtým dělicím odporem 53 β pátým odporem 54·The positive power supply terminal 79 is coupled to a timing potentiometer 47 whose runner is connected to a charging resistor 46, the other end of which is connected to the collector of the silicon transistor 45. The emitter of this transistor is grounded. The transistor collector 45 is coupled by a limiting resistor 48 with a timing capacitor 49 and a protective resistor 50. The second terminal of the protective resistor 50 is connected to the emitter of the second transistor 21 The base of the second transistor 51 is coupled to the collector of the third transistor 52. 54 ·

Kolektor třetího tranzistoru 52 je propojen s bází druhého tranzistoru 51. Emitor tranzistoru 52 je spojen s cívkou 22 výstupního relé k systému OZ. Druhý konec cívky 55 relé je uzemněn. Spínací kontakty 56 výstupního relé k systému OZ jsou propojeny s výstupní svorkou 57 k systému OZ a druhou výstupní svorkou 58 k systému OZ 58.The collector of the third transistor 52 is coupled to the base of the second transistor 51. The emitter of the transistor 52 is coupled to the coil 22 of the output relay to the OA system. The other end of the relay coil 55 is grounded. The output contacts 56 of the output relay to the OZ system are connected to the output terminal 57 to the OZ system and the second output terminal 58 to the OZ system 58.

Funkce obvodu na obr. 2 je následující: střídavé napětí odebírané z transformátoru proudu 2 zatíženého zátěží 2 je přiváděno na vstupní svorku 21 a na vstupní svorku 22 spojenou se zemí. Toto napětí je usměrněno na usměrňovači diodě 23. Vstupní potenciometr 24 v sérii s dělicím odporem 25 slouží k nastavení hodnoty maximálního proudu. Pro přizpůsobení vstupu různým typům transformátorů proudu slouží druhý potenciometr 26 a druhý dělicí odpor 27. Odpor 28 chrání vstupní obvody při nastavení nejvyšší citlivosti před přetížením. Napětí děliče filtruje první kondenzátor 31 a přes dělič složený ze vstupního odporu 32 s zemního odporu 33 se přivádí na vstup 600 integrovaného obvodu 26, který zastává spolu s odpory 35 41. 42 funkci Schnittova klopného obvodu s negátorem. Schéma tohoto obvodu je na obr. 3· Kompenzační dioda 34 je použita pro teplotní kompenzaci vybavovacího napětí, první Zenerova dioda 30 se stává vodivou až po určitém převýšení vstupní ho napětí nad vybavovací úroveň, Čímž je dosaženo toho, že napětí na prvním kondenzátoru 31 se při různých hodnotách zkratového proudu v chráněných vypínačích mění málo. To má ten význam, že doba návratu Schmittova klopného obvodu do počátečního stavu, která je určená nabíjením kondenzátoru 21 přes vstupní odpor 32. zemní odpor 33 a vstup 500. je málo závislá na velikosti proudu ve vypínači.The function of the circuit in FIG. 2 is as follows: AC voltage taken from the current transformer 2 under load 2 is applied to the input terminal 21 and to the input terminal 22 connected to ground. This voltage is rectified on the rectifier diode 23. The input potentiometer 24 in series with the divider resistor 25 is used to set the maximum current value. A second potentiometer 26 and a second resistor 27 are used to adapt the input to different types of current transformers. The resistor 28 protects the input circuits from overloading at the highest sensitivity setting. The divider voltage filters the first capacitor 31 and is fed via a divider consisting of an input resistor 32 and a ground resistor 33 to the input 600 of the integrated circuit 26, which together with resistors 35, 41, acts as a Schnitt flip-flop with a negator. A schematic of this circuit is shown in Fig. 3. A compensation diode 34 is used for temperature compensation of the trip voltage, the first Zener diode 30 becomes conductive only after some input voltage exceeds the trip level, thereby ensuring that the voltage at the first capacitor 31 it varies little at different short-circuit current values in protected circuit-breakers. This has the meaning that the return time of the Schmitt flip-flop to the initial state, which is determined by the charging of the capacitor 21 via the input resistor 32, the ground resistor 33 and the input 500, is little dependent on the magnitude of the circuit breaker current.

Aby se kondenzátor 31 nevybíjel i přes vstupní dělič, který má proměnný odpor, je použito křemíkové diody 22· Schmittúv klopný obvod je u realizovaného provedení vynálezu tvořen integrovaným obvodem 36.In order to prevent the capacitor 31 from discharging despite an input divider having a variable resistance, a silicon diode 22 is used. In the embodiment of the invention, the Schmitt flip-flop is formed by an integrated circuit 36.

Při vypínáni zkratových proudů menších než je nastaveno vstupním potenciometrem 24. je na vstupní svorce 600 napští menší než prahové, tzn., že Schmlttův klopný obvod je v takovém stavu, že na výstupní svorce 100 je přibližně nulové napětí a na sedmé svorce integrovaného obvodu 700 je plné kladné napětí.When switching short-circuit currents smaller than set by input potentiometer 24, the voltage at the input terminal 600 is less than the threshold, i.e. the Schmltt flip-flop is in such a state that the output terminal 100 has approximately zero voltage and the seventh terminal of the integrated circuit 700 is full of positive voltage.

Při překročení prahového napětí, tj. při vzrůstu zkratového proudu ve vypínači nad hodnotu, pro kterou je dimenzován, nastane překlopení Schmittova klopného obvodu a na výstupní svorce integrovaného obvodu 100 se. objeví kladné napětí. Toto kladné napětí je . přes součtovou diodu 59 a vazební potenciometr 60 zpoždění přivedeno na spoj pracovního odporu 62. anodu nulovací diody 61 na bázi čtvrtého tranzistoru 64 a na zpožSovací kondenzátor 63.When the threshold voltage is exceeded, ie when the short-circuit current in the circuit-breaker rises above the value for which it is designed, the Schmitt flip-flop flips and the output circuit of the integrated circuit 100 se. positive voltage appears. This positive voltage is. via a summing diode 59 and a coupling potentiometer 60, a delay diode 61 based on the fourth transistor 64 and a delay capacitor 63 is applied to the working resistor junction 62 of the reset diode 61.

Z uvedeného vyplývá, že přes vazební potenciometr 60 zpoždění se nabíjí zpožňovací kondenzátor 63. takže čtvrtý tranzistor 64 otevře až po určité době nastaveného zpoždění.As a result, a delay capacitor 63 is charged via the delay potentiometer 60, so that the fourth transistor 64 opens after a set delay time.

* Nulovací dioda 61 zajištuje rychlé vybití kondenzátoru 63 při návratu obvodu do normálního stavu. Otevření tranzistoru 64 vede současně k otevření pátého tranzistoru 68 a tím k zapůsobení relé obvodu pro přerušení povelového napětí s cívkou 69. Působení delé s cívkou 69 znamená rozpojení rozpojovacích kontaktů 70 relé a tím i přerušení vodivého spojení výstupních svorek obvodů 71. 72 pro přerušení povelového napětí v případě nadproudu.* A reset diode 61 provides rapid discharge of capacitor 63 when the circuit returns to normal. Opening the transistor 64 simultaneously results in opening of the fifth transistor 68 and thus acting on the relay of the command voltage interruption circuit with the coil 69. The action of longer with the coil 69 means opening the relay contacts 70 and thus breaking the conductive connection of the output terminals voltage in case of overcurrent.

Současně nastane sepnutí spínacího kontaktu 73 pro relé časovacího spínače a tím se přes potenciometr 76 časovacího spínače začne nabíjet kondenzátor 77 časovacího spínače.At the same time, the switching contact 73 for the timer relay relay closes, and thus the capacitor 77 of the timer switches is charged via the timer potentiometer 76.

Relé 74 časovacího spínače, které zapůsobí za dobu závislou na nastavení potenciometrů 76 a tím dojde k rozpojení rozpojovacích kontaktů 75 relé časovacího spínače a tím k opětovnému sepnutí rozpínacích kontaktů 70 relé pro přerušení povelového napětí. Relé 74 časovaaího ípínače je tedy bezpečnostní prvek, který v případě poruchy tohoto zařízení zajistí zpětné propojení klasického systému ochran rozvodny s vypínači.Timer relay 74, which acts for a time dependent on the setting of potentiometers 76, thereby opening the normally open contacts 75 of the timer and thereby re-opening the normally open contacts 70 of the relay to interrupt the command voltage. The timing switch relay 74 is therefore a safety feature which, in the event of a failure of the device, provides a reconnection of the conventional switchgear protection system to the circuit breakers.

Současně s tímto dějem, tj. při vzrůstu zkratového proudu ve vypínači nad hodnotu, pro kterou je dimenzován, poklesne kladné napětí na sedmé svorce 700 integrovaného obvodu přibližně na nulu. 7 normálním stavu byl Jcřemíkový tranzistor 45 otevřen a časovači kondenzátor 49 byl udržován ve vybitám stavu. Pokles napětí na svorce 700 znamená, že se uzavře tranzistor 45 a časovači kondenzátor 49 se nabíjí, časové zpoždění je nastavitelné časovacím potenciometrem 47. Dosáhne-li napětí na časovacím kondenzátoru 49 spínací hladiny obvodu tvořeného druhým tranzistorem 51 a třetím tranzistorem 52. tento obvod se také otevře a tím zapůsobí výstupní relé 55 systému OZ. Spínací kontakt 56 výstupního relé k systému OZ propojí výstupní svorky 57. 58 k systému OZ.Simultaneously with this event, ie when the short-circuit current in the circuit-breaker rises above the value for which it is dimensioned, the positive voltage at the seventh integrated circuit terminal 700 drops to approximately zero. In normal state, the silicon transistor 45 was opened and the timer capacitor 49 was kept in a discharged state. The voltage drop across terminal 700 means that the transistor 45 is closed and the timer capacitor 49 is charging, the time delay is adjustable by the timer potentiometer 47. When the voltage across the timer capacitor 49 reaches the switching level of the circuit formed by the second transistor 51 and the third transistor 52. it also opens and thus operates the output relay 55 of the OZ system. The output contact 56 of the output relay to the OZ system connects the output terminals 57, 58 to the OZ system.

Liniové schéma Schmittova klopného obvodu je na obr. 3· Integrovaný obvod 36 je připojen na svorku 79 kladného napětí, tj. napájecí svorku 800 integrovaného obvodu, odtud spojen s napájecím odporem 83, který je druhým koncem zapojen na sedmou svorku 700 integrovaného obvodu a emitor šestého tranzistoru 80. Kolektor tohoto tranzistoru je vyveden na pátou svorku 500 integrovaného obvodu, která je dále spojena s uzemněnou svorkou záporného napětí 78. Báze šestého tranzistoru 80 je propojena na čtvrtou svorku 400 integrovaného obvodu a odtud dále‘přes třetí dělicí odpor 35 na uzemněnou svorku 78 záporného napětí-.A schematic diagram of the Schmitt flip-flop is shown in Fig. 3 · The IC 36 is connected to the positive voltage terminal 79, i.e. the IC terminal 800, from there connected to a power resistor 83 which is connected to the seventh IC terminal 700 and the emitter. The collector of this transistor is connected to the fifth integrated circuit terminal 500, which is further coupled to a grounded negative voltage terminal 78. The base of the sixth transistor 80 is coupled to the fourth integrated circuit terminal 400 and thereafter through the third grounding resistor 35 to ground. - negative voltage terminal 78.

Svorka 400 je také propojena přes vazební odpor 42 na výstupní svorku 100 integrovaného obvodu. Svorka 100 je přes vnější odpor 43 spojena se svorkou 79 kladného napětí. Emitor výstupního tranzistoru 82 je propojen se svorkou 100. Kolektor výstupního tranzistoru 82 js vyveden ns druhou svorku integrovaného obvodu 200 s přes společný odpor 41 spojen se svorkou 78. Svorka 200 je propojena s třetí svorkou 300 integrovaného obvodu, která je dále spojena s kolektorem vstupního tranzistoru 81. Báze tohoto tranzistoru je vyvedena na vstupní svorku 600 integrovaného odporu. Emitor vstupního tranzistoru 81 je propojen s bází výstupního tranzistoru 82 a přes druhý napájecí odpor 84 spojen s napájecí svorkou 800 integrovaného obvodu.The terminal 400 is also connected via a coupling resistor 42 to the output terminal 100 of the integrated circuit. The terminal 100 is connected to the positive voltage terminal 79 via an external resistor 43. The emitter of output transistor 82 is coupled to terminal 100. The output transistor 82 collector is connected to terminal 78 of the integrated circuit 200 s via a common resistor 41. Terminal 200 is coupled to the third integrated circuit terminal 300, which is further coupled to the input collector. The base of this transistor is connected to the integrated resistance input terminal 600. The emitter of the input transistor 81 is coupled to the base of the output transistor 82 and connected via the second supply resistor 84 to the supply terminal 800 of the integrated circuit.

Integrovaný obvod 39 podle obr. 3 zastává funkci Schmittova. klopného obvodu s negátorem. Vstupní tranzistor 81 a výstupní tranzistor 82 spolu s napájecím odporem 83. vnějěím odporem 43 a společným odporem 41 . tvoří klasické zapojení Schmittova klopného obvodu. Šestý tranzistor 80 je zapojen jako negátor. Při běžnýoh zkratových proudech ve vypínačích je na vstupní svorce 600 napětí menší než prahová, tzn., že Schmittův klopný obvod je v takovém stavu, že vstupní tranzistor 81 je uzavřen a výstupní tranzistor 82 otevřen.The integrated circuit 39 of FIG. 3 acts as a Schmitt. flip-flop with negator. The input transistor 81 and the output transistor 82 together with the supply resistor 83, the external resistor 43 and the common resistor 41. forms a classic Schmitt flip-flop circuit. The sixth transistor 80 is connected as a negator. Under normal short-circuit currents in the circuit breakers, the voltage at the input terminal 600 is less than the threshold, i.e. the Schmitt flip-flop is in such a state that the input transistor 81 is closed and the output transistor 82 is open.

Na výstupní svorce 100 integrovaného obvodu je při tomto stavu přibližně nulové napěíí. Při překročení prahového napětí, tj. vzrůstu zkratového proudu nad hodnotu, pro jehož vypnutí jsou vypínače dimenzovány, nastane překlopení Schmittova klopného obvodu a na výstupní svorce 100 integrovaného obvodu se objeví kladné napětí. Na svorce 700 je negované napětí svorky 100.There is approximately zero voltage at the IC output terminal 100 in this state. When the threshold voltage is exceeded, ie the short-circuit current increases above the value for which the circuit-breakers are designed to trip, the Schmitt flip-flop flips and a positive voltage occurs at the output terminal 100 of the integrated circuit. The terminal 700 has a negative terminal voltage of 100.

Zapojení konstrukčního provedení ochranného nadproudového relé využívajícího selektivitu vypnutí, je na obr. 4. Úplné ochranné nadproudové relé 85 využívající selektivitu vypnutí je připojeno vstupní svorkou 21 a vstupní svorkou 22 spojenou se zemí, paralelně k zátěži 2. na transformátor proudu 2· Systém 2 ochran rozvodny je připojen na výstupní svorku 71 obvodu pro přeruěení povelového napětí v případě nadproudu. Druhá výstupní svorka 72 pro přsruěení povelového napětí v případě nadproudu je zapojena na vypínací cívku prvního chráněného vypínače £3.The connection of the design of the protective overcurrent relay using trip selectivity is shown in Fig. 4. The complete protective overcurrent relay 85 using trip selectivity is connected by input terminal 21 and input terminal 22 connected to ground, parallel to load 2. to current transformer 2 the substation is connected to the output terminal 71 of the command voltage interruption circuit in the event of an overcurrent. A second output terminal 72 for overturning the command voltage in the event of an overcurrent is connected to the trip coil of the first protected circuit breaker 63.

Výstupní svorka 57 systému ochran je propojena se vstupem systému 14 OZ základního vypínače. Kladná svorka 86 pro napájení ochran je propojena se systémem ochran rozvodny 7, a s druhou výstupní svorkou 58 pro napájení ochran. Nově postavená elektrárna 19 je propojena vedením 20 přes základní vypínač 15 na připojnici 1 6 vyššího napětí. Přípojnice 1 6 je přes transformátor proudu _1_ pro napájení ochran a výkonový transformátor 17 zapojena na připojnici 18 nižšího napětí. Na tuto připojnici je zapojen první chráněný vypínač 2·The output terminal 57 of the relay system is coupled to the input of the ON circuit breaker system 14. The positive power supply terminal 86 is coupled to the substation protection system 7, and to the second output terminal 58 for power supply protection. The newly built power plant 19 is connected by a line 20 via a basic switch 15 to a higher voltage busbar 16. The busbar 16 is connected to the lower voltage busbar 18 via the current transformer 17 for supplying the protections and the power transformer 17. The first protected switch 2 is connected to this busbar.

Funjcce ochranného nadproudového relé, využívajícího selektivitu vypnutí podle obr. 4, jé následující: při běžných zkratech za vypínačem £ ochranné relé 85 nepůsobí, výstupní svorky 71 a 72 jsou propojeny a chráněný vypínač £ je ovládán systémem 2 ochran rozvodny.The function of the overcurrent relay utilizing the selectivity of the trip according to FIG. 4 is as follows: under normal short-circuits beyond the circuit breaker 8, the protection relay 85 does not operate, the output terminals 71 and 72 are connected and the circuit breaker 8 is controlled by the substation protection system 2.

V případě blízkého zkratu protéká zkratový proud, na který chráněný vypínač 8 není dimenzován. V tomto případě je úbytek napětí na zátěži 2. takový, že úplné ochranné nadproudové relé 85 zapůsobí a tím přeruší výstupní svorky 71 a 72.In the case of a near short-circuit, a short-circuit current flows to which the protected circuit-breaker 8 is not rated. In this case, the voltage drop across the load 2 is such that the complete overcurrent relay 85 acts to break the output terminals 71 and 72.

Sjjstém 2, ochran je v tomto případě odpojen od vypínače 8. a nemůže jej vypnout. Po předem nastavené době, ve které zkratový proud bezpečně vyhodnotil i systém 2 ochran se propojí výstupní svorky 57. 58 k systému OZ, čímž dojde k zapůsobení systému 14 0Z základního vypínače 14. který vypne základní vypínač 1 5. Vypnutí tohoto vypínače znamená odpojení nově postavené elektrárny 19 od přípojnice 16 vyššího napětí. Tímto se sníží zkratový proud natolik, že jej chráněný vypínač Í3 může bezpečně vypnout. Stane se tak proto, že odpojením základního vypínače 25. poklesl i úbytek napětí na zátěži 2 ⁸ úplné ochranné nadproudové relé 85 se vrátí do normálního stavu, ve kterém jsou propojeny výstupní svorky 71 a 22,. Vypínač 8 je tedy vypnut impulzem systému 2 ochran. Po opětovném automatickém sepnutí základního vypínače 1 5. systémem 14 OZ základního vypínače 24 3® uvedena celá rozvodna do normálního chodu s tím, že vypínač 8 zajistil spolehlivé odpojení zkratu .In Fig. 2, the protections in this case are disconnected from the switch 8 and cannot be switched off. After a preset time in which the short circuit current has also been safely evaluated by the relay system 2, the output terminals 57. 58 are connected to the OZ system, thereby effecting the system 14 of the basic circuit breaker 14 which will open the circuit breaker 15. power stations 19 from a higher voltage busbar 16. This reduces the short-circuit current so much that the protected circuit breaker 13 can safely trip it. This is because, by disconnecting the circuit breaker 25, the voltage drop across the load ²⁸ has also decreased, the complete overcurrent relay 85 will return to the normal state in which the output terminals 71 and 22 are connected. The switch 8 is therefore switched off by the impulse of the protection system 2. After the automatic switch-on of the circuit-breaker 1 by means of the system 14 OZ of the circuit-breaker 24 3®, the entire switchgear is brought into normal operation, with the switch 8 ensuring a reliable short-circuit disconnection.

Vybavení rozvoden výše popsaným ochranným nadproudovým relé umožní spolehlivě provozovat stávající rozvodny i při nárůstu zkratových proudů dále se všemi stávajícími vypínači s výjimkou jednoho základního vypínače, který musí být vyměněn za vypínač dimenzovaný na plný zkratový proud. Pokud je zajištěno spolehlivě předávání ovládacích impulzů například telefonním kanálem po vedení mezi rozvodnou a nově postavenou elektrárnou 22.» 3« výhodné systémem 24 OZ vypínat vypínač na počátku vedeni 20. V tomto případě umožňuje ochranná relé řešené tímto vynálezem provozovat dále rozvodnu bez jakékoliv výměny výkonových vypínačů. Výhodou ochranného nadproudového relé 85 je, že zvětšením počtu rozpínacích kontaktů T0_ P^ro přerušení povelového napětí může jedno relé chránit více vypínačů. Další výhodou je, že na zátěž 2. lze zapojit vstupní svorky většího počtu ochranných nadproudových relé 85 využívajících selektivitu vypnuti bez toho, že by došlo k jejich vzájemnému ovlivnění, takže není třeba dalších proudových měničů. Takto navržené ochranné nadproudové relé, využívající selektivitu vypnutí, se vyznačuje vysokou spolehlivostí a velkou stálostí všech parametrů.Equipping substations with the above-described overcurrent relay will reliably operate existing substations even with short-circuit currents further on with all existing circuit-breakers except for one circuit-breaker which must be replaced with a circuit-breaker rated for the full short-circuit current. If it is reliably provided that control pulses are transmitted, for example, by a telephone channel over the line between the substation and the newly built power plant 22. »3« advantageous 24 OZ system to switch off the circuit breaker at the beginning of line 20. In this case switches. The advantage of protective overload relay 85 is that increasing the number of break contacts T0_ P ^ro interruption command voltage can one protect more relay switches. Another advantage is that the input terminals of a plurality of overcurrent relay 85 using trip selectivity can be connected to the load 2 without interfering with each other, so that no additional current converters are required. The protective overcurrent relay designed in this way, using the selectivity of the trip, is characterized by high reliability and high stability of all parameters.

Claims

Protective overcurrent relay utilizing trip selectivity, characterized in that a maximum current registration circuit (3) is connected to the current transformer (1) for feeding the protections parallel to the load (2), the first input of which is connected to the input of the delay element (4). 1), the output of the delay element (4) is connected via a timer (5) to the first input of the circuit for interrupting the command voltage in the event of an overcurrent, wherein the substation protection system (7) is connected to the second input of the circuit (6). the command voltage in case of overcurrent, which is further connected to the output of the protected circuit breakers (8, 9, 10), the second output of the maximum current circuit (3) is connected to the input of the delay switch (13). it is connected to the basic circuit breaker system (14) which is connected to the basic switch (15).