專利名稱：發電廠及電力系統公用比相母線保護裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于發電廠及電力系統母線保護裝置。
目前發電廠及電力系統的母線保護大都采用差動保護，這種設計既要考慮互感器配片特性，容量變比等，又要考慮勵磁涌流，暫態不平衡電流對保護的影響，原理復雜、調試困難。我們知道，發電廠及電力系統母線在正常運行中，母線的送入與送出位相應是相反，當母線發生故障時，即表示母線短路。此時，送入與送出位相相同。為了保護母線的安全。應經常檢測、發現故障及時排除。
本發明的目的是提供一種用于發電廠及電力系統母線保護裝置。
本發明是這樣實現的。通過比較被保護母線各側電流互感器沖電流首半波相位來實現對母線保護。將電流互感器電流經電阻直接形成電壓，通過令克輔助接點選擇連接對應的母線、穩壓管、二極管、將檢測信號電壓輸入比相公用聯線。受母線低電壓、零序電壓控制的晶體禁止門。當兩交流信號瞬間為正。經比相延時0.005秒。此刻低電壓或零序電壓又動作。則執行比較驗測信號電壓的首半波相位實現保護。檢測電流互感器換路瞬間di/dt不能突變。沖擊電流的首半波，電流互感器尚未飽和。付方能反應原相位的。給比相提供了充要條件。瞬態過程勵磁涌流非期分量偏向時間軸一側。極值往往出理在故障個把周波后內。因此，瞬態電流對比相無影響(注高等教材天津大學、華中工學院編的繼電保護原理書中有著。”江蘇電力”85年第二期有電流互感器動態模似記錄圖。我廠150MVA主變沖擊，電流互感器首半波不飽和特性記錄圖。“華東電力”91年第9期，提到日本正研制電流互感器不飽和特性作為保護的制動量)。該保護通過電流互感器并電阻直接形成電壓，它們正常接線極性都是指向(或背向)各段母線的(指向母線為正極性輸出)。正常運行時負荷電流不去比相，(穩壓管不擊穿)，保護不動作。母線外部故障時，參加比相的極性相位相反，保護亦不動作。母線內部故障時，有的支路因一次電流方向的改變，它們的相位一致都為正相位，保護則動作。為防止誤動、零序過電壓、低電壓參加聯動，都是有效措施。
本發明的實施具體方案，結合附圖給以說明。
圖1為電氣主系統圖。注有“*”表示被保護母線電流互感器接線的極性。
圖2本發明取樣電路原理圖。圖中框圖j為晶體管比相觸發電路。
圖3本發明晶體管比相觸發電路。
圖1中LH為電流互感器、F1為用戶、F2為無窮大系統、1為正母、II為副母、701為母聯、2F為等值發電機、8F為等值發電機、1G、2G為操作克令選擇運行母線保護。
圖2中，UF1、U710、U8LH分別為系統、母聯、8號機電流形成電壓。R201為負載電阻、DW201為穩壓管、D201、D202為二極管。1LH、3LH、8LH為電流互感器，經負載電阻R201形成電壓。它經DW201及取壓電阻R202得到檢測信號電壓①、②、③，再經二極管比較器(D201、D202)輸出二個電壓UA、UB，送入到晶體管比相觸發電路輸入端④、⑤。參見圖3，UA、UB的比相是通過穩壓二極管D5、D6的恒壓降實現的。無故障時，T1為截止狀態，T2導通、T3截止、T4導通。低電壓U、零序電壓UL異極性疊加，T5導通，它使禁止門T3截止，即繼電器XJ無動作。
本發明發電廠及電力系統母線保護裝置動作過程，用空載合閘母線時加以說明
空載合閘無故障母線時，母線充電電流遠小于額定負荷電流，UA、UB無輸入，此刻有可能有零序電壓但低電壓未動作，達不到整定值T3一直被禁止，繼電器燈不動作。
空載合閘故障母線時，UA定有正電位，UB零電位，則T1導通、T2經0.005秒起動禁止門T3，此刻低電壓、零序電壓早已返回，T3動作，T4返回高電平至T3基極，使T3保持通導，繼電器XJ發出信號保護動作。母線外部故障，低電壓、零序電壓有可能動作，UA有正電位，UB定有異相位電位，則比相管T1不導通，繼電器燈不動作。
參見圖2、圖3，本發明發電廠及電力系統公用比相母線保護裝置，包括電流互感器，其特征在于它由R201、DW201、D201、D202組成的取壓電路和晶體管比相觸發電路構成，電流互感器一端接地，另一端與負載電阻R201及DW201、R202并接，DW201的正極與D201的正極、D202的負極相連，三只D201的負極并連接點A同晶體管比相觸發電路輸入端④相連、三只D202的正極并連接點B同晶體管比相觸發電路輸入端⑤相連。正常時，DW201不導通，有沖擊電流時，DW201導通，R202上的電位輸入至聯產線A，瞬間首半波，A上有正電位，B上它支路來可能有異相位電位(去比相觸發電路保護它支路亦如此)，則取樣電壓UA、UB形成保護裝置充要條件。U8LH為觀察點。
負載電阻R201還能有效防止CT開路過壓。防干擾，UA、UB的電位整定偏高些，有關整定參數見整定計算書。
參見圖3，晶體管比相觸發電路是由比相電路、延時電路、禁止門、或門、母線低壓整流電路、母線低壓零序整流電路和穩壓電路組成，其中D1～D4、R1～R4、晶體管T1、穩壓管D5、D6組成比相電，D8、R5～R9、D9、C1及晶體管T2組成延時電路，穩壓管D10、R10、D11、D18、晶體管T3及繼電器XJ組成禁止門、R11～R14、D13及晶體管T4組成自保持電路； R21～R26、D14、R29、C3、W、D16組成母線低壓整流回路，R27、R28、D15、R30、C4組成母線低壓零序整流回路，此兩端出經D17、R15、R16、R17、晶體管T5組成或門，穩壓管D21、C2、D22、R31及R32組成穩壓電路。
電路之間的連接關系如下電流互感器與取壓電路的負載電阻R201連接，取壓電路輸出公用聯線A、B送出的電壓UA、UB分別與比相電路輸入二極管D1、D2連接，比相電路輸出端T1集電極與延時電路輸入二極管D8連接，延時電路T2的分壓電阻R7、R8與禁止門輸入二極管D9連接，禁止門的T3集電極和電源之間串接繼電器XJ，XJ接點一端連接電源，一端連接保護開關，T3的集電極還與自保持電路的輸入二極管D12連接，自保持電路輸出二極管D13與T3基極的穩壓管D10連接；或門電路的輸出二極管D18與T3的基極連接，或門電路的輸入端與母線低壓整流回路和母線低壓零序整流回路的輸出W相接。
綜述按圖方案去實施，電流互感器接線如圖1，比較被保護母線各側電流互感器二次沖擊電流首半波的相位實現保護的。圖2電流信號通過電流互感器接線盒內并負載電阻R201直接形成電壓，經克令輔助接點1G、2G選擇投入相對的母線，有沖擊電位時，穩壓管、二極管檢測信號電壓輸入比相公用聯線，安裝在露天母線端指箱內聯接至主控室保護屏上的晶體管比相觸發電路則能執行動作。
如圖3，當兩交流信號UA、UB瞬間為正，經比相延時0.005秒(防干擾0.003秒＋保證脈沖觸發寬度0.002秒)。并自保，此刻低電壓，零序電壓異性疊加，使T5截止，保護禁止門可靠動作，即執行比較檢測信號電壓的首半波相位實現保護動作的目的。
本發明的母線保護裝置可廣泛替換現有的差動保護裝置。本發明 電路簡單、保護速度快。
權利要求
1.發電廠及電力系統公用比相母線保護裝置，包括電流互感器，其特征在于它由R201、DW201、D201、D202組成的取壓電路和晶體管比相觸發電路構成，電流互感器一端接地，另一端與負載電阻R201及DW201、R202并接，DW201的正極與D201的正極、D202的負極相連，三只D201的負極并連接點A同晶體管比相觸發電路輸入端④相連、三只D202的正極并連接點B同晶體管比相觸發電路輸入端⑤相連；晶體管比相觸發電路是由比相電路、延時電路、禁止門、或門、母線低壓整流電路、母線低壓零序整流電路和穩壓電路組成，其中D1～D4、R1～R4、晶體管T1、穩壓管D5、D6組成比相電，D8、R5～R9、D9、C1及晶體管T2組成延時電路，穩壓管D10、R10、D11、D18、晶體管T3及繼電器XJ組成禁止門，R11～R14、D13及晶體管T4組成自保持電路；R21～R26、D14、R29、C3、W、D16組成母線低壓整流回路，R27、R28、D15、R30、C4組成母線低壓零序整流回路，此兩端出經D17、R15、R16、R17、晶體管T5組成或門，穩壓管D21、C2、D22、R31及R32組成穩壓電路，它們連接特征如下，電流互感器與取壓電路的負載電阻R201連接，取壓電路輸出公用聯線A、B送出的電壓UA、UB分別與比相電路輸入二極管D1、D2連接，比相電路輸出端T1集電極與延時電路輸入二極管D8連接，延時電路T2的分壓電阻R7、R8與禁止門輸入二極管D9連接，禁止門的T3集電極和電源之間串接繼電器XJ，XJ接點一端連接電源，一端連接保護開關，T3的集電極還與自保持電路的輸入二極管D12連接，自保持電路輸出二極管D13與T3基極的穩壓管D10連接；或門電路的輸出二極管D18與T3的基極連接，或門電路的輸入端與母線低壓整流回路和母線低壓零序整流回路的輸出W相接。
全文摘要
本發明涉及一種發電廠及電力系統公用比相母線保護裝置。它由取樣電路和晶體管比相觸發電路構成，取樣電路是從電流互感器電流經電阻R201直接形成電壓，晶體管比相觸發電路由比相電路、延時電路、禁止門、或門、母線整流電路和穩壓電路組成，取樣電壓U
文檔編號H02H7/00GK1149775SQ9511768
公開日1997年5月14日 申請日期1995年11月4日 優先權日1995年11月4日
發明者朱承麟 申請人:朱承麟