УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ КОМПЛЕКТНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ОТ ДУГОВЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ Российский патент 1994 года по МПК H02H7/22 H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для релейной защиты ячеек комплектных распределительных устройств (КРУ) внутренней и наружной установок от коротких замыканий (КЗ), сопровождаемых электрической дугой.

Известны устройства для защиты распределительных щитов от электрической дуги КЗ, содержащие рабочие и тормозные фотодатчики, схему сравнения, пороговый элемент, исполнительный орган (патент ФРГ N 1126011, патент Франции N 2087348).

Известны также техническое решение аналогичного назначения (а.с. СССР N 815544, N 997175, N 1111224, N 1415320, N 1453518, N 1545287). Общим их недостатком является то, что совместимы, как правило, с релейной защитой КРУ, выполняемой на реле косвенного принципа действия и практически непригодны для ячеек КРУ, оборудованных реле тока прямого действия (типа РТМ, РТВ [1,2] ), так как в последнем случае реле прямого действия является измерительным и исполнительным органом.

Реле дуговой защиты требует оперативного питания и поэтому отсутствует непосредственное воздействие на отключение выключателя. Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является схема выполнения зашиты на основе реле тока прямого действия типа РТВ или РТМ [1, стр.78, рис.4-17], содержащая измерительные трансформаторы тока, последовательно с обмотками которых включены обмотки реле РТВ и РТМ.

Недостатками этого решения являются низкое быстродействие и надежность при отключении внутренних КЗ через электрическую дугу. Это объясняется тем, что реле тока прямого действия имеет зависимую время-токовую характеристику независимо от того, внутреннее это КЗ или внешнее. Замедление в срабатывания защиты может привести к развитию аварии и переходу электрической дуги на шины или в смежные ячейки.

Использование известных ранее реле дуговой защиты затруднено отсутствием источника постоянного оперативного тока и необходимостью наличия специальных переключающихся контактов, способных коммутировать цепи ТТ без разрыва цепи.

Цель изобретения - повышение надежности, быстродействия и уменьшение объема разрушений.

Цель достигается тем, что в устройстве защиты комплектного распределительного устройства от дуговых коротких замыканий с реле прямого действия, содержащее измерительные трансформаторы тока, во вторичные цепи которых включена обмотка реле тока прямого действия, дополнительно введены промежуточные трансформатор тока, вторичная обмотка которого подключена к конденсатору, к выводам которого подключен выпрямительный мост, к положительному и отрицательному полюсам которых подключено реле дуговой защиты, фотодатчик которого размещен в отсеках комплектного распределительного устройства, а его выходной контакт подключен к положительному полюсу выпрямительного моста и к обмотке промежуточного реле, второй вывод которой подключен к отрицательному полюсу выпрямительного моста, размыкающийся контакт промежуточного реле подключен к части обмотки реле тока прямого действия, а замыкающийся контакт - ко всей обмотке.

Все элементы заявляемого устройства использованы по своему прямому назначению и известны в практике релейной защиты энергосистем, но совокупность этих элементов в их связи отличает предлагаемое устройство от аналогичных устройств и получить положительные качества не присущи устройству-прототипу.

На чертеже представлена схема защиты КРУ с реле тока прямого действия в двухфазном исполнении.

На схеме приняты следующие обозначения: 1,2 - трансформаторы тока; 3 - промежуточный трансформатор тока;4 - конденсатор; 5 - выпрямительный мост; 6 - реле дуговой защиты, фотодатчики 7 которого размещены в отсеках ячейки КРУ; 8 - замыкающийся контакт реле дуговой защиты; 9 - обмотка промежуточного реле с переключающимися контактами 10; 11 - обмотка реле тока прямого действия; 12,13 - комплекты защиты, установленные в двух или трех фазах КРУ и состоящие из перечисленных элементов (2,4,5,8,9,10,11).

В исходном состоянии (при отсутствии токов в ТТ) обмотки промежуточного реле 9 и реле тока прямого действия не обтекаются током и они находятся в несработанном состоянии. Контакты 8 реле 6 дуговой защиты разомкнуты, размыкающиеся контакты 10 промежуточного реле 9 замкнуты, а замыкающиеся контакты, соответственно, разомкнуты. Особенностью промежуточного реле 9 является переключение контактов 10 без размыкания цепи. Реле дуговой защиты находится в несработанном состоянии, так как фотодатчик находится в темновом режиме.

Работа устройства защиты может быть пояснена в следующих режимах.

При внешнем КЗ, т.е. при КЗ за пределами защищаемой ячейки, реле 6 дуговой защиты находится в несработанном состоянии и его контакт 8 разомкнут, промежуточное реле 9 находится в несработанном состоянии и поэтому замкнут размыкающийся контакт 10, что вызывает протекание тока от ТТ 1 через часть обмотки реле 11 тока прямого действия. Если ток КЗ превышает ток уставки реле 11, то оно срабатывает, что приводит к отключению выключателя, на который воздействует реле 11. Если ток КЗ не превышает тока срабатывания реле 11, то оно не срабатывает.

Если происходит КЗ через дугу внутри защищаемой ячейки, то это приводит к срабатыванию реле 6 дуговой защиты, которое замыкает свой контакт 8, что приводит к срабатыванию промежуточного реле 9. Реле 9 замыкает замыкающийся контакт 10, что обеспечивает протекание тока от ТТ через всю обмотку реле 11, увеличивая магнитодвижущую силу по сравнению с предыдущим случаем. Учитывая это при внутреннем КЗ, обеспечивается работа реле прямого действия в независимой части время-токовой характеристики [1], т.е. в этом случае уменьшается время действия защиты. Питание реле дуговой защиты обеспечивается от промежуточного трансформатора 3, нагруженного на конденсатор 4 и выпрямительный мост 5, что обеспечивает высокую надежность работы защиты, так как срабатывание реле дуговой защиты возможно лишь при наличии тока достаточной величины.

Таким образом введение дополнительных элементов в схему защиты привело к следующим результатам: повышается надежность за счет питания реле дуговой защиты от промежуточного трансформатора тока, заключенного во вторичную цепь ТТ защищаемого присоединения; повышается быстродействие защиты, так как обеспечивается форсированное отключение реле тока прямого действия, т. е. его работа в независимой части время-токовой характеристики; уменьшается объем повреждения за счет снижения времени срабатывания защиты КРУ, т.е. локализации аварии в объеме одной ячейки.

Предлагаемая защита может быть реализована на основе серийных устройств, например, элементы (3,4,5,9) представляют промежуточное реле переменного тока типа РП-341, имеющего усиление контакта 10, переключающиеся без разрыва цепи. Реле тока прямого действия может выполняться на основе реле типа РТМ и РТВ (с практически независимой и зависимой от тока выдержкой времени соответственно).

Проведенные лабораторные и натурные испытания в сети 10 кВ путем моделирования короткого замыкания подтвердили высокую эффективность и положительные качества предлагаемого устройства.

Использование: защита от КЗ, сопровождаемая электрической дугой, комплектных распределительных устройств, а также в качестве максимально-токовой защиты или отсечки. Сущность изобретения: построение защиты КРУ на основе совмещения реле тока прямого действия и реле дуговой защиты, реагирующей на изменение освещенности внутри отсеков КРУ. Цепи питания его подключения к выпрямительному мосту промежуточного трансформатора тока. К выпрямительному мосту также подключена обмотка промежуточного реле, а его переключающие контакты включены в цепь обмотки реле прямого действия. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ КОМПЛЕКТНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ОТ ДУГОВЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ, содержащее измерительный трансформатор тока, первый вывод вторичной обмотки которого подключен к первому выводу обмотки реле тока прямого действия, отличающееся тем, что введены дополнительный промежуточный трансформатор тока, первичная обмотка которого одним выводом подключена к второму выводу трансформатора тока, другим выводом через замыкающий контакт вновь введенного промежуточного реле - к второму выводу обмотки реле тока прямого действия, вторичная обмотка дополнительного промежуточного трансформатора тока нагружена на конденсатор, к выводам которого подключен выпрямительный мост к положительному и отрицательному полюсу которых подключено реле дуговой защиты, фотодатчик которого размещен в отсеках комплектного распределительного устройства, а его выходной контакт подключен к положительному полюсу выпрямительного моста и к обмотке промежуточного реле, второй вывод которой подключен к отрицательному полюсу выпрямительного моста, размыкающий контакт промежуточного реле подключен к части обмотки реле тока прямого действия.