СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДУГОВЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЩИТАХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Российский патент 1997 года по МПК H02H3/08 H02H7/22 

Изобретение относится к релейной защите и противоаварийной автоматике автономных электроэнергетических систем (АЭС) переменного и постоянного токов.

Известен способ выявления дуговых коротких замыканий (к.з.) в шинопроводах электроэнергетических систем, основанный на контроле интенсивности потока излучения определенных участков спектра электрической дуги короткого замыкания (см. например, способ по а.с. СССР N 672691, кл. H 02 H 3/08 от 5.07.1979).

Недостатком этого способа является низкая помехозащищенность, обусловленная слабой интенсивностью излучения линий выделяемого участка спектра, и, как следствие этого, низким отношением полезный сигнал/помеха. При больших токах дуговых к.з. интенсивность излучения непрерывного спектра электрической дуги в пределах выделяемого участка становится больше интенсивности излучения линейчатого спектра, поэтому указанный способ вообще не применим.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обнаружения дуговых к. з. в распределительных щитах электроэнергетических систем, основанный на контроле интенсивности потока излучения дуги, при котором интенсивность излучения электрической дуги короткого замыкания ослабляют на величину, определяемую интенсивностью потока излучения дуги, возникающей в электрических аппаратах щита при отключении токов металлических коротких замыканий, и по интенсивности ослабленного потока судят о возникновении дугового к.з. (см. например, способ по а.с. СССР N 851594, кл. H 02 H 3/08 от 30.07.81).

Недостаток этого способа невысокая помехоустойчивость, связанная с тем, что при больших токах дуговых к.з. (десятки килоампер) величина отношения полезной сигнал/помеха становится мала.

Цель изобретения повышение помехоустойчивости способов обнаружения дуговых к.з. в распределительных щитах АЭС.

Цель достигается тем, что в предлагаемом способе интенсивность потока излучения электрической дуги короткого замыкания увеличивают за счет добавления в краски шинопроводов химических элементов с низким потенциалом ионизации.

Например, введение в состав краски шинопроводов 10-30% добавки соли NaCl приводит к увеличению интенсивности потока излучения электрической дуги короткого замыкания в 2-2,5 раза.

На чертеже представлена блок-схема одного из возможных вариантов устройства, поясняющая способ.

Устройство состоит из фотодатчика 1, размещенного внутри распределительного щита, электро-оптической системы 2 ослабления потока излучения, которая устанавливается на входе 1, блока управления 3, осуществляющего управление величиной коэффициента ослабления K_oc системы 2, реагирующего органа 4. В качестве электрооптической системы 2 с регулируемым коэффициентом ослабления использовалась система, состоящая из ячейки Керра, на входе которой устанавливался поляризатор, а на выходе - анализатор, причем плоскости поляризации их параллельны. Блок управления 3 представлял собой датчик тока, включенный на входе усилителя-преобразователя напряжения. Поток излучения электрической дуги, ослабленный системой 2, попадает на вход фотодатчика 1, преобразуется в электрический сигнал и подается на блок 4. В зависимости от тока защищаемого распределительного щита блоком управления 3 вырабатывается напряжение, воздействующее на ячейку Керра системы 2. Плоскость поляризации излучения электрической дуги, поляризованного поляризатором, поворачивается ячейкой Керра на угол, определяемый величиной приложенного и ячейке напряжения. В зависимости от угла поворота плоскости поляризации излучение электрической дуги ослабляется анализатором в большей или меньшей степени. Значение коэффициента K_oc системы 2 задается блоком управления 3 таким, что интенсивность потока излучения электрической дуги короткого замыкания ослабляется на величину, равную интенсивности потока дуги отключения.

Кроме тока, в качестве управляющего параметра блока 3 может быть использована мощность электрической дуги или напряженность магнитного поля тока. В последнем случае вместе ячейки Керра в системе 2 необходимо использовать ячейку Фарадея.

В краску шинопроводов распределительного щита добавляют вещества, содержащие химические элементы с низким потенциалом ионизации, например NaCl, в количестве 10% За счет этого отношение интенсивности потока излучения электрической дуги короткого замыкания к аналогичной величине дуги отклонения (отношение полезный сигнал/помеха) возрастает не менее чем в 2 раза для одних и тех же значений токов дуги короткого замыкания и дуги отключения.

Устройство работает следующим образом.

В отсутствие электрической дуги в защищаемом распределительном щите коэффициент K_oc системы 2 имеет величину, соответствующую току щита. Как только в распределительном щите возникает электрическая дуга, коэффициент ослабления K_oc системы 2 под действием блока 3 принимает значение, соответствующее току дуги. Если в распределительном щите возникает дуга отключения, то излучение ее, проходя через систему 2, полностью ослабляется, поэтому сигнал на выходе фотодатчика 1 близок к нулю и не вызывает включения блока 4. Устройство не срабатывает. Если же в распределительном щите возникает электрическая дуга короткого замыкания с таким же значением тока, то сигнал на выходе фотодатчика 1 превысит уставку срабатывания блока 4, поскольку интенсивность потока излучения дуги короткого замыкания существенно превышает интенсивность потока излучения дуги отключения как при малых, так и при очень больших (десятки-сотни километров) токах. Устройство срабатывает.

Таким образом, предлагаемый способ действительно обеспечивает повышение помехоустойчивости защит распределительных щитов от дуговых к.з.

Использование его на практике позволит надежно обнаруживать дуговые к.з. и снизить ущербы от аварий, обусловленных данным видом повреждения в АЭС, например в судовых.

Сущность изобретения: способ обнаружения дуговых коротких замыканий в распределительных щитах электроэнергетических систем, основанный на контроле интенсивности потока излучения дуги. Интенсивность потока излучения ослабляют на величину, определяемую интенсивностью потока излучения дуги, возникающей в электрических аппаратах при отключениях токов металлических коротких замыканий. В краски шиноприводов распределительного щита добавляют химические элементы с низким потенциалом ионизации. 1 ил.

Способ обнаружения дуговых коротких замыканий в распределительных щитах электроэнергетических систем, основанный на контроле интенсивности потока излучения дуги, при котором интенсивность потока излучения электрической дуги короткого замыкания ослабляют на величину, определяемую интенсивностью излучения дуги, возникающей в электрических аппаратах при отключении токов металлических коротких замыканий, и по величине ослабленного потока судят о возникновении дугового короткого замыкания, отличающийся тем, что в краски шинопроводов вводят 10% добавки химических элементов с низким потенциалом ионизации.