УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ Российский патент 2003 года по МПК H02H3/16 H01H83/20 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты от коротких замыканий.

Известно устройство, содержащее магнитный пускатель, выполненный в виде контактора и двух встроенных в него тепловых реле защиты [1].

Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее три фазных и нулевой проводники, исполнительный элемент с тормозной и рабочей обмотками, измерительный трансформатор тока фазы А, первая и вторая клеммы выходной обмотки которого соединены соответственно с первой и второй входными клеммами первого выпрямительного блока, к выходным клеммам которого подключены клеммы первого конденсатора, параллельно которому включена тормозная обмотка исполнительного элемента, фильтр обратной последовательности, к выходным клеммам которого подключены клеммы первичной обмотки измерительного трансформатора тока обратной последовательности, выходные клеммы вторичной обмотки которого соединены с входными клеммами второго выпрямительного блока, измерительный трансформатор тока нулевого проводника, клеммы выходной обмотки которого соединены с выходными клеммами третьего выпрямительного блока, выходные клеммы которого соединены с выходными клеммами второго выпрямительного блока, входными клеммами фильтра из последовательно соединенных второго конденсатора и первого дросселя, и с входными клеммами рабочей обмотки исполнительного элемента, а также фильтр из последовательно соединенных третьего конденсатора и второго дросселя, клеммы которого соединены с входными клеммами второго выпрямительного блока [2].

Недостатком устройства является относительно низкое качество защиты, обусловленной, в частности, отсутствием средств настройки чувствительности и изменения коэффициента возврата устройства.

Требуемый технический результат заключается в повышении качества защиты.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее три фазных и нулевой выводы для подключения к контролируемой линии, исполнительный элемент с рабочей обмоткой, первый и второй выпрямительные блоки, дроссель, первый и второй конденсаторы, резистор и размыкающий контакт исполнительного элемента, выполненный с выдержкой времени на размыкание, фильтр обратной последовательности, измерительный трансформатор тока нулевого проводника, первая клемма выходной обмотки которого соединена с первой входной клеммой первого выпрямительного блока, введены трансформатор напряжения обратной последовательности, первая клемма выходной обмотки которого соединена с первой входной клеммой второго выпрямительного блока, а первая и вторая клеммы входной обмотки соединены соответственно с первой и второй выходными клеммами фильтра обратной последовательности, первая, вторая и третья входные клеммы которого соединены соответственно с выводами для подключения фазы С, фазы В и фазы А, первый переключатель, группа входных клемм которого соединена с группой клемм выходной обмотки измерительного трансформатора тока нулевого проводника, а выходная клемма соединена со второй входной клеммой первого выпрямительного блока, первая выходная клемма которого соединена с первыми клеммами первого конденсатора и рабочей обмотки исполнительного элемента, вторая клемма которого соединена с первой клеммой резистора и размыкающего контакта, и с первой выходной клеммой второго выпрямительного блока, а вторая выходная клемма соединена со вторыми клеммами первого конденсатора, резистора и размыкающего контакта и со второй выходной клеммой второго выпрямительного блока, а также второй переключатель, группа входных контактов которого соединена с группой клемм выходной обмотки трансформатора напряжения обратной последовательностей, а выходная клемма - с первыми клеммами дросселя и второго конденсатора, вторые клеммы которых соединены со второй входной клеммой и второго выпрямительного блока.

Кроме того, требуемый результат достигается тем, что фильтр обратной последовательности содержит последовательно соединенные первый резистор, первая клемма которого является первой входной клеммой упомянутого фильтра, а вторая клемма - клеммой регулирующего контакта, второй резистор, первый конденсатор, первая клемма которого является первой выходной клеммой упомянутого фильтра, а вторая является второй входной клеммой упомянутого фильтра, третий резистор, четвертый резистор, первая клемма которого является клеммой регулирующего контакта, а вторая клемма является второй выходной клеммой упомянутого фильтра, и второй конденсатор, вторая клемма которого является третьей входной клеммой упомянутого фильтра.

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройства защиты от коротких замыканий, на фиг.2 - фильтра обратной последовательности.

Устройство для защиты от коротких замыканий (фиг.1) содержит первый 1 (фаза С), второй 2 (фаза В), третий 3 (фаза А) и нулевой 4 выводы для подключения к контролируемой линии, измерительный трансформатор 5 тока нулевого проводника, трансформатор 6 напряжения обратной последовательности, первый 7 и второй 8 переключатели, первый конденсатор 9, фильтр 10 обратной последовательности, резистор 11, рабочая обмотка 12 исполнительного элемента, дроссель 13, второй конденсатор 14, первый 15 и второй 16 выпрямительные блоки, размыкающий контакт 17, выполненный с выдержкой времени на размыкание, при этом первая клемма выходной обмотки трансформатора 6 напряжения обратной последовательности соединена с первой входной клеммой второго выпрямительного блока 16, а первая и вторая клеммы входной обмотки соединены соответственно с первой 10-5 и второй 10-4 выходными клеммами фильтра 10 обратной последовательности, первая 10-1, вторая 10-3 и третья 10-3 входные клеммы которого соединены соответственно с выводом 1 для подключения фазы С, выводом 2 для подключения фазы В и выводом 3 для подключения фазы А, клемма выходной обмотки трансформатора 5 тока нулевого проводника соединена с первой входной клеммой первого выпрямительного блока 15, группа входных клемм первого переключателя 7 соединена с группой клемм выходной обмотки измерительного трансформатора 5 тока нулевого проводника, а выходная клемма соединена со второй входной клеммой первого выпрямительного блока 15, первая выходная клемма которого соединена с первыми клеммами первого конденсатора 9 и рабочей обмотки 12 исполнительного элемента, вторая клемма которого соединена с первой клеммой резистора 11 и размыкающего контакта 17 и с первой выходной клеммой второго выпрямительного блока 16, а вторая выходная клемма соединена со вторыми клеммами первого конденсатора 9, резистора 11 и размыкающего контакта и со второй выходной клеммой второго выпрямительного блока 16, группа входных контактов второй переключателя 8 соединена с группой клемм выходной обмотки трансформатора 6 напряжения обратной последовательности, а выходная клемма соединена с первыми клеммами дросселя 13 и второго конденсатора 14, вторые клеммы которых соединены со второй входной клеммой второго выпрямительного блока 16.

Размыкающий контакт 17 выполнен с выдержкой времени на размыкание, а основные контакты обмотки 12 исполнительного элемента включены в цепи фазных и нулевого проводников и на фиг.1 не показаны.

Фильтр 10 обратной последовательности (фиг.2) содержит последовательно соединенные первый резистор 20, первая клемма которого является клеммой регулирующего контакта первой входной клеммой 10-1 упомянутого фильтра, а вторая клемма - клеммой регулирующего контакта, второй резистор 21, первый конденсатор 22, первая клемма которого является первой выходной клеммой 10-5 упомянутого фильтра, а вторая является второй входной клеммой 10-2 упомянутого фильтра, третий резистор 23, четвертый резистор 24, первая клемма которого является клеммой регулирующего контакта, а вторая клемма является второй выходной 10-4 клеммой упомянутого фильтра, и второй конденсатор 25, вторая клемма которого является третьей входной клеммой 10-3 упомянутого фильтра.

Устройство для защиты от коротких замыканий работает следующим образом.

Устройство реагирует на напряжение U₂ обратной последовательности и ток 3I₀ нулевой последовательности, обеспечивая работу при несимметричных коротких замыканиях.

Рабочая обмотка 12 исполнительного элемента обтекается током, пропорциональным напряжению обратной последовательности и току нулевой последовательности.

Чувствительность устройства по току 3I₀ регулируется путем изменения числа включенных витков вторичной обмотки трансформатора 5 тока нулевого проводника с помощью первого переключателя 7, а чувствительность устройства по напряжение U₂ обратной последовательности регулируется путем изменения числа включенных витков вторичной обмотки трансформатора 6 напряжения обратной последовательности с помощью второго переключателя 8.

На выходе второго переключателя 8 для исключения влияния пятой гармонической составляющей на работу устройства включен фильтр, образованный дросселем 13 и вторым конденсатором 14. Для сглаживания выпрямленного тока и повышения надежности срабатывания устройства включен первый конденсатор 9.

Подключение последовательно с рабочей обмоткой 12 исполнительного элемента резистора 11, который подключается после размыкания размыкающего контакта 17, позволяет увеличивать коэффициент возврата устройства.

Таким образом, благодаря введению дополнительных элементов и связей, в частности, резистора и размыкающего контакта и первого и второго переключателей, позволяющих производить настройку чувствительности и изменения коэффициента возврата устройства, повышается качество защиты.

Источники информации
1. Москаленко В.В. Электрический привод. М.: Мастерство, Высшая школа, 2000, с.269, рис.10.31
2. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем: Учебное пособие для техникумов. - М.: Энергоатомиздат, 1998, с.464.

Изобретение используется в устройствах релейной защиты от коротких замыканий. Технический результат заключается в повышении качества защиты. Для этого устройство содержит три фазных и нулевой выводы для подключения к контролируемой линии, измерительный трансформатор тока нулевого проводника, трансформатор напряжения обратной последовательности, первый и второй переключатели, первый и второй конденсаторы, фильтр обратной последовательности, резистор, рабочую обмотку исполнительного элемента, дроссель, первый и второй выпрямительные блоки, размыкающий контакт, выполненный с задержкой на размыкание. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для защиты от коротких замыканий, содержащее три фазных и нулевой выводы для подключения к контролируемой линии, рабочую обмотку исполнительного элемента, первый и второй выпрямительные блоки, дроссель, первый и второй конденсаторы, резистор и размыкающий контакт исполнительного элемента, выполненного с выдержкой времени на размыкание, фильтр обратной последовательности, измерительный трансформатор тока нулевого проводника, первая клемма выходной обмотки которого соединена с первой входной клеммой первого выпрямительного блока, отличающееся тем, что введены трансформатор напряжения обратной последовательности, первая клемма выходной обмотки которого соединена с первой входной клеммой второго выпрямительного блока, а первая и вторая клеммы входной обмотки соединены соответственно с первой и второй выходными клеммами фильтра обратной последовательности, первая, вторая и третья входные клеммы которого соединены соответственно с выводами для подключения С, фазы В и фазы А, первый переключатель, группа входных клемм которого соединена с группой клемм выходной обмотки измерительного трансформатора тока нулевого проводника, а выходная клемма соединена со второй входной клеммой первого выпрямительного блока, первая выходная клемма которого соединена с первыми клеммами первого конденсатора и рабочей обмотки исполнительного элемента, вторая клемма которого соединена с первой клеммой резистора и размыкающего контакта, и с первой выходной клеммой второго выпрямительного блока, а вторая выходная клемма соединена со вторыми клеммами первого конденсатора, резистора и размыкающего контакта и со второй выходной клеммой второго выпрямительного блока, а также второй переключатель, группа входных клемм которого соединена с группой клемм выходной обмотки трансформатора напряжения обратной последовательности, а выходная клемма - с первыми клеммами дросселя и второго конденсатора, вторые клеммы которых соединены со второй входной клеммой второго выпрямительного блока. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтр обратной последовательности содержит последовательно соединенные первый резистор, первая клемма которого является первой входной клеммой упомянутого фильтра, а вторая клемма - клеммой регулирующего контакта, второй резистор, первый конденсатор, первая клемма которого является первой выходной клеммой упомянутого фильтра, а вторая является второй входной клеммой упомянутого фильтра, третий резистор, четвертый резистор, первая клемма которого является клеммой регулирующего контакта, а вторая клемма является второй выходной клеммой упомянутого фильтра, и второй конденсатор, вторая клемма которого является третьей входной клеммой упомянутого фильтра.