Устройство для токовой защиты электроустановки Советский патент 1984 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защит электрического оборудования, и предназначено для использования в токовых релейных защитах электрических систем.

Известно токовое реле, реагирующим органом которого является геркон (герметизированный контакт), подключенный к вторичной обмотке трансформатора с помощью диодов и резисторов 1.

Недостатком данного реле является нестабильность уставки, обусловленная сильным влиянием на нее апериодической сос тавляющей входного тока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности, является токовое реле, содержащее трансформатор тока, к вторичной обмотке которого подключены регулировочный резистор, выпрямительные диоды, конденсаторы в цепях полуволн тока, сглаживающий блок и обмотка реле с магнитоуправляемыми контактами (герконное реле). Замыкающие контакты герконного реле включены в цепь управления отключающим устройством 2.

Недостатками известного реле являются низкая помехоустойчивость и малая стабильность уставки, которые обусловлены чувствительностью магнитноуправляемых контактов к внещним магнитным полям. По этой причине в условиях интенсивных внешних магнитных полей (например, при размещении на одной панели рядом с реле отключающих катушек аппаратов, трансформаторов с больщим рассеянием и т.п.) могут быть либо ложные срабатывания герконов, либо изменения уровня их срабатывания (уставки) под действием магнитных полей рассеяния. При этом серийные герконные реле не имеют защиты от действия внешних магнитных полей, силовые линии которых параллельны продольной оси контактов. Применение специальных экранов из ферромагнетиков ведет к усложнению конструкции и ухудшению массогабаритных показателей герконных реле. Кроме этого, не устраняется влияние на уставки срабатывания реле апериодической составляющей входного тока, т.е. нарушается стабильность уставки реле, рассчитываемой по периодической составляющей тока повреждения. Необходимость отстройки от апериодической составляющей входного тока, осуществляемой выбором тока срабатывания, ухудшает свойства релейных защит, например, токовых отсечек.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивост.и токового реле и улучшение стабильности его уставки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для токовой защиты электроустановки, содержащее трансформатор тока, первичная обмотка которого служит для подключения в цепь защищаемой электроустановки, к вторичной обмотке трансформатора тока присоединен регулировочный резистор и две цепи разделения полуволн тока с щунтируюш.ими диодами и конденсаторами, последовательно с которыми включено герконовое реле, дополнительно снабжено выпрямительным мостом, пороговым элементом, резистором и оптронным тиристором, при этом вход выпрямите-тьного моста присоединен к вторичной обмотке трансформатора тока, а в диагональ моста по постоянному току включены последовательно соединенные пороговый элемент, входной элемент оптронного тиристора, резистор и замыкающий контакт герконного реле.

На фиг. 1 представлено устройство токовой защиты; на фиг. 2 - диаграмма его работы.

Устройство содержит промежуточный трансформатор 1, к вторичной обмотке которого подключены регулировочный резистор 2, диоды 3 и 4 для разделения полуволн тока, балластные резисторы 5 и 6, конденсаторы 7 и 8, обмотка герконного реле 9, щунтирующие диоды 10 и 11 и выпрямительный мост 12. К зажимам постоянного тока моста 12 включены последовательно подстроечный резистор 13, пороговый элемент (стабилитрон) 14, замыкающий контакт 15 герконного реле и входной элемент оптотиристора 16. Выходные зажимы оптотиристора включаются в цепи управления коммутирующими аппаратами (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Подача тока в первичную об.мотку трансформатора 1 вызывает появление тока в резисторах 2, 5 и 6, причем в резисторах 5 и 6 протекают полуволны тока, образующие соответствующие падения напряжения на этих резисторах. Эти напряжения образуют попеременно токи в цепях (7-9-11) и (10-9-8), создавая напряжение на обмотке герконного реле 9 (фиг. 2). Обмотка реле имеет преимущественно активное сопротивление, поэтому напряжение опережает по фазе входной ток. Происходит «неполное дифференцирование входного тока, чем обеспечивается стабильность уставки реле по периодической составляющей входного тОка (ослабляется влияние апериодической составляющей). При достижении напряжением уровня уставки срабатывания герконного реле 9 оно замыкает контакт 15, а размыкает его при уровне отпускания. Так как на резисторе 2 существует напряжение, пропорциональное входному току, в промежуток времени, когда замкнуты контакты 15 реле 9, напряжение выпрямляется мостом 12 и подается на последовательную цепь 13-14- -15-16. Если при этом достигается уровень срабатывания порогового элемента 14, в указанной цепи протекает ток, вызывающий излучение светового импульса входным элементом (светодиодом) оптронного тиристора 16, выходная цепь которого включена в цепь оперативного напряжения.

Таким образом, возникновение тока (фиг. 2) во входном элементе оптотиристора 16 возможно при наличии одновременно двух условий: замыкание контакта 15 и наличие напряжения, превышающего уровень срабатывания порогового элемента 14. Если в результате действия внешнего магнитного поля (помехи) происходит замыкание контакта 15 герконного реле 9, а ток в этот момент не достигает заданной величины, на выходе оптотиристора сигнала нет, так как пороговый элемент 14 препятствует прохождению тока. За счет этого исключается область ложных действий токового реле в диапазоне от нуля до величины тока срабатывания порогового элемента.

Следовательно, наличие дополнительных элементов в схеме реле и соединение их указанным образом повышают помехоустойчивость реле и уменьшают влияние на уставку реле апериодической составляющей во входном токе. Помимо этого существенно расширяются функциональные возможности реле, например, за счет того, что в последовательную цепь 13-14-15 могут быть включены несколько входных элементов оптотиристоров, выходные цепи которых могут быть включены в различные цепи управления и сигнализации.

Устройство целесообразно использовать в электроэнергетике, а именно в релейной защите и автоматике, в качестве быстродействующего токового реле токовых защит электроэнергетических объектов при наличии интенсивных паразитных электромагнитных полей в окружающем пространстве, например, на панелях релейных защит комплектных распределительных устройств. Применение предлагаемого устройства по сравнению с известным позволит уменьшить время отключения коротких замыканий и число ложных действий токовых защит, что увеличит надежность электроснабжения потребителей электрической энергии.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ, содержащее трансформатор тока, первичная обмотка которого служит для подключения в цепь защищаемой электроустановки, к вторичной обмотке трансформатора тока присоединен регулировочный резистор и две цепи разделения полуволн тока с щунтирующими диодами и конденсаторами, последовательно с которыми включено герконовое реле, отличающееся тем, что, с целью повыщения его помехоустойчивости, в него введены выпрямительный мост, пороговый элемент, резистор и оптронный тиристор, причем вход выпрямительного моста присоединен к вторичной обмотке трансформатора тока, а в диагональ моста по постоянному току включены последовательно соединенные пороговый элемент, входной элемент оптронного тиристора, резистор и замыкающий контакт герконового реле. (Л СП