Устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах Советский патент 1986 года по МПК H02H7/08 

1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных динамических нагрузок переменного тока при обрынах фазы. Цель изобретения - повышеР1ие точ ности срабатывания защиты посредством обеспечения ее срабатывания н зависимости от величины коэффициента несимметрии нагрузки и независ мо от величины тока нагрузки. На фиг. 1 П1 едставлена функциональ ная схема устройства на фиг. 2-4 принципиальные схемы его блоков; на фиг. 5 и 6 - временные диаграммы на пряжений, действующих на выходах фу циональных блоков устройства. Устройство (фиг.1) состоит из трансформаторов 1 тока с линейной п редаточной характеристикой (с ненасыщенным магнйтопроводом), установленных в каждой фазе, трехфазного диодного выпрямительного моста 2, своими входами подключенного к вторичным обмоткам фазных трансформаторов тока, включенным между собой по схеме звезда, а своим выходом соединенного с измерительным резистором 3, датчиком 4 среднего значе ния выпрямленного тока и датчиком 5 амплитуды выпрямленного тока, компа ратора (блока сравнения величин напряжений) 6, своими входами подключенного к выходам датчиков 4 и 5 и к одному из входов релейного органа 7 токовой отсечки (срабатывающего по минимуму тока), вторым входом подключенного к опорному напряхсению Цд, а также состоит из элемента ИЛИ 8, своими нходами подключенного к в ходам блоков 6 и 7, а выходом подключенного к реле 9 времени. На выходах функциональных блоков схе1чы (фиг.1) действуют соответствуюгще н пряжения: U-L , и , Uj , и , Uj, и,„, Трехфазный диодньй выпрямительны мост 2 выполняется по схеме, приведенной на фиг. 2, и представляет со бой схему выделения максимального тока, благодаря чему амплитуда выходного напряжения моста 2 всегда пропорциональна амплитуде максималь ного из фазных токов, а коэффициент пропорциональности остается неизмен ным во всех режимах работы схемы. Датчики 4 и 5 выполняются по схе мам, приведенным на фиг. 3 и 4 соот 7 етственно. Они состоят из развязыающего диода 10, зарядного резистоа 11, конденсатора 12, делителя наряжения, образованного из резистоов 13 и 14. В схеме на фИг.З дополительно применяется разрядный реистор 15, сопротивление которого начительно меньше сопротивления реистора 11. Отличие схемы на фиг. 3 фиг. 4 состоит в том, что в схеме Т а фиг. 3 t --- , а в схеме на Т фиг. 4i « постоянная времени заряда конденсатора 12; Т период колебаний синусоидального тока. Устройство работает следующим образом. При протекании токов в фазах электроустановки, т.е. в первичных обмотках трансформаторов 1 тока, во вторичных обмотках трансформаторов тока также протекают токи, пропорциопальные токам в первичных обмотках, а на выходе трехфазного диодного выпрямительного моста 2 (на резисторе 3) формируется вьшрямленное напряжение с амплитудой, пропорциональной амплитуде максимального из фазных токов. Выходное напряжение моста поступает на входы датчиков 4 и 5, в результате чего на выходе датчика 4 формируется постоянное напряжение. пропорциональное среднему значению трехфазного выпрямленного тока электроустановки, а на выходе датчика 5 формируется постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде трехфазного выпрямленного тока. В симметричном режиме, при протекании токов в фазах электроустановки, напряжения, формируемые на выходах датчиков 4 и 5 устройства (фиг.1), равны соответственно (фиг.5) 5/3 - -I- . J sin(wt+ + |-).dOt- K.iU,,; icMH , -МСИМ f где U (.y, - амплитуда выпрямленного напряжения, действующего на измерительном резисторе 3 в симметричном режиме; 3 амплитуда токов в перви ных обмотках трансформа торов тока 1 в симметри ном режиме; - - круговая частота; К - коэффициент трансформации трансформаторов тока 1; R - активное сопротивление измерительного резис-т-ора 3; Kj,K -.коэффициенты деления на пряжений делителями,образованными из высокоом ных резисторов 13 и Т4 соответственно в схемах на Лиг. 3 и 4, причем . в несимметричном режиме при протекании токов только в двух фазах электроустановки напряжения, формир емые на выходах датчиков 4 и 5 устройства (фиг.О, равны соответствен но (фиг.6) sinuX:,d(Jt где (.„ - амплитуда вьтрямленного напряжения, действующего на измерительном резисторе 3 в несимметрич ном режимеJ амплитуды токов в первичных обмотках трансформаторов тока в целых фазах при несиммет ричном режиме. Значения коэффициентов деления де лителей напряжений в датчиках средне го значения выпрямленного тока на фиг. 3 и амплитудного значения выпрямленного тока на фиг. 4 для обеспечения нормального функционирования устройства выбираются из условий: г с-нм Т: «IM - в симметричном режиме; IHECMh -iHEtMH - в несимметричном режиме . На основании этого кратность коэф

фициентов деления делителей напряжений в датчиках 4 и 5 должна удовлетворять неравенству

ленного тока снижается ниже опорного напряжения релейного органа токовой отсечки (т.е. выполняется неравен275Г , Kj Ti Т -к- Тчто вполне реализуемо на практике путем соответствующего выбора номиналов сопротивлений резисторов 13 и 14 в схемах на фиг. 3 и 4. При удовлетворении параметров схемы на фиг. 1 данному неравенству в устройстве обеспечивается превышение величины выходного напряжения датчика 4 среднего значения выпрямленного тока над величиной выходного напряжения датчика 5 амплитуды выпрямленного тока (т.е. обеспечивафиг. 5) в ется Неравенство U, симметричном режиме и обеспечивается прейьшение величины выходного напряжения датчика 5 амплитуды вьтрямленного тока над величиной выходного напряжения датчика 4 среднего значения выпрямленного тока (т.е. обеспечивается неравенство U, и2,фиг.6) в несимметричном режиме. Компаратор 6 выполнен таким образом, что его срабатывание происходит только при выполнении неравенства Uj только в несимметричном режиме при обрыве одной фазы в электроустановке. Таким образом, срабатывание компаратора 6 определяется только значением кратности коэффициентов К, , К и абсолютно не зависит от величин токов в фазах электроустановки. Выходной сигнал срабатывания компаратора 6 передается в устройстве через элемент ИШ1 8 на запуск реле 9 времени, срабатывающего с задержкой во времени, превьшающей длительность переходных процессов, протекающих в схемах датчиков 4 и 5 (практически задержка составляет порядка 0,51 с для частоты сети 50 Гц). Релейный орган 7 токовой отсечки в схеме устройства (фиг.) предназначен для устранения ложных срабатываний устройства в зоне малых величин токов нагрузки электроустановки, обусловленных влиянием неидеальности трансформаторов 1 тока и диодов вьтрямительного моста 2, проявляющейся при таких токах. В данном случае при исчезновении или недопустимом З меньшении токов одновременно в трех фазах электроустановки выходное напряжение датчика 5 амплитуды выпрям :тво U Uj , что приводит к срабатыванию блока 7. Выходной сигнал срабатывания релейного органа 7 токовой отсечки, аналогично как и в не симметричном режиме, передается в устройстве через элемент ИЛИ 8 на запуск реле 9 времени, благодаря чему срабатывание устройства происходит как при обрыве одной из фаз,так и при обрыве нескольких фаз. Последнее объясняется тем, что трехфазные нагрузки электроустановок, требующих защиты от работы на двух фазах, имеют изолированную нейтраль, где сумма фазных токов равна нулю, благодаря чему при обрыве двух или трех фаз токи в электроустановке всегда отсутствуют. Таким образом, устройство обеспечивает защиту трехфазной установки от работы на двух фазах в зависимости от величины коэффициента несимметрии нагрузки и вне зависимости от величин фазных токов. ФормуЛ а изобретени 1. Устройство для защиты трехфаз ной электроустановки от работы на двух фазах, содержащее реле времени трансформаторы тока в каждой из фаз вторичные обмотки которых соединены между собой по схеме звезда и под ключены к соответствующим входам ди одного выпрямительного моста, нагру женного на измерительный резистор, первьй вход релейного органа токово

Фаг. 2

(риг.З

(риг. отсечки подключен к источнику опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повьпяения точности срабатывания защиты, в него дополнительно введены датчик амплитуды выпрямленного тока, датчик среднего значения выпрямленного тока, компаратор и элемент ИЛИ, входы датчиков подключены к выходу трехфазного диодного выпрямительного моста, выход каждого датчика соединен с соответствующим входом компаратора, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу релейного органа токовой отсечки, подключенного вторым входом к выходу датчика амплитуды выпрямпенного тока, в выход элемента ИЛИ соединен со входом, реле времени, установленного на выходе устройства. 2. Устройство поп, 1, отличающееся тем, что датчик среднего значения выпрямленного тока содержит конденсатор, параллельно которому включены два резисторных делителя напряжения), выход одного из которых является выходом датчика, а выход другого подключен через диод к входу датчика. 3. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что датчик амплитуды выпрямленного тока содержит на выходе резисторный делитель напряжения, своими входами подключенньй к конденсатору, соединенному со входом датчика через последовательно соединенные резистор и диод.

сим

2 5 Ur

/ / /

/ /

Изобретение относится к.области электротехники - релейной защите .электроустановки от анормального режима и может быть использовано для защиты трехфазной динамической нагрузки переменного тока при обрыве фазы. Цель изобретения - повьшение точно- . сти срабатывания защиты посредством обеспечения ее срабатывания в зависимости от величины коэффициента , несимметрии нагрузки и независимо от величины тока нагрузки. Устройство содержит трансформаторы 1, установленные в фазах питающей сети. Вторичные обмотки трансформаторов тока через выпрямитель 2 присоединены к датчику 4 среднего значения вьшрямленнрго тока и датчику 5 амплитуды вьшрямленного тока. Выходы датчиков 4 и 5 присоединены к компаратору 6, а выход датчика 5 присоединен к релейному органу 7 токовой отсечки, который предназначен для устранения ложных срабатываний в зоне малых величин токов нагрузки. Точность срабатывания защиты достигается введением датчика 5 амплитуды выпрямленного тока и датчика 4 -среднего значения, компаратора и элемента ИЛИ. Датчик среднего значения выпрямленного тока содержит конденсатор, параллельно которому включены два делителя напряжения. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.4

3,tJi,tJo

/ / /

/ /

Z

и, о

У5

VLLZ,