Устройство для защиты конденсаторной батареи из последовательно соединенных конденсаторов с внешними предохранителями Советский патент 1987 года по МПК H02H7/16 

11

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты шунтовьпс конденсаторных батарей, состоящих из единичных конденсаторов с индивидуальными внешними предохранителями.

Целью изобретения является повышение динамической устойчивости функционирования и селективности устройства для защиты конденсаторных батарей из последовательно соединенных конденсаторов с внешними предохранителями .

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для защиты конденсаторных батарей содержит трансформатор 1 напряжения, начало первичной обмотки 2 которого подключено к любой точке, находящейся ниже средней точки конденсаторной батареи, конденсатор 3, один из выводов которого подключен к земле 4, а другой соединен с входом выпрямителя 5, на выходе которого последовательно включены реагирунмций орган 6, элемент 7 задержки появления сигнала, исполнительный орган 8 и сигнальный элемент 9, резисторы 10 и 11, второй исполнительный орган 12, имеющий дв коммутирующих выхода, блок 13 питания и элемент 14 задержки исчезновения сигнала, причем резистор 10 включен между концом первичной обмотки 2 трансформатора и незаземпенным выводом . конденсатора 3, резистор 11 одним выводом заземлен, а другим выводом соединен с замыкающим выходом 15 исполнительного органа 12, размыкающий выход 16 соединен с точкой соединения резистора 10 и конца первичной обмотки 2 трансформатора, общая точка 17 обоих выходов соединена с точкой соединения резистора 10 и конденсатора 3, вход исполнительного органа 12 соединен с выходом элемента 14 задержки исчезновения сигнала вход которого соединен с выходом исполнительного органа 8 или сигнального элемента 9.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме работы конденсаторной батареи, не имеющей пробитых единичных конденсаторов,на конденсаторе 3 выделяется напряжение

5

0

5

д

0

5

0

частотой 50 Гц (если напряжение на шинах не искажено) незначительной величины. Это напряжение выпрямляется вьшрямителем 5 и подводится к входу реагирующего органа 6. Выпрямленное напряжение меньше уставки срабатывания устройства защиты,поэтому реагирующий орган 6 не срабатывает.

При пробое единичного конденсатора, сопровождающемся сгоранием его индивидуального внешнего предохранителя, наряду с пробитым конденсатором возникает апериодическая сос- тавлякщая напряжения, величина которой также, как и величина апериодической составлякяцей, выделяющейся на конденсаторе .3, зависит от параметров схемы и режима.

Кроме апериодической составляющей, на конденсаторе 3 присутствуют еще две составляющие: принужденная частотой 50 Гц (пра.ктически той же величины, что и в предкоммутационном режиме) и свободная низкой частоты,, амплитуда которой на начальном участке переходного процесса значительно больще амплитуды принужденной составляющей и убывает в соответствии с коэффициентом затухания.

Таким образом, изменение напряжения на конденсаторе 3 в переходном режиме существенно отличается от изменения напряжения в установившемся режиме из-за низкочастотной и апериодической свободных составляющих, причем,в переходном режиме изменение иапряжеиия таково, что оно пре- вьш1ает уставку срабатывания. Как только длительность такого превышения становится больще выдержки времени элемента 7, последний через исполнительный орган 8 подает сигнал на сигнальный элемент 9 (например, счетчик количества пробитых ЕК) и на запуск элемента 14, который дает сигнал исполнительному органу 12 на осуществление коммутаций в измерительной цепи.

Исполнительный орган 12 выполнен в виде реле с переключающим контактом, которое возбуждается при подаче сигнала элементом 14,

Исполнительный орган 12 коммутирует выходы 15 и 16 таким образом, что в контур, который до момента записи информации о пробое ЕК вклю чал в себя индуктивность и активное

сопротивление обмотки 2, а также емкость конденсатора 4, дополнительно вводится активное сопротивление резистора 10 и шунтируется конденсатор 3. При этом колебательный характер переходного процесса в измерительной цепи превращается в апериодический , потери в указанном контуре резко возрастают и длительность

12 с вторичным .напряжением трансфор матора блок 13 питания может содержать согласующий трансформатор напр жения .

Выдержка времени элемента 7, осу ществляющего операцию задержки появ ления сигнала, должна быть не менее полупериода свободных колебаний переходного процесса и предназначена

переходного процесса существенно сок- О для отстройки устройства от ложных

ращается (управление переходным процессом в измерительной цепи устройства, используемого для защиты батареи фильтра ТТ-й гармоники передачи постйянного тока, в случае, когда сопротивление резистора 10 в 10 раз больше активного сопротивления обмотки 2 трансформатора НКФ-500, позволяет сократить дпительность переходного процесса с 60-80 до 0,7 с Благодаря шунтированию конденсатора 3 и его разряду на резистор 11,осуществляется быстрый возврат реагирующего органа 6, чем исключается возможность зависания его в сработанном состоянии на длительное время.

После возврата органа 6 возвращается элемент 7, что обеспечивает подготовку устройства к фиксации пробоя очередного ЕК, и через элемент 7 подается сигнал возврата элементу 14. Но элемент 14, осуществляющий операцию задержки исчезновения сигнала, возвращается лишь через время, достаточное для достаточно сильного затухания переходного процесса (0,7с). После возврата элемента 14 возвращается исполнительный орган 12, осуществляя обратную коммутацию в измерительной цепи: дешунтирует конденсатор 3 и шунтирует резистор 10. Устройство готово к фиксации пробоя очередного ЕК через значительно меньшее время, чем в случае, когда управления переходным процессом нет.

Использование обмоток 2 в качест- ,ве индуктивности позволяет использовать вторичную обмотку 18 трансформатора для питания исполнительного органа 12, для чего в предлагаемом устройстве к обмотке 18 подключен блок 13 питания, на выходе которого включен исполнительный орган 12.На фиг.1 показан блок питания, подключенный к обмотке 18 непосредственно, но в случае необходимости согласования напряжения питания органа

15

20

25

30

35

40

45

50

55

срабатываний в режиме включения батареи на шины.

Изобретение позволяет повысить динамическую устойчивость : функционирования и селективность устройства защиты конденсаторных батарей пу тем целенаправленного управления пе реходным процессом в измерительной цепи, способствуя тем самым снижению вероятности незафиксированного пробоя ЕК и повышению надежности функционирования конденсаторных батарей и преобразовательных подстанций в целом.

Формула изобретени

Устройство для защиты конденсато ной батареи из последовательно соед ненных конденсаторов с внешними пре дохранителями, содержащее трансформ тор напряжения, начало первичной об мотки которого подключается к- точке находящейся ниже средней точки защи щаемой -конденсаторной батареи, изме рительный конденсатор, первый вывод которого заземлен, а второй вывод соединен с входом выпрямителя, к вы ходу выпрямителя подключены последо вательно соединенные реагируюищй ор ган, элемент задержки появления сиг нала, первый исполнительный орган и сигнальный элемент, отличающее с я тем, что, с целью повыше ния динамической устойчивости функционирования и селективностн, в нег дополнительно введены два резистора второй исполнительный орган, имеющи замыкакщий и размыкакяцнй коммутирую щие контакты с общей точкой, элемен задержки исчезновения сигнала, при этом первый резистор включен между концом первичной обмотки трансформ тора напряжения и вторым выводомси мерительного конденсатора, первый вывод второго резистора заземлен а второй вывод подключен к замыкакщ му коммутирующему контакту второго исполнительного органа, размыкающи

72454

12 с вторичным .напряжением трансформатора блок 13 питания может содержать согласующий трансформатор напряжения .

Выдержка времени элемента 7, осуществляющего операцию задержки появления сигнала, должна быть не менее полупериода свободных колебаний переходного процесса и предназначена

О для отстройки устройства от ложных

5

0

5

0

5

0

5

0

5

срабатываний в режиме включения батареи на шины.

Изобретение позволяет повысить динамическую устойчивость : функционирования и селективность устройства защиты конденсаторных батарей путем целенаправленного управления переходным процессом в измерительной цепи, способствуя тем самым снижению вероятности незафиксированного пробоя ЕК и повышению надежности функционирования конденсаторных батарей и преобразовательных подстанций в целом.

Формула изобретения

Устройство для защиты конденсаторной батареи из последовательно соединенных конденсаторов с внешними предохранителями, содержащее трансформатор напряжения, начало первичной обмотки которого подключается к- точке, находящейся ниже средней точки защищаемой -конденсаторной батареи, измерительный конденсатор, первый вывод которого заземлен, а второй вывод соединен с входом выпрямителя, к выходу выпрямителя подключены последо-- вательно соединенные реагируюищй орган, элемент задержки появления сигнала, первый исполнительный орган и сигнальный элемент, отличающее с я тем, что, с целью повышения динамической устойчивости функционирования и селективностн, в него дополнительно введены два резистора, второй исполнительный орган, имеющий замыкакщий и размыкакяцнй коммутирующие контакты с общей точкой, элемент задержки исчезновения сигнала, при этом первый резистор включен между концом первичной обмотки трансформатора напряжения и вторым выводомсизмерительного конденсатора, первый вывод второго резистора заземлен, а второй вывод подключен к замыкакще му коммутирующему контакту второго исполнительного органа, размыкающий

5 12872456

контакт второго исполнительного ор-го резистора и конденсатора, а точка

Гана подключен к точке соединениясоединения выхода первого исполнипервого резистора к концу первичнойтельного органа и входа сигнального

обмотки трансформатора напряжения,элемента через элемент задержки исобщая точка коммутирующих контактов5 чезновения сигнала подключена к вхоподкпючена к точке соединения перво-ду ВТОРОГО исполнительного органа.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты шунтовых конденсаторных батарей, состоящих из единичных конденсаторов с индивидуальными внешними предохранителями. Целью изобретения является повышение динамической устойчивости функционирования и селективности устройства. Цель достигается введением в измерительную цепь устройства после фиксации факта пробоя единичного конденсатора сигнальным элементом 9 большого активного сопротивления резистора 10, который включается последовательно с первичной обмоткой трансформатора напряжения 2 и измерительным конденсатором 3. Это позволяет резко сократить длительность переходного процесса в указанной цепи за счет увеличения потерь в контуре, содержащем индуктивность (первичная обмотка 2 трансформатора напряжения 1) и емкость (конденсатор 3), и быстрее подготовить эту цепь и все устройство в целом к очередному приему информации о пробое следукяцего единичного конденсатора, 1 ил. О) ND ас- 1C 4 СП