Устройство для токовой защиты от междуфазного короткого замыкания трехфазной электроустановки Советский патент 1987 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к энергетике, а именно к релейной защите, и может быть применено для защиты трехфазных электродвигателей и трансформаторов, питающих двигательную нагрузку, кроме того, возможна ложная работа защиты от токов самозапуска при внещних коротких замыканиях.

Цель изобретения - повышение чувствительности и быстродействия защиты.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для защиты от междуфазных к.з. содержит первый 1 и второй 2 токовые пусковые органы, пусковой комбинированный орган 3 напряжения, элементы НЕ 4 и 5, первый 6 и второй 7 элементы И, первый 8, второй 9 и третий 10 элементы задержки на срабатывание, первый 11 и второй 12 элементы задержки на возврйт, элемент ИЛИ 13, исполнительный орган 14 защиты, выключатель 15 электроустановки. Входы токовых пусковых органов 1 и 2 подключены к трансформаторам тока соответ- ствуюп их фаз защищаемой электроустановки, а вход пускового комбинированного органа 3 напряжения подключен к трансформатору напряжения секции, к которой присоединена защищаемая электроустановка. Пусковой орган 1 соединен с исполнительным органом 14 защиты через элемент ИЛИ 13, а пусковой орган 2 подключен к двум другим входам элемент ИЛИ 13 через элемент 8 задержки на срабатывание, а также через элемент 9 задержки на срабатывание и элемент И 6.

Последовательно соединенные элементы 7, 10 и 11 представляют собой блокирующий орган, а ко второму входу элемента И 7 через элемент НЕ 4 подключен выход пускового органа 2.

Устройство работает следующим образом.

Уставка первого токового пускового органа 1 отстраивается по величине от токов пуска (самозапуска) защищаемой электроустановки. Поэтому в случае срабатывания токовый пусковой орган 1 без выдержки через элемент ИЛИ 13 и исполнительный орган 14 действует на отключение выключателя 15 защищаемой электроустановки. Однако при этом с нормативным коэффициентом чувствительности защищаются только кабели, которыми электроустановка подключена к выключателю. Уставка второго токового пускового органа 2 отстраивается только от номинального тока защищаемой электроустановки. Отстройка от режима пуска (самозапуска) защищаемой электроустановки при этом производится с помощью первого элемента 8 задержки на срабатывание, на котором выставляется выдержка времени, превыщающая мак

0

5

0

5

0

0

5

0

5

симально возможное время пуска (самозапуска) электроустановки (порядка 20- 40 с). В случае возникновения повреждения вне зоны действия токового пускового органа 1 отключение этого повреждения с такой выдержкой времени приводит к разрушению защищаемой электроустановки. Поэтому для реализации высокой чувствительности токового пускового органа 2 в устройстве выполнена дополнительная гцепь отключения от этого органа через второй элемент 9 задержки на срабатывание, на котором выставляется выдержка времени порядка 0,5 с, и первый элемент И 6.

При повреждении защищаемой электроустановки в нормальном режиме и срабатывании токового пускового органа 2 через 0,5 с сигнал с выхода второго элемента 9 задержки на срабатывание пройдет через элемент И 6 и отключит защищаемую электроустановку, так как в этом режиме отсутствует сигнал на выходе пускового комбинированного органа 3 напряжения и, следовательно, присутствует сигнал на выходе второго элемента НЕ 5, а также в течение времени, определяемого первым элементом 11 зад«фжки на возврат (выбирается порядка 0,75 с), сигнал присутствует на выходе органа 14 защиты.

Несрабатывание быстродействующей чувствительной защиты в режиме пуска и самозапуска защищаемой электроустановки обеспечивается следующим образом.

Перед пуском выключатель 15 был отключен и на его управляющем выходе отсутствовал сигнал. При этом соответственно отсутствовал сигнал на выходе второго элемента И 7, третьего элемента 10 задержки на срабатывание, первого элемента 11 задержки на возврат и, следовательно, отсутствовал сигнал на выходе органа 14 защиты. После включения выключателя 15 на его управляющем выходе появляется сигнал, однако вследствие того, что через защищаемую электроустановку начинает протекать пусковой ток, срабатывает второй токовый пусковой орган 2, и тем самым снимает сигнал с выхода первого элемента НЕ 4 и второго элемента И 7. Сигнал на выходе второго элемента И 7 сразу после включения выключателя 15 будет присутствовать только в течение времени срабатывания токового пускового органа 2, однако это время меньще выдержки времени третьего элемента 10 задержки на срабатывание (выбирается порядка 0,25 с) и поэтому в течение всего времени пуска за- п|ищаемой электроустановки пока токовый пусковой орган 2 находится в сработанном состоянии, на выходе органа 14 защиты сигнал отсутствует. Следовательно, сигнал с выхода второго элемента 9 задержки на срабатывание в течение всего времени пуска не сможет пройти через первый элемент И 6 и ложно отключить защищаемую электроустановку. Сигнал на выходе органа 14 защиты, вводящий в работу чувствительную защиту, появится только через 0,25 с после окончания пуска и возврата пусково- го органа 2 вне зависимости от времени пуска. Это сводит время вывода чувствительной защиты при пуске к минимально необходимому. Если пусковой орган 2 срабатывает при повреждении в защищаемой установке, когда установка была включена и замыканию предществовал ток нагрузки, не превыщающий номинального, то несмотря на исчезновение при этом сигнала с выхода органа 14 защиты он исчезнет только по истечении времени возврата элемента 11. Так как это время выбрано равным 0,75 с, то чувствительная защита с временем 0,5 с, выставляемым на элементе 9, успевает подействовать на отключение защищаемой электроустановки.

При самозапуске во время внешних к.з. или внещних посадок напряжения ложная работа защиты предотвращается работой пускового комбинированного органа 3 напряжения, содержащего фильтр реле нап- ряжения обратной последовательности и реле, реагирующее на снижение междуфазного напряжения. Вход пускового органа 3 напряжения присоединен к трансформатору напряжения секции, от которой питается защищаемая электроустановка, поэтому при любых повреждениях орган 3 замеряет падение напряжения как прямой последовательности при трехфазных к.з.. так и обратной последовательности при двух фазных к.з. на сопротивлении соот- ветствующей последовательности питающей системы. Так как эти сопротивления на порядок меньще соответствующего пускового сопротивления защищаемой электроустановки, то при замыканиях в конце зоны, защищаемой токовым пусковым ор- ганом 1, пусковой орган 3 напряжения замеряет небольщие величины напряжения обратной последовательности (до 10 В вторичных) при несимметричных коротких замыканиях и небольщие снижения между- фазного напряжения (до 0,8 UH ) при трехфазных к.з. Если отстроить пусковой орган 3 от этих величин, то оя не будет срабатывать в зоне действия чувствительного токового пускового органа 2, на выходе второго элемента 5 не будет присутствовать сигнал, разрешая чувствительному токовому органу 2 через второй элемент 9 задержки и первый элемент И 6 работать на отключение защищаемой электроустановки при ее повреждении. При внещнем коротком замыкании, когда происходит самозапуск защищаемой электроустановки и срабатывание чувствительного токового пус

кового органа 2, пусковой орган 3 напряжения замеряет большие величины напряжения обратной последовательности (более 40 В вторичных) и снижение междуфазного напряжения ниже 0,2 UH при несимметричных и трехфазных к.з. соответственно и надежно срабатывает. При этом исчезает сигнал с выхода второго элемента НЕ 5, и сигнал с выхода второго элемента 9 задержки на срабатывание не может пройти через первый элемент И б и ложно отключить защищаемую электроустановку. При глубоких даже кратковременных посадках напряжения возможен длительный самозапуск защищаемый электроустановки, однако ложного отключения не произойдет, так как после восстановления напряжения сигнал на выходе второго элемента НЕ 5 появится только через время, определяемое временем второго элемента 12 задержки на возврат (1 с), а через 0,75 с после срабатывания токового пускового органа 2 уже будет снят сигнал с выхода органа 14 защиты. Следовательно, при любой длительности самозапуска защищаемой электроустановки сигнал с выхода второго элемента 9 задержки на срабатывание не сможет пройти через первый элемент И 6 и вызвать ложное отключение.

Таким образом, включение пускового комбинированного органа напряжения и элементов задержки на возврат и срабатывание в составе блокирующего органа позволяет выполнить высокочувствительную защиту, срабатывающую с малым временем при повреждении в защищаемой электроустановке, и надежно отстроенную от любых режимов пуска и самозапуска этой установки.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты от междуфазного короткого за.мыкания трехфазной электроустановки, содержащее первый и второй пусковые токовые органы, входы которых подключаются к вторичным обмоткам трансформаторов тока соответствующих фаз защищаемой электроустановки, первый элемент задержки на срабатывание, вход которого подключен к выходу второго пускового токового органа, второе и третий элементы задержки на срабатывание, первый логический элемент И, первый логический элемент НЕ, выход которого подключен к первому входу второго логического элемента И, выход которого подсоединен к первому входу первого логического элемента ИЛИ, второй логический элемент НЕ, исполнительный орган, выход которого подключен к управляющему входу выключателя защищаемой электроустановки, отличающееся тем, что, с целью повышения

чувствит . :1ьности и быстродействия, в него дополнительно введены пусковой комбинированный орган напряжения, вход которого подключается к трансформатору напряжения секции, к которой подключена защищаемая электроустановка, выход упомянутого органа через вновь введенный первый элемент задержки на возврат подключен к входу первого логического элемента НЕ, второй элемент задержки на возврат, выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента И, при этом к выходу второго пускового органа подключены входы второго логического элемента НЕ и второго элемента задержки на срабатывание, выход первого элемента за

держки на срабатывание и выход первого пускового токового органа подключены соответственно к второму и третьему входам первого логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного органа, выход второго логического элемента НЕ и управляющий выход выключателя защищаемой электроустановки подключены соответственно к первому и второму входам первого логического элемента И, выход которого соединен через третий элемент задержки на срабатывание с входом второго элемента задержки на возврат, а выход второго элемента задержки на срабатывание подключен к третьему входу второго логического элемента И.

Изобретение относится к энергетике, а именно к релейной защите, и может быть применено для защиты трехфазных электродвигателей и трансформаторов, питающих двигательную нагрузку. Цель изобретения - повыщение чувствительности и быстродействия. Цель достигается введением в устройство переключающего комбинированного органа 3 напряжения и двух элементов 11 к 12 задержки на возврат. Это позволяет срабатывать защите с малым временем при повреждении в защищаемой электроустановке. Защита также надежно отстраивается от любых режимов пуска и са.мопуска указанной электроустановки. 1 ил. (О (Л со о со 4:; СО