Устройство для защиты тяговой сети постоянного тока от коротких замыканий Советский патент 1989 года по МПК H02H3/08 

..Изобретение относится к электро-. технике, а именно к защите тяговьк сетей постоянного тока от малых тог- ков К.Э., и может быть использовано в тяговых сетях железных дорог.

Целью изобрете1шя является повышение чувствительности и селективности. .

На фиг.1 .приведена схема устрой- ства защиты; на фиг.2 и 3 - кривые, пояснякщие работу устройства.

Устройство содержит датчик 1 скорости нарастания, состоящий из датчика 2 тока, к выходу которого подклю- чен дифференциатор 3. Выход дифференциатора 3 подключен к входам первого KOfmapaTOpa 4, соединенного с входом элемента задержки, состоящего из третьего компэраторэб и элемента ЗАПРЕТ 7. Выход элемента ЗАПРЕТ соединен с управлякмцим входом интегратора 8, информационный вход которого подключен к выходу дифференциатора 3, а выход соединен с входом второго компаратора 9.

Датчик тока и дифференциатор могу быть выполнены в виде единой конструкции - транс)еактора, где датчиком тока является шина с током защи- щаемого фидера, а дифференцирование выполняется вторичной обмоткой, имеющей взаимоиндуктивную связь с этой шиной.

Техническая сущность изобретения состоит и повьшении чувствительности защиты к скачкам тока к.з. (полезный сигнал) и понижении чувствительности защиты к быстронарастающим броскам тока нагрузки (помеха).

Третий компаратор 4 имеет более высокий, чем первый коьтаратор 3, пороговый уровень срабатывания. При наличии переходного процесса в защищаемом фидере (линии) параметр ера- батывания приращения тока или интеграл приращений тока (площадь прираще НИН тока) начинает выделяться только в момент времени, когда величина производной тока становится меньше некоторого заданного значения.

На фиг.2 и 3 показаны кривые изменения тока, производной тока и сигнал на выходе интегратора для., трех режимов: короткое замыкание; проезд воздушного промежутка; пуск электроподвижного состава.

Устройство работает следующим образом..

При появлении в защищаемом фидере изменения тока, вызванного к.з., проездом воздушного промежутка или нагрузкой (кривые 10-12, фиг.2), сигнал с выхода дифференциатора 3, пропорциональный производной тока, поступает на входы первого компаратора 4, третьего компаратора 6 и интегратора 8, сигнал на выходе которого соответствует приращению тока. При превьш1ении выходным сигналом дифференциатора порогового уровня (касательные отрезки прямой 13, фиг.2) на выходе первого компаратора появляется сигнал, который подается на вход элемента ЗАПРЕТ. Первый компаратор определяет наличие изменения тока и управляет работой интегратора В простейшем случае он представляет собой компаратор, в других случаях может включать дополнительные узлы, например схему фильтрации гармонических составляюп(их входного сигнала одновибратор, подключенный к выходу компаратора для фиксации времени работы интегратора. Если сигнал дифференциатора превышает пороговый уровень срабатывания третьего компаратора 6, то на выходе последнего появляется сигнал, который подается на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ. 7, что блокирует прохождение сигнала первого компаратора на управляющий вход интегратора 8. В момент времени когда сигнал на выходе дифференциатора становится меньше уровня.срабатывания третьего компаратора, сигнал на выходе последнего пропадает и сигнал с выхода первого компаратора -проходит на управляющий вход интегратора. Если интегратор реализует функцию однократного интегрирования, то .сигнал на его выходе.имее вид, изображенный кривыми 15-17, в случае к.з., проезда воздушного про межутка и коммутации нагрузки соответственно. В случае, если интегратор реализует функцию двойного интегрирования, то сигнал на его выходе имеет вид кривых 18-20 соответственно для перечисленных Bbmie случаев. Пунктирные линии 21 и 22 показывают уставку второго компаратора 9. по величине приращения тока и площади приращения тока соответственно.

На фиг.3 доказано изменение токов 10-12 при К..З., проезде воздушного промежутка и пуске подвижного состава, а кривые 23-25 - производные этих токов сигнал с выхода дифференциатора 3). Уставка 13 первого компаратора А показана горизонтальной прямой 26, а уставка 14 третьего компаратора 6 - горизонтальной прямой 27.

Как видно из фиг.2, при пороговом уровне срабатывания второго компаратора, несколько меньшем максимальной скорости нарастания тока при проезде воздушного промежутка, начальная неучитываемая часть полного изменения тока при к.з, меньше начальной части изменения тока при проезде воздушного промежутка.

Использование предлагаемого уст- ройства позволяет повысить чувствительность и селективность защиты в случае удалённых и неглухих к.з., уменьшить число неселективных отключений быстродействующих выключателей за счет повышенной избирательности к режимам переходных процессов в защищаемых фидерах постоянного тока и повысить надежность работы системы электроснабжения в условиях повьппенных нагрузок.

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для зап(иты тяговой сети постоянного тока от коротких замыканий, содержащее датчик скорости нарастания тока, вход которого предназначен для подключения к защищаемой сети, а выход соединен с входом первого компаратора и информаттионным входом интегратора, выход первого компаратора через элемент задержки соединен с управляющим входом интегратора, выход которого соединен с входом второго компаратора, выход пос. педнего является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности, элемент задержки выполнен в виде третьего компаратора и элемента ЗАПРЕТ, при этом прямой вход элемента ЗАПРЕТ является первым входом элемента задержки, инверсный вход соединен-с выходом третьего компаратора, вход которого подключен к выходу датчика скорости нарастания тока, выход элемента ЗАПРЕТ является выходом элемента задержки.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к защитам ТЯГОВЫХ сетей от малых токов корот- ких замыканий и может быть использовано на электрических железных дорогах. Цель изобретения - повьшение чувствительности и селективности,.. Устройство содержит датчик .скорости нарастания тока 1, состоящий из датчика тока 2 и дифференциатора 3. Выход дифференциатора подключен к входам первого компарэтора4, соединенного с элементом задержки 5, состоя щим из третьего компаратора 6 и элемента ЗАПРЕТ 7, выход которого соединен с управляющим входом интегратора 8, информационный вход которого подключен к выходу дифференциатора, а выход интегратора соединен с входом второго компаратора 9. Принцип работы устройства заключается в том, что пара;метр срабатывания - приращение тока или интеграл приращения тока начинает выделяться лишь после того, когда величина производной тока становится меньше некоторого заданного уровня. Это позволяет исключить начальную часть изменения тока при коротких замыканиях и переходных процессах нагрузки и лучше отстроиться от нормальных нагрузочных режимов, 3 ил.. Q (Л N| О5 С55 4 СО Выхо

ft

М5

t

:

/f7

26

Фи.З