Устройство для защиты распределительных устройств от дуговых коротких замыканий Советский патент 1990 года по МПК H02H7/22 

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для реализации релейной защитьг ячеек комплектного распределительного устройства от дуговых коротких замыканий.

Целью изобретения является повышение чувствительности защиты.

На чертеже приведена схема предложенного устройства.

Устройство содержит датчики 1, расположенные вдоль защитных шин 2 и соединенные последовательно между собой, промежуточный трансформатор тока, нагруженный на активное сопротивлениеЗ,переменное сопротивление 4, соединенное последовательно с датчиками, блок сравне- ни 5, выход которого соединен с выходным органом 6. Датчики 1 состоят из двух металлических пластин 7 и изолирующей пластины 8 из сегнетокерамики. Кроме того, они могут быть выполнены на основе катушки индуктивности с замкнутым ферромагнитным сердечником.

Известно, что при нагревании пластины из сегнетокерамики выше точки Кюри (Тк) исчезает ее поляризация и происходит фазовый переход в параэлектрическое состоя- ние. При этом ее диэлектрическая проницаемость в соответствии с законом Кюри-Вейса убывает обратно пропорционально разности температуры

1 /(T-Tk),

где Т - температура пластины.

Это приводит к уменьшению значения К на несколько порядков, следовательно, во столько же раз уменьшается емкость датчика. Изолирующая пластина также может быть изготовлена из сегнетоврй соли (Tk 297-255 К), титаната бария ( К) и ниобата калия ( К). Аналогично при нагревании магнитопровода из ферромагнитного материала выше точки Кюри (точки Нееля) исчезает самопроизводная намагниченность и происходит фазовый переход в парамагнитное состояние. При этом магнитная проницаемость/г резко падает Е; со- ртветствии с законом Кюри Вейса . / 1 /(T-Tk)

Это приводит к уменьшению значения /, следовательно, индуктивности катушки. В качестве материала для магнитопровода катушки может использоваться сплав Гейс- лера . никель К, 78%-ный пермалой К, магнетит К. Для снижения тепловой постоянной времени пластина из сегнетокерамики и магнито- проводы катушки должны иметь малые геометрические размеры.

Принцип действия устройства основан на том, что при повышении температуры выше точки Кюри сопротивление датчиков на промышленной частоте резко возрастает, а следовательно, вырастает падение напряжения на последовательно соединенных датчиках, которое превышает в этом случае напряжение на сопротивление 4. Параметры резистора 4 подбираются таким образом, чтобы на

основной частоте сопротивление последовательно соединенных датчиков 1 было меньше сопротивление резистора 4.

Блок сравнения 5 осуществляет сравнение абсолютных значений величин. Чувствительность в этом случае оказывается более высокой (чем сравнение по фазе), так как при изменении сопротивления одного или нескольких Датчиков характер цепи из датчиков 1 и сопротивления 4 сохраняется.

Необходимо также иметь в виду, что напряжения на датчике 1 и-сопротивлении 4 сдвинуты на 90 эл.град.

Сравнение величин напряжений на датчике 1 и сопротивлении 4 позволяет отстроиться от колебаний тока в защищаемой установке при реализации измерительного органа.

Устройство работает следующим образом;

В нормальном режиме температура в

области установки датчиков колеблется в незначительных пределах, а именно (-50)- 100°С. При этом датчики имеют небольшое сопротивление при промышленной частоте.

Напряжение на датчиках оказывается мень- ше, чем на сопротивлении 4. Эти напряжения подаются на входы блока сравнения 5. При этом сигнал на выходе блока сравнения 5 и соответственно выходного органа 6 отсутствует.

При возникновении дугового повреждения резко повышается температура (до 2000-3000°С) в области установки датчиков., Один или несколько датчиков нагреваются

выше точки Кюри, и значительно возрастает их сопротивление. Падение напряжения на датчиках 1 превышает падения напряжения на сопротивление 4. На выходе блока сравнения 5 появляется сигнал, вызывающий

работу выходного органа 6.

Так как температура при дуговом повреждении на 1-2 порядка превышает температуру нормального режима, то настройка параметров срабатывания блока

сравнения 5 не требует особой точности.

Высокая чувствительность блока, сравнения позволяет использовать датчики с небольшими габаритами, тем самым снизить их тепловую инерционность. Это обеспечивает время срабатывания защиты в течение полупериода промышленной частоты. Формула изобретения 1, Устройство для защиты распределительных устройств от дуговых коротких за- мыканкй, содержащее датчики, предназначенные для установки в шкафах распределительных устройств и соединенные последовательно, блок сравнения, выход которого соединен с входом выходного органа, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, до- прлнительно введены промежуточный трансформатор, нагруженный на резистор, переменный резистор, при этом вход промежуточного трансформатора имеет клеммы для подключения вторичной цепи

0

5

трансформатора тока вводной ячейки распределительного устройства, выход промежуточного трансформатора включен в цепь из последовательно соединенных датчиков и переменного резистора, первые входы блока сравнения подключены к цепи из соединенных последовательно датчиков, вторые входы блока сравнения подключены к переменному резистору,

2.Устройство поп. 1, отличающее- с я тем, что датчики выполнены в виде двух металлических пластин с изолирующей пластиной из сегнетокерамики между ними.

3.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что датчики выполнены в виде катушки индуктивности с замкнутым ферромагнитным сердечником.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для реализации релейной защиты распределительных устройств от дуговых коротких замыканий. Цель изобретения - повышение чувствительности защиты. Устройство содержит датчики 1, расположенные в области защищаемых шин и соединенные последовательно, промежуточный трансформатор 3, первичная обмотка которого включена во вторичную цепь трансформатора тока ввода,ко вторичной обмотке которого подключены последовательно резистор и датчики 1, блок сравнения 5, входы которого соединены с резистором 4 и датчиками, выход блока сравнения соединен с выходным органом. При возникновении дугового повреждения резко повышается температура в области установки датчиков. Датчики нагреваются выше точки Кюри и значительно возрастает их сопротивление. Падение напряжения на датчиках 1 превышает падение на резисторе 4. На выходе блока сравнения 5 появляется сигнал, вызывающий работу выходного органа 6. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.