Устройство для защиты конденсаторных батарей Советский патент 1991 года по МПК H02H7/16 

О

Os СО

о

00 00

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и сигнализации, и может быть использовано для защиты силовых конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности нагрузок, а также конденсаторных батарей фильтров высших гармоник преобразовательных подстанций электропередачи постоянного тока, приводов крупных прокатных станов, дуговых сталеплавильных печей, статических компенсаторов и т.п.

Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения достоверности определения выхода из строя единичных конденсаторов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для защиты конденсаторной батареи.

Схема устройства для защиты конденсаторной батареи 1, состоящей из рядов параллельно включенных конденсаторов 2 с внутренними предохранителями 3 секций конденсаторов 4, содержит импульсный трансформатор 5, первичная обмотка которого включена между эквипотенциальными точками конденсаторной батареи (диагональ моста или соединительная шина параллельного ряда конденсаторов), а вторичная обмотка через счетчик 6 импульсов подключена к сигнальному элементу 7, а также к цепи из измерителя 8 частоты следования импульсов, компаратора 9, дополнительного счетчика 10 импульсов с двумя выходами, дополнительного сигнального элемента 11 и исполнительного элемента 12. Измеритель 8 частоты следования импульсов подключен входом к вторичной обмотке импульсного трансформатора 5, а выходом - к входу компаратора 9, выход которого подключен к входу дополнительного счетчика 10, один выход которого подключен к исполнительному элементу 12, например реле, а другой выход - к дополнительному сигнальному элементу 11, например светодиоду. Схема может быть реализована с помощью интегральных микросхем, например КР 1108ПП1, К155ИЕ, К511ИЕ, К511НЕ1.

Устройство работает следующим образом,

В нормальном режиме работы КБ частота пробоев секций в конденсаторах со встроенными предохранителями в зависимости от схемы, числа конденсаторов и мощности батареи составляет 1/ч. При пробое секций в разных конденсаторах конденсаторной батареи даже при значительном суммарном числе пробитых секций конденсаторов батареи частота работы счетчика 6 импульсов лежит в указанном

диапазоне, что фиксируется сигнальным элементом 7. При этом сигнал на выходе блока 8 измерения частоты, преобразующего частоту следования импульсов в амплитуду выходного сигнала, имеет величину, существенно меньшую уровня сигнала, при котором срабатывает компаратор 9, поэтому счетчик 10 импульсов не срабатывает. Интенсивность отказов секций конденсаторов (частота пробоев секций) возрастает с ростом напряжения на секциях в степенной зависимости Лг / U2 m

жг-(ит)

где AI и Дг - интенсивности отказов (частоты пробоев) секций при напряжении Ui и U2 соответственно, m 15-20 раз.

Поэтому, как только в каком-либо одном конденсаторе пробьется более 15-20% секций в одном параллельном ряду, напряжение на оставшихся секциях конденсатора также возрастает более чем на 20% и последующие пробои секций происходят именно в этом конденсаторе с резко возрастающей

частотой следования импульсов тока, достигающей 1-101/с, т.е. частота возрастает в 103-106 раз, что фиксируется блоком измерения частоты следования импульсов.

Резкое увеличение частоты следования

импульсов соответствует выходу из строя одного конденсатора в конденсаторной батарее. При этом блок 8 измерения частоты формирует сигнал, по которому срабатывает компаратор 9, счетчик 10, сигнальный

элемент 12 фиксирует повреждение конденсатора в батарее, а исполнительный элемент 11 выдает сигнал на отключение конденсаторной батареи при повреждении заданного числа конденсаторов. После того,

как у данного конденсатора пробились все параллельные секции и он вышел из работы, частота следования импульсов, связанных с пробоем секций в конденсаторах конденсаторной батареи, вновь резко падает, компаратор возвращается в исходное состояние. Так продолжается до тех пор, пока не выйдет из строя более 20% секций в каком-либо другом конденсаторе конденсаторной батареи и частота следования импульсного счетчика 6 вновь не увеличится, и т.д.

Предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность определения выхода из строя единичных конденсаторов, что повышает надежность работы конденсаторной батареи, а также позволяет существенно сократить затраты на эксплуатацию этой конденсаторной батареи, а в ряде случаев сократить общий ущерб, вызываемый отключением конденсаторной батареи.

Формула изобретенияувеличения достоверности определения вы-7

Устройство для защиты конденсатор-хода из строя единичных конденсаторов, в

ных батарей, состоящих из рядов парал-него дополнительно введены последовалельно включенных конденсаторов стельно соединенные измеритель частоты

внутренними предохранителями, содержа-5 следования импульсов, компаратор и дощее импульсный трансформатор, первич-полнительный счетчик импульсов, при этом

мая обмотка которого имеет клеммы длявход измерителя частоты следования имподключения между эквипотенциальнымипульсов подключен к вторичной обмотке имточками конденсаторной батареи, вторич-пульсного трансформатора, один выход

ная его обмотка через счетчик импульсов10 дополнительного счетчика импульсов подподключена к сигнальному элементу, испол-ключей к исполнительному органу, а другой

нительный орган, отличающееся тем,- к вновь введенному дополнительному сигчто, с целью повышения надежности путемнальному элементу.

Изобретение относится к релейной защите и предназначено для защиты силовых конденсаторных батарей для компенсации мощности нагрузок, а также конденсаторных батарей фильтров высших гармоник преобразовательных подстанций электропередачи постоянного тока, приводов крупных прокатных станов, дуговых сталеплавильных печей, статических компенсаторов и т.п. Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения достоверности определения выхода из строя единичных конденсаторов. Цель достигается введением блока измерения частоты следования импульсов 8, фиксирующего резкое увеличение частоты, соответствующее выходу из строя одного конденсатора в конденсаторной батарее. Он формирует сигнал, по которому срабатывают компаратор 9, счетчик импульсов 10 и сигнальный элемент 11. Исполнительный элемент 12 подает сигнал на отключение конденсаторной батареи при повреждении заданного числа конденсаторов. 1 ил.