Трехфазное реле тока Советский патент 1991 года по МПК H01H83/20 H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты в трехфазных цепях переменного тока.

Цель изобретения - обеспечение повышенной чувствительности как к преобладанию одного фазного тока, так и к преобладанию двух фазных токов.

На чертеже показана функциональная схема трехфазного реле тока.

Трехфазное реле тока содержит формирователи модуля 1,2,3 фазных токов IA, IB, Ic, к выходам которых подсоединены входы максиселектора 4 миниселектора 5 и сумматора фазных токов 6, два блока сравнения 7 и 8, три компаратора 9 - 11, резисторы 12 - 17.

Реле работает следующим образом.

На выходах формирователей 1-3 появляются выпрямленные и сглаженные напряжения, величины которых пропорциональны модулям фазных токов. В общем случае модуль фазного тока может быть или наибольшим IMK. или наименьшим IMH. или промежуточным Пр из трех модулей. С

целью упрощения анализа предположим что всегда из трех фазных токов не менее чем два имеют равные модули lp. а модуль третьего обозначим 7, причем векторы этих токов образуют равнобедренный треуголь ник с углом а, Упомянутое предположение имеет место в действительности при следующих условиях.

В режиме трехфазного симметричного короткого замыкания /к.з./ модули трех фазных токов одинаковы и равны

мк(3) - l(3).

При двухфазном к.з. на защищаемой линии без токов нагрузки, т.е. когда преобладают модули двух фазных токов, имеем , причем

м,Я 1пр(2) 0.( мн 1т 0.

Здесь IMK в одной из фаз при симметричном трехфазном к.з. в том же месте, где произошел рассматриваемый вид к.з. на защищаемой линии.

При двухфазном к.з. за понижающим трансформатором (А/Д - 11: 35/6 кВ) без токов нагрузки, т.е. когда преобладает моfe

О

VI о VI

ел

дуль одного фазного тока на линии 35 кВ, имеем а - 180°, причем

, (2 Д } . | (зЛ ). - (2 Л ). (2 А)

IMK:- П д IMK, mp- IMH-

1Р-0,5МЗЛ)

где IMK A ) - ток в одной из фаз 35 кВ при симметричном трехфазном к.з. в том же месте, где произошел рассматриваемый вид к.з. за упомянутым понижающим трансформатором.

На выходе максиселектора 4 напряжение равно

Ll4 Ккн мк,

где Ккн - коэффициент передачи.

Выходные напряжения миниселектора 5 сумматора фазных токов 6 соответственно равны

Us Ккн мн.

2 Фгде X Ф IMK + Inp + IMH.

На выходе первого блока сравнения 7 напряжение равно

U KKHF, F KilMK + K2IMH - Кз 2 ф.

где Ki -- первый коэффициент передачи с выхода максиселектора 4 через резистор 12 на выход первого блока сравнения 7;

«2 - второй коэффициент передачи с выхода миниселектора 5 через резистор 15 на выход первого блока сравнения 7;

Кз трехфазный коэффициент передачи с выхода сумматора фазных токов 6 на выход первого блока сравнения 7.

Коэффициенты передачи выбираются так, чтобы при трехфазном симметричном режиме была равна нулю функция F

1мкГз)1мн(3)-1гФ(з5;К1 + к2-ЗКз 0.

Рассмотрим варианты функции F. Функция FI получена при следующих коэффициентах передачи:

Кз 1; Ki -2; K2 1:

F + мн- 2 Ф

причем в области, когда преобладают модули двух из фазных токов, имеем FI 0.

Функция F2 получена при следующих коэффициентах передачи: Кз 1: Ki - 1; К2 2;

F2 IMK 2 Фпричем в области, когда преобладает модуль одного из фазных токов, получаем F2 0.

Функции FI и F2 могут применяться в те случаях, когда требуется или только первый компаратор 9, реагирующий на отрицательный входной сигнал, т.е. только на

функцию F2, или необходим только второй компаратор 10, реагирующий на положительный входной сигнал, т.е. только на фун- кцию FL Функции FI и F2 обеспечивают наибольшую чувствительность.

На выходе второго блока сравнения 8

будет напряжение

Ue КкнО; Q K4F, где 1C - четвертый коэффициент передачи с выхода первого блока сравнения 7 через пятый резистор 16 на выход второго блока сравнения;

Кэ - пятый коэффициент передачи с выхода максиселектора 4 через шестой резистор 17 на выход второго блока

сравнения 8.

Для выполнения устройством функции трехфазного реле максимального тока требуется, чтобы функция Q имела одинаковую величину в трехфазном симметричном режиме, когда угол а 60°, а также в режиме двухфазного к.з. на защищаемой линии без токов нагрузки, когда угол а 0°.

При использовании устройства для токовой защиты линии 6 кВ, питающей один

или несколько мощных электродвигателей, третий компаратор 11, действуя на реле времени с выдержкой 0,7 с, будет защищать линию и двигатели от всех видов коротких замыканий, при этом третий компаратор 11

не должен срабатывать при самозапуске двигателей после успешного повторного включения.

Если ранее или при вкпючении защищаемой линии К кв, или при включении выключателя б кВ у питающего силового трансформатора (А /Д - 11; 35/6 кВ), окажется разрыв в одной фгзе б кВ, то третий компаратор 11 не смохет отключить в этих условиях длительный пусковой ток. Однако

первый компаратор 9, срабатывающий, когда 0° а 60°, может иметь установку срабатывания достаточно меньше, чем третий компаратор 11, и действовать на реле времени, отключающее линию 6 кВ с выдержкой 1,4 с. В этих условиях первый компаратор 9 отключит упомянутый длительный пусковой ток.

Второй компаратор 10 срабатывает, когда 60° а 180°, т.е. и при возникновении виткового замыкания в одной из фаз электродвигателя 6 кВ, когда 60° а 120°. Дальнейшее действие после срабатывания второго компаратора 10 должно происходить с выдержкой времени 1,4 с. чтобы не

было ложного действия при внешнем двухфазном к.з. на другой линии 6 кВ. Кроме того, требуется блокировка (запрет действия) второго компаратора 10, когда он ложно сработает при обрыве одной фазы на питающей линии 35 кВ или при перегорании одного высоковольтного силового предохранителя 35 кВ питающего трансформатора (Л /Д -11; 35/6 кВ). В этих условиях до восстановления полнофазного режима на стороне 35 кВ токи нагрузки на всех линиях 6 кВ будут иметь векторную диаграмму с упомянутым углом а 180°.

При использовании устройства для за- щиты второй ступени на линии 35 кВ, третий компаратор 11 будет защищать линию 35 кВ от всех видов коротких замыканий, действуя на реле времени с выдержкой 0,7 с. Первый компаратор 9 будет срабатывать только при отрицательном значении функции F, когда 0° а 60°, т.е. только при двухфазном к.з. и только на линии 35 кВ или не стороне 35 кВ у присоединенных к лей силовых трансформаторов ( Л/Д -11:35/6 кВ). При своем срабатывании первый компаратор 9 будет производить ускорение действия защиты второй ступени от 0,7 до 0,1 с, после чего будет происходить автоматическое повторное включение /АПВ/ линии 35 кВ.

Формула изобретения Трехфазное реле тока, содержащее три формирователя модуля фазных токов, входы которых предназначены для подключения к соответствующей фазе, а выходы соединены со входами максиселектора и сумматора фазных токов, выход последнего соединен с тормозным входом первого блока сравнения, с рабочим входом которого через пер- вый резистор соединен выход максиселектора, выход первого блока сравнения через второй резистор соединен с первым компаратором и через третий резистор со входом второго компаратора, отличающееся тем. что, с целью обеспечения повышенной чувствительности как к преобладанию одного фазного тока, так и к преобладанию двух фазных токов, дополнительно введены миниселектор, второй блок сравнения, четыре резистора и третий компаратор, при этом к выходам формирователей фазных токов подключены входы миниселекто- ра, а его выход через четвертый резистор соединен с одним из выводов первого резистора и с рабочим входом первого блока сравнения, выход которого через пятый резистор соединен с тормозным входом второго блока сравнения, рабочий вход которого через шестой резистор подключен к выходу максиселектора, выход второго блока сравнения подключен к входу третьего компаратора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трехфазным реле тока. Цель изобретения - обеспечение повышенной чувствительности как к преобладанию одного фазного тока, так и к преобладанию двух фазных токов. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены миниселектор 5, второй блок сравнения 8, четыре резистора 14 - 17 и третий компаратор 11. 1 ил.