Устройство для токовой защиты от междуфазного короткого замыкания трехфазной электроустановки с автоматическим повторным включением Советский патент 1991 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к энергетике, а именно к релейной токовой защите трехфазной электроустановки с автоматическим повторным включением (АПВ), может найти применение для защиты шинопроводов с ответвлениями и является усовершенствованием устройства по авт.св, № 1238187.

Цель изобретения - повышение надежности функционирования путем исключения ложных отключений при обрывах фаз линии,

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит измерительные органы 1-6. пусковые органы 7-9, выполненные в виде реле максимального тока, элементы ВРЕМЯ 10-20, элементы ИЛИ 21- 28, элементы НЕ 29-31, элементы И 32-42, элементы ПАМЯТЬ 43-46, исполнительный орган 47.

Устройство также содержит пороговые элементы 48-50, элементы И 51-53, элемент ИЛИ-НЕ 54, элемент ВРЕМЯ 55, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 56, реле 57-59 положения Включено и реле 60 положения Отключено, выключатели 61-63 фаз.

Устройство работает следующим образом.

Время работы элементов ВРЕМЯ 10-12

ti t3an+2 At;

время работы элементов ВРЕМЯ 13 и 14

t2 t3an+ At;

время работы элемента ВРЕМЯ 20

t3 t38n+3 A t;

время работы элемента ВРЕМЯ 15

t4 Ьткл+ At2,

время работы элемента ВРЕМЯ 16

fc

О 00 О

ел

3

to

t5 ХАПВ+1вкл+ Ati;

время работы элементов ВРЕМЯ 17-19

te toTun + Ati;

время работы элемента ВРЕМЯ 55

t7 t3an + 4 Ati.

где Хзап - время самоэапуска нагрузки линии;

Ati - время запаса, Д ti 0,5 с:

At2 - время запаса, Ata 0,1 с;

т.откл время отключения выключателя линии;

tAHB выдержка времени АПВ;

1Вкл - время включения выключателя линии.

В режиме холостого хода защищаемой линии пусковые и измерительные органы не приходят в действие.

При возникновении короткого замыкания срабатывают токовые органы 2 или 1 и пусковой орган 7. В дальнейшем работа схемы рассматривается применительно к токовым пусковым и измерительным органам. На выходе элемента И 32 появляется сигнал, который присутствует там до тех пор, пока не доработает элемент 10, время задержки которого, как и время задержки элементов 11 и 12, больше времени задержки элемента 13.

Элемент 13 подает сигнал на один из входов элемента И 41, на другом входе которого сигнал уже присутствует (он подается через время тз ti после включения выключателя), в результате срабатывает исполнительный орган 47. При увеличении тока нагрузки с холостого хода до величины, достаточной для срабатывания пускового органа 7 (уставка срабатывания органа 7 меньше уставок срабатывания токовых органов 1 и 2), происходит переключение ус- тавки срабатывания защиты. Элемент 10 приходит в действие и через выдержку времени посылает сигнал в элемент НЕ 29, на выходе которого сигнал исчезает. В дальнейшем срабатывание органов 1 и 2, имеющих ток срабатывания, значительно меньший номинального, при увеличении тока нагрузки или возникновении короткого замыкания не приводит к появлению сигнала на выходе элемента И 32. При возникновении обрыва одной из фаз линии устройство не работает, так как ток остался на прежнем уровне.

Если ток нагрузки не превышает ток срабатывания пускового органа 8. то на выходе элементов НЕ 30 и 31 присутствует сигнал. При возникновении короткого замыкания при такой нагрузке срабатывает токовый орган 3 или 4 (уставка срабатывания

каждого из них превосходит уставку срабатывания токовых органов 1 и 2). На выходе элемента 14 появляется сигнал и через выдержку времени элемента происходит отключение выключателя. Если ток нагрузки

больше тока срабатывания пускового органа 8, но меньше тока срабатывания пускового органа 9, на выходе элементов 29 и 30 сигнал отсутствует, а на выходе элемента 31 - присутствует. При коротком замыкании

срабатывают токовые органы 5 и б (уставки срабатывания которых больше, чем уставки органов 3 и 4). На оба входа элемента И 34 поступают сигналы и защита отключает выключатель. При включении нагруженной линии от ключа управления возможно срабатывание токовых органов (от пусковых токов нагрузки), например, 1 и 2, и, следовательно, появление сигнала на выходе элемента И 32. Однако выключатель не

отключается, так как элемент ВРЕМЯ 20 задерживает подачу сигнала на элементы 41 и 42 в течение ta ti и нет сигналов на выходе элементов И 38 - 40, так как на входах этих элементов нет сигнала от элемента ПАМЯТЬ

43 (АПВ не работает), а через время элемент 10 снимает сигнал на выходе 32. К этому времени пуск всех двигателей нагрузки заканчивается и схема принимает исходное положение.

Если в линии имеется ток нагрузки, возник обрыв одной из фаз, например А, ток в неповрежденных фазах возрастает в VT раза, но устройство не сработает, так как пороговый элемент фазы А вернется в исходное положение. На выходе элемента И 51 появится логическая единица, которая при поступлении на первый вход ИЛИ-НЕ 54 переключит его в нулевое состояние и заблокирует элементы И 32 и 33 на время t

работы элемента ВРЕМЯ 55. Последняя ступень защиты не блокируется, а пусковой орган отстраивается от тока vt3T|H, где 1М - номинальный ток, Это обеспечивает работоспособность устройства при КЗ за трансформатором в режиме работы двумя фазами.

При включении линии на устойчивое короткое замыкание срабатывают токовые и пусковые органы, например, 1 или 2 и 7. На

выходе элемента И 32 появляется сигнал, как и в предыдущем случае. Элемент ВРЕМЯ 20 задерживает подачу сигнала на элемент 41 в течение времени гз п. После того, как элемент ВРЕМЯ 20 доработал, а короткое замыкание не устранилось, токовые органы 1 или 2 остаются сработанными. Оста- ется сработанным элемент ИЛИ 21 и на выходе элемента И 42 появляется сигнал, так как на двух его входах имеются сигналы, 5 а на инверсном - отсутствует, элемент ВРЕМЯ 15 подает сигнал лишь через время t4. За это время исполнительный орган 47 успевает отключить выключатель.

При отключении линии по любым при- 10 чинам срабатывает реле 60 положения Отключено и подает сигналы на инверсные входы элементов И 35-37, предотвращая запоминание сигнала, появляющегося с выхода элементов НЕ 29-31 в момент отклю- 15 чения выключателя, если таковой до отключения отсутствовал. Элементы 17-19 обеспечивают необходимую задержку появ- ления этого сигнала до срабатывания реле 60 положения Отключено.20

Затем начинает работать элемент ВРЕМЯ 16 и по истечении времени 1б(если за это время линия не включится от АПВ) стирает память элементов 38-40.

Если АПВ включает линию и до отклю- 25 чения нагрузка на линии такая, что срабатывает пусковой орган 7 и не срабатывают органы 8 и 9, то на выходе элемента ПАМЯТЬ 44 сигнала нет, а на выходах элементов ПАМЯТЬ 45 и 46 есть. До отключения на 30 первый вход элемента 35 не поступает сигнал от элемента 29, а на аналогичные входы элементов 36 и 37 он поступает от элементов 30 и 31, причем на инверсный вход каждого из элементов 36 и 37 сигнал от реле положе- 35 ния Отключено не поступает,

Не поступают сигналы и на элементы 25 и 26, стирающие память.

Если в рассмотренном случае линия включается от АПВ на устойчивое короткое 40 замыкание, срабатывают токовые органы 1- 4. На выходах элементов И 38 и 40 сигналов нет, а на выходе элемента И 39 появляется сигнал, так как на всех его входах имеются сигналы, и через время элемента ВРЕМЯ 14 45 выключатель отключается. При успешном АПВ токовые органы 1 - 4 могут сработать от тока самозапуска нагрузки линии. Но отключения линии не происходит потому, что в течение времени работы элемента ВРЕ- 50

МЯ 14 происходит самозапуск, токуменьша- . ется и токовые органы 3 и 4 (возможно 1 и 2) возвращаются в исходное положение, а на элемент ПАМЯТЬ 43 через t3 подается стирающий сигнал. Если линия отключается от ключа управления, то АПВ не работает, на выходе ПАМЯТЬ 43 сигнала нет, и через время ts осуществляется сброс памяти элементов 44 - 46 через элементы ИЛИ 24 - 26.Таким образом, устройство может работать при токах короткого замыкания, значительно меньших номинального тока линии, и не срабатывает ложно после действия АПВ, включения выключателя на нагрузку и при обрыве одной из фаз линии.

Формула изобретения Устройство для токовой защиты от междуфазного короткого замыкания трехфазной электроустановки с автоматическим повторным включением (АПВ) по авт. св. Nfe 1238187, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем исключения ложных отключений при обрывах фаз линии, в него дополнительно введены три пороговых элемента, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый элементы И, последовательно соединенные элемент ИЛИ-НЕ, одиннадцатый элемент ВРЕМЯ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ. при этом входы первого, второго и третьего пороговых элементов подключены к вторичной обмотке трансформатора тока соответствующей фазы, их инверсные выходы подключены к первым входам соответственно двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого элементов И, к вторым входам которых подключены выходы реле положения Включено выключателей соответствующих фаз, выходы двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого элементов И подключены соответственно к первому, второму и третьему входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого также подключен к второму входу элемента ИСКЛЮЧА- ЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к третьим входам первого и второго элементов И.

Изобретение относится к энергетике, а именно к релейной токовой защите трехфазной электроустановки, Цель изобретения - повышение надежности функционирования путем исключения ложных отключений при обрывах фаз линии. Для этого в устройство дополнительно введены три пороговых элемента, три элемента И, элемент ВРЕМЯ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ. 1 ил.