Устройство для защиты сети постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК H02H3/87 

Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано для защиты сетей постоянного тока от токов короткого замыкания.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем отстройки токов нагрузки.

На фиг. 1 приведена стуктурная схема устройства; на фиг 2 - графики, характеризующие работу устройства

Устройство для защиты сети постоянного тока содержит датчик 1 производной тока, пусковой орган 2, интегратор 3, компаратор 4, датчик 5 напряжения сети, амплитудный детектор 6. Выход датчика 1 производной тока подключен к входам амплитудного детектора 6, пускового органа 2 и интегратора 3, выход пускового органа 2 подключен к управляющему входу интегратора 3, выход последнего подключен к входу компаратора 4, выход амплитудного детектора 6 подключен к суммирующему входу компаратора 4, выход датчика 5 напряжения под- лключен к другому входу компаратора 4,

Устройство работает следующим образом.

На фиг. 2 слева приведен режим удаленного к.з. с минимальным током, справа - режим нагрузки с большим приращением тока, при нахождении нагрузки вблизи фидера. Кривая 7 представляет собой изменение тока, кривая 8 - изменение производной тока по времени, прямая 9 - пороговый уровень срабатывания пускового органа в случае его выполнения в виде компаратора, кривая 10 - выделенный интегратором 3 сигнал, соответствующий приращению тока, кривая 11- пороговый уровень срабатывания компаратора 4, зависящий от величины как начальной прои звод- ной тока, так и от величины изменяющегося напряжения от датчика напряжения. Поскольку при росте тока напряжение снижается, то и снижается пороговый уровень

В режиме к.з. ток нарастает до своего максимального значения сравнительно медленно, так как при удаленном к з индуктивность в цепи к.з. из-за удаленности наибольшая поэтому начальное значение производной тока 0 сравнительно невели ко и уставка изменяется незначительно Напряжение с выхода амплитудного детектора

СО

с

VI

О О О vj

6 поступает на суммирующий вход компаратора 4, который выполнен вычитающим, уставка повышена тем больше, чем больше io .

В режиме нагрузки ток нарастает до своего максимального значения быстрее, начальная производная тока больше, чем в предыдущем случае, уставка компаратора 4 повышается больше, что улучшает отстройку от рабочих режимов, и устройство в этом случае не срабатывает.

Учет величины напряжения позволяет дополнительно учесть величину тока, предшествовавшего к.з., и который уменьшает величину приращения тока, а также влияние колебания напряжения первичной сети на величину приращения тока.

Уравнение срабатывания защиты следующее:,

KL Д1-К2.и-Кз.1о Uon. где Ki, К2, Кз- коэффициенты, зависящие от особенностей выполнения блоков устройства;

АI - изменение тока;

io - начальное значение производной тока;

Don. - опорное напряжение компаратора 4.

Амплитудный детектор 6 может включать в себя источник регулируемого напряжения, диод, запоминающую емкость, ключ, осуществляющий сброс амплитудного детектора, буферный усилитель, обеспечивающий согласование входного сопротивления компаратора 4 с допускаемым для запоминающей емкости, ограничительный диод, осуществляющий подключение запоминающей емкости к источнику регулируемого напряжения. Последовательно с диодом обычно включают резистор, ограничивающий ток заряда запоминающей емкости (не показан). После прохождения максимума сигнала, пропор- ционального производной тока, этот максимум запоминается на емкости, однако, будучи ограничен сверху. Компаратор 4 состоит из сравнивающего элемента и трех резисторов, подключенных так, что они образуют суммирующую схему совместно с сравнивающим элементом.

Изменением величин резисторов можно изменять величины коэффициентов Ki. K2,

Кз и тем самым влияние всех трех параметров на срабатывание устройства защиты.

Величина начальной производной тока зависит от величины индуктивности: Io U/L, где L - индуктивность сети. L растет

близко к линейному закону с увеличением расстояния и начальная производная тока изменяется по гиперболе. Приращение тока к.з. A Ik изменяется по гиперболе. Отстройка только по величине приращения тока невозможна, поэтому в данном случае используется дополнительный параметр - начальная производная тока. С приближением места к.з. к началу защищаемого участка приращение тока к.з, увеличивается и,

начиная с некоторой точки, уже превышает максимальное приращение тока нагрузки, учет влияния начальной производной тока больше не нужен.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы устройства защиты, улучшив отстройку от токов нагрузки.

Формула изобретения

Устройство для защиты сети постоянного тока, содержащее датчик производной тока, к выходу которого подключены входы интегратора и пускового органа, выход последнего подключен к управляющему входу

интегратора, выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем отстройки от токов нагрузки, дополнительно введены датчик напряжения сети и амплитудный детектор, основной и управляющий входы последнего подключены к выходу датчика производной тока и к выходу пускового органа соответственно, а выход соединен с вторым входом компаратора, к третьему входу которого подключен датчик напряжения сети.

фигЛ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите сети по- стоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности работы путем отстройки от токов нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что производится учет влияния начальной скорости и напряжения сети нарастания тока на величину уставки по приращению тока 2 ил

IftOp.SA.l

11

70

По&5л.З

;;ТГ

j 4zl,

Фие.1