Устройство для защиты комплектного распределительного устройства от дугового короткого замыкания Советский патент 1992 года по МПК H02H7/22 H02B13/25 

Изобретение относится к электротехнике ч предназначено для защиты от открытой дуги внутренней части шкафов и отсеков комплектного распределительного устройства (КРУ и КРУН) напряжением 6-35 кВ.

Целью изобретения является повышение надежности устройства и расширение зоны действия.

На фиг. 1 показаны электрическая схема КРУ и схема релейной защиты от дугового КЗ внутри КРУ; на фиг. 2 изображена оперативная цепь подачи питания на катушку от- ключения выключателя ввода для осуществления мгновенного отключения КРУ; на фиг. 3 дан пример реализации устройства при наличии в КРУ шкафов серии K-XIII; на фиг. 4 - пример конструктивного использования дугоотводящего электрода, обеспечивающего полный перевод тока КЗ из фазы, где установлен трансформатор тока (ТТ), в дугоотводящий электрод.

Устройство содержит (фиг. 1)ТТ 1, установленный в фазе выключателя 2 ввода, питающего сборные шины 3 с отходящими линиями 4, 5, 6. К вторичной обмотке ТТ 1 подключено первое токовое реле 7, функционально соединенное с обмоткой промежуточного реле 8. На выключателе каждой отходящей от шин линии установлен ТТ9 в фазе, одноименной фазе с ТТ 1, к вторичной обмотке которого подключено второе токовое реле 10, параллельно обмотке которого включен резистор (шунт) 11. Размыкающие контакты 12, 13, 14 вторых токовых реле 10 отходящих от шин линий 4, 5, 6, замыкающий контакт 15 промежуточного реле 8, катушка 16 отключения выключателя 2 ввода соединены последовательно и подключены к источнику питания (фиг. 2).

Для надежной работы защиты ТТ пита-. ющие токовые реле устанавливаются в среднюю фазу. Введение дополнительного промежуточного реле 8, например РП-323, является примером как замены контакта реле 7 тока на более усиленный контакт промежуточного реле, так и создания выдержки времени. Тогд а при внешних КЗ контакты токовых реле отходящих от шин линий раз- 1 мыкаются раньше, чем замыкается контакт промежуточного реле. Это позволяет избежать должного отключения КРУ при внешних КЗ.

На фиг. 3 показана часть распредуст- ройства - шкаф отходящей линии (ЛЭП) 10 кВ. Серия шкафа - К-Х-Ш, Он состоит из сборных шин 3, дугоотводящего электрода 17 с воздушной изоляцией. Отсеки 18 и 19 соответственно сборных шин и релейной защиты расположены вверху, отсеки 20 и 21 соответственно выключателя и отходящей

линии - внизу. На кронштейне 22 укреплен ТТ 9. С нижним вводом ТТ контактирует вывод 23 выключателя 24. К верхнему выводу ТТ присоединена отводящая шина 25 воздушной ЛЭП 4. Но это может быть и фазой кабеля при кабельном выводе. Электрод 17 с ТТ 9 контактирует только в одной точке - в точке 26. Нигде в другом месте шина 25 и электрод 17 точек контактирования не имеют. Шина 25 установлена на изоляторах 27. С проводами ЛЭП контакт шины 25 осуществляется через проходные изоляторы 28. Провода 29 контактируют с наружным выводом изолятора. Между шиной 25 и дугоотводящим электродом установлены диэлектрические прокладки (слои изоляции) 30. На кон це электрода 17 установлен дуго- улавливающий чехол 31 (фиг. 4). От сборных шин через проходной изолятор 32 ток идет

на выключатель через верхние втычные контакты 33. Для крепления подвижных переборок, нужных при ремонте выключателей и т.д., используется переборка 34.

На фиг. 4 показано выполнение (в виде

примера) чехла 31 и шины 25. Между ними расположены слои изоляции 30.

Устройство работает следующим- образом.

При КЗ, например, в точке К (см. фиг. 1

и 3) дуга под действием поля перемещается к изоляторам 28. Зазор оУмежду шиной 25 и электродом 17 можно изменять от значения 8ч до О2, если позволяют изоляционные промежутки. Опыты показали, что при 10 кВ

внутри отечественных КРУ дуга срывается с электрода на шину и обратно при значениях, превышающих 40 мм. Для удержания дуги на электроде 17 последний целесообразно выполнять из магнитного материала,

например стали. Если срыв дуги полностью не происходит, то через шину 25 протекает ток It, а через электрод 17 - ток 2. В сумме они образуют полный ток КЗ кз. Выбор тока срабатывания реле 10 нужно производить с

загрублением, чтобы реле только чувствовало ток КЗ в конце защищаемого участка. Если ток И недостаточен для срабатывания реле 10, то контакт в схеме по фиг. 2 опускается и замыкает цепь, а контакт 15(нормально разомкнутый) к тому времени замыкается, так как ток 1кз сразу протекает через ТТ 1. Однако здесь может происходить задержка на 0,3-0,5 с. Многое зависит от величины кз и номинального тока, используемого ТТ. Известно, что чем больше, ток на вторичной стороне ТТ, тем быстрее работают реле. Это должно учитываться в практике реализации предлагаемой защиты. Если И снижается недостаточно, то еледует ожидать перемещения тока КЗ на чехол 31. Длина чехла устанавливается расчетным путем, исходя из скорости перемещения дуги при соответствующем токе и времени, необходимом для срабатывания реле 7 и 10 и т.д. Чехол 31 позволяет ток 12 увеличить до кз. При модернизации такой защиты в условиях действующих сетей реле 10 можно затрубить, используя шунт 11. сопротивление R которого (см. фиг. 1) можно подобрать расчетным путем. При повреждении -дуговом КЗ на сборных шинах, на подходах к ТТ 9 и т.д. двухфазное КЗ за сотые доли секунды переходит в трехфазное КЗ. Если ТТ 1 и 9 установлены в крайней одной и той же фазе, то через это время они включаются в работу. Вернее в работу включается ТТ 1. Он подает сигнал в реле 7. Это реле сразу или с небольшой выдержкой подает сигнал на замыкание контакта 15 в схеме по фиг. 2. Катушка 16 отключения через замыкающие контакты 12, 13 и 14 подключается к источ- нику питания. Выключатель 2 ввода отключен и место КЗ обесточивается. При КЗ, например, на вторичных контактах 33 (см, фиг. 3) дуга под действием источника, как правило, спрыгивает на вывод 23, ас него перемещается на ТТ 9 и дальше со скоростью от десятка метров в секунду при токе 2-3 кА до нескольких десятков при токе 8- 10 кА и т.д . Поэтому, если реле 7 работает без выдержки времени, контакт 15 в схеме фиг. 2 успевает замкнуться и подать через различающиеся контакты реле фидеров сигнал на отключение катушки 16. При наличии выдержки у реле 7 дуга может переместить- ся за ТТ 9. В этом случае время отключения определяет доля тока 12, ответвляющаяся в электрод 17. Если она достаточно велика, а реле 10 загрублено, например, за счет ис- пользования шунта 11, то его контакты в цепи по фиг. 2 не размыкаются и КРУ отключается неселективно. Если доля 12 недостаточна, то следует ожидать перемещения дуги на электрод 17. Тогда весь ток идет через электрод 17 и реле 10 опускает свой контакт. После этого катушка 16 отключает соответствующий выключатель. Таким образом, данное устройство позволяет выпол

нить эффективную дуговую защиту от стенки до стенки ячеек КРУ.

Формула изобретения 1. Устройство для защиты комплексного распределительного устройства от дугового короткого замыкания, содержащее трансформаторы тока, предназначенные для установки преимущественно в одной фазе шкафов выключателей питающих вводов и отходящих от сборных шин линий, первый блок релейной автоматики, подключенный к вторичной обмотке трансформатора тока выключателя питающего ввода, второй блок релейной автоматики, подключенный к вторичной обмотке соответствующего трансформатора тока выключателя отходящей от сборных шин линии, содержащий токовое реле, размыкающий контакт которого соединен последовательно с замыкающим контактом с выдержкой времени первого блока релейной автоматики в цепи питания катушки отключения выключателя питающего ввода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения материалоемкости, трансформаторы тока питающего ввода и отходящих от сборных шин линий предназначены для включения в одноименные фазы, первичная обмотка трансформатора тока каждой отходящей от сборных шин линии имеет со стороны выключателя клемму для подключения дугоулавливающего блока, обмотка токового реле каждого второго блока релейной автоматики имеет клеммы для подключения шунтов.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью расширения зоны действия, дугоулавливающий блок выполнен в виде дугоулавливающего электрода, расположенного изолированно в шкафу вдоль вывода соответствующей фазы отходящей линии, и присоединен одним концом к клемме трансформатора тока.

3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью расширения области применения, шунт, предназначенный для подключения к обмотке токового реле каждого второго блока релейной автоматики, выполнен в виде резистора.

-f

1U/3 12 s 15

J rJMl xHl-x x

12 s 15

xHl-x x

Риг.2

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты металлических, шкафов КРУ и КРУН-6-35 кВ от КЗ, сопровождаемых открытой электрической дугой. Цель изобретения - повышение наOmtucmtm АС дежности устройства и расширение зоны действия. Техническая сущность устройства заключается в использовании увеличения тока в обмотках токовых реле 7, установленных в цепи вводного выключателя, на замыкание размыкающих контактов, включенных последовательно с-катушкой отключения и с размыкающими контактами токовых реле 10, установленных в цепи выключателей отходящих линий, в разделении как минимум в одной фазе тока КЗ на части, например, с помощью дугоотводящего электрода 17 и в процессе дальнейшего перемещения дуги вдоль выводов отходящей линии уменьшении до значений, достаточных для возврата в исходное положение контактов токовых реле 10 отходящих линий, причем чувствительность этих токовых реле загруб- ляется, например, с помощью шунта 11 до значений, необходимых для срабатывания при внешних КЗ, расположенных в конце защищаемого участка. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. tm Г л 00 ы ho го п VL-y- - чК1нЗП tfMWi С-ЖЈU t dfbl.t

гг-з.3

Фиг.З

ФиъЛ