Устройство для токовой защиты линии электропередачи с односторонним питанием Советский патент 1993 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты линий электропередач от замыканий между фазами и на землю преимущественно в тех случаях, когда для обеспечения селективности недопустимо использование выдержки времени.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Однолинейная схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Устройство содержит полукомплекты 1 и 2 защиты, установленные на противоположных концах линии электропередачи 3 и связанные проводным каналом связи 4. Каждый полукомплект выполнен в виде трансформатора тока линии 5, однополупе- риодного выпрямителя 6, конденсатора 7. усилителя постоянного тока 8. реагирующего органа 9 с размыкающим контактом 10, исполнительного органа 11.транзисторного

усилителя 12 с резистором 13, шунтирующим его база-эмиттерный переход, источника 14 постоянного напряжения, стабилитрона и 15, коммутатора 16, выполненного в виде оптрона, и резистора 17.

Как видно из приведенной схемы, источник постоянного напряжения 14 полукомплекта защиты 2 соединен с каналом связи 4- через светоприемник оптрона 16 в конце защищаемой линии 3, в начале которой база транзисторного усилителя 12 полукомплекта защиты 1 через стабилитрон 15 подключена к входу канала связи 4, све- тоизлучатель оптрона 16 через резистор 17 включен в цепь обмотки реагирующего органа 9, размыкающий 10 контакт реагирующего органа 9 включен параллельно исполнительному органу 11, а эмиттер-коллекторный переход усилителя 12 подключен параллельно обмотке реагирующего органа

СО N3 Ю (

СлЭ

9. Кроме того, источник постоянного напряжения 14, выпрямитель б, включенный параллельно резистору, и обмотка трансформатора тока 5, в точке подключения к ней резистора, заземлены.

Устройство работает следующим образом.

При наличии в защищаемой линии напряжения и отсутствии замыканий между фазами и на землю ток в проводном канале связи 4 не течет, не смотря на наличие постоянного напряжения в источнике 14. Причина - в запертом состоянии коммутатора 16, который не открывается, потому что заперт транзисторный усилитель 12 из-за отсутствия или недостаточной величины тока в трансформаторе 5. Размыкающий контакт 10 реагирующего органа 9 остается замкнутым, шунтируя тем самым исполнительный орган 11.

При коротком замыкании в защищаемой линии (точка К1) вторичный ток трансформатора 5 полукомплекта 1. а значит и падение напряжения на резисторе, включенном в его цепь, достигают величины, достаточной для переключения усилителя постоянного тока 8. Открываясь, он тем самым замыкает часть выпрямленного вторичного тока через вход оптрона 16 и реагирующий орган 9. Поэтому размыкающий контакт 10 последнего размыкается, дешунтируя тем самым максимальный рас- цепитель 11, благодаря срабатыванию которого производится отключение тока короткого замыкания в линии. Транзисторный усилитель 12 в этом режиме остается запертым по причине отсутствия тока в канале связи 4 так как оптрон 16 полукомплекта 2 и управляющий им усилитель 8 закрыты.

При коротком замыкании в точке К2 сначала открываются усилители 8 обоих пол- укрмплектов 1 и 2. а спустя 10 мкс - и оба оптрона 16. По цепи: плюс источника 14 и светоприемник 16 полукомплекта 2, канал связи 4, стабилитрон 15 и база-эмиттерный переход усилителя 12 полукомплекта 1, земля протекает ток, который открывает транзисторный усилитель 12 полукомплекта 1, шунтирующий обмотку реагирующего органа 9. Исполнительный орган 11 полукомплекта 1 поэтому остается зашунтированным контактом 10 и операцию отключения произвести не может. Иначе обстоит с исполнительным органом 11 полукомплекта 2. Он дешунтируется размыкающимся контактом 10 реагирующего органа 9, который не шунтируется усилителем 12 по причине отсутствия тока в канале связи 4, а связывающего

полукомлпект защиты 2 с полукомлпектом защиты, установленной далее вдоль линии. Следовательно, построенная таким образом схема максимальной токовой защиты

обладает продольной селективностью, которая достигается без введения выдержки времени.

При обрыве канала связи 4 между пол- укомлпектэми 1 и 2 транзисторный усилитель 12 лишается тока смещения входа. Вследствие этого он не открывается и не препятствует срабатыванию реагирующего органа 9 и, следовательно, исполнительного органа 11.

Такой же результат имеет место при

коротком замыкании в проводном канале

связи 4, потому что вход усилителя 12 и в

этом режиме лишается тока смещения.

Режим тока короткого замыкания сопровождэетея, как известно, снижением напряжения в сети, вследствие чего возможно при определенных условиях снижение и постоянного напряжения в источнике 14. Чтобы упредить это, емкость конденсатора в

источнике 14 постоянного напряжения выбирается такой, чтобы время его разряда через вход транзисторного усилителя 12 превышало время отключения тока короткого замыкания, не превышающего согласно

стандарту СЭВ СТ СЭВ 3462-81, 0,2 с.

Для выполнения защитного отключения по схеме, изображенной на чертеже, необходимо, чтобы мощность трансформаторов тока была достаточной для приведения в действие механической системы исполнительного органа. В тех случаях, когда исполнительный орган требует от источника .энергию, которую трансформаторы тока вы- работать не в состоянии, вместо схемы де- шунтирования прибегают к питанию исполнительного органа от энергии предварительно заряженного конденсатора или автономного источника напряжения. Пред- ложенным техническим решением достигается поставленная цель и в этом случае. Для этого размыкающий контакт реле контроля включается последовательно с замыкающим контактом реагирующего органа и мак- симальным расцепителем.

Таким образом, выполнение выпрямителя б однополупериодным и его заземление в точке соединения резистора с обмоткой трансформатора тока 5, а также заземление источника 14 постоянного напряжения и, подключение эмиттер-коллекторного перехода транзисторного усилителя 12 параллельно обмотке реагирующего органа 9 позволило исключить из схемы устройства один из проводников канала связи 4 и реле контроля, а значит и упростить схему устройства в целом. Формула изобретения Устройство для токовой защиты линии электропередачи с односторонним питани- ем, содержащее на смежных участках полукомплекты защиты, предназначенные для установки на противоположных концах линии, связанные проводным каналом связи и каждый из которых выполнен в виде транс- форматора тока линии, вторичная обмотка которого связана с выпрямителем, к выходу которого подключены параллельно сое- диненные конденсатор и усилитель постоянного тока, реагирующий орган, размыкающий контакт которого включен параллельно обмотке исполнительного органа, подключенного к вторичной обмотке трансформатора тока линии, транзисторного усилителя, база-змиттерный переход ко-

торого зашунтирован первым ре зистором, источника постоянного напряжения, стабилитрона и коммутатора, отличающее- с я тем, что, с целью упрощения устройства, дополнительно введены второй резистор, а коммутатор выполнен в виде оптрона, при этом параллельно выходу усилителя постоянного тока включены последовательно соединенные светоизлучатель оптрона, второй резистор и обмотка реагирующего органа, параллельно которой включен эмит- терно-коллекторный переход транзисторного усилителя, база которого через стабилитрон подключена к входу канала связи, к выходу которого на стороне приемного конца линии через светоприемник оптрона подключен выход источника постоянного тока, который-соединен с эмиттером транзисторного усилителя и заземлен.

Сущность изобретения: введение в устройство второго резистора, выполнение коммутатора в виде оптрона, заземление источника постоянного тока позволяют упростить схему устройства. 1 ил.