Способ проверки электрических характеристик блока релейной защиты коммутационного аппарата присоединения Советский патент 1993 года по МПК H01H69/01 

w

w

fe

Использование; проверка блока релейной защиты производится током подключенного к работающей сети контролируемого присоединения без дополнительного источника напряжения и нагрузочного трансформатора путем создания искусственного замыкания с регулируемым значением тока. При этом одновременно обеспечивается возможность определения правильности выбора установок защиты с учетом характеристик электросети за счет определения значения полного тока короткого замыкания в точке контроля, что упрощает проверку характеристик. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Заявленное изобретение относится к области электротехники, а именно к технике проверки электрических характеристик устройств релейной защиты в распределительных электросетях.

Цель изобретения - упрощение проверки характеристик блока релейной защиты коммутационного аппарата присоединения.

Предлагаемый способ предназначен в первую очередь для проверки автоматических выключателей присоединений 0,38 кВ. Отличительные признаки предлагаемого способа позволяет существенно упростить проверку электрических;характеристик блока релейной защиты за счет возможности использования для проверки блока защиты тока самого проверяемого присоединения, подключенного к работающему силовому трансформатору, без применения вспомогательного источника питания и специального нагрузочного трансформатора. При

этом оказывается возможным применение для создания в цепях проверяемой защиты тока проводников с меньшим сечением и массой, определяемых мощностью источника питания.

Отличительные признаки предлагаемого способа одновременно обеспечивают расширение функциональных возможностей за счет обеспечения проверки правильности выбора характеристик защиты, т.к. способ в процессе проверки характеристик позволяет определить значение максимального тока короткого замыкания в точке контроля, определение которого расчетным путем является весьма трудоёмкой операцией и связано с дополнительными погрешностями. Предлагаемый способ обеспечивает возможность проверки характеристик защиты и правильности выбора характеристик для любой точки присоединения. При имитации короткого замыкания в начале участка обес00

Ј о

N

печивается проверка характеристик блоков токовой отсечки и токовой защиты, а также проверка коэффициента чувствительности блока токовой отсечки. При имитации короткого замыкания в наиболее удаленной точке защищаемого участка обеспечивается проверка характеристик и коэффициента чувствительности блока токовой защиты присоединения.

На фиг.1 представлена структурная схема варианта устройства проверки характеристик блока релейной защиты с использованием цифровых измерителей времени срабатывания защиты (а) и диаграмма тока искусственного короткого замыкания, создаваемого устройством проверки при замыкании цепи тока в момент времени ti, (б); на фиг.2 представлена электрическая схема варианта упрощенного устройства проверки характеристик блока релейной защиты с использованием электромеханических измерителей тока и времени срабатывания защиты (а) и диаграмма напряжений при искусственном коротком замыкании (б).

Вариант устройства проверки с цифровыми измерителями тока и времени (фиг. 1 ,а} содержит блок питания 1, силовой тири- сторный блок 2, измерительный трансформатор тока 3, блок управления силовыми тиристорами 4, блок задания уставок по значению тока 5, блок задания уставок по длительности тока. 6, блок измерения угла а открытия тиристоров в момент времени tr (фиг. 1,6) и измерения мгновенного значения тока И, при угле а открытия тиристоров 7,. блок преобразования 8, блок индикации эффективного значения и длительности протекания тока 9; кнопку включения 10. Устройство может дополнительно содержать сопротивление (резистор) 11 и переключатель 12. Устройство подключается к линии за контролируемым коммутационным аппаратом (автоматическим выключателем) 13, установленным за автоматическим выключателем 14 ввода. Блок питания 1 подключен к электросети до контролируемого автоматического выключателя и обеспечивает питание элементов управления и измерения устройства проверки. Силовой тиристорный блок 2 обеспечивает регулирование значения тока короткого замыкания изменением угла открытия тиристоров. Силовой блок 2 содержит управляемый тиристорный ключ на двух тиристорах. Блок задания уставок по значению тока 5 формирует сигнал на включение тиристоров при заданном угле открытия а. Блок задания уставок по длительности тока

6 используется для дискретного регулирования длительности протекания тока т.

По сигналам от блоков задания уставок 5 и 6 блок управления силовыми тиристора- ми 4 формирует сигнал на включение силовых тиристоров с заданным углом открытия тиристоров «1 и длительностью т.

Блок управления 4 выдает также сигна- лы на блоки 7, 8 и 9. Блок измерения 7 производит измерение мгновенного значения тока И и угла а.

Блок преобразования 8 производит вычисление эффективного значения U несинусоидального тока короткого замыкания по мгновенному значению тока И и угла at. Блок индикации 9 обеспечивает индикацию эффективного значения тока замыкания И длительности его протекания до отключе

ния автоматического выключателя. В каче0

5

стве трансформатора тока 3 используется обычный трансформатор тока либо датчик тока. Кнопка 10 используется для включения устройства проверки,

5Проверка характеристик устройства производится в следующей последовательности. Вначале устанавливают заданное значение тока в кратковременном режиме работы устройства проверки для создания тока замыкания на период времени 0,01-0,02 с. Затем выставляют ус- тавку по,цлительности времени больше времени срабатывания блока проверяемой защиты, но меньше времени срабатывания

° блока защиты автоматического выключателя 14 следу«31цего участка, и производят проверку характеристик защиты блока проверяемой. Значение полного тока замыкания для определения правильности уставок токовой отсечки (коэффициента чувствительности) может быть использовано по соотношению длительности части полупериода с синусоидальной формой тока и длительности всего полупериода тока, а также путем непосредственного измерения полного тока при малом интервале времени 0,01-0,02 с.

Устройства проверки обеспечивает возможность регулирования тока в диапазоне 250-5000 А при непосредственном подключении к контролируемой сети. При необходимости получения меньших токов последовательно в первичную цепь устрой- ства может быть включено сопротивление 11 с помощью переключателя 12. При сопротивлении 0,5-1,0 Ом устройство обеспечивает плавное регулирование тока в диапазоне 15-300 А.

В качестве блоков в устройства проверки могут быть использованы известные стандартные узлы и блоки.

Предлагаемый способ может быть использован также для проверки характеристик блока защиты любых других коммутационных аппаратов, подключаемых последовательно в цепь между коммутационным аппаратом работающего присоединения и устройством проверки.

Предлагаемый способ может быть реализован с использованием простых схемных решений. Вариант устройства проверки с использованием электромеханических измерителей тока и времени (фиг.2,а) содержит силовой блок в виде двух силовых тиристоровЧ и 2, блок управления силовыми тиристорами в виде диодов 3 и 4, вспомогательного тиристора 5 и резистора 6, блок задания уставок по значению тока в виде выпрямительного моста 7. резистора 8, стабилитронов 9 и 10, реле 11с контактами 12 и 13, регулировочного реостата 14, конденсатора 15 и резистора 16. Кроме того, устройство содержит измерительный трансформатор тока 17, амперметр 18. секундомер 19, кнопку включения 20. вспомо- гаительные переключатели 21, 22 и добавочное сопротивление 23. Устройство подключается к выходным цепям проверяемого автоматического выключателя 24.

При нажатии кнопки включения 20 срабатывает реле 11, замыкающее контактом 12 цепь заряда конденсатора 15, который начинает заряжаться до напряжения Ui (фиг.2,6), определяемого стабилитроном 9, Сопротивление реостата 14 выбрано таким образом, что при наибольшем его значении нарастание напряжения на конденсаторе 15 в течение полупериода происходит практически по линейной характеристике до значения напряжения U2, вызывающего пробой стабилитрона 10.

При пробое последнего срабатывает ти-. ристор 5, что вызывает открытие соответствующего силового тиристора (1 или 2). В момент времени ti происходит замыкание за автоматическим выключателем 24. При этом снижается напряжение на стабилитроне 9, что вызывает возврат реле 11 и разряд конденсатора 15. В следующие полу периоды цикл повторяется до момента отключения цепи тока автоматически выключателем 24 или момента размыкания кнопки 20. Одновременно при нажатии кнопки 20 происходит запуск секундомера 19, который останавливается после отключения автоматического выключателя.

Регулирование значения тока замыкания производится резистором 14, имеющим

шкалу, проградуированную в относительных эффективных значениях тока. Градуировка шкалы может производиться при включении в силовую цепь устройства про- верки сопротивления 23.

В качестве прибора 18 в устройстве используется амперметр электромагнитной системы, реагирующий на эффективное значение тока.

0Градуировка регулировочного реостата в относительных единицах эффективного значения тока позволяет упростить проведение проверки защиты за счет возможности измерения тока искусственного

5 замыкания по предварительно измеренному меньшему значению тока. Так, для создания тока 400 А с помощью реостата 14 предварительно устанавливается в реальной сети значение тока 50 А. Это значение

0 тока меньше уставки проверяемой защиты и может быть измерено обычным амперметром. Если при этом на шкале реостата оказывается 10 делений, то для получения тока 400 А переменный резистор 14 устанавлива5 ется в положение, соответствующее 80 дел. Для более точного непосредственного измерения тока в схеме проверки могут использоваться фиксирующие приборы, реагирующие на эффективное значение то0 ка в течение времени 0,01-0,05 с. Устройство проверки позволяет в процессе проверки определить значение максимального тока короткого замыкания. В рассмотренном примере при получении тока 50

5 А на уставке реостата 10 дел., максимальный ток составляет 500 А. Определение мак- симального тока позволяет уточнить коэффициент чувствительности проверяемой защиты.

0 Изменение продолжительности искусственного замыкания может производиться с помощью кнопки 20 оператором, либо автоматически с помощью дополнительного реле времени, запускаемого при нажатии

5 кнопки, с размыкающим контактом в цепи пуска устройства проверки.

Результаты испытаний экспериментального образца устройства проверки подтвердили эффективность предлагаемого

0 способа.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в применении для его реализации упрощенных устройств проверки блоков релейной за5 щиты с проведением искусственного замыкания с регулируемым значением тока. При этом проверка проводится без использования источника напряжения большой мощности и громоздкого нагрузочного трансформатора. Кроме указанного, появляется возможность проверять правильность выбора уставок защиты с учетом характеристик сети.

Формула изобретения 1. Способ проверки электрических характеристик блока релейной защиты коммутационного аппарата присоединения, заключающийся в том, что в цепи проверяемой защиты подают первичный ток, регу- лируют его до заданного значения, определяемого характеристикой срабатывания блока релейной защиты, измеряют значению тока, определяют момент срабатывания блока релейной защиты, измеряют время его срабатывания сравнивают измеренные значения тока и времени срабатывания с заданными значениями этих величин, по совпадению указанных величин устанавливают правильность электриче- ских характеристик, отличающийся тем, что, с целью упрощения проверки характеристик блока релейной защиты коммутационного аппарата присоединения, в качестве первичного тока используют не- симметричный ток искусственного замыкания, созданного за проверяемым блоком релейной защиты, регулирование тока производят путем уменьшения мгновенных значений тока на части каждого из полупе- риодов тока по сравнению с максимальными мгновенными значениями этого тока, в качестве измеренного значения тока берут его эффективное значение, перед фиксацией факта срабатывания блока релейной защиты интервал времени подачи тока устанавливают больше заданного времени срабатывания проверяемого блока релейной защиты, но меньше времени срабатывания блока релейной защиты, находящегося ближе к источнику питания, подают эффективное значение тока в цепи проверяемого блока релейной защиты, в случае его несрабатывания в течение установленного интервала времени, фиксируют неправильное действие защиты и прекращают подачу первичного тока.

А в

С

-- 1.

Л1