УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ Советский патент 1968 года по МПК H02H3/24 

Изобретение относится к устройствам для релейной защиты электрических систем, а именно линий электропередач постоянного тока.

Известно устройство для защиты линий электропередач постоянного тока от коротких замыканий, содержащее включенный через делитель на напряжение защищаемой линии дифференцирующий блок и подключенный на его выход исполнительный орган, выполненный, например, в виде триггера.

В предлагаемом устройстве, с целью увеличения чувствительности и его избирательности, дифференцирующий блок выполнен в виде двух последовательно включенных трансформаторных каскадов, причем в каждом из каскадов вторичные обмотки трансформаторов шунтированы вентилем и в выходную цепь включен конденсатор.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема.

Устройство содержит дифференцирующий блок 1 и исполнительный орган 2.

Дифференцирующий блок защиты состоит из двух идентичных дифференцирующих трансформаторов DT₁ и DT₂, шунтируемых вентилями D₁ и D₂, и конденсаторов C₁ и С₂.

На вход дифференцирующего блока подается ток i_д делителя напряжения 3, установленного на линии постоянного тока. При изменении напряжения на линии V_л, например при снижении напряжения в результате короткого замыкания, входной ток дифференцирующего блока также изменяется. На выходе этого блока появляется импульс напряжения, амплитуда которого пропорциональна примерно третьей; производной от напряжения на линии. При коротком замыкании на линии амплитуда этого импульса больше, чем при закорачивании инвертора. Это объясняется тем, что напряжение на линии в первом случае спадает более круто, чем во втором, что объясняется, в свою очередь, наличием в линии передачи постоянного тока сглаживающего реактора, включенного между линией и инвертором.

Процесс дифференцирования напряжения на линии в дифференцирующей схеме избирательной защиты происходит следующим образом.

Ток делителя напряжения, т.е. входной ток дифференцирующего блока i_д, пропорционален напряжению на линии V_л.

i_д=K₁·V_л (K₁ - коэффициент пропорциональности).

При изменении тока i_д на выходе дифференцирующего трансформатора DT₁ появляется напряжение V₁, пропорциональное первой производной тока i_д, т.е. первой производной от напряжения на линии V_л.

где L_т - индуктивность обмотки дифференцирующего трансформатора.

Напряжение V₁ вызовет в конденсаторе C₁ протекание тока i_c, пропорционального второй производной от напряжения на линии V_л.

Протекание тока i_c через первичную обмотку дифференцирующего трансформатора DT₂ вызовет появление на вторичной обмотке этого трансформатора напряжения V₂, пропорционального первой производной тока i_c, т.е. третьей производной от напряжения на линии:

Полупроводниковые диоды D₁, D₂ и D₃, установленные в дифференцирующем блоке, улучшают форму выходного импульса. При коротком замыкании на линии передачи на выходе дифференцирующего блока появляется одиночный однополярный импульс, амплитуда которого зависит от места короткого замыкания. Этот импульс через конденсатор емкости С₂ подается на вход исполнительного органа. Конденсатор емкости С₂ производит еще одно дифференцирование, увеличивая тем самым избирательность защиты.

Исполнительный орган 2 представляет собой реактивный триггер, выполненный на полупроводниковых триодах Т₁ и Т₂.

Триод T₁ нормально закрыт положительным смещением, поступающим на базу триода с потенциометра r₁ через сопротивление r₂. Триод Т₂ нормально открыт отрицательным смещением, поступающим на базу триода через сопротивление r₃.

При появлении на выходе дифференцирующего блока импульса, перекрывающего положительное смещение на базе триода Т₁, триод T₁ открывается, а триод Т₂ закрывается. При этом срабатывает исполнительное реле 4. Схема находится в таком состоянии до тех пор, пока конденсатор С₃, заряженный в начале до напряжения питания, не разрядится практически до нуля. Затем схема возвращается в первоначальное состояние.

Индуктивность L в цепи база триода Т₁ - коллектор триода Т₂ препятствует шунтированию сигналов, поступающих на базу триодов Т₁ с выхода дифференцирующего блока через нормально открытый триод Т₂.

Диод D₄ предотвращает срабатывание реле от зарядного тока емкости С₃ при подаче на схему напряжения питания.

Опорный диод D₅ служит для стабилизации смещения на базе нормально закрытого триода T₁.

На схему подается напряжение питания V_п и напряжение смещения V_см, от независимых источников.

Емкость C₄ является фильтром в цепи напряжения питания.

Изменяя напряжение смещения на базе нормально закрытого триода T₁ при помощи потенциометра r₁, можно отстроить избирательную защиту от коротких замыканий на инверторе. Избирательная защита при этом будет срабатывать при коротком замыкании на линии и не будет срабатывать при закорачивании.

Устройство для защиты линий электропередач постоянного тока от коротких замыканий, содержащее включенный через делитель на напряжение защищаемой линии дифференцирующий блок и подключенный на его выход исполнительный орган, выполненный, например, в виде триггера, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности и избирательности устройства, дифференцирующий блок выполнен в виде двух последовательно включенных трансформаторных каскадов, причем в каждом из каскадов вторичные обмотки трансформаторов шунтированы вентилем и в выходную цепь включен конденсатор.