СПОСОБ МАКСИМАЛЬНО-ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ Советский патент 1971 года по МПК H02H3/08 

Известны способы максимально-токовой защиты сети переменного тока, основанные на применении различных но ступеням выдержек времени защиты.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что синхронизируют времязадающие элементы защит всех ступеней электросети. В качестве синхронизирующего параметра используют частоту тока короткого замыкания, который выпрямляют и подают на вход пускового органа, а сигнал на срабатывание исполнительного органа посылают в случае совпадения импульсов с выходов пускового органа и счетчика импульсов тока, амплитуда которых превыщает уставку срабатывания защиты.

Такой способ позволяет обеспечить селектианость Н повысить чувствительность защиты.

Выдержку времени максимально-токовых защит для обеспечения селективности их действия выбирают по формуле

tn )(1)

вык.-1(7,-1) + А(п-1) + + ь(2)

(п-1) уставка по времени срабатывания защиты предыдущей ступени;

А/п и Ai() - погрещности времязадающих устройств защит со ответствующих ступеней, - инерционная ошибка врсмязадающего устройства защиты данной ступени; Еыкл - собственное максимальное время отключения автоматического выключателя (указанное в техиических условиях).

Из приведенных формул следует, что к увеличению ступени селективности А/с прпводит наличие погрешностей времязадающих элементов защит электромеханических или полупроводниковых реле времени, причем погрешности реле предыдущей и последующей ступеней суммируются при онределен1 и ступени селективности. Известные времязадающие элементы защит не позволяют уменьшить ступень селективности ниже значений 0,14-0,25 сек. Предлагаемый способ позволяет свести практически к )1улю погрещности времязадающих элементов и сшгхронизгфовать без дополнительных кабелей связи работу времязадающпх элементов зан1,ит па разных ступенях распределения электроэнергии так, что абсолютиые погрешности независимо от их величины равны и всегда имеют одинаковый знак для всех стуиеней, т. е. не влияют на селективность работы защиты. Суш,ность селективности нри этом может быть иринята равной времен, отключения выключателя предыдущей ступени, т. е. время срабатывания защиты каждой ступени определяют ло формуле tn ln-l} t (n-1) I ВЫКЛ(П-1) На чертеже дана схема, ноясияющач описываемый сиособ. Выпрямленный, но не сглаженный сигнал со вторичной обмотки измерительного трансформатора тока иодается на вход иускового органа 1 защиты, например, Tpaiiзисторного триггера, фор.мирующего на выходе прямоугольные имиульсы, если амплитуда синусоидального (или несинусоидального) входного сигнала превышает напряжение срабатывания триггера, т. е. уставку защиты по току срабатывания. Прямоугольные импульсы с выхода триггера поступают на вход двоичного счетчика 2 и после заполнения его на исполнительиый орган 3 защиты, например тиристор, замыкающий цепь питания отключающего расцепителя автоматического выключателя через орган 4 выдержки времени защиты. При двухнолуцериодном выпрямлении входного сигнала эта выдержка равна J АЛ усх..где - коэффициент использования емкости счетчика защиты данной ступени; fc - частота контролируемого тока. Для каждой ступени частоту контролируемого тока определяют числом разрядов т двоичного счетчика или при наличии дешифратора- используемой частью () емкости счетчика. Частота следования импульсов (полуволн) тока контролируемо сети является параметром, синхронизирующим заполнение счетчиков защит всех стуненей распределения электроэнергии, т. е. отклонение частоты от номинальной так же, как и наличие апериодической составляющей в токе короткого замыкация, изменяет абсолютные значения всех выдержек времени на одну и ту же величину и в одну и ту же сторону, не нарушая селективности действия защиты, так как абсолютное значение ступени селективности не меняется. Возврат счетчика в исходное состояние (сброс) осуществляется блоком 5 временной памяти, запускаемым от пускового органа и имеющим выдержку времеии полтора-два нолупериода частоты измеряемого тока. Если в течение полутора-двух полуиериодов иа блок памяти пе поступает запускающих импульсов, то амплитуда тока коптролируемой сети меньше тока срабатывания защиты, мультивибрадает иа счетчик сигнал сброса. Полтора-два полупериода являются и максимальным временем подготовки защиты к повторному срабатыванию. Для повышения помехоуетойчивости защиты сигнал иа исполнительный орган подается после заполнения счетчика только при наличии очередного импульса с выхода пускового органа по схеме «И 6. Благодаря этому, а также отсутствию инерционных элементов (сглаживания) во входных цепях пускового органа коэффициент возврата по времени равен единице (соответственно инерционная ошибка Д/п 0). Ток срабатывания защит, пусковой орган которых реагирует па среднее значение входной величииы, оиределяют по формуле . /Си 4 - -максимальный рабочий TOii защищаемого фидера, приведенный ко вторичной обмотке трансформатора тока; (ц 1,5--1,25 - коэффициент надежности, учитывающий вибрацию пускового органа вблизи тока срабатывания, что характерно для электромеханических реле при наличии пульсаций тока в магнитопроводе и для нолупроводниковых реле при наличии неидеального сглаживания выпрямленного сигнала с измерительного трансформатора тока; /(в 0,6-0,9 - коэффициент возврата пускового органа по току. Подставив значения этих коэффициентов в формулу 5, получают ток срабатывания защиты на 30-100% больше максимального рабочего тока. Низкое качество пусковых органов, реагирующих на среднее значение измеряемой величины, требует значительного загрубления защиты. Предлагаемый способ обеспечения селективности защиты позволяет выполнить пусковой орган реагирующем на мгновенное (аплитудиое) значение измеряелгой величины (т. е. возвраи ающимся в исходное состояние каждый нолупериод тока) и тем самым свести коэффициенты /Ск и /Св к единице и снизить требоваиия к линейностп трансформатора тока. Чувствительность защиты при этом повышается на 30-100%. Реально достижимая точность и термостабилыюсть уставки для полупроводниковых реле тока составляет ± 10% в широком диапазоне окружающих температур, что позволяет использовать и селективность по току при построении системы защиты. Пред м е т я з о б р е т е и и я Способ липчС1.мально-то;( заЩ1ггы сети переменно1-о тока, основанный иа применении различных но стуненям выдержек времени заЧения селективности и повышения чувствительности, синхронизируют времязадающие элементы защит всех ступеней электросети, причем в качестве синхронизирующего параметра используют частоту тока короткого замыкания, который выпрямляют и подают на

вход ПУСКОВОГО органа, а сигнал на срабатывание псполтительного органа посылают в случае совпадения импульсов с выходов пускового органа и счетчика импульсов тока, амплитуда которых превышает уставку срабатывания защиты.