ТРЕХФАЗНОЕ РЕЛЕ ТОКА Советский патент 1974 года по МПК H02H3/08 

1

Изобретение относится к классу устройств релейной защиты и может быть использовано при построении защиты сетей переменного тока с изолированной нейтралью от коротких замыканий и перегрузок.

Известны бесконтактные реле защиты, реализующие принцип максимально токовой защиты. Такая защита реагирует на наибольший из токов фаз и должна быть отстроена от пусковых токов защищаемого фидера, т. е. при наличии мощной асинхронной нагрузки чувствительность защиты составляет 8-10 от /ш в то время как токи дуговых к. з. могут быть равными 3-4 от 1ц. Применение таких реле в низковольтных автономных энергосистемах, например судовых, не позволяет получать требуемую чувствительность защиты, так как диапазоны токов нормальных эксплуатанионных режимов (пусков асинхронных двигателей, силовых трансформаторов) и токов к. 3. через дугу в значительной мере нерекрываются.

Поскольку доля однофазной нагрузки в судовых энергосистемах составляет лишь 10- 20% от общей мощности потребителей, появляется возможность значительно повысить чувствительность защиты ири несимметричных коротких замыканиях: двойных замыканиях на корпус, двухфазных замыканиях и трехфазных коротких замыканиях, сонровождающихся несимметрией фазных токов, вызванной наличием дуги в точке короткого замыкания. Известно применение фильтров тока обратной последовательности для повышения чувствительности защиты при несимметричных коротких замыканиях или фильтра переменной составляющей суммы выпрямленных токов фаз для повышения чувствительности защиты от несимметричных релсимов работы.

Однако такая схема сложна и громоздка. Кроме того, схема не выявляет режимов перегрузки и трехфазных симметричных к. з., т. е. требует установки дополнительных элементов

при построении защиты от всех видов повреждений, дальнейшего усложнения схемы и понижения ее надежности.

Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности защиты от всех видов коротких замыканий.

Это достигается тем, что к выходу выпрямителя подключен нелинейный делитель, нелинейный элемент которого шунтирован последовательно соединенными конденсатором

и первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого через дополнительный выпрямитель подключена к входным зажимам реагирующего органа.

На чертеже изображена схема трехфазного

реле тока.

На схеме: 1 -датчики тока, наиример трансформаторы; 2 - трехфазиая схема выпрямления, нагруженная на омический делитель нанряження, с помощью которого калибруется уставка срабатывания реле нри симметричных перегрузках и коротких замыканиях (напряжение со средней точки делителя через диод подается на вход реагирующего органа); 3- 4 - соответственно линейное и нелинейное сопротивления дополнительного делителя выпрямленного напряжения датчиков тока.

Через разделительный конденсатор 5 переменная составляющая выпрямленного напряжения датчиков подается на первичную обмотку 6 промежуточного трансформатора. Напряжение со вторичной обмотки 7 этого трансформатора через вынрямитель 8 подается на вход реагирующего органа 9.

Схема работает следующим образом.

Нри симметричных нагрузках фидера коэффициент нульсаций на выходе трехфазной мостовой схемы выпрямления не превышает 7%, т. е. напряжение на выходе выпрямителя 8, пропорциональное переменной составляющей выпрямленного нанряжения датчиков 1, нрактически отсутствует. Нри двухфазных, однофазных к. з., обрыве фазы, либо трехфазных к. 3., сопровождающихся несимметрией токов, например, обусловленных наличием электрической дуги, коэффициент пульсаций возрастает в несколько раз, что приводит к появлению напряжения на выходе выпрямителя 8, срабатыванию реагирующего органа и но истечении выдержки времени, онределяемой элементом времени 10, к срабатыванию исполнительного органа 11. Носкольку амплитуда переменной составляющей вынрямленного напряжения датчиков зависит от величины измеряемого тока, передаточная характеристика делителя должна быть нелинейной.

Нри этом выходное напряжение выпрямителя 8 пропорционально коэффициенту пульсаций на выходе трехфазной схемы выпрямления 2. В качестве сопротивления 4 может быть взят

варистор либо двухполюсник на резисторах и стабилитронах, аппроксимирующий требуемую характеристику «вход - выход делителя. Таким образом, реле имеет повышенную чувствительность к несимметричным режимам. Например, в судовых электроэнергетических системах при допустимой несимметрии токов нагрузки по фазам до 25% с учетом отстройки от пусковых токов однофазных трансформаторов и асинхронных двигателей чувствительность защиты может быть 2-2,5 от /ц. Надежность повышается при больших кратностях к. 3. за счет того, что реле фактически имеет два работающих одновременно измерительных органа, которые при малых кратностях токов к. 3. работают раздельно.

Нредмет изобретения

Трехфазное реле тока, содержащее датчики тока фаз, выпрямитель с подключенным к нему активным делителем, к которому через диод подключен реагирующий орган, подсоединеиный через элемент времени к исполнительному органу, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, к выходу упомянутого выпрямителя подключен нелинейный делитель, нелинейный элемент которого шунтирован последовательно соединенными конденсатором и первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого через дополнительный выпрямитель подключена к входным зажимам реагирующего органа.