Устройство для сигнализации короткого замыкания в электрических сетях Советский патент 1978 года по МПК H02H3/08 G01R31/08 

1

Изобретение относится к устройствам для сигнализации коротких замыканий в воздушных электрических сетях.

Известен указатель поврежденного участка (УПУ), содержащий индукционный датчик тока, для контроля тока в линии, антенный датчик панряжения в виде провода, натянутого в пролете, либо изолятора, подвешенного на провод, для возврата УПУ в исходное положение, интегрируюндий блок, обеспечнваюший выдержку времени на возврат. Для нровсркп состояния УПУ нереноспой индикатор вставляется в розетку, на которую выведены контакты поляризованного реле. Такой способ считывания инфор.мации непадеясеп в условнях паружпой установки из-за возможности окисления контактов поляризованного реле н розетки. Используемая конструкция антенны снижает надежность контролируемой сети 6-10 кВ. Известен также автоматнческий указатель повреждепного направления (АУПН), подвешиваемый на провод. Он содержит трансформаторный датчик тока и подвижный указатель, помещенный под стеклянным колпаком, который сигнализирует о коротком замыкании, открывая красный цилиндрический флажок. Устройство компактно и удобно при осмотре, но требует рассечки провода прп монтаже и замене АУПН, что снижает надежность контролируемой сети 6-10 кВ.

Подвижная система АУПН ненадежно работает в условиях наружной установки. Присоединение АУПП к высоковольтному токонроводу затрудняет его осмотр н ремонт в процессе эксплуатации.

АУПН л УПУ реагируют па увелпченне тока при коротком замыканнн но сравнению с рабочим током и должны, следовательно, иметь инднвидуальную настройку, которую необходимо корректпровать по мере роста пагрузки.

Указанные иедостатки устранены в указателе короткого замыкания 3, наиболее близком но технической сущности к изобретению. В этом указателе достигнута унификация настройки и отслтствуют контакты и подвижиые части.

Указатель короткого замыкаиия имеет индукционный датчик тока, на выход которого включен блок переходной составляющей тока короткого замыкания, блок возврата с интегрнрующим органом и блок магнитной намятн с обмотками срабатывания н возврата.

Обмотка срабатывания блока магнитной памяти БМП иодключеиа к выходу иидукцноиного датчика тока через блок переходной составляющей тока короткого замыкания, а обмотка возврата - к тому же ИНД}кционному датчику через интегрирующий орган.

В нзвестиом указателе короткого замыкання иеремагничивание блока магнитной иамятн осуществляется за счет энергии сигнала, возника1ош,его в индукционном датчике тока при коротком замыкании в контролируемой линии. В сельских сетях токи короткого замыкания малы и могут составить 50 А. При этом блок магнитной памяти перемагничивается недостаточно надежно из-за малого сигнала на обмотке срабатывания, и, кроме того, требуется массивный индукционный датчик с большим объемом стали и медн. Целью изобретения является устранение указанных недостатков и иовышение надежности срабатывания устройства. Эта цель достигнута в предложенном устройстве благодаря тому, что положительный выход интегратора соединен с одноименными концами обмоток срабатывания и возврата блока магнитной намяти, а отрицательный вывод через тиристор н пороговый элемент подключен к другим концам этих обмоток, причем управляющий вход этого тиристора соединен с выходом упомянутого блока для выделения переходной составляющей тока короткого замыкания. Принциннальная схема устройства для сигнализацнн короткого замыкання в электрических сетях показана на чертеже. Индукционный датчик тока 1, на выход которого включен выпрямительный мост 2, размещается между нроводами лпппи 3 электронередачи. Второй выпрямительный мост 4 подключен между антенной 5 и заземлением 6и обеспечивает заряд конденсатора-интегратора 7. Антенна 5 служит в качестве датчика нормального состояния сети, поскольку при нормальной работе лннин нороговый элемент 8 обеспечивает периодическое прохождение сигнала от конденсатора-интегратора 7 (при определенном значении напряжения на конденсаторе) через обмотку возврата 9 блока магнитной памятн 10, ноддерживая последний в состоянии «нормальная работа. При коротком замыканин в контролируемой линии 3 сигнал, возникающий в индукционном датчике тока 1, проходит через выпрямительный мост 2, блок выделения переходной составляющей тока короткого замыкания 11, элемент настройки 12 на управляющий вход тиристора 13, открывая носледкий. При этом конденсатор-интегратор 7 разряжается через обмотку срабатывания 14 блока магнитной памяти 10, перемагничивая его в состояние «короткое замыкание. При отключении линии после короткого замыкания исчезает напряжение на датчике нормального состояния сети (антенне 5), конденсатор-интегратор 7не заряжается, и пороговый элемент 8 не пропускает сигнал через обмотку возврата 9. При включении линии в работу после устранения короткого замыкания или после успешного автоматического повторного включения линии конденсатор-интегратор 7 заряжается до напряжения открытия порогового элемента 8, и устройство возвращается в исходное положение. При зарядке конденсатора-интегратора 7 обеспечивается необходимая выдержка времени на возврат для исключения ложного возврата устройства в период or момента начала короткого замыкания до отключения линии защитой (до 10 с). В качестве норогового элемента 8 может быть использован тиратрон (например МТХ-90). В этом случае при достижении напряжения на конденсаторе-интеграторе 7 значения, достаточного для открытия тиратрона 8 (90В), последний открывается, и конденсатор-интегратор 7 разряжается на обмотку возврата 9 до нанрял сния, нри котором тиратрон 8 закрывается (50В). Конденсатор-иптегратор 7 вновь заряжается до нанрял ения открытия тиратрона 8 и т. д. Таким образом, через обмотку возврата 9 нериодически проходят сигналы, удержнвающие блок магнитной памяти 10 в состоянии «нормальная работа. При коротком замыкании конденсаторинтегратор 7 полностью разряжается через тиристор 13 на обмотку срабатывания 14 н неремагничивает блок магнитной намяти 10 в состояние «короткое замыкание. Выдержка времени на возврат носле включения линии обеснечнвается нродолжительностью заряда конденсатора-интегратора 7 до напряжения открытия тиратрона 8 (90В). Сочетание тиратрона 8 и тиристора 13 позволяет использовать один источник нитания (конденсатор-интегратор 7) как для возврата, так и для срабатывания устройства, поскольку тиратрон 8 отбирает лишь часть энергии конденсатора-интегратора 7. В качестве норогового элемента 8 может быть использовап и стабилитрон. В этом случае ток через стабилитрон и обмотку возврата 9 блока магнитной памяти 10 протекает лишь после заряда конденсатора-интегратора 7 до напряження открытия стабилитрона и ноддерживает блок магнитной памяти в состоянии «нормальная работа. При коротком замыкании конденсатор-интегратор 7 разряжается через тиристор 13 и обмотку срабатывания 14 блока магнитной памяти 10, перемагничивая носледний в состояние «короткое замыкание. Пос.че включения линии в работу возврат устройства в состояние «нормальная работа нроисходит с выдержкой времени, определяемой временем заряда конденсатораинтегратора 7 до напряження открытия стабилитрона 8. Индикация состояния блока магнитной памяти 10 нри осмотре линии осуществляется с помощью любого устройства, реагирующего на направление намагниченности, например, по отклонению стрелки компаса в ту или иную сторону. Предложенное устройство создает следующий технико-экономический эффект, конденсатор-интегратор 7 исиользуется как источник нитания цепи возврата и срабатывания устройства и обеспечивает, кроме того, необходимую выдержку времени, что позволяет, используя сочетание в одном элементе ряда

функций, упростить схему и сделать ее более экономичной и надежной: использование для срабатывания устройства энергии разряда конденсатора вместо энергии сигнала, возннкаюшего в индукционном датчике и зависящего от величины тока короткого замыкания, позволяет обеспечить более надежное и стабильное перемагничивание блока магнитной намяти, для открытия тиристора требуется маломощный сигнал, что позволяет использовать мало -абаритный и дешевый индукщюнный датчик тока, ири этом все устройство становится компактным, упрощается его герметизация, обеспечивается простота изготовления и технологичность.

Формула изобретения

Устройство для сигнализации короткого замыкания в электрических сетях, содержащее индукционный датчик тока, на выход которого через первый выпрямительный мост включен блок для выделения переходной составляющей тока короткого замыкания, датчик нормального состояния сети, на выход которого через второй выпрямительный мост включен

копденсатор-иитегратор, и олок магнитной памяти, обмотка срабатывания которого связана с блоком для выделе П я иереходиой составляющей, а обмотка возврата - с конденсатором-интегратором,отличающееся тем, что, с целью повыщення надежности срабатывания, положительный вывод конденсатора-интегратора соединен с положительными концамн обмоток срабатывання и возврата блока магнитной памяти, а отрицательный вывод через тиристор и пороговый элемент подключен к отрицательным концам этих обмоток, причем управляющий вход этого тиристора соединен с выходом блока для выделения переходной составляющей тока короткого замыкания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Борухман В. Л. Устройство для определения мест новреждений па возд)шпы.х линиях электропередачи. М., «Энергня, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР №230971, кл. G 01R 31/08, 1968.

3.Авторское свидетельство СССР №499624, кл. Н 02Н 3/08, 1976.

.1