Устройство для защиты тиристорного привода постоянного тока от коротких замыканий в силовом кабеле Советский патент 1979 года по МПК H02H3/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В СИЛОВОМ КАБЕЛЕ

Изобретение относится к технике релейной защиты и предназначено для зашиты от коротких замыканий в кабеле тиристорного привода постоянного тока, работающего на активноиндуктивную нагрузку, каковой является, например, двигатель постоянного тока последовательного возбуждения для добычных машин угольных шахт.

Известно устройство защиты объектов от коротких замыканий, принцип действия которых основан на сравнении текущего значения тока с предшествующими, причем, уставка cpa6aTbiBaHHf защиты автоматически изменяется в соответствии с программой изменения тока нагрузки 1.

Недостатком данного устройства является малое быстродействие и его сложность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты тяговых сетей постоянного тока от коротких замыканий, работа которого основана на измерении сигнала, пропорционального первой производной скорости нарастания тока короткого замыкания, и которое содержит трансформатор, первичнай обмотка которого включена

в силовую цепь и исполнительный орган, связанный со вторичной обмоткой 2.

Недостатком устройства при использовании его для защиты регулируемого тиристорного электропривода постоянного тока от коротких замыканий в кабеле являются возможные отказы, так как момент появления короткого замыкания может произойти во время паузы между импульсами тока в кабале (при малых углах открывания тиристоров преобразователя), что исключает возможность формирования сигнала, пропорционального первой производной скорости нарастания тока короткого замыкания.

Целью изобретения является исключение ложных срабатываний от токов нагрузки и повышение чувствительности защиты тиристорных приводов постоянного тока, работающих -на активноиндуктивную нагрузку, от токов коротких замыканий в кабеле.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты тиристорного привода постоянного тока от коротких замыканий в кабеле, содержащем трансформатор, первичная обмотка которого включена в силовую цепь и исполнительный орган, связанный со вторичной обмоткой, исполннтелып ш орган вЪтолнсн с элементом, пропускающим импульсы тока заднего фроита, при этом упомянутый элемент выполнен в виде вентиля, включенного последовательно со вто ричной обмоткой трансформатора. На чертеже приведена принципиальная схема устройства. Предлагаемое устройство содержит тирис торный преобразователь 1, силовой кабель 2, нагрузку 3 с параметрами RH, LH- трансфор.матор тока 4. исполнительный орган 5 с элементом 6 и блок управления преобразователем 7, В нормальном режиме работы тиристорного привода, когда в силовом кабеле отсутствует короткое замыкание, сигнал, снимаемый с трансформатора тока 4, недостаточен для срабатывания исполнительного органа 5 зашиты. При появлении короткого замыкания в кабеле возрастает амплитуда импульсов тока, вследствие чего возрастает амплитуда сигнала, сни.маемого с трансформатора тока 4, пропорциональ 1ого первой производной импульсов тока, что приводит к срабатыванию исполнительного органа и включению преобразователя посредством снятия напряжения управления. Использование сигнала, пропорционального первой производной переднего фронта импульсов тока, приводит к ложным ерабатываниям при попытке осуществить защиту на всем диапазоне регулирования. Это объясняется тем, что импульсы токов короткого замыкания и нагрузки имеют крутой передний ф|)онт, объяснимый коммутацией тиристоров, и значения производных переднего (jipoHTa импул1 сов тока нагрузки при .малых углах открывания тиристоров преобразователя оказьтаются бс)льн1е значения производных переднего (jipoHTa ,сс)в тока короткого замыкания при болыпихуг.,1а открывания тиристоров. Включерше вентиля б носледователь-по с трансформаторо.м препятстгпст гюдаче сигналов, пропорциональных переднему фронту импульсов тока, что исключает ложные срабатывания устройства. Первые производные заднего фронта импульсов тока короткого замыкания и нагрузки существенно отличаются вследствие влияния индуктивности нагрузки. Соотнощение первых производных заднего фронта имнульсов тока короткого замыкания и нагрузки таково, что значение первых производных заднего фронта импульсов тока короткого замыкания превышает значения первых производных заднего фронта импульсов тока нагрузки практически на всем диапазоне регулирования напряжения преобразователя. Данное устройство защиты от коротких замыканий имеет малый вес, занимает малый объем и исключает возможность ложных срабат)1ваиий, что очень важно для шахтного оборудования. Кроме того, простота устройства значительно снижает затраты на его изготовление и обслуживание. Устройство обладает малым временем срабатывания, что позволяет использовать его в качестве защиты тиристоров преобразователя от токов котороткого замыкания при максимальном напряжении на выходе преобразователя. Примеиепие устройств защиты, реагирующих на величину тока, с постоянной уставкой срабатывания существенно ограничивает допустимый диапазон регулирования напряжения и при длине кабеля более 0,5 км может осуществлять защиту только при максимальной напряжении преобразователя, что не позволяет осуществлять регулирование режимов двигателя. Описываемое устройство защиты осуществляет защиту кабеля от коротких замыканий на все.м диапазоне регулирования напряжения (практически от 10 до 100°/о), при параметрах нагрузки: индуктивность L тш Lmin, активное сопротивление RmAx 1,5 Ом. Формула изобретения 1.Устройство для защиты тиристорного привода постоянного тока от коротких замыканий в силовом .кабеле, содержащее трансфор.матор, нервичная обмотка которого включена в силовую цепь и исполнительный орган, связанный со вторичной обмоткой, отличающееся тем, что, с целью повынгения чувствительности защиты, путем исключения ложных срабатываний от токов нагрузки, исполнит( орган выполнен с элементом, пропускающим имну.пьсы от заднего фронта тока. 2.Устройство но п. I, отАичающееся тем, что упомянутый элемент выполнен в ви де вентиля, включенного пос,1едовательно со вторичной обмоткой трансформатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 541231, кл. И 02 Н 3/08, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР „Чо 162211, кл. Н 02 Н 3/08, 1964.