Устройство для защиты электроустановки от тока короткого замыкания Советский патент 1979 года по МПК H02H7/00 

1

Изобретение относится к устройствам релейной защиты, в частности к трехфазной максимально-токовой защите, и может быть использовано для защиты электродвигателей и линий электропередачи. Известно устройство для защиты электроустановок от аварийных режимов, содержащее трансреактор и элемент сравнения 1. Это устройство не обладает достаточной чувствительностью.

Известно устройство 2, содержащее три промежуточных трансреактора, основное реле, две трехлучевые группы диодов, подсоединенную к ним схему сравнения, конденсатор, элемент времени на выходе схемы сравнения и(или) нуль-индикатор на выходе элемента времени, ступенчато изменяющий чувствительность основного реле, и(или) дополнительная обмотка основного реле на втором выходе элемента времени; оно отличается тем,что, с целью создания повыщенной чувствительности к двухфазному и однофазному токам, параллельно резистору только одного из двух входов схемы сравнения подсоединен конденсатор.

Недостаток известного устройства в том, что для питания элемента времени нужен отдельный источник постоянного напряжения.

Целью изобретения является повышение

надежности устройства защиты за счет осуществления питания реле времени от того же источника, что и устройство защиты. Поставленная цель достнгается тем, что

в }стройство для защиты электроустановки от тока короткого замыкания введены две цепочки, состоящие из резисторов и стабилитронов, нодключенные параллельно резисторам элемента сравнения, а транзистор элемента времени включен параллельно стабилитрону одной из цепей стабилитронов и резисторов.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - графики напряжения на входах схемы сравнения в режиме трехфазного тока; на фиг. 3 - то же, в режиме двухфазного тока; на фиг. 4 - то же, в режиме однофазного тока. Первичные обмотки иромел ;уточных

трансреакторов 1, 2 и 3 обтекаются соответственно токами фаз. К началам вторичных обмоток трансреакторов через первую трехлучевую группу диодов 4, 5, 6 подсоединен резистор 7, а к концам этих обмоток через вторую груипу диодов 8, 9, 10 подсоединены резисторы 11 и 12, параллельно которым подключен сглаживаюи ий конденсатор 13, имеющий относительно небольщую емкость. Резистор 7 является первым входом схемы сравнения, а резисторы

11 и 12 с конденсатором 13 - вторым входом. Обмотка 14 основного электромагнигHOio реле подсоединена к объединенному среднему выводу вторичных обмоток нромежуточнв1х трансреакторов, а также к обнде; точке резнсгоров 7 и 12. Обмотка 14 может быть включена в цепях другой защиты.

На выходе схемы сравнения через резистор 15 и диод 16 подсоединен участок э.мпттер - база транзистора 17, составляющего главную часть элемента времени. Учаеток эмиттер - коллектор транзистора 17 через дополнительную обмотку 18 оеновного электромагнитного реле н через регулировочный резистор 19 подключен параллельно стабилитрону 20 в стабилизирующей ветви (из стабилитрона 20 и резистора 21) на том же входе схемы сравнения, где подеоедннен конденсатор 13. Для симметрированиясум.марных балластных сопротивлений стабилизирующие ветви из стабилитрона 20 и резистора 21 подсоединены на обоих входах схемы сравнения. Диоды 22, 23 и резистор 24 являются элементами параллельной защиты транзистора 17 при очень больших кратностях входного сигнала обоих знаков. Два диода 22 могут быть заменены одпим стабилитроно.м на малое напряжение. Резистор 25 служит для у.меньшения внутреннего сопротивления источника управляюи1,его сигнала, воздейетвующего на участок эмиттер-база транзистора 17. Диод 26 создает сглаживание имнульсов тока в дополнительной обмотке 18. Регулируемый резистор 27 служит для сглаживания пульсаций и регулирования чувствительности об.мотки 14 основного электромагнитного реле.

Устройство работает следующим образом.

В режиме трехфазного тока (фиг. 2) па резисторе 7 возникает напрялсение Uj, ccjстоящее из участков 28, 29, 30, вызванных токами через соответствующие диоды. Аналогично на резисторе 12 возникает напряжение 12, состоящее из участков 31, 32, 33. В момент максимума наиряжения Uiz должно удовлетворяться следующее уравнение:

,5

где , Ujm-амплитуды упомянутых напряжений. При этом не имеется моментов времени, когда мгновенное значение напряжения Uiz па резисторе 12 превышает напряжение f/y на резисторе 7, вследствие чего равно нулю или отрицательно напряжение на входе транзистора 17; транзистор 17 закрыт, и ток в допол 1ительной обмотке 18 практически отсутствует. Таким образом, в режиме трехфазного тока у основного электромагнитного реле обтекается током только обмотка 14 и чувствительность этого реле пониженная.

В режиме двухфазного тока, нанример, К1;гда ток в трансреакторе 3 отсутствует, а токи в трансреакторах 1 и 2 равны по величине и противоположны по фазе (фиг. 3) возникают участки времени, когда напряжение па резисторе 12 иревышает напряжение на резисторе 7; на фиг. 3 эти участки заштрихованы вертикально. Без подсоединения конденсатора 13 параллельно резистору 12, т. е. только на одном входе схемы сравнения, было бы невозможио возникновение упомянутых участков времени. Когда напрял ение Ui2 превышает Uj, то на входе транзистора 17 появляется нолол ительпое наирял ение, транзистор открывается и через доиолнительную об.могку 18 проходит импульс тока, еглажнваемый индуктивностью этой обмотки и диодо.м 26. Транзистор 17 является элементом времени

пото.му, что площадки импульсов тока в доиолпительной обмотке 18 зависимы от продолл ительности ноявления напряжения на выходе схемы сравнения. Таким образом, в .ме двухфазного тока у основного э.Чектромагнитного реле за счет импульсов тока в дополннтельной обмотке повышается чувствительность.

В режиме однофазного тока, например, ири наличии только тока в трансреакторе 1

(фиг. 4) участки времени, когда напряжение на резисторе 12 превьпиает напряжение иа резисторе 7, становятся еще больше, чем при двухфазном токе; на фиг. 4 упомянутые участки заштрихованы вертикальпо.

Повышенная чувствительность защиты при двухфазном токе требуется для защиты электродвигателя в случае обрыва одиой фазы и для создания в трехфазной защите с одним реле одинаковой чувствительности к трехфазным и двухфазным поврел дениям или для получения повышенной чувствительности к двухфазным поврелчдеииям.

Повышение чуветвительности защиты к одпофазпому току может понадобиться, папример, когда третью ступень максимальной земляной зашиты в сети 110 кВ

требуется выполнить как можно более чувствительной, однако этому препятствуют большие токи небаланса при трехфазном токе в нулевом (общем) проводе вторичных пеней транеформаторов тока.

Данное устройство обеснечивает повышенную чувствительность к двухфазным и однофазным коротким замыканням без применения фильтров прямой и обратной пос.тедовательностей, которые потребляют

относ1ггельно большую мощность, а также требуюг тщательной настройки, и позволяет обойтись без отдельного источника постоянного напрял ения для питания элемента времени; это иитание обеспечивается одной из стабилизируюншх ветвей в составе

оалластпых сопротивлении на входах схемы СраВНСИ115.

Форм у л а и 3 о G р с т с н и я

Устройство для защиты электроустановки от тока короткого замыкания, содержащее промежуточные трансреакторы, ко вторичным обмоткам которых, выполненным со средней точкой, подсоединены две группы выпрямительных диодов, к выходам которых подключена цепочка резисторов элемента сравнения, параллельно одному из них подсоединен конденсатор, между средней точкой указанных вторичных обмоток трансреакторов и резисторами элемента сравнения включена основная обмотка исполнительного реле, а между выходом одного из выпрямительных мостов и резисторами элемента сравнения через диод и резистор включен элемент времени с дополшггельпой обмоткой исполнительного реле

на выходе, отличающееся тем, что, с целью иовыщения надел ности защиты, в устройство введены две цепочки, состоящие из резисторов и стабилитронов, подключенные параллельно резисторам элемента

сравнения, а транзистор элемента времени включен параллельно стабилитрону одной из указанных цепей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 383153, кл. Н 02Н 7/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР АО 536560, кл. Н 02 Н 7/00, 1976.

/ /x

(/ V / V

2 „Ji

(риг 2