Устройство для защиты электроустановки от тока короткого замыкания Советский патент 1980 года по МПК H02H7/08 H02H7/04 

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ ТОКА КОЮТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

1

Изобретение относится к устройствам релейной защиты, и, в частности, защиты злектродвигателей, линий электропередач, трансформаторов, может быть применено на подстанциях и электростанциях.

Известно устройство, реализующее способ измерения сопротивления, при котором по абсолютной величине сравнивают линейные комбинации максимальных и минимальных значсНИИ из двух групп сигналов, причем с одной стороиы схемы сравнения для ячейки И (блока вьзделения наименьшего из ситналов) опорным напряжением служит выходной сигнал ячейки ИЛИ (блока выделения наибольшего из сигНалов) {.

Недостаток устройств, выполненных по этому способу, состоит в том, что если с одной стороны схемы сравнения имеется труппа из трех и более сигналов, то при данном их соотношении используется только два: наибольший и наименьший, что хотя и упрощает анализ, но ограничивает функщюнальные возможНрсти устройства.

.--.Г.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для защиты электродвигателей, содержащее датчики среднего значения выпрямленного тока, подключенные к блоку выделения наибольшего из сигналов, к которому подсоединен блок вьщеления наименьшего щ сигналов, а между выходами упомянутых блоков включен сравнивающий пороговый элемент (21.

Недостаток устройства состоит в том, что

to вследствие использования (при данном соотношении сигналов от даттаков тока) только двух сигналов из трех (наибольшеф и наименьшего), понижена чуьстййтельность к витковым замыканиям или замыканию всей фазы электроtsдвигателя, а также к токам при двухфазном коротком замыкании за силовым трансформатором Л/Л -11. При этом следует отметить, Что упомянутая пониженная чувствительность к токам двухфазного короткого замыкания,

20 может быть использована для ускорения максимальной зашиты линии 35 кВ при двухфазных поврех(дениях до силового трансформатора ТУ/Л -11. Цель изобретения - повышение относительной чувствительности к витковым замыканиям в электродвигателе, к токам.при двухфазном коротком замыкании за силовым трансформатором /д -И. Поставленная цель достигается тем, что устройство для заидиты электроустановки от тока короткого замыкания, содержащее датчики среднего значения выпрямленного тока, подклю ченные к блоку вьщеления наибольшего из сигналов с регулируемым резистором, пороговые элементы сравнивающий и выходной, дополнительные вентили и резисторы, дополнительно введен резистор и цепочки из последовательно включенных вентиля и резистора по числу фаз и присоединенные параллелы1О и вст15ечно вентилям блока выделения наибольшего из сигналов, при этом дополнительный резистор включен между общими точками дополнительно включенных рези.сторов цепочек и общей точкой вентилей блока вьщелени наибольшего из сигаалов, а сравнивающий пороговый элемент присоединен своими входа ми к указанному дополнительному резистору и регулируемому резистору блока выделения наибольшего из сигналов. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Датчики тока 1, 2, 3 трех фаз содержат выпрямители и сглаживаюшие элементы. У дат чика 1 простейший сглаживающий Г-образный фильтр из резистора и емкости. Датчики тока подключены к блоку 4 вьщеления наибольшего из сигналов, параллельно и встречно вентилям которого подсоединены дополнитель Hiie цепочки из последовательно включенных вентиля 5 и резисторов 6 и 7 (в датчиках 2 и Я соответственно резисторы 6, 8 и 6,9). Меньшая часть резистора 6 является общей для. всех дополнительны) цепочек. Пороговологический блок 10 может быть выполнен, например, таким образом, что сравнивающий пороговый элемент 11 (два транзистора и резистор) при срабатывании создает дополнительный сигнал на входе выходного порогового элемента 12 (цепочка резисторов, конденсатор, транзистор и выходное реле), повышая тем самым чувствительность элемента 12 Вход сравнивающего порогового элемента 11 включен между общим резистором 6 и резис тором в блоке 4 вьщеления наибольшего из сигналов. Вход выходного порогового элемента .12 подсоединен к большей части резистора в блоке 4. Устройство работает следующим образом. При трехфазном симметричном токе в дополнительных цепочках и в их общем резисто ре 6 токов нет, вследствие чего на вход срав нивающего порогового элемента И приложено 34 отрицательное запираюшее напряжение, а вы- j ходной пороговый элемент 12 имеет понижен- f ную чувствительность. При несимметричном режиме первого рода, когда один из токов возрастает и ощутимо превышает каждый из других, через общий резистор 6 у дополнительных цепочек протекают два тока, пропорциональные разности амплитуд между большим и каждымиз малых первичрых токов. Когда напряжение на резисторе 6 увеличится настолько, что станет положительным напряжение на входе сравнивающего порогового элемента И, то последний срабо,тает и повысит чувствительность выходного, порогового элемента 12. - При несимметричном режиме второго рода, когда два тока возрастают, мало различаясь между собой и ощутимо прев.ышая третий, то через общий резистор 6 протекает только один ток, пропорциональный разности амплитуд между наибольшим и наименьшим первичными токами, Таким образом, в условиях одинаковой разности амплитуд между максимальными к минимальными токами предложенное устройство обладает повыше1шой относитепьйой чувствительностью при несимметричном режиме первого рода, который, например, имеет место: в наиболее типичном случае виткового замыкания в одной фазе электродвигателя, соединенного в звезду; при двухфазном коротком замыкании (к.з.) за силовым рансформатором S /А -11. Абсолютная чувствительность у данного устройства нижс; чем у известного, по- i тому что для сравнения берется не все напряжение, пропорциональное разности Модулей токов, а лищь его меньшая часть на общем резисторе 6. Следует отметить, что высокая абсолютная чувствительность важна только при малых витковых замыканиях в электродвигателе и ограничивается необходимостью отстроиться от естественной несимметрии TOIJOB фаз. Для более подробного сравнения относительной чувствительности у данного устройства и у известного рассмотрим следующие режимы. . Если модули токов нагрузки равны модулям меньших токов при чистом двухфазном к.з. за силовым трансформатором /Л -И; то модули cyMMapHbJX токов в фазах относятся как 1:0,63:0,48, а разности модулей (меящу наибольшим и в каждой фазе) - 0:0,37:0,52. При замыкании полностью одной фазы электродвигате.ия, соединенного в звезду, отношение модулей токов будет 1:0,58:0,58, а разность модулей - 0:0,42:0,42. Без учета токов нагрузки при чистом двухфазном токе в случае повреждения за силовым 5 трансформатором Л// -11 отношение моду лей токов составит 1:0,5:0,5, а разность моду лей 0:0,5:0,5. В крайнем случае несимметричного режима второго рода при чистом двухфазном токе, когда .повреждение произошло яа линии до трансформатора, отношение модулей токов будет 1:1:0, а разность модулей - 0:0:1. В двух последних режимах данное устройс будет иметь почти одинаковую чувствительность, а известное устройство - вдвое меньш чувствительность в, предпоследнем режиме. Во втором режиме данное устройство будет иметь почти вдвое большую относительную чувствительность, чем известное, а в первом режиме - больше почти в 1,7. Таким образом, данное устройство обладае повышенной относительной чувствительностью к режимам, при которых преобладает один и трех фазныхтоков, что повышает относитель ную чувствительность к витковым замыканиям в электродвигателе и к токам при двухфазном коротком замыкании за силовым трансформатором А/Д -11. Формула изобретения Устройство для защиты электроустановки от тока кброткого замыкания, содержащее 3 датчики среднего значения выпрямленного тока, подключенные к блоку выделения наиболь- , шего из сигналов с регулируемым резистором, пороговые элементы сравнивающий и выходной, дополнительные вентили и резисторы, отличающееся тем, что, с целью повышения относительной чувствительности к витковым замыканиям в электродвигателе и к токам при двухфазном коротком замыкании за силовым трансформатором Х/Д , -И, дополнительно введен резистор и цепочки из последовательно включенных вентиля и резистора по числу фаз и присоединенные параллельно и встречно вентилям блока выделения наибольшего из сигналов, при этом дополнительный резистор включен между общими точками дополнительно введенных резисторов цепочек и общей точкой вентилей блока выделения наибольшего из сигналов, а сравнивающий пороговый элемент присоединен своими, входами к указанному дополнительному резистору и регулируемому резистору блока вьоделения наибольшего из сигналов. Источники :информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 347684, кл. G 01 R 27/16, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 473255, кл. Н 02 Н 7/08, 1972.