Устройство для направленной токовой защиты сети постоянного тока с емкостной нагрузкой Советский патент 1980 года по МПК H02H3/08 

1

Изобретение относится к релейной защите и может быть использовано для защиты от токов короткого замыкания электроэнергетических систем постоянного тока, в которых емкостной нагрузкой может быть аккумуляторная батарея в режиме подзаряда (в буферном режиме),.

Известны устройства направленной токовой защиты l , в которых исполь- зуются датчики или реле, нечувствительные к прямым токам нормальных режимов и выдакядие сигнал на отключение участка сети при изменении направления , тока на обратное в аварийных режимах. i5

Недостатком таких устройств является их несрабатывание при включении сети постоянного тока с емкостной нагрузкой на существующее короткое замы кание при полностью разряженной ак- 20 кумуляторной батарее.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство направленной токовой защиты сети постоянного тока с емкостной на-25 грузкой 2.

Известное устройство содержит направленный датчик тока, установленный на границе защищаемого участка и подк.люченный через реагирующий ооган. 30

замыкающий блок-контакт автоматического выключателя, элемент выдержки времени и выходной орган к автоматическому выключателю защищаемого участка сети.

Недостатком данного устройства является ложное срабатывание при малых токах нагрузки в электроэнергетической сети постоянного тока, где емкостной нагрузкой служит аккумуляторная батарея, работающая в буферном режиме, ток заряда которой может из-. меняться в широких пределах.

Целью изобретения является повышение надежности устройства, путем исключения ложных срабатываний при малых токах нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для направленной токовой защиты сети постоянного тока с емкостной нагрузкой, содержащее направленный датчик тока, установленный на границе защищаемого участка, реагирующий орган,-подключенный через замыкающий блок-контакт автоматического вык.гаочателя, элемент выдержки времени и выходной орган к автоматическому выключателю, дополнительно снабжено вторым реагирующим органом, элементом сравнения, нуль-органом, элементом Запрет, включенным между выходом направленного датчика тока и реа гирующим органом, причем вновь введ нный реагирующий орган включен меж ду выходом направленного датчика ток и элементом вьадержки времени, элемен сравнения одним из входов подсоедине к зажимам источника постоянного тока а другим к зажимам емкостной нагрузки, причем выход элемента; сравнения через нуль-орган подключен к входу элемента Запрет. Функциональная схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит направленный датчик тока 1, установленный на границе защищаемого участка, реагирующий орган 2, подклю ченный через замыкаю.щий блок-контакт 3, автоматического выключателя, элемент выдержки времени 4 и выходной орган 5 к автоматическому выключателю 6. Элемент Запрет 7, включенный между выходом направленного датчика тока 1 и реагирующим органом 2, дополнительный реагирующий орган 8, включенный между выходом направленного датчика тока 1 и элементом выдержк.и времени 4, элемент сравнения 9, один из входов которого подсоединен к за кимам источника постоянного тока 10, а другой вход подключен к зажимам емкостной нагрузки 11, причем выход элемента сравнения 9 через нуль-орган 12 подсоединен к входу элемента Запрет 7. Устройство работает следующим образом. При эксплуатационном режиме, когд ток нагрузки через защищаемый участок может изменяться в широком диапа зоне, на входы элемента сравнения 9 подаются сравниваемые напряжения с зажимов источника постоянного тока 1 и параллельно работающей аккумулятор ной батареи 11, которые в данном слу чае равны. Поэтому на выходе схемы сравнения напряжение, равное разност этих двух напряжений, будет равно ну лю. Нулевой сигнал приводит к срабатыванию нуль-органа 12, который с . помощью элемента Запрет 7 блокируе срабатывание реагирующего органа 2, имеющего уставку срабатывания, соответствующую малым прямым токам нагрузки и ликвидирует ложную работу устройства при малых токах нагрузки. Возникновение короткого замыкания на защищаемом участке приводит к появлению тока разряда (подпитки) аккумуляторной батареи, имеющего направление, обратное токам нагрузки и при достижении величины тока разряда, соответствующей напряжению срабатывания дополнительного реагирующего органа 8 происходит срабатывание устройства и отключение автома тического выключателя 6. При включении источника постоянного тока 10 на существующее короткое замыкание и при разряженной аккумуляторной батарее под действием разницы напряжений, поступающих на элемент сравнения 9, - на его выходе присутствует сигнал, отличный от нуля, от которого нуль-орган 12 не срабатывает, разрешая работу реагирую1цему органу 2, поскольку в этом случае ток разряда (подпитки) аккумуляторной батареи 11 равен нулю, то сигнал на выходе датчика тока больше, чем напряжение срабатывания реагирующего органа 2, который срабатывает и через замкнувшийся блок-контакт 3 по истечению времени выдержки элемента выдержки времени 4, посредст вом выходного органа 5 отключает автоматический выключатель 6. Таким образом, сравнивая напряжения на зажимах источника постоянного тока и аккумуляторной батареи с помощью элемента сравнения и осуществляя блокировку реагирующего органа, имеющего уставку срабатывания, соответствующую прямым токам нагрузки, протекающим через защищаемый участок, в том случае,если напряжения на входе схемы сравнения одинаковы, т.е. в случае параллельной работы двух источников, а также введение- дополнительного реагирующего органа, имеющего уставку срабатывания, соответствующую обратным токам, протекающим через защищаемый участок, позволяет исключить ложные срабатывания устройства в нормсшьных эксплуатационных режимах и .производить отключение источника постоянного тока в случае аварийных режимов, в том числе и ликвидацию короткого замыкания при включении на существующее к.з. Формула изобретения Устройство для направленной токовой защиты сети постоянного тока с емкостной нагрузкой,- содержгицее направленный датчик тока, установленный на границе защищаемого участка, реагирующий орган, подключенный через замыкающий блок-контакт автоматического выключателя, элемент выдержки времени и выходной орган к автоматическому выключателю, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения ложных срабатываний при малых токах нагрузки, оно дополнительно снабжено вторым реагирующим органом, элементом сравнения, нуль-органом, элементом Запрет, включенным между выходом направленного датчика тока и реагирующим органом, причем вновь введенный реагирующий орган включен между выходом направленного датчика тока и элементом выдержки времени.

а элемент сравнения одним из входов подсоединен к зажимам источника постоянного тока, а другим к зажимам емкостной нагоузки. причем вьосод элемента сравнения через нуль-орган подключен к входу элемента Запрет ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мещанинов Н.А. Автоматизация электроэнергетических систем. Л., Судостроение, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР 609169, кл. Н 02 Н 11/00, 1978.