Устройство для максимальной токовой защиты трехфазного преобразователя Советский патент 1991 года по МПК H02H7/10 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах защиты преобразователей

Известно устройство для максимальной токовой защиты, содержащее в качестве датчиков трансформаторы тока с замкнутыми магнитопроводами

Недостатком этих датчиков является насыщение магнитопроводов,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для защиты трехфазного преобразователя, содержащее в каждой фазе датчик производной тока, подключённый парал-

лельно токоограничивающему элементу преобразователя и соединенный по схеме звезда с нулем, трансформаторный фильтр симметричных составляющих, под- ключеиньй к входам двух вьтрямительных мостов соответственно, соединенных выходами параллельно и подк.люченных к исполнительному органу.

Недостатком известного устройства является низная чувствительность, быстродействие при несимметричных коротких .замыканиях и, как следствие, низкая надежностьо

Целью изобретения является повышение надежности Поставленная цель достигается тем что в известном устройстве обмотка фильтра нулевой последовательности вы полнена с коэффициентом трансформации в 1,5-2 раза меньшим, чем обмотка фильтра прямой и обратной последовательности с На чертеже представлена принципиальная схема устройства для максималь ной токовой защиты трехфазного высоко вольтного вьшрямителяо К электрической системе 1 через коммутационньй аппарат 2 и последовательно соединенные с ним токоограничивающие элементы 3, .4, 5 подключен мопшый трехфазный высоковольтный выпрямитель 6 с нагрузкой 7 о Параллельно токоограничиваюищм элементам подключены датчики производной тока 8, 9, 10, выходные цепи которых собраны ,по схеме звезда с нулем и соединен |с входом трансформаторного фильтра I симметричных составляющих 11, состоя |щего из группы однофазных трехобноточных трансформаторов с. Выход фильтр прямой и обратной последовательности 12 и выход фильтра нулевой последова тельности 13 через выпрямительные мо ты 14 и 15, соединенные параллельно, на выходе подключены к исполнительно органу защиты 16 Выпрямительные мосты 14 и 15 соде жат линии задержки в виде КС-цепей 17 и 18 Параллельнофидеру выпрямит ля к общим шинам 19 подключена сеть переменного тока 20„ Для исключения шунтирующего влияния выпрямительных мостов 14, 15 на их выходе включены диоды 21 и 22„ В качестве датчиков производной тока В, 9, 10 могут быть использован Ъ зависимости от класса напряжения цепи, в которой производится измерен однофазные трансформаторы напряжения и, либо каскады однофазных трансформаторов напряжения, подключенные параллельно токоограничивающим элементам 3, 4, 5,, Работает устройство следующим образом. Напряжение на токоограничивающих элементах 3,. 4, 5, изменяющее величи ну пропорционально производной контролируемого тока, подается на общий вход трансформаторного фильтра симметричных составлякщих 11 и через выпрямительные мосты 14, 15 - на вход исполнительного органа защиты 16о Схема включения датчиков (8, 9, 10) обеспечивает подачу на вход трансформаторного фильтра 11 трехфазной системы напряжений Эта система моделирует реальную, когда в первичной цепи на выводах токоограничивающих элементов со стороны выпрямителя образуется нейтраль, Тоео при коротком замыкании (коЗ) на полюсах (К-1), внутреннем КоЗ„ выпрямителя (К-2) и однофазном КоЗ в его трехфазной цепи питания (К-3), либо при к.Зо в сети 20, питающейся параллельно с преобразователем 6 от общих шин 19с, В установившихся режимах короткого замыкания на полюсах постоянного тока (К-1) и при пробое плеча выпрямителя (К-2) на каждый из реакторов-ложится часть фазного напряжения источника питания, пропорциональная сопротивлению токоограничивающих элементов 3, 4, 5 В момент КоЗо токи преобразовате- . ля 6 скачком возрасти не могут так как цепи КоЗ„ преимущественно индуктивные Поэтому напряжение на токоограничивающих элементах 3, 4, 5, опережающее токи практически на угол 1Г . , в момент КоЗо не равно нулю и появляется мгновенноо Если предположить, что напряжение на выходе выпрямительных мостов 14 и 15 в момент к„зо проходило через максимум, то следующий максимум будет достигнут не позже, чем через 1/6 периода В установившемся режиме однофазного к о 3 о в цепи питания выпрямителя 6 (точка К-3) или же при однофазном КоЗо в точ1се К-4, напряжение на токо- ограничивающем элементе поврежденной фазы отсутствует Напряжения на токо- ограничивающих элементах двух других фаз сдвинуты друг относительно друга - 21Г на определенный угол (от до -Л-) о Трехфазный мост 14 вьшрямляет разность этих сдвинутых во времени синусоидальнЕ1х напряжений о На выходе моста получается пульсирующее напряжение, как в схеме однофазного двухполупериодного вьшрямителЯо Поскольку в этом случае пульсация выпрямленного напряжения на выходе моста 14 происходит с двойной частотой, возможно запазда:вание защиты в пределе на полпериодао Этот недостаток устраняется посредстBOM фильтра нулевой последовательности, напряжение с которого через вьтрямительный мост 15 подается на вход исполнительного органа защиты 16 На вьгоодах разомкнутого треугольника фильтра нулевой последовательности9 в режиме однофазного КоЗ,, в цепи питания вьшрямителя 6 (точка К-3), или при однофазном КоЗ, в точке К-4, получается напряжение, пропорциональное сумме напряжений на токоограничивакяцих элементах неповрежденных фаз, пригем результирующее напряжение -сдвинуто по фазе относительно разности

. ft

этих напряжении на угол -х- и по амплитуде в три раза больше (при условии, что коэффициент трансформации фильтра симметричных составляющих принят равным единице)

Параллельное соединение выпрямительных мостов 14 и 15 повышает общую чувствительность защиты в 3 раза,Максимумы пульсирующего напряжения на выходе моста 14 совпадают с провалами напряжения на выходе моста 15, Тое пульсация общего выходного напряжения происходит с зчетверенной частотой, поэтому запаздьшание защиты принципиально не превышает 1/4 периода

При подключении высоковольтного выпрямителя для плавки на отключенном проводе (ВЛ), работающего в неполнофазном режиме, по вентилям преобразователя 6 будет протекать ток наводки от проводов фаз ВЛ, оставшихся в работе, это фактически соответствует режиму к„з„ на полюсах преобразователя до тех пор, пока величина вьтрямлен ного тока не превысит величины тока наводки, и могло бы пр1шести к срабатьшанию защитыс

Аналогичный режим может возникнуть при/- включении преобразователя 6 на выведенную из работы одну из цепей двухцепной ЛИНЮ1 электропередачи, а также при включении двух высоковольтных цреобразователей установки для плавки гололеда, соединенных последовательно на стороне постоянного тока„

Для повьш1ения селективности работы устройства в этих режимах в выпрямительные мосты 14 и 15 защиты введены линии задержки в виде RC-цепей (17,18)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ '1ТЕХФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее в каждой фазе датчик производной тока, подключенный параллельно токоограничивающему эле—менту преобразователя, выходные це1Ш датчиков производной тока соединены ' по схеме "звезда с нулем", подюпочен- ньм входом к выходам датчиков производной тока трансформаторный фильтр симметричных составляющих, содержащий обмотки фильтров нулевой последовательности, прямой и обратной последовательностей, каждая из которых выходом подключена к входу соответствующего вьшрямительного моста, выходы вьшеуказанньк вьтрямительных мостов соединены параллельно и подключены к исполнительному органу, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности, обмотка.фильтра нулевой последовательности выпохг- нена с коэффициентом трансформации в 1,5-2 раза МЕНЬШИМ, чем обмотка фильтра прямой и обратной последовательностей „а Ш^5В^У9^паевая