Реагирующий орган для токовой защиты Советский патент 1981 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к релейной защите энергосистем. Известно устройство для токовой защиты, содержащее в качестве реагирующего органа магнитоуправляемый контакт (геркон) 1}. Устройство функдиоиальНо ограничено контролем единичной установки по току и усложнено вследствие наличия трансформатора тока. Наиболее близким к предлагаемому является устройство защиты, содержащее геркон (реагирующий орган), размещеиный в магиитном поле токоведущего проводника на фиксирующем злементе, выполненном с возможностью изменения ориентации геркона относительно контролируемо го магнитного поля. Изменение пространственно го положения геркона позволяет варьировать величину уставки защиты по уоку (2. Однако такое пространственное положение геркона нельзя изменять автоматически, что сиижает надежность работы, поскольку не представляется возможным заблокировать защиту в неаварийных режимах, сопровождающихся увеличением тока, например в пусковых режимах. Цель изобретения - повыщенне надежности срабатьтания реагирующего органа путем автоматического изменения уставки его срабатывания. Поставленная цель достигается тем, что в реагирующий орган для токовой защиты, содержащий геркон, размещенный в управляющем магиитном поле токоведущего проводника на фиксирующем элементе, вьшолнениом с возможностью i изменения орнентащт геркона относительно управляющего магнитного поля, дополнительно введен формирователь управляющих воздействий, ко входам которого подключены выходы датчиков контролируемых параметров, в качестве упомянутого фиксирующего элемента использован блок преобразования сигнал - угловое перемещение, исполнительная подвижная часть которого соединена с упомянутым геркоиом, а вход его подключен к выходу формирователя управляющих воздействий. При использованнн устройства для дифференциальной токовой защиты трансформатора вход указанного формирователя управляющих воздействий подключен к датчику тока с приемной стороны трансформатора, а упомянутый геркон разметен в магнитном поле токопровода на питающей стороне трансформатора. В качестве измерительного элемента использован резонансный геркон. На фиг. I приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - то же, при использовании устройства для дифзащиты трансформатора. Устройство токовой защиты содержит блок 1 Преобразования сигнал - тловое перемещение, на исполнительной подвижной части 2 которого закреплен геркон 3, используемый в качестве токового реагирующего органа. Подвижная част блока 1 совместно с герконом 3 может свободно поворачиваться относительно токоведущей пшны 4 на угол S от О до 90°, причем с увеличением угла 5 уставка з ащиты по току возраст ет. Вход блока 1 подключен к формирователю 5 управляющих воздействий, который преобраз ет поступающие сигналы X ... Y в воздействия приемлемые по форме, уровню и другим параметрам для блока 1, в соответствии с заданным алгоритмом функцио1шрования. Пример 1. Устройство используется для токовой защиты ввода подстанции и имеет высокую уставку, определяемую углом 5. Воз ложим на него одновременно функщ и устройства резервирования отказа выключателей отходящих присоединений (УРОВ), для чего на вход формирователя 5 поданы сигналы X - срабатывание любой из нижестоящих защит, Y - временная задержка. Нормально ср-налы X и Y отсутствуют, подвижная часть 2 устанавливает геркон в положение с углом 51. При протекании по шине 4 тока, превышающего уставку li f(5i), геркон срабатывает как обычная защита. В случае к. з. на отходящем присоединении ток в шине 4 меньше обычной уставки 1, геркон не работает. Однако на вход формирователя 5 поступает сигнал X о срабатывании одной из нижестоящих защит. Если в течение заданного времени выключатель поврежденной ;шнии не отключается (отказывает) , на вход формирователя поступает сиг нал Y. По наличию обоих сигналов формировательи.) подает обусловленное воздействие на вход блока 1, его подвижная часть 2 поворачивается до положения с углом 52, при котором уставка защиты уменьшается до la ). При .этом величина тока в шине 4 становится достаточной для срабатывания геркона 3, защита отключает ввод, резервируя выключатель отходящего, присоединения. Устройство имеет повышенную надежность, так как срабатывает только при наличии трех сигналов - X, Y и I. П р и м е . Устройство выполняет функции токовой защиты с блокировкой по напряжению, что позволяет повысить чувствительност зашиты. В качестве сигнала X ... Y использованр напряжение рекции, с его уменьшением па3 4 раметры управляющего воздействия от формирователя 5 изменяются так, что подвижная часть 2 перемещает геркон от положения с (высокая уставка) до положения с сГ (низкая уставка). Чем ниже напряжение на секции, тем чувствительней защита, это позволяет отстроиться от режима самозапуска мощной нагрузки. Изменение уставки защиты может осуществляться как плавно, так и дискретно по сравнению с известными устройствами, например, токовой защитой с блокировкой по напряжению, это дополнительно обеспечивает, более высокую надежность. П р и м е р 3. Устройство для дифзапдаты трансформатора 6 содержит датик 7 тока со стороны нагрузки, подключенный ко входу формирователя управляющих воздействий, условно объединенного с блоком 8 преобразования сигнал - угловое перемещение (фиг. 2). Ток срабатывания зацдиты является функцсей угла 5 поворота подвижной части блока. При отсутствии тока нагрузки угол 5 равен 90°, ток срабатывания составляет порядка 0,15-0,25 номинального тока трансформатора и чувствительность защити максимальна. При протекании тока во вторичной депи датчика 7 тока подвижная часть блока 8 поворачивается и перемещает геркон на угол 5. В нормальном режиме защита не действс ет, протекающий через датчик 7 ток нагрузки вызывает изменение угла 5 таким образом, что ток срабатывания защиты возрастает. Внешнее к. з. вызывает увеличение тока через датчик 7 и соответствующее возрастание тока срабатывания защиты. При к. 3. в зоне ток через датчик 7 стремится к нулю, угол 5 - к 90°, а уставка защиты к минимальной величине. Геркон 3 непрерывно формирует управляющую импульсную последовательность и действует на отключение трансформатора. При апериодическом броске тока включения ток нагрузки отсутствует, используемый резонансный геркон 3 ориентирован в положении максимальной чувствительности. Однако в зависимости от крутизны резонансной характеристики геркона 3 загрубление защиты к апериодическому броску доходит до 5-8 раз по амплитуде и 3-4 раз по времени срабатьтания. Защита правильно работает при двустороннем питании силового трансформатора, если ток подпитки внутреннего к. з. от источника стороны основного питания превышает по величине ток подпитки другой стороны. Выбор основной стороны и правильность действия зашиты в указанном случае легко производится расчетным путем по известным формулам.

В типовых схемах дифференциальной зашиты трансформаторов с заземленной нейтралью на . стороне 110-330 кВ глля отстройки от внешних однофазных к. 3. трансформаторы тока стороны питания собирают по схеме треугольник в .представпениом устройстве аналогичный эффект обеспечивается тем, что к дополнительном входу блока 8 подключен датчик тока в нейтрали трансформатора. Протекание тока однофазного к. 3. в нейтрали трансформатора способствует загрублению уставки реагарующего органа - геркоиа и его отстройке от внешних к. 3.

Использование предлагаемого устройства позволяет более четко фиксировать возникновение к. 3. в трансформаторе и своевременно отключать его от источников питания.

Формула изобретения

1. Реагирующий орган для токовой защиты, содержащий геркон, размещенный в управляющем магнитном поле токоведущего проводника на фиксирующем элементе, выполненном с розможностью изменения ориентации геркона относительно управляющего магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью оовышения надежное™ путём автоматического

изменения уставки срабатывания, в него введен формирователь управляющих воздействий, входы которого служат для подключения к датчикам контролируемых параметров, в качестве упомянутого фиксирующего элемента использован бло преобразования сигнал - угловое перемещение, исполнительная подвижная часть которого соединена с упомянутым герконом, а вход его подключен к выходу .формирователя управляющих воздействий.

2.Орган по п. 1, отличающийся тем, что при использовании его в дифференциальной токовой защите трансформатора вход указанного формирователя управляющих воздействий подключен к датчику тока с приемной стороны трансформатора, а упомянутый геркон размещен в магнитном поле токопровода на питающей стороне трансформатора.

3.Орган по п. 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве измерительного элемента использован резонансный геркрн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.. Поляков В.Е., Попов Н. М. Максимальная токовая защита на герконах. - Промыш, ленная энергетика, 1975, N 11, с. 43-44. ; 2. Реле тока на магнитоуправляемых герметизированных контактах. - нформэлектро, сер. ТС-7 (обзор.). M.t 1978, с. 20-23.

I

&

8

К нагрузке

Фиг. 2