Устройство для дифференциальной защиты сборных шин Советский патент 1982 года по МПК H02H3/28 

( 5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗЛ1ДИТЫ СБОРНЫХ ШИН

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты сборных шин или других элементов электроэнергетических систем сетей переменного и постоянного токов.

Известны устройства дифференциальной защиты, работающие в сочетании с трансформаторами тока с замкнутыми, стальными сердечниками t1,

Область использования указанных устройств ограничена только для защиты элементов сети переменного тока. Кроме того, их измерительная часть выполнена по схеме циркуляции токов, что при необходимости исключения ложной работы защиты в случае обрыва соединительных кабелей датчиков тока с реле не позволяет обеспечить чувствительность ниже номинального тока, так как защита должна быть отстроена от тока наиболее мощного присоединения.

Наиболее близким по технической, сущности к предлагаемому является устройство для дифференциальной защиты сборных шин, в котором в качестве первичных преобразователей тока использованы датчики производной тока, а его дифференциальная цепь выполнена по схеме.равновесия напряжений с соединением вторичных обмоток датчиков последовательно.

10 Это позволяет выполнить подключение датчиков производной.тока и реле таким образом, что обрыв соединительных кабелей в любоК месте приводит к разрыву .дифференциальной

15 цепи и, следовательно, к самоблокировке защиты, В этом случае ложная работа защиты исключена,а ее чувст-вительность в принципе может быть . обеспечена ниже номинального ,

20

Однако необходимость применения в известном устройстве разделительного трансформатора для гальванической развязки дифференциальной и тор39мозной цепей обуславливает недостатки защиты. Основным из них является необходимость выполнения разделительного трансформатора с большим сопрот влением ветви намагничивания. В противном случае при одностороннем внутреннем коротком замыкании напряжение датчика тока питающего присоединения делится в отношении, пропорциональном сопротивлениям входного разделительного трансформатора и суммарному датчиков тока остальных присоединений. Поэтому разделительны трансформатор должен работать в режиме, близком к идеальному. С увеличением числа присоединений защищаемого объекта указанное условие обеспечить трудно, так. как это связано с увеличением габаритов разделительног трансформатора. Практически известно устройство удается успешно использовать только для объектов с числом присоединения 10-15. При большем чис ле присоединений защищаемого объекта чувствительность устройства снижаетс Другим недостатком устройства является то, что наличие разделительного .трансформатора снижает его возможности для использования в сети посто янного тока. В этом случае распознавание устройством режима корс ткого замыкания может быть произведено только в течение первых нескольких миллисекунд. Наличие остаточной индукции сердечника разделительного трансформатора затрудняет трансформацию однополярного сигнала датчиков во вторичную цепь, что проявляет ся в искажении формы рабочего сигнал и тем самым ограничивает область использования устройства. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение области использования путем отказа от разделительного трансформатора. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для дифференциальной защиты сборных шин, содержащем датчики тока, в качестве которых применены преобразователи ток-напряжение

вторичные обмотки которых соединены последовательно, двухполупериодный выпрямительный мост с рабочим резистором на выходе, первый вывод рабочего резистора соединен с выводом тормозного резистора, реагирующий орган, один из выводов входа которого подключен к второму выводу рабочего

ния практически полностью выделяется на рабочем резисторе 7 и, следовательно, устройство обладает максимальной чувствительностью.

При внешнем замыкании на рабочем резисторе выделяется напряжение небаланса, которое значительно меньше напряжения, выделяющегося на тормо.резистора, вход двухполупериодного выпрямительного моста включен в последовательную цепь, образованную вторичными обмотками датчиков тока, а датчики тока питающих присоединений снабжены дополнительными вторичными обмотками, выводы которых подсоединены к входам дополнительно установленных двухполупериодных выпрямительных мостов, выходы которых соединены последовательно и подключены к тормозному резистору, выполненному регулируемым, регулируемый выход котаро о подключен к второму выводу входа реагирующего органа. На чертеже представлена схема устройства для дифференциальной защиты. Устройство содержит датчики 1 производной тока питающих присоединений и датчики 2 производной тока питаемых присоединений. Вторичные обмотки датчиков 1 производной тока питающих присоединений подсоединены ко входам соединенных последовательно выпрямительных мостов 3 и , нагружен.ных на тормозной резистор 5. Остальные вторичные обмотки датчиков 1 производной тока совмест.но с вторичными обмотками датчиков. 2 соединены последовательно и подключены ко входу выпрямительного моста 6, нагруженного на рабочий резистор 7, Последний соединен в схему сравнения с тормозным резистором 5, на выходе которой включен полупроводниковый реагирующий орган 8. Устройство работает следующим образом, При коротком замыкании в зоне защиты рабочее .напряжение выделяется на резисторе 7. Сопротивление резистора 7 намного больше суммарного сопротивления соединенных последовательно датчиков производной тока (например, соответственно 100 и 1 кОм). Поэтому можно считать,что в случае внутреннего одностороннего замыкания (минимальный режим) напряжение датчика питающего присоединеном резисторе 5. Поэтому защита не действует.

Таким образом, отсутствие в схеме устройства защиты разделительного трансформатора позволяет обеспечить нагрузочный режим дифференциальной цепи практически холостого хода. Поэтому число датчиков, подключенных к реле, не оказывает влияния на чувствительность защиты в минимальных режимах, что существенно расширяет область ееиспользования.

Кроме того, отсутствие разделительного трансформатора не оказывает влияния на информационные признаки сигналов датчика производной тока при коротких замыканиях, что особенно существенно при использовании устройства в сети постоянного тока.

Предлагаемое устройство может най ти широкое применение для защиты сборных шин постоянного и переменного напряжений, особенно для автононых энергетических систем.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты сборных шин, содержащее датчики тока, в качестве которых применены преобразователи ток-напряжение вторичные обмотки которых соединены

последовательно, двухполупериодный выпрямительный мост с рабочим резистором на if-ыходе, первый вывод рабочего резистора соединен с выводом тормозного резистора, реагирующий орган, один из выводов, входа которого подключен к второму выводу рабочего резистора, отличающеес тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения области применения , вход двухполупериодного выпрямительного моста включен в последовательную цепь, образованную вторичными обмотками датчиков тока, а датчики тока питающих присоединени снабжены дополнительными вторичными обмотками, выводы которых подсоединены к входам дополнительно установленных двухполупериодных выпрямительных мостов, выходы которых соединены последовательно и подключены к тормозному резистору, выполненному регулируемым, регулируемый выход которого подключен к второму выводу входа реагирующего органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 17 626463, кл. Н 02 Н 3/28, 1976.