Устройство для защиты шахтной тяговой сети постоянного тока от короткого замыкания Советский патент 1982 года по МПК H02H3/87 

I

Изобретение относится к устройствам шахтной тяговой сети постоянного тока от коротких замыканий и может быть использовано в автоматических тяговых подстанциях и автоматических выключателях постоянного тока.

Известны устройства защиты контактных сетей постоянного тока, основанные на использовании производной тока. Они содержат датчик контролируемого параметра, усилите льный элемент, блок сравнения и выдают сигнал на срабатывание защиты при отключении контролируемой величины от уставки Т.

Однако известные устройства имеют низкую чувствительность и зависимость уставки срабатывания от тока наг- рузки тяговой сети.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому рузультату к изобретению является устройство для защиты шахтной тяговой сети постоянного тока ,содержащее датчик производной тока, быстродействующий автоматический выключатель, блок повторного включения, блок формирования сигнала, логический блок, блок анализа спадания тока и блок замыкания фаз. Быстро действующий автоматический выключа тель соединен последовательно с датчиком производной тока, блоком формирования сигнала и логическим блоком Блок повторного включения и блок замыкания фаз выходом подключения к

10 сети ,а входом связаны с автоматическим выключателем, причем вход блока анализа спадания тока подключен к датчику производной тока 2..

Недостаток его заключается в том,

15 что значительное время анализа спадания тока в сети снижает быстродействие повторного включения питания, что ухудшает качество напряжения питания контактных сетей.

20

. Цель изобретения - повышение качества питания сети путем уменьшения времени определения аварийного состояния. Поставленная цель достигается тем что устройство, содержащее датчик производной тока, выход которого соединен с элементом формирования сиг нала производной тока нарастания, первый выход которого соединен с первым входом логического блока, включающим в себя блок автоматического повторного включения, второй вход логического блока подключен к одному из выходов блока анализа тока спадания, выход логического блока соеди4ен с автоматическим выключателем, и подключенный к сети диод, снабжено су мматором и блоком сравнения с элементом задания уставки, а блок анализа тока спадания выполнен на пиковом детекторе, другой выход кото рого подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого соединен со вторым выходом элемента фор мирования сигнала производной тока на растания,который выполнен с памятью максимального значения производной то ка нарастания, выход сумматора соединен со входом блока сравнения, выход которого подключен к третьему входу логического блока. На чертеже представлена схема устройства. Устройство состоит из быстродействующего автоматического выключателя -fj I ъдьл1чх|-| 1Г|-тх %| |%ч 1 iiJi.jiivj irv 1ъ.4 I ч if i 1, датчика производной тока 2, выход которого подключен к входу элемента формирования сигнала производной тока нарастания 3 и к входу пикового детектора k, сумматора 5, подключенно го к одному из входов блрка сравнения 6, а к другому его входу подключен выход элемента задания установки 7 и логического блока 8. Устройство работает следующим образом. При увеличении тока в сети, питаемой от быстродействующего автоматического выключателя 1 , сигнал с датчи ка производной тока 2 поступает в элемент формирования сигнала производной тока нарастания 3, где запоминается на некоторое время первоначаль ное максимальное его значение. Одновременно этот сигнал с элемента 3 поступает в логический блок 8, который вырабатывает сигнал, отключающий быстродействующий автоматический выключатель 1, вызывая отключение питаемой сети. Начинается процесс спадания тока в сети и датчик производной тока 2 вырабатывает сигнал другой полярности, поступающий через пиковый детектор на сумматор 5, где суммируется с максимальным значением производной тока нарастания и если напряжение пропорциональное сумме максимального значения производной тока нарастания ti максимального значения тока спадания больше уставки,.заданной блоком задания 7, то блок сравнения 6 подает сигнал в логический блок 8, запрещающий включение быстродействующего автоматического выключателя 1, если, меньше - то сигнал блока 6 разрешает прохождение сигнала с блока k и быстродействующий автоматический выключатель снова включается, подавая питание в сеть. В блоке задания уставки 7 устанавливается уставка, равная току короткого замыкания в питаемой контактной сети. Диод 9, включенный параллельно контактной сети, в обратной полярности, обеспечивается протекание тока нагрузки после отключения автоматического выключателя 1, ограничивая перенапряжения в контактной сети и обеспечивая контроль спадания тока нагрузки контактной сети. В момент короткого замыкания ток в контактной сети при наличии тока нагрузки начинает нарастать с величины тока нагрузки по закону . н къ н) ( ) где 0ц - ток нагрузки, А , - установившийся ток короткого замыкания, А , t - время, с , Т - постоянная времени цепи,с. Максимальное знамение производной тока нарастания (3.,, -Зн)/-гг. Hap.vnax Таким образом, быстродействующий автоматический выключатель отключает контактную сеть в начальный момент нарастания тока, и практически спадание тока начинается с тока нагрузки и определяется выражением Максимальное значение производной спадания тока в контактной сети сгтах h/ при одинаковом значении постоянной времени в цепи при нарастании и спадании тока (.что достигается включением диода 9 на выходе быстродейст вующего автоматического выключателя обратной полярности) после суммирова . ния нартах Зспп о1Х (Зкгн),,/ Таким образом, на выходе сумматора вырабатывается сигнал, пропорцио-; нальный току короткого замыкания и н зависящей от тока нагрузки. Так как максимальное значение производной на растания и спадания тока контактной сети имеют место только в начальные моменты переходных процессов в контактной сети, то быстродействие опре деления аварийного состоя.ния сети предложенного устройства значительно превосходит известное. Кроме того, постоянная времени цепи при наличии короткого замыкания значительно умен шается, поэтому, последнее частное увеличивается, что приводит к повышению чувствительности предлагаемого устройства защиты шахтной тяговой сети постоянного тока. Формула изобретения Устройство для защиты шахтной тяговой сети постоянного тока от корот кого замыкания, содержащее датчик производной тока, выход которого соединен с элементом формирования сигнала производной тока нарастания, первый выход которого соединен с первым входом логического блока, включающим в себя блок автоматического повторного включения, второй вход логического блока подключен к одному из выходов блока анализа тока спадания, выход логического блока соединен с автоматическим выключателем, и подключенный к сети диод, отличающееся тем, что, с целью повышения качества питания сети путем уменьшения времени определения аварийного состояния, оно снабжено сумматором и блоком.сравнения с элементом задания уставки, а блок анализа тока спадания выполнен на пиковом детекторе, другой выход которого подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого соединен с вторым выходом элемента формирования сигнала производной тока нарастания, который выполнен с памятью максимального значения производной тока нарастания, выход сумматора соединен с входом блока сравнения , выход которого подключен к третьему входу логического блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кучма К.Г. и др. Защита от токов короткого замыкания .в контактной сети. Трансжелдориздат, I960, 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № ,101. Н 02 И 3/08, 1978.

Контактная