Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов Советский патент 1982 года по МПК H02H7/08 

1 .

изобретение относится к релейной защите и предназначено для защиты трехфазных потребителей, преимущественно трехфазных электродвигателей переменного тока, от несимметричных аварийных режимов работы: .обрыва фазы, обрыва обмотки статора независимо от схемы соединения, витковых и несимметричных коротких замыканий, несимметрии питающего напря-,р жения.

Известно устройство для защиты трехфазных потребителей, содержащее в качестве измерительных датчиков быстронасьщающиеся трансформаторы 5 тока, на выходе которых формируются импульсы при переходе токов через нуль. В реагирующем органе, представляющем логические схемы, определяется порядок следования импульсов. При 20 обрыве фазы импульсы в двух других фазах совпадают во времени и на выходе органа появляется управляющий сигнал 1.

Недостаток данного устройства заключается в том, что оно реагирует только на один вид несимметричного режима - обрыв одной из фаз.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, которое позволяет фиксировать не только пропадание фазы, но и меньшую несимметрию в режиме трехфазной системы. Это достигается введением трех одновибраторов, формирующих прямоугольные импульсы, длительность которых больше временного сдвига фаз в симметричном режиме. Импульсы с выходов трех каналов поступают на входы трех логических элементов И-НЕ и на три входа логической схемы ИЛИ, на четвертый вход которой для исключения ложных срабатываний подается стробирующий импульс С23.

Однако это устройство содержит три раздельных по числу фаз канала и соответственно утроенное число элементов: выпрямителей, ключевых формирующих схем, .логических элементов И-НЕ Кроме того, отстройка устройства от ложных срабатываний с помощью стробирующего импульса требует выполнение условий синхронизации, что весьма затруднительно для режима частых пусков двигателей. Цель изобретения - упрощение путем одноканального контроля симметрии токов нагрузки. Поставленная цель достигается тем, Что в устройстве для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов, содержащем быстронасыщайщиеся трансформаторы тока, установленные в каждой фазе, вторичные обмотки которых функционально связаны с ключевым формирующим элементом, элементом ИЛИ, одновибраторами, элементом И-НЕ и исполнительным элементом, между ключевым формирующим элементом и элементом И-НЕ включены последовательно соединенные первый и второй одновибраторы, вход элемента И-НЕ подключен к выходам ключевого формирующего элемента и второго одновибратора, выход его через после довательно соединенные расширитель и накопитель импульсов подключен к вхо ду исполнительного элемента, а вход ключевого фо,рмирующего элемента чере элемент ИЛИ подключен к вторичным об моткам трансформаторов тока. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства защиты; на фиг. 2 - времяимпульсные диаграммы, поясняющие работу его отдельных органов. Устройство содержргт быстронасыщающиеся трансформаторы тока 1, элемент ИЛИ 2, ключевой формирующий эле мент 3, одновибраторы А и 5, элемент И-НЕ 6, расширитель импульсов 7, накопитель импульсов 8, исполнительный элемент 9. Схема работает следующим образом. Импульсы напряжения с выхода быст ронасыщающихся трансформаторов тока сердечники которых выполнены из материала с ППГ, поступают на вход эле мента ИЛИ 2. Логически просуммирован ные импульсы поступают на вход первого одновибратора 4, который осуществляет задержку импульсов на время , меньшее, чем период Т между импульсами при симметричном режиме. После истечения выдержки первого одновибратора, запускается второй од9524 новибратор 5, Время задержки его выбирается таким, чтобы оно в сумме с первым было больше, чем период еле-, дования импульсов симметричного режима Тз-,+ Тз(2,Т. Регулируя его, можно задавать различные уставки срабатывания защиты. При нормальном ( симметричном режиме токи в нагрузке симметричны и сдвинуты друг относительно друга на 120°, На выходе логического элемента 2 ИЛИ они следуют с интервалом, равным Т 6,6 мс. Время задержки на одновибраторах и 5 составляет соответственно 5|8 и 2 мс. Задержанный импульс, сформированный из тока одной фазы, и незадержанный импульс. сформированный из тока другой фазы, поступают на вход элемента И-НЕ 6 в одно время и поэтому на его выходе сигнал отсутствует. При этом элементы 7, 8 и 9 находятся в исходном состоянии (фиг. 2 а), При несимметрии режима на выходе логической схемы 2 появляются импульсы с периодом следования большим, чем Т 6,6 мс, например при обрыве фазы Тдф 10 мс (фиг. 26 ) при обрыве обмотки статора, соединенного в треуголь о.сг (два интервала) и 3,5 (один интервал) (фиг. 2в). При поступлении таких импульсов на вход последовательно соединенных одновибраторов, суммарное время задержки импульса по прежнему будет составлять Тэ-)+ Та rj+ Т 7,8 мс, но на вход схемы несовпадения импульсы поступят в разное время. В момент окончания задержанного импульса на входе расширителя импульсов появляется сигнал управления, который вызывает его срабатывание. Для отстройки устройства от срабатывания при появлении импульсов одиночного характера, вызванного, например, неодновременным замыканием силовых контактов коммутационного аппарата между расширителем импульсов и исполнительным органом, включается накопитель импульсов с интегрирующим конденсатором. При достижении на конденсаторе напряжения, превышающего уровень срабатывания, исполнительный орган срабатывает и отключает защищаемую нагрузку. Реализация в предлагаемом устройстве защиты принципа сравнения длительностей интервалов - прямого, равного углу сдвига входных величин, и задержанного на время, определяемое уставкой срабатывания, позволяет реагировать ему на любую величину несимметрии. Существенное упрощение решения это задачи в устройстве достигнуто за счет применения в измерительной части его однотипных элементов задержки, выполненных по схеме одновибратора и логических схем, формирующих вместе с быстронасыщающимися трансформаторам тока последовательность импульсов с интервалами, однозначно характеризующими несимметрию этих токов по фазе. Включение между реагирующей частью и исполнительным органом накопителя импульсов повышает надежность устройства защиты за счет исключения ложных срабатываний. Формула изобретения Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов, содержащее быстронасыщающиеся трансформаторы тока, установленные в каждой фазе, вторичные обмотки крторых функционально связаны с ключевым формирующим элементом, элементом ИЛИ, одновибраторами, элементом И-НЕ и исполнительным элементом, отличающееся тем, что. с целью упрощения путем одноканального контроля симметрии токов нагрузки , между ключевым формирующим элементом и элементом И-НЕ включены последовательно соединенные первый и второй одновибраторы, вход элемента И-НЕ подключен к выходам ключевого формирующего элемента и второго одновибратора, выход его через последовательно соединенные расширитель и накопитель импульсов подключен к входу исполнительного элемента, а вход ключевого формирующего элемента через элемент ИЛИ подключен к вторичным с5бмоткам трансформаторов тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 6tt03SO, кл. Н 02 Н 7/08, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 675522, кл. Н 02 Н 7/08, 1977.