Устройство для ограничения аварийных токов в электрической сети Советский патент 1982 года по МПК H02H9/02 H02H3/08 

Изобретение относится к электро|снабжению потребителей переменным то ком и может быть, в частности, испол зовано в системах электроснабжения крупных промышленных предприятий; Известно устройство для ограничения токов короткого замыкания (к.з подобных схемах. Основным элементом устройства для ограничения токов короткого замыкания в распределительных сетях 6-10 кВ является реактор , включаемый между источником питания и распределительной сетью. Ограничение тока в устройстве осуществляет ся за счет увеличения падения напряжения на реакторе в режиме короткого замыкания 1 . , . Использование peakfofJOB в систе;мах электроснабжения крупных промышленных объектов имеет ряд недостатков - увеличение потерь в сетйх, :Трудности с осуществлением пуска и самозапуска-крупных высоковольтных электродвигателей, ухудшение показа;телей качества электроэнергии,уве :личение габаритных и весовых показа-; телей сооружений системы электроснабжения, снижение надежности работы системы электроснабжения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является силовой прерыватель постоянного тока, содержащий основной механический выключатель, параллельно которому включены цепи, состоящие из последовательно соединенного резистора и переключающего элемента, а также управляющего блока, осуществляющее управление коммутационными элементами, электронный ключевой орНан 2. Данное устройство имеет низкую надежность в случае его использования в распределительной сети с большим количеством вьжлючателей, например в сетях промышленных предприятий. Это обусловлено тем, что каждый из выключателей распределительной сети должен быть дополне|Н дополнительными 39 переключающими элементами, резисторами, блоками управления и электронными ключевыми органами. Это приводи к резкому увеличению числа элементов в сети, снижает надежность действия устройства. Кроме того, применение устройства в сетях переменного тока не позволяет ограничить ударную волн тока повреждения, которая.проходит через контакты основного механического выключателя, что также снижает надежность действия устройства. Цель изобретения - повышение надежности устройства. i Указанная цель достигается тем, что в устройстве,содержащем электрическую сеть, выполненную в виде последовательно соединенных силового трансформатора, головного и головного быстродействующего выключате.лей, подстанции к которой подключе. ны потребители через фидерные выключатели, содержащее цепи, подключен ные параллельно головному выключателю и выполненные в виде последовательно соединенных резистора и тиристорного ключевого элемента, который управляется блоком управления, блок управления выполняется в виде датчиков апериодической и периодической составляющих тока повреждения счетчика и реле времени, при этом входы датчиков апериодической и пёри одической составляющих тока повреждения подключены к сети между силовым трансформатором и головным выклю чателем, первый выход датчика апериодической составляющей тока повреж дения подключен к первому управляю 1цеМу входу быстродействующего головного выключателя и к точке соединения первого выхода датчика перио дической составляющей тока повреждения и входа Счет счетчика, второй выход - к управляющим цепям первого тиристорного ключевого элемента, вто рой выход датчика периодической составляющей тока повреждения соединен с входом реле времени, первый выход которого соединен с вторым управляющим входом быстродействующего головного выключателя, второй выход - с входом Сброс счетчика, выходы которого подключены к цепям управления соответственно второго и третьего ти ристорных ключевых элементов. На чертеже представлена блок-схема устройства. 1-4 Устройство может бытьреализовано в сети п|эоизвольной конфигурации. На черт-еже показана радиальная сеть , содержащая силовой трансформа тор 1, головной выключатель 2, быстродействующий головной выключатель 3, соединенный, со сборными шинами подстанции k, к которой через выключатель 5 подключены сборные шины подстанции 6, к которой подключены через фидерные выключатели 7 и 8 потребители 9 и 10. Головной выключатель 2 выключатель 5 фидерные выключатели 7 и В снабжены блоками П-Й максимальной токовой защиты со ступенчатой выдержк ой времени. Уставки по току и времени возрастают от электроприемника к источнику питания, что обеспечивает селективность отключения. Параллельно быстродействующему головному выключателю 3 включены тирис-. торные ключевые элементы , собранные из бимолярных групп тиристо:ров, соединенных последовательно с токоограничивающими резисторами соответственно 18-20. ; Устройство также содержит блок , управления 21, выполненный в виде датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения, датчика 23 периодической составляющей тока повреждения счетчика 2 и реле времени 25. Входы датчиков 17 и 18 подключены к сети между силовым трансформатором 1 и головным выключателем 2. В качестве датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения может быть использован датчик, реактирующий на производную тока или фильтр апериодической составляющей, в качестве датчика 23 периодической составляющей тока повреждения быстродействующее токовое реле. Первый выход датчика 22 апериодической состав|ляющей тока повреждения подключен к первому управляющему входу быстродей(ствующего головного выключателя 3 и к точке соединения первого выхода датчика 23 периодической составляющей ,тока Повреждения и входа Смет счетчика 2А, второй выход датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения подключен к управляющим цепям первого тиристорного ключевого элемента 15, второй выход датчика 23 периодической составляющей тока повреждения соединен с входом реле времени 25, первый выход которого соеди59нен с вторым управляющим входом быст родействующего головного выключателя 3, второй выход реле времени 25 соед йен с входом Сброс счетчика 2k, вы хо)цы которого подключены к цепям управления второго и третьего тиристорных ключевых элементов 16 и 17, соответственно. В нормальном режиме работы выключатели 2, 3, 5, 7, 8 включены, и осу ществляется. электроснабжение потреби гелей 9 и 10. При повреждении в сист ме электроснабжения, например, в точке K-J срабатывает датчик 22 апе1риодической составляющей тока повреждения, который подает команду на включение тиристорного ключевого эле мента 15 до момента достижения ударн волной тока к.з. амплитудного значения. Одновременно подается команда н отключение быстродействующего головн го выключателя 3 и электроснабжение потребителей осуществляется через го ловной выключатель 2, тиристорный кл чевой элемент 15, резистр 18, параметр которого выбран из условия дове дения до нуля апериодической состав(Ляющ тока повреждения в течение по ловины периода частоты напряжения сети. При включении тиристорного ключевого элемента 15 резистр 18 ока зывается включенным последовательно в цепь короткого замыкания, и в сети устанавливается ток, обеспечивающий надежное срабатывание блока 13 максимальной токовой защиты фидерного выключателя 7 и отключение короткого замыкания. Ограниченный по величине ток с помощью тиристорного ключевого элемента 15 и резистора 18 обеспечивается по величине; и времени в соответствии с уставками первой ступени селективности. Одновременно при повреждении в точке К срабатывает также датчик 23 периодической составляющей тока повреждения и подается команда на вход Счет счетчика 2 и запуск реле вре мени 25. С выходов счетчика 2k, число которых равно числу ступеней селективности в системе электроснабжения, поступают команды на включение тиристорных ключевых элементов 16 и 17 через интервалы времени, равные ступени селективности в сети. По команде счетчика 2k с выдержкой времени, соответствующей второй ступени селективности, включается тиристорный ключевой элемент 16 и в 14 контур повреждения вводится резистор 19. Резисторы 18 и 19 оказываются включенными паралельно, общее сопротивление в цепи короткого замыкания уменьшается и в системе электроснабже-1ния устанавливается ток,обеспечивающий надежное срабатывание блока 12 максимальной токовой защиты второй ступени селективности, в частности при к.з. в точке Кз отключается вь1ключатель 5. При повреждении в т.Ка алгоритм работы устройства аналоги- ; чен описанному. После срабатывания ре ле времени 25, которое имеет выдержку времени, равную сумме ступеней селективности в системе электроснабжения, осуществляется сброс счетчика 2k и включения быстродействующего головного выключателя 3. Как правило, выключатели установленные в голове системы электроснабжения , например головной выключатель 2, выбираются на повышенную мощность коммутации и йе требую.т токоограничения. Если головной выключатель 2 выбран с ограниченной коммутирующей мощностью, устройство должно иметь дополнительную цепь, тиристорный ключевой., элемент и резистор, подключенную параллельно головному выключателю 2. Таким образом, данное изобретение позволяет повысить надежность работы устройства для ограничения аварийных токов в электрической сети. Формула изобретения Устройство для ограничения аварийных токов в электрической сети, выполненной в виде последовательно соединенных силового трансформатора, головного и головного быстродействующего выключателей, подстанции, к которой подключены потребители через фидерные выключатели, содержащее цепи, подключенные параллельно быстродействующему головному выключателю и выполненные в виде последовательно соединенных резистора и тиристорного ключевого элемента, который управля-г ется блоком управления, от ли ч ающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, блок управления выполнен в виде датчиков апериодической и периодической составляющих тока повреждения, счетчика и реле времени, при этом входы датчиков