Устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах Советский патент 1983 года по МПК H02H7/09 

1

Изобретение относится к технике релейной защиты в электрических установках и предназначено для защиты трехфазных зпект роустановок от работы на двух фазах.

Известны устройства для защиты трехфазной нагрузки от работы на двух фазах, содержащее три трансформатора тока, по одному в каждой фазе, выходные обмотки которых зашунтированы резисторами к нагружены на трехфазной двухполупериодаый выпрямитель и далее на блок контроля последовательности импульсов с исполнительным органом Т}.

К недостаткам описанных устройств относятся их невысокое быстродействие и надежность, так как полезный сигнал с выпрямителя сравнительно мал. Поскольку работа устройств зависит от величины тока в контролируемой цепи из-за наличия трансформаторов тока, затруднено их использование в сильноточных цепях. В случае обрыва одной из фаз работающей электроустановки необходимо ее отключить. Описанные устройства не обеспечивают при этом беэдугового

отключения двух оставашхся фаз. Для осуществления бездугового, например сшосроиного, отключения оставщихся нстоврежденных фаз, необходимо дополнять зти устройства специальной схемой управления. Без5 дуговая же коммутация особенно эффективна в сильноточных цепях с повыщеннымн требованиями к взрывопожаробезопасности, например в судовых электроэнергетических системах.

° Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах, которое содержит три первичньш измерительных преобразова теля в виде Трансформаторов тока с сердечниками из материала с прямоугольной петлей намагничивания, вторичные обмотки которых выполнены с выводами от средних точек, которые заземлены, а сами вторич20ные обмотки нагружены резисторами. Однополюсные зажимы трёх, вторичных обмоток подключены к входам двух однополупериодаых выпрямителей, а аноды .диодов 39971 обоих выпрямителей соединены в- общие точки и подсоединены к входам элемента И, выход которого связан с исполнительным органом 2. Описанное устройство имеет высокое быстродействие и надежность работы, однако также требует схемного и конструктивного усложнения для осуществления бездугового отключения двух неповрежденных фазоэлектроустановки при обрыве одной и фаз. Ду- 10 говая коммутащш сильноточной цепи сни жает долговечность и надежность работы исполнительного органа. Этим, а также применением трансформаторов в качестве первичных измерительных преобразователей, ог-. 5 раничйвается область применения описанного устройства в электроустановках с относительно небольщими номинальными токами. Цель изобретения - првыщение надежности процесса отключения путем бездуговой коммутации при отключении. Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах в сетях с .изолированной нейтралью, содержащее25 три первичных преобразователя тока, подключенных к пнтающей сети и функционально связанных с блоком контроля последовательности импульсов дополнительно снабжено тремя импульсными трансформаторами, первичные преобразователи тока выполнены в виде синхронизирующих блоков в каждой фазе, а в качестве блока контроля последовательности импульсов используют три двухвходовых элемента И и один трехвходовой элемент ИЛИ, причем на входы первого элемента И подключены через импульсные трансформаторы выходы первого и третьего, на входы второго элемента И - выходы первого и второго, на входы третьего элемента И - выходы второго и третьего синхронизирующих блоков, а выходы всех элемен тов И подсоединены к входам элемента ИЛИ На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы токов в нормальном режиме работы; на фиг. 3 - диаграммы токов при обрыве одной фазы. Устройство содержит три синхронизирующих блока 1, 2 и 3, по одному в каждой фазе контролируемой цепи. Выходы синхронизирую щих блоков соединены с первичными обмотками 4, 5 н 6 импульсных трансформаторов 7, 8 и 9 и с входами элементов И 10, 11 и 12 соответственно. На вторые входы элементов И 10, 11 и 12 подключены вторичные обмотки 13, 14 и 15 и лпyльcных трансформаторов 9, 7 н 8 соответственно. Выходы элементов И 10, 1Ь. и 12 под52Q 9 ключены к вхрду элемента ИЛИ 16. Выход элемента ИЛИ 16 подключен к исполнительному органу, т.е. к автоматическому выключателю, снабженному синхронизирующими блоками 1, 2 и 3 (не показан). Устройство работает следующим образом. При включении с помощью автоматнческого выключателя ненагруженной электроустановки у1фавляющие импульсы на выходах синхронизирующих блоков 1, 2 и 3 не появляются. Значит сигналов на входах н выходах элементов И 10, 11 и 12 и элемента ИЛИ 16, а тякже запрета на включение нет. При включении автоматического выключагеля на нагрузку синхронизирующие блоки 1, 2 и 3 вырабатывают импульсы синхронизации непосредственно перёд нулями токов в каждой из фаз. Эти импульсы тока попадают на входа элементов И 10, 11 и 12, обтекая при этом первичные обмотки 4, 5 и 6 импульсных трансформаторов 7, 8 и 9. На вторые входы элементов И 10, II и 12 поступают импульсы тока с вторичных обмо импульсных трансформаторов 9, 7 и 8 соответственно. В неаварийном режиме синхронизирующие импульсы с выходов синхроннзирующих блоков 1, 2 и 3 сдвинуты по фазе на угол Jf/6, поэтому ни один из синхронизирующих импульсов не пропускается ни через одан из элементов И 10, 11 и 12. В зтом случае сигнала на выходе элемента ИЛИ 16 нет, отключения электроустановки не происходит. При возникновении аварийного режима, т.е. обрыве одной из фаз, токи в двух здоровых фазах становятся равными по величине и противоположными по фазе it через некоторое время одновременно достигают нулевого значения. В этот Момент два импульсных сигнала одновременно появляются на двух входах одного из элементов И 10, 11 либо 12. Соответствующий элемент И пропускает импульсный сигнал на одан из входов элемента ИЛИ 16, который, в свою очередь, пропускает сигнал на исполнительный орган - автоматический выключатель, который по команде этого синхронизирующего импульсного сигнала отключает электроустановку синхронно, разрывая контакты в момент нулевого значения тока, протекающего через эти контакты На фиг. 3 представлены диаграммы токов для случая обрыва фазы с синхронизирующим блоком 3. В силовых трехфазных цепях переменного тока, особенно в сильноточных, эффективно применение бездуговой синхронной коммутации. Для этого однополюсные автоматические выключатели, стоящие в каждой фазе, снабжают синхронизирующими блоками, по команде которых происходит раздельное отключение фаз я моменты нулевого значения тока в каждой фазе. Возмнкающий при

этом перекос фаз существует кратковременно и никак не сказывается на нагрузке. В то же время синхронная коммутация позволяет избежать зрозни контактов, повышает надёжность и долговечность работы вьцслю теля. Преимуществом предлагаемого является использоваюю сянх1Х)низнрующих блоков выключателей не только для бездугового отключения ими номинальных токов и коротких замыканий, а также для отключения злектроустановки при обрыве фазы. Предлагаемое устройство в этом случа не требует отдельных первичных измегяпельшлх преобразователей. Использование этого устройства позволит ос)тцествлять полный .комплекс бездугового отключения в трехфазных электроустановках (номинальных токов, коротких замыканий, защитного отклю чения при обрыве фазы).

Формула изобретения

I -

Устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах, содержащее три первичных преобразователя тока, подключенных к питающей сети н функционально связанных с блоком контроля последовательности импульсов, отличающееся тем, что, с целью, повышения надежности процесса отключения путем бездуговой коммутации при отключении, оно , дополнительно снабжено тремя импульсными Т1пнсформат6рами, первичнь1е {феобразователи тока выполнены в виде синхрсяшзирующик блоков в каждой фазе, а в качестве блока последовательности импульсов используют три даухвходовых элемента И н один трехвходовой элемент ИЛИ, прячем на входы первого элемента И подключены через импульсные трансформаторы выходы первого и третьего, на входы второго элемента И - выходы первого и второго, на входы третьего элемента И - выходы второго и третье)го синхронизирующих блоков, а выходы трех элементов И подсоединены к входам элемента ИЛИ.

Источники ииформахщи, принятые во внимание при экспертизе .

1.Авторское свидетельство СССР W 470037, кл. Н 02 Н 7/08, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР N 640390, кл. Н 02 Н 7/08, 1977.

Ifff.f