Способ защиты электрической сети от короткого замыкания

 

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСК СЕТИ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ путем rgn L Jb-j- измерения тока промышленной частоты защищаемой сети, сравнения его значения с заданным и отключения защищаемой сети при превышении контролируемым током заданного значения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, дополнительно между искусственной нулевой точкой сети и нулевыми точками всех потребителей пропускают оперативный ток частоты, отличной от промышленной, и контролируют его скорость изменения, а сигнал на отключение сети формируют при одновременном указанном превышении током промышленной частоты заданного значения и неизменном значении оперативного тока. ж,.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОН Ю

РЕСПУБЛИН

3(,59 Н 02 ((3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

n0 РЕаАМ И ОВРЕТЕНИЙ H OTHPbrrHA (21) 3455271/24-07 (22).. 17.06.82 (46) 30, 10. 83. Бюл. М 40 (72) Л.Н.Карпиловский, E.Ñ.Áåðåçîâская, В, A. Косенков, Э.С. Лерман и.С.A.Ìàðòûèoâ (53) 621. 316. 925 (088. 8) (56) 1. Кузнецов:Р.С. Аппараты распределительных устройств низкого напряжения. М-Л,, Госэнергоиздат, 1962 с. 138-145, 2. Федосеев A.М. Релейная защита электрических систем. М., Энергия " 1976, с. 52-54. (54) (57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ путем

-SU„, Î 1 37 А измерения тока промышленной частоты защищаемой сети, сравнения его значения с заданным и отключения защищаемой сети при превышении контролируемым током заданного значения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, дополнительно между искусственной нулевой точкой сети и нулевыми точками всех потребителей пропускают оперативный ток частоты, отличной от промышленной, и контролируют его скорость изменения, а сигнал на отключение сети формируют при одновременном указанном превышении током промышленной частоты заданного значения и неизменном значении оперативного тока.

1051637

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитам электрической сети от тока короткого замыкания.

Известен способ защиты электрических сетей от токов короткого замыкания, основанный на фиксации превышения допустимого предела тока в сети и отключения этой сети от источника электроэнергии. Этот способ используется в автоматических выключателях $1 3.

Недостатками этого способа защиты являются низкая помехоустойчивость и невысокая надежность, так как при таком способе невозможно отличить начало режима замыкания от режима пускового тока при подключении электродвигателей к сети в случае, если токи.в указанных режимах примерно равны или даже просто соизмеримы по величине.

Известен также. способ защиты электрических сетей от токов короткого замыкания, основанный на определении приращения тока в сети за заданные временные интервалы и отключении сети при превышении любым приращением наперед заданного допустимого значения (2J.

Недостатком такого способа также являются слабая помехоустойчивость и невысокая надежность защиты, заключающаяся в возможности срабатывания защиты при пусковых . токах, возникающих при подключении, к сети электродвигателей. т.е. в большой вероятности ложных срабатываний.

Цель изобретения — повышение чувствительности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу защиты электрической сети от короткого замыкания путем измерения тока промышленной частоты защищаемой сети, сравнения его значения с заданным и отключения защищаемой сети при превышении контролируемым током заданного значения, дополнительно между искусственной нулевой точкой сети и нулевыми точками всех потребителей. пропускают оперативный ток частоты, отличной от промышленной, и контролируют его скорость изменения, а сигнал на отключение сети формируют при одновременном укаэанном превышении током промышленной частоты заданного значения и неизменном значении оперативного тока.

В качестве оперативного тока может быть использован постоянный ток, либо переменный ток непромышленной частоты (в зависимости от величин емкости сети относительно земли). функционирование способа базируется на том, что в режиме короткого замыкания для тока оперативного сигнала, подаваемого между искус» ственной нулевой точкой и нулевыми точками электрических машин, сопротивление в цепи протекания тока

5 оперативного сигнала не изменяется по сравнению с существовавшим до наступления короткого замыкания.

Для режима же пускового тока; возникающего при подсоединении к за10 щищаемой линии электрической машины (электродвигателя), происходит изменение величины сопротивления в цепи протекания тока оперативного сигнала. Это объясняется тем, что подключаемый фидер (обмотки электрической машины в том числе) оказываются при включении выключателя, подключенными параллельно к сопротивлению уже подключенных ранее электрических машин либо образуют новую ветвь для протекания оперативного тока, если к генератору не был подключен еще ни один двигатель. 1аким образом, при наступлении режима пускового тока имеется изменение обоих токов, а при наступлении режима короткого замыкания одного. Это дает воэможность различить указанные режимы.

Яа чертеже дана электрическая схема устройства.

Устройство, реализующее способ защиты, содержит источник 1 оперативного тока, датчик 2 оперативно35 ro тока, блок 3 дифференцирования, нуль-орган 4, логический элемент

НЕ 5„ логический элемент И 6, датчики 7 и 8 тока промышленной частоты, элементы 9 и 10 сравнения, блоки 11 и 12 уставки, логический элемент ИЛИ 13, блок 14 создания искусственной нулевой точки и, при необходимости, фильтры-пробки 15 на рабочую частоту сети (15-1, 45 15-2. .. °, 15-и) блоки 16 (16-1, 16-2,..., 16-.v) отк)почения.

В случае выполнения блоков 11 и 12 уставки в виде уставок производных между датчиками 7 и 8 тока и элементами 9 и 10 сравнения вводятся дифференцирующие блоки (не показаны). Один выход источника 1 .оперативного тока через блок 14 искусственной нулевой точки подсоединен к трем фазам защищаемой сети, а второй его выход через датчик 2 тока оперативного сигнала и фильтры пробки (15-1, 15-2,..., 15-и) соединен с нулевыми точками электрических машин (17-1, 17-2, 60 17-М), причем подсоединение к нулевой точке каждой электрической машины может быть либо непосредственное (как к 17-1), либо от одной нулевой точки к другой (как к 17-2,..., 65 17-h} ° Последнее определяется, в

105)637

Составитель Ю.Барабанов

Редактор Ю.Середа Техред М,Надь Корректорй.Тяско

Заказ 8681/53 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 основном топологией расположения электрических машин 17-1-17п.

Выход датчика 2 тока оперативного сигнала соединен через дифференцирующий блок 3 с первым входом нульоргана 4, второй вход которого соединен с землей. Выход нуль-органа 4 через логический элемент НЕ 5 соединен с первым входом логического элемента И б, второй вход которого соединен с выходом логического эле- 10 мента ИЛИ 13. Первый вход логического элемента ИЛИ 13 соединен с выходом элемента 9 сравнения, первый вход которого соединен с выходом датчика 8 тока, расположенного в другой фазе защищаемой линии. Второй вход элемента 10 сравнения соединен с блоком 12 уставки. Выход логического элемента И б соединен с управляемыми входами блоков 16 отключения (либо с одним из них).

Устройство работает следующим образом.

Непрерывно с помощью датчиков 2, 7 и 8 тока выделяют сигналы, пропорциональные величине оперативного тока и токов промышленной частоты в фазах сети соответственно, Действующее значение тока или пропорциональное ему поступающее с выхода датчика 2 тока непрерывно дифференцируют и сравнивают с заданным уровнем (в. данном случае с нулем) с помощью нуль-органа. 4, Сигнал с выхода нуль-органа 4 через логический элемент HE 5 пода- 35 ют на первый вход логического элемента И б. Сигналы с выходов датчиков 7 и 8 подают на элементы 9 и 10 сравнения соответственно и сравнивают их с уровнями, задаваемыми бло- 4О ками 11 и 12 уставок. Сигналы рассогласования с выходов элементов 9 и 10 сравнения через логический элемент ИЛИ 13 подают на второй вход логического элемента И 6.

При подключении к защищаемой линии (сети) какой-либо электрической машины, например 17-2, в режиме пускового тока на выходах датчиков 7 и 8 появляются сигналы, которые могут в принципе, превысить уровни, задаваемые блоками ll. и 12 уставок. Одновременно изменяется по величине сигнал на выходе датчика 2 тока, что вызывает появление сигнала на выходе дифференцирую. щего блока 3, и следовательно, на выходе нуль-органа 4 (роль нуль-органа 4 в данном случае сводится к преобразованию аналогового сигнала с выхода дифференцирующего блока 3 в дискретный сигнал, амплитуда которого будет достаточна для подачи на логические элементы устройства).

Сигнал с выхода нуль-органа 4 поступает на вход логического элемента НЕ 5, что вызывает исчезновение сигнала с его выхода. Таким образом, на втором входе логического элемента И б присутствует сигнал, в то время как на первом входе этого элемента сигнал отсутствует. Сигнал на выходе логического элемента И б не появится, и отключений в сети не произойдет.

Сигнал на выходе логического элемента И б отсутствует и в том случае, если сигналы иа выходах датчиков 7 и 8 тока не превысят уровней уставок 11 и 12. В случае же возникновения в сети режима короткого замыкания сигнал появляется не только на втором входе логического элемента И 6, но и присутствует на его первом входе, так как изменения величины оперативного тока в измерительной цепи не происходит, сигнал на выходе дифференцирующего блока 3 (и нуль-органа 4) отсутствует, что приводит к сохранению сигнала на выходе логического элемента НЕ 5.

Это приведет к тому, что на выходе логического элемента И 6 появляется сигнал, который поступает на управляемые выходы одного или нескольких блоков 16 отключения, что приводит к отключению неисправного участка защищаемой линии.

Предлагаемый способ позволяет с высоким быстродействием осуществить различение режимов короткого замыкания и пусковых токов независимо от любого соотношения этих токов, в том числе для случаев, когда величины этих токов одинаковы (и даже если пусковые токи превышают токи короткого замыкания), Исключение ложных срабатываний защиты обеспечивает нормальное функционирование электрической сети и бесперебойное обеспечение потре- бителей энергией.