Устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах

 

Изобретение относится к.области электротехники - релейной защите .электроустановки от анормального режима и может быть использовано для защиты трехфазной динамической нагрузки переменного тока при обрыве фазы. Цель изобретения - повьшение точно- . сти срабатывания защиты посредством обеспечения ее срабатывания в зависимости от величины коэффициента , несимметрии нагрузки и независимо от величины тока нагрузки. Устройство содержит трансформаторы 1, установленные в фазах питающей сети. Вторичные обмотки трансформаторов тока через выпрямитель 2 присоединены к датчику 4 среднего значения вьшрямленнрго тока и датчику 5 амплитуды вьшрямленного тока. Выходы датчиков 4 и 5 присоединены к компаратору 6, а выход датчика 5 присоединен к релейному органу 7 токовой отсечки, который предназначен для устранения ложных срабатываний в зоне малых величин токов нагрузки. Точность срабатывания защиты достигается введением датчика 5 амплитуды выпрямленного тока и датчика 4 -среднего значения, компаратора и элемента ИЛИ. Датчик среднего значения выпрямленного тока содержит конденсатор, параллельно которому включены два делителя напряжения. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цр 4 Н 02 Н 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

%VAN ., ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3707707/24-07 (22) 11.03.84

l(46) 15.11.86. Бюл. ¹ 42 (71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства (72) К.К. Намитоков, С.В. Дикань, Г.В. Могилевский и Е.И. Коврига (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 547901, кл, Н 02 Н 7/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 723715, кл. Н 02 Н 7/00, 1980.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ РАБОТЫ НА

ДВУХ ФАЗАХ (57) Изобретение относится к области электротехники — релейной защите .электроустановки от анормального режима и может быть использовано для защиты трехфазной динамической нагрузки переменного тока при обрыве фазы.

Цель изобретения — повьппение точности срабатывания защиты посредством обеспечения ее срабатывания в зави„,Я0„„70827 А 1 симости от величины коэффициента несимметрии нагрузки и независимо от величины тока нагрузки. Устройство содержит трансформаторы 1, установленные в фазах питающей сети.

Вторичные обмотки трансформаторов тока через выпрямитель 2 присоединены к датчику 4 среднего значения выпрямленного тока и датчику 5 амплитуды выпрямленного тока. Выходы датчиков 4 и 5 присоединены к компаратору 6, а выход датчика 5 присоединен к релейному органу 7 токовой отсечки, который предназначен для устранения ложных срабатываний в зоне малых величин токов нагрузки.

Точность срабатывания защиты достигается введением датчика 5 амплитуды выпрямленного тока и датчика 4 среднего значения, компаратора и элемента ИЛИ. Датчик среднего значения выпрямленного тока содержит конденсатор, параллельно которому включены два делителя напряжения.

2 з.п. ф-лы, 6 ил.

70827 2 ветственно. Они состоят из развязывающего диода 10, зарядного резистора 11, конденсатора 12, делителя напряжения, образованного из резисто5 ров 13 и 14. В схеме на фиг.3 дополнительно применяется разрядный резистор 15, сопротивление которого значительно меньше сопротивления резистора 11. Отличие схемы на фиг. 3 и фиг. 4 состоит в том, что в схеме

T на фиг. 3 Т » ---, а в схеме на

Г фиг, 4 c < — -- где ь — постоянная

Э

15 времени заряда конденсатора 12; Т— период колебаний синусоидального тока.

Устройство работает следующим образом, 20 При протекании токов в фазах электроустановки, т.е. в первичных обмотках трансформаторов i тока, во вторичных обмотках трансформаторов тока также протекают токи, пропорци25 ональные токам в первичных обмотках, а на выходе трехфазного диодного выпрямительного моста 2 (на резисторе

3) формируется выпрямленное напряжение с амплитудой, пропорциональной амплитуде максимального из фазных токов. Выходное напряжение моста поступает на входы датчиков 4 и 5, в результате чего на выходе датчика 4 формируется постоянное напряжение, пропорциональное среднему значению

35 трехфазного выпрямленного тока электроустановки, а на выходе датчика

5 формируется постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде трехфазного выпрямленного тока.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства на фиг. 2-4 принципиальные схемы его блоков," на фиг. 5 и 6 — временные диаграммы напряжений, действующих на выходах функ— циональных блоков устройства.

Устройство (фиг,1) состоит из трансформаторов 1 тока с линейной передаточной характеристикой (с ненасьпценным магнйтопроводом), установленных в каждой фазе, трехфазного диодного выпрямительного моста 2, своими входами подключенного к вторичным обмоткам фазных трансформаторов тока, включенным между собой по схеме звезда, а своим выходом соединенного с измерительным резистором 3, датчиком 4 среднего значения выпрямленного тока и датчиком 5 амплитуды выпрямленного тока, компаратора (блока сравнения величин напряжений) 6, своими входами подключенного к выходам датчиког* 4 и 5 и к одному из входов релейного органа

7 токовой отсечки (срабатывающего по минимуму тока), вторым входом подключенного к опорному напряжению

U,, а также состоит из элемента ИЛИ

8, своими входами подключенного к выходам блоков 6 и 7, а выходом подключенного к реле 9 времени. На выходах функциональных блоков схемы (фиг.1) действуют соответствующие напряжения: Ui Uz ° U3, Ui, U5., U., 1)т

Трехфазный диодный выпрямительный мост 2 выполняется по схеме, приведенной на фиг. 2, и представляет собой схему выделения "максимального тока", благодаря чему амплитуда выходного напряжения моста 2 всегца пропорциональна амплитуде максимального из фазных токов, а коэффициент пропорциональности остается неизменным во всех режимах работы схемы.

Датчики 4 и 5 выполняются по схемам, приведенным на фиг. 3 и 4 соот1 12

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных динамических нагрузок переменного тока при обрывах фазы.

Цель изобретения — повьппение точности срабатывания защиты посредством обеспечения ее срабатывания в зависимости от величины коэффициента несимметрии нагрузки и независимо от величины тока нагрузки.

В симметричном режиме, при протекании токов в трех фазах электроустановки, напряжения, формируемые на выходах датчиков 4 и 5 устройства

45 (фиг. 1), равны соответственно (фиг. 5)

«/3

U = К J U, 61пМ +

3

50 3

Пбсчн

1 нсим у нсчм т где U „„ — амплитуда выпрямленного напряжения, действующего на измерительном резисторе 3 в симметричном режиме;

1270 амплитуда токов в первич- ных обмотках трансформаторов тока 1 в симметричном режиме; круговая частота; коэффициент трансформа- ции трансформаторов тока 1; активное сопротивление измерительного резис-.ора 3; коэффициенты деления напряжений делителями,образованными из высокоомных резисторов 13 и 14 соответственно в схемах на фиг. 3 и 4, причем

К К и снм

Кт

Ki K

Х вЂ” — U

К1 з inuX ° ddt у 1 м наснм о гнусим

2К, 7i

М НЕСНМ

30 — К U

Пз нр нм г и носим

1 а — — РЭ м щ нм K м несим q

1 где U

М НВСНМ амплитуда выпрямленного

3S напряжения, действующего на измерительном резисторе 3 в несимметричном режиме

3 амплитуды токов в перМ HECИМ вичных обмотках трансft форматоров тока в целых фазах при несимметричном режиме.

Значения коэффициентов деления,це- лителей напряжений в датчиках средне-. го значения выпрямленного тока на фиг, 3 и амплитудного значения выпрямленного тока на фиг. 4 для обеспечения нормального функционирования устройства выбираются из условий:

U > Г!,, „ — в симметричном режиме; г снм !!гнусим< Пзн снм — в несимметРичном Påжиме.

На основании этого кратность коэф- фициентов деления, целителей напряжений в датчиках 4 и 5 должна удовлетворять неравенству

В несимметричном режиме при протекании токов только в двух фазах электроустановки напряжения, формируемые на выходах датчиков 4 и 5 устройства (фиг.1), равны соответственно (фиг ° 6)

827 1 4 э K -!, < )

3 что вполне реализуемо на практике путем соответствующего выбора номиналов сопротивлений резисторов 13 и 14 в схемах на фнг. 3 и 4.

При удовлетворении параметров схемы на фиг. 1 данному неравенству в устройстве обеспечивается превышение величины выходного напряжения датчика 4 среднего значения выпрямленного тока над величиной выходного напряжения датчика 5 амплитуды выпрямленного тока (т.е ° обеспечивается йеравенство У У,, фиг. 5) в симметричном режиме и обеспечивается преВышение величины выходного напряжения датчика 5 амплитуды выпрямленного тока над величиной выходного напряжения датчика 4 среднего значения выпрямленного тока (т.е. обеспечивается неравенство Ь о Г!.,фиг.6) в несимметричном режиме. Еомпаратор

6 выполнен таким образом, что его срабатывание происходит только при выполнении неравенства Б U, т.е. только в несимметричном режиме при обрыве одной фазы в электроустановке. Таким образом, срабатывание компаратора 6 определяется только значением кратности коэффициентов К,, К и абсолютно не зависит от величин токов в фазах электроустановки. Выходной сигнал срабатывания компаратора 6 передается в устройстве через элемент ИЛИ 8 на запуск реле 9 времени, срабатывающего с задержкой во времени, превышающей длительность переходных процессов, протекающих в схемах датчиков 4 и 5 (практически задержка составляет порядка 0,51 с для частоты сети 50 Гц).

Релейный орган 7 токовой отсечки в схеме устройства (фиг.1) предназначен для устранения ложных срабатываний устройства в зоне малых величин токов нагрузки электроустановки, обусловленных влиянием неидеальности трансформаторов 1 тока и диодов выпрямительного моста 2, проявляющейся при таких токах. В данном случае при исчезновении или недопустимом уменьшении токов одновременно в трех фазах электроустановки выходное напряжение датчика 5 амплитуды выпрямленного тока снижается ниже опорного напряжения релейного органа токовой отсечки (т.е. выполняется неравен3 12

Гз, что приводит к срабатыванию блока 7. Выходной сигнал срабатывания релейного органа 7 токовой отсечки, аналогично как и в несимметричном режиме, передается в устройстве через элемент ИЛИ 8 на запуск реле 9 времени, благодаря чему срабатывание устройства происходит как при обрыве одной из фаз,так и при обрыве нескольких фаэ. Последнее объясняется тем, что трехфазные нагрузки электроустановок, требующих защиты от работы на двух фазах, имеют изолированную нейтраль, где сумма фазных токов равна нулю, благодаря чему при обрыве двух или трех фаз токи в электроустановке всегда отсутствуют.

Таким образом, устройство обеспечивает защиту трехфазной установки от работы на двух фазах в зависимости от величины коэффициента несимметрии нагрузки и вне зависимости: от величин фаэных токов.

Формулаизобретения

1. Устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах, содержащее реле времени, трансформаторы тока в каждой из фаэ, вторичные обмотки которых соединены между собой по схеме "звезда" и подключены к соответствующим входам диодного выпрямительного моста, нагруженного на измерительный резистор, первый вход релейного органа токовой 1

70827 отсечки подключен к источнику опорного напряжения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью новыщения точности срабатывания защиты, в него дополнительно введены датчик амплитуды выпрямленного тока, датчик среднего значения выпрямленного тока, компаратор и элемент ИЛИ, входы датчиков подключены к выходу трехфазного диодного выпрямительного моста, выход каждого датчика соединен с соответствующим входом компаратора, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого

15 подключен к выходу релейного органа токовой отсечки, подключенного вторым входом к выходу датчика амплитуды выпрямленного тока, в выход элемента

ИЛИ соединен со входом. реле времени, 20 установленного на выходе устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик среднего значения выпрямленного тока содержит конденсатор, параллельно ко25 торому включены два реэисторных делителя напряжения, выход одного из которых является выходом датчика, а выход другого подключен через диод к входу датчика °

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик амплитуды выпрямленного тока содержит на выходе резисторный делитель напряжения, своими входами подключенный к конденсатору, соединенному со входом датчика через последовательно соединенные резистор и диод. Риг.4

12 70827

О

Uo U>

Ug.

Uy Vg

u6iu7

Риг.б

Заказ 6249/54 Тираж 612

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Каджардузов

Редактор А. Гулько Техред В.Кадар. Корректор А. Обручар