Устройство для защиты электрической сети от токов короткого замыкания

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к защите электрических сетей от токов короткого замыкания. Цель изобретения - повышение надежности функционирования работы защиты путем обеспечения чувствительности в режиме возникновения короткого замыкания в сети в момент подключения фидера с электродвигате -- лем и короткого замыкания в сети,. имевшего место до этого подключения. В режиме короткого замыканиЯ; для тока оперативного сигнала, подаваемого между общей искусственной нулевой точкой и искуственными нулевыми точками каждого фидера с электродвигателями , сопротивление в цепи протекания оперативного тока не меняется. Для режима же пускового тока, возникающего при подсоединении к защищаемой линий электродвигателя, происходит из менение величины сопротивления в цепи протекания тока оперативного сигнала . Это объясняется тем, что подключаемый фидер (последовательное соединени его искусственной нулевой точки, резистора и фильтра-пробки на промьштенную частоту сети) оказывается при включении блока отключения подключенным параллельно к существовавшему до указанного включения сопротивлению в цепи оперативного сиграла либо образует новую ветвь для протекания оперативного тока, если к генератору не бьщ подключен еще ни один фвдер. Таким образом, при наступлении режима пускового тока имеется изменение обоих токов, а при наступлении режима короткого замыкания - одного. Это дает возможность различить указанные режимы, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. . S (Л с оо со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

2 А2 (191 (21) (g2) с1 И 02 Н 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 4060146/24-07 (22) 25.04.86 (46) 23 .05.88. Бюп. 22 - 19 (72) Л.Н.Карпиловский, Е.Я .Байко и В.З.Васютин (53) 62 1.3 16 .925 (088.8) (56) Кузнецов P.Ñ. Аппараты распределительных устройств низкого напряжения. — M.-Л.: Госэнергоиздат, 1962, с.138.

Авторское свидетельство СССР

В .1051637, кл. Н 02 Н 3/08, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ОТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫ- КАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрических сетей от токов короткого замыкания. Цель изобретения — повышение надежности функционирования работы защиты путем обеспечения чувствительности в режиме возникновения короткого замыкания в сети в момент подключения фидера с электродвигателем и короткого замыкания в сети, имевшего место до этого подключения.

В режиме короткого замыкания для тока оперативного сигнала,.подаваемого между общей искусственной нулевой точкой и искуственными нулевыми точками каждого фидера с электродвигателями, сопротивление в цепи протекания оперативного тока не меняется. Для режима же пускового тока, возникающего при подсоединении к защищаемой линии электродвигателя, происходит изменение величины сопротивления в цепи протекания тока оперативного сигнала. Это объясняется тем, что подключаемый фидер (последовательное соединение его искусственной нулевой точки, резистора и фильтра-пробки на промышленную частоту сети) оказывается при включении блока отключения подключенным параллельно к существовавшему до указанного включения сопротивлению в цепи оперативного сигнала либо образует новую ветвь для протекания оперативного тока, если к генератору не бып подключен еще ни один фидер. Таким образом, при наступлении режима пускового тока имеется изменение обоих токов, а при наступлении режима короткого замыкания — одного. Это дает возможность различить указанные режимы. 1 з,п, ф-лы, 1 ил.

1398012

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области защиты электрических сетей от токов короткого замыкания.

Цель изобретения — повышение на5 нежности функционирования работы защиты путем обеспечения чувстви-! тельности в режиме возникновения короткого замыкания в сети в момент

Подключения фидера с электродвигателем и короткого замыкания в сети, имевшего место до этого подключения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства. 15

Устройство содержит источник 1 напряжения оперативного тока, датчик оперативного тока, блок 3 дифференцирования, нуль-орган 4, датчики 5-8 тока промышленной частоты, блоки 9- 20

12 уставки, элементы ИЛИ 13-16, элементы НЕ 17, элемент И-НЕ 18„ элементы И 19-21, датчик 22 напряжения промышленной частоты, фазочувствительный блок 23, пороговый элемент 24, блоки 25

25 и 26 искусственной нулевой точки, резистор 27, фильтр-пробка 28 на промьппленную частоту сети, блоки 29 и

30 отключения.

Кроме того, на чертеже изображен 30 генератор 31, электродвигатели 32 и 33;

В качестве оперативного тока может быть использован либо постоянный, либо переменный ток непромышленной частоты, Функционирования устройства осноВано на том, что в режиме короткого замыкания для тока оперативного сигнала, подаваемого между общей искус- А0 ственной нулевой точкой и между искусственной и нулевой точками фидеров с электродвигателем, сопротивление в цепи протекания оперативного тока не меняется.

Для режима же пускового тока, возникающего при подсоединении к защищаемой линии электродвигателя, происходит изменение величины сопротивления в цепи протекания тока оперативного сигнала. Это объясняется тем, что подключаемый фидер (последовательное соединение его искусственной нулевой точки, резистора и фильтра-пробки на промыпленную частоту) сети оказывает-, ся при включении блока отключения подключенным параллельно к существовавшему до указанного включения сопротивлению в цепи оперативного сигнала либо образует новую ветвь для протекания оперативного тока, если к генератору не был подключен еще ни один фидер.

Таким образом, при наступлении режима пускового тока имеется изменение обоих токов, а при поступлении режима короткого замыкания — одного.

Это дает возможность различить указанные режимы.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывно с помощью датчиков 2, 5-8 выделяют сигналы, пропорциональные величине оперативного тока и токов промышленной частоты в фазах фидеров соответственно. Сигнал на выходе датчика 2 тока непрерывно дифференцируется и сравнивается с заданным уровнем (в данном случае с нулем) с помощью нуль-органа 4.

Сигнал с выхода нуль-органа 4 через логический элемент НЕ 17 подается на первый вход элемента И 19. Сигналы с выхода нуль-органа 4 непосредственно поступают и на первый вход элемента И 20. Сигналы с выходов датчиков 5-8 тока поступают на блоки 9-12 уставки соответственно, которые могут быть выполнены в виде пороговых элементов. Сигналы превышения заданного уровня с выходов блоков 9 и 10 уставки через элемент ИЛИ 14 поступают на первые входы элементов И 21 и И-НЕ

i8. Сигналы превышения заданного уровня с выходов блоков 11 и 12 уставки через элемент ИЛИ 15 подаются на вторые входы элементов И 21 и И-НЕ 18.

При подключении к электроэнергетической системе какого-либо электродвигателя, например электродвигателя

33, в режиме пускового тока на выходах датчиков 6, 8, 5 и 7 появляются сигналы, которые могут превысить уровни, задаваемые блоками 9-12 уставки.

Одн овр еме ни о изменя ет ся п о в еличине сигнал на выходе датчика 2 оперативного тока, что вызывает появление сигнала на выходе блока 3 дифференцирования и, следовательно, на выходе нуль-органа (нуль;органа 4 в данном случае преобразует аналоговый сигнал с выхода блока 3 дифференцирования в дискретный сигнал, амплитуда которого достаточна для подачи на логический элемент устройства). Сигнал с выхода нуль-органа 4 поступает на первый выход элемента И 20 и на вход 1398012 элемента HE 17, что вызывает исчезновение сигнала с его выхода. На втором выходе элемента И 19 присутствует сигнал с выхода элемента И 21 .на

5 входах которого присутствуют сигналы с выходов элементов ИЛИ 14 и 15. Поэтому сигнал на выходе элемента И 19 отсутствует. Отсутствует сигнал и на выходе элемента И 20, так как на пер-10 вом его входе сигнал присутствует, а на втором — отсутствует ввиду отсутствич сигналов на первом и втором входах элемента ИЛИ 16, Поэтому сигнал на отключение на управляемый вход 15 блока 29 отключения не поступает.

В случае возникновения режима короткого замыкания в фидере с электродвигателем 33, находящемся уже какоето время в подключенном состоянии, наряду с сигналом на первом входе элемента И 19 появляется сигнал на втором его входе. Поэтому на выходе элемента И 19 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 13 поступает на управляемый вход блока 29 отключения, вызывая отключение фидера с электродвигателем 33.

При возникновении режима короткого замыкания в подключаемом фидере с электродвигателем 33 непосредственно в момент подключения возможны два варианта.

Если при возникновении короткого замыкания в фидере между датчиками

6 и 5 тока и датчиками 8 и 7 тока электродвигатель 33 не успевает опрокинуться, т.е. перейти в генераторный режим подпитки точки короткого замыкания, в этом случае с выхода элемента ИЛИ 14 на вторые входы элементов

И 21 и И-НЕ 18 сигнал поступает, а с выхода элемента ИЛИ 15 на первые входы элементов И 21 и И-HE 18 сигнал ие поступает. На выходе элемента И 21 сигнал отсутствует, а на выходе элемента И-НЕ 18 сигнал появляется. Этот сигнал через элемент ИЛИ 16 поступает . на второй вход элемента И 20, на первом входе которого появляется сигнал с выхода нуль-органа 4. Поэтому на выходе элемента И 20 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 13 поступает на управляемый вход блока 29 отключения, вызывая отключение фидера с электродвигателем 33. 55

Если электродвигатель 33 успевает перейти в генераторный режим подпитки точки короткого замьпсания, в этом случае на выходе фазочувствителhHQI блока 23, на входы которого поступают сигналы с выхода датчика 22 напряжения промышленной частоты и с выхода датчика 7 тока промышленной частоты, полярность сигнала меняется на обратную, что вызывает срабатывание порогового элемента 24 и появление сигнала на его выходе. Этот сигнал через элемент ИЛИ 16 поступает на второй вход элемента И 20, на первый вход которого поступает сигнал с выхода нуль-органа 4. На выходе элемента И

20 возникает сигнал, который через элемент ИЛИ 13 поступает на управляемый вход блока 29 отключения, вызывая отключение фидера с электродвигателем 33.

Работа устройства при подключении филера с электродвигателем 32 происходит аналогично.

Таким образом, обеспечивается отключение фидеров с электродвигателями даже если короткое замыкание в фидере происходит непосредственно в момент его подключения к сети либо короткое замыкание имело место до этого подключения.

Введение искусственных нулевых точек на каждый фидер с электродвигателем позволяет распространить защиту и на фидеры с электродвигателями, у которых обмотки статора могут быть соединены треугольником, а при соединении их звездой может быть не выведена нейтраль.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для защиты электрической сети от токов короткого замыкания, содержащее блок искусственной нулевой точки сети, первые выводы которого предназначены для подключения к трем фазам сети, к второму общему выводу которого подключены соединенные последовательно источник напряжения оперативного тока, датчик оперативного тока, блок дифференцирования, нуль-орган, второй вход которого соединен с "землей", элемент НЕ и первый вход первого элемента И, первый и второй датчики тока промьпштенной частоты, первые выводы каждого иэ которых предназначены для подключения к соответствующей фазе сети в непосредственной близости от блока отключения, а к выходу каждого из датчи1398012 ков тока промышленной частоты . одключены первый и второй блоки уставки соответственно, выходы последних подключены к входам первого элемента

ИЛИ, фильтр-пробка на промышпенную

5 частоту сети, один вывод которой под Ключен к второму выводу датчика опе ативного тока, другой вывод - к нулевой точке потребителя, о т л и ч аю щ е е с sf тем, что, с целью повышения надежности функционирования работы защиты путем обеспечения чувствительности в режиме возникновения короткого замыкания в сети в момент

Подключения фидера с электродвигателем и короткого замыкания в сети, имевшего место для этого подключения, дополнительно введены два датчика тоКа промьшьченной частоты, два блока

Уставки, три элемента. ИЛИ, два элемента И, элемент И-НЕ, датчик напряЖения промьлштенной частоты, фазочувСтвительный блок и пороговый блок, при этом первые выводы третьего и четвертого датчиков тока промышленной частоты предназначень::, для подключения к соответствующей фазе сети в непосредственной близости от клемм электродвигателя, к выходу каждого из

30 указанных датчиков тока промышленной

Частоты подключены третий и четвертый блоки уставки соответственно, выходы оторых подключены к входам второго емента ИЛИ, выход которого и выход

Первого элемента ИЛИ соединены с 35

Соответствующими входами элемента

И-НЕ и второго элемента И„ выход последнего соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого через первый вход третьего элемента

ИЛИ соединен с блоком отключения, выход элемента И-НЕ соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого через пороговый блок соединен с выходом фазочувствительного блока, первый вход которого соединен с выходом датчика тока промьпкпенной частоты, первые выводы которого предназначены для подключения к соответствующей фазе сети в непосредственной близости от клемм электродвигателя, второй вход — с выходом датчика напряжения промьппленной частоты, первый. вход последнего предназначен для подключения к одноименной фазе с указанным датчиком тока промышленной частоты, второй вход датчика напряжения промышленной частоты предназначен для соединения с нулевой точкой потребителя, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента И, второй его вход подключен к выходу нуль-органа, а выход — к второму входу третьего элемента ИЛИ.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения области использования защиты на фидеры с трехфазным электродвигателем с любым соединением обмоток статора, нулевая точка потребителя образована искусственно, соединением трех резисторов в звезду, выводы которых предназначены для подключения к трем фазам сети.

1398012

Составитель Л.Зоронаева

Техред Л.Сердюкова Корректор А,Тяско

Редактор В.Петраш

Заказ 2604/52 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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