Устройство для защиты тяговой сети постоянного тока от коротких замыканий

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к защитам ТЯГОВЫХ сетей от малых токов коротких замыканий и может быть использовано на электрических железных дорогах . Цель изобретения - повьшение чувствительности и селективности,.. Устройство содержит датчик .скорости нарастания тока 1, состоящий из датчика тока 2 и дифференциатора 3. Выход дифференциатора подключен к входам первого компарэтора4, соединенного с элементом задержки 5, состоя щим из третьего компаратора 6 и элемента ЗАПРЕТ 7, выход которого соединен с управляющим входом интегратора 8, информационный вход которого подключен к выходу дифференциатора, а выход интегратора соединен с входом второго компаратора 9. Принцип работы устройства заключается в том, что пара;метр срабатывания - приращение тока или интеграл приращения тока начинает выделяться лишь после того, когда величина производной тока становится меньше некоторого заданного уровня. Это позволяет исключить начальную часть изменения тока при коротких замыканиях и переходных процессах нагрузки и лучше отстроиться от нормальных нагрузочных режимов, 3 ил.. Q (Л N| О5 С55 4 СО Выхо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 Н 02 Н 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ккижм

ПА! !1 ТЙ." — l л;-в,-ь Ь,ha(5,15, )1О

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4247248/24-07 (22) 17.04,87 (46) 23,03,89. Бюл. )) 11 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В,Н.Пупынин, 10.Л.Беньяш и И,Б.Блинов (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 7924 17, кл. Н 02 Н 3/08, 1980.

Эксплуатационные испытания трехпараметрической защиты тяговой сети постоянного тока. Отчет МИИТа по теме 178/85, roc, М 0185.0065481.

М. 1985, рис. 3-3. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТЯГОВОЙ

СЕТИ ..ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ КОРОТКИХ

ЗАМЫКАНИЙ (57) Изобретение относится к области электротехники, а именно к защитам тяговых сетей от малых токов коротl ких замь|каний и может быть использовано на электрических железных дорогах. Цель изобретения — повышение чувствительности и селективности,.

Устройство содержит датчик, скорости нарастания тока I состоящий из датчика тока 2 и дифференциатора 3.

Выход дифференциатора подключен к входам первого компарятора4, соединенного с элементом задержки 5, состоя щим из третьего компаратора 6и элемента ЗАПРЕТ 7, выход которого соединен с управляющим входом интегратора 8, информационный вход которого подключен к выходу дифференциатора, а выход интегратора соединен с входом второго компаратора 9. Принцип работы устройства заключается в том, что параметр срабатывания — приращение тока или интеграл приращения то- с ка начинает выделяться лишь после ф ,того, когда величина производной тока становится меньше некоторого заданного уровня. Это позволяет исклю- ( чить начальную часть изменения тока при коротких замыканиях и переходных 2 процессах нагрузки и лучше отстроиться от нормальных нагрузочных режимов.

3 ил.

1467649..Изобретение относится к электро-. технике, а именно к зящите тяговых сетей постоянного тока от малых то". ков к.э., и может быть использовано в тяговых сетях железных дорог.

Целью изобретения является повышение чувствительности и селективности.

На фиг.1 приведена схема устрой- 10 ства защиты; на фиг.2 и 3 - кривые, пояснямцие работу устройства.

Устройство содержит датчик 1 скорости нарастания, состоящий из датчика 2 тока, к выходу которого подклю- 15 чен дифференциатор 3. Выход дифференциатора 3 подключен к входам первого компаратора 4, соединенного с входом элемента задержки, состоящего из третьего компаратора 6 и элемента 20

ЗАПРЕТ 7. Выход элемента ЗАПРЕТ соединен с управляющим входом интегратора 8, информационный вход которого подключен к выходу днфференциатора

3, а выход соединен с входом второго компаратора 9.

Датчик юка и дифференциатор могут быть выполнены в виде единой конструкции — трансреактора, где датчиком тока является шина с током защищаемого фидера, а дифференцирование выполняется вторичной обмоткой, имеющей взаимоиндуктивную связь с этой шиной.

Техническая сущность изобретения состоит в повышении чувствительности защиты к скачкам тока к.з. (полезный сигнал) и понижении чувствительности защиты к быстронарастающим броскам тока нагрузки (помеха). 40

Третий компаратор 4 имеет более высокий, чем первый компаратор 3, пороговый уровень срабатывания. При наличии переходного процесса в защищаемом фидере (линии) параметр сра 45 батывания приращения тока или интеграл приращений .тока (площадь прираще ния тока) начинает выделяться только в момент времени, когда величина производной тока становится меньше некоторого заданного значения.

На фиг.2 и 3 показаны кривые изменения тока, производной тока и сигнал на выходе интегратора для., трех режимов: короткое замыкание; проезд воздушного промежутка; пуск электроподвижного состава.

Устройство работает следующим образом.

При появлении в защищаемом фидере изменения тока, вызванного к.з,, проездом воздушного промежутка или нагрузкой (кривые 10-12, фиг.2), сигнал с выхода дифференциатора 3, пропорциональный производной тока, поступает на входы первого компаратора 4, третьего компаратора 6 и интегратора 8, сигнал на выходе которого соответствует приращению тока. .При превышении выходным сигналом дифференциатора порогового уровня (касательные отрезки прямой 13, фиг.2) на выходе первого компаратора появляется сигнал, который подается на вход элемента ЗАПРЕТ, Первый компаратор определяет наличие изменения тока и управляет работой интегратора.

В простейшем случае он представляет собой компаратор, в других случаях может включать дополнительные узлы, например схему фильтрации гармонических составляющих входного сигнала, одновибратор, подключенный к выходу компаратора для фиксации времени работы интегратора. Если сигнал дифференциатора превышает пороговый уровень срабатывания третьего компаратора 6, то на выходе последнего появляется сигнал, который подается на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ. 7, что блокирует прохождение сигнала первого компаратора на управляющий вход интегратора 8. В момент времени, когда сигнал на выходе дифференциатора становится меньше уровня.срабатывания третьего компаратора, сигнал на выходе последнего пропадает и сигнал с выхода первого компаратора проходит на управляющий вход интегратора. Если интегратор реализует функцию однократного интегрирования, то .сигнал на его выходе имеет вид, изображенный кривыми 15-17, в случае к.з., проезда воздушного промежутка и коммутации нагрузки соответственно, В случае, если интегратор реализует функцию двойного интегрирования, то сигнал на его выходе имеет вид кривых 18-20 соответственно для перечисленных выше случаев, Пунктирные линии 21 и 22 показывают уставку второго компаратора 9 по величине приращения тока и площади приращения тока соответственно.

На фиг.3 показано изменение токов

10-12 при кз., проезде воздушного промежутка и пуске подвижного соста1467649 ва, а кривые 23-25 — производные этих токов (сигнал с выхода дифференциатора 3), Уставка 13 первого компаратора 4 показана горизонтальной прямой 26, а уставка 14 третьего компаратора 6 — горизонтальной прямой 27, Как видно иэ фиг,2, при пороговом уровне срабатывания второго компаратора, несколько меньшем максималь- . ной скорости нарастания тока при проезде воздушного промежутка, начальная неучитываемая часть полного изменения тока при к.з. меньше начальной части изменения тока при проезде воздушного промежутка.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить чувствительность и селективность защиты в случае удаленных и неглухих к.з,, уменьшить число неселективных отключений быстродействующих выключателей за счет повышенной избирательности к режимам переходных процессов в защищаемых фидерах постоянного тока и повысить надежность работы системы электроснабжения в условиях повышенных нагрузок °

Формула и э о б р е т е и и я

Устройство для защиты тяговой

5 сети постоянного тока от коротких замыканий, содержащее датчик скорости нарастания тока, вход которого предназначен для подключения к защищаемой сети, а выход соединен с входом первого компаратора и информационным входом интегратора, выход первого компаратора через элемент задержки соединен с управляющим входом интегратора, выход которого соединен с входом второго компаратора, выход пос". леднего является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности, элемент задержки выполнен в виде третьего компаратора и элемента ЗАПРЕТ, при этом прямой вход элемента ЗАПРЕТ является первым входом элемента задержки, инверсный вход соединен.с выходом третьего

25 компаратора, вход которого подключен к выходу датчика скорости нарас» тания тока, выход элемента ЗАПРЕТ является выходом элемента эадержки.

1467б49

©llew. 3

Составитель В,Зимаков

Редактор В.Петрал Техред Л. Сердюкова Корректор .С,Шекмар (Заказ 1205/50 Тираж á05 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101