Устройство для защиты трехфазных конденсаторных батарей
Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для выявления количества поврежденных единичных конденсаторов /ЕК/ в шунтовых и фильтровых конденсаторных батареях /КБШ и КБФ/, состоящих из ЕК с индивидуальным внешними предохранителями. Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства для защиты трехфазных конденсаторных батарей путем контроля исправности цепей напряжения, связывающих конденсаторы отбора с входами устройства, а также исправности выпрямителей. Цель достигается тем, что в устройство для защиты конденсаторных батарей дополнительно введены трехвходовый сумматор 11, орган 12 минимального напряжения и орган 13 задержки появления сигнала. Когда повреждаются входные цепи устройства или возникает неисправность в любом из выпрямителей, то напряжение на выходе сумматора 11 искажается, орган 12 срабатывает и дает команду органу 13 на отсчет выдержки времени. После отсчета выдержки времени на выходе органа 13 формируется сигнал "Неисправность". 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51)5 Н 02 Н 7/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И .ОТНРЫТИЯМ
ПРИ fHHT СССР (21) 4482848/24-07 (22) 14.09.88 (46) 30.07.90. Бюл. и 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения и Всесоюзный электротехнический институт им. В,И. Ленина (72) Е.В. Жданов, А.А, Никитин и A..С. Таршис (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1032520, кл. Н 02 Н 7/16, 1982.
Никитин А,A. Разработка методов и средств повышения эффективности функционирования релейной защиты элементов мощных преоЬразовательных подстанций. Автореф. дис. канд. техн. наук, Свердловск, 1985, 23.с. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЦИТЫ ТРЕХФАЗНЫХ
КОНДЕНСАТОРНЫХ БАТАРЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для выявления количества поврежденных
„„SU„„, 1582268 А1
2 единичных конденсаторов (ЕК) в шунтовых и фильтровых конденсаторных батареях, (КБЫ и КБФ), состоящих из ЕК с ийдивидуальными внешними предохранителями. Цель изоЬретения - повышение надежности функционирования устройства для защиты трехфазных конденсаторных батарей путем контроля исправности цепей напряжения, связывающих конденсаторы отбора с входами устройства, а также исправности выпрямителей. Цель достигается тем, что в устройство для защиты конденсаторных батарей дополнительно введены трехвходовый сумматор 11, орган 12 минимального напряжения и орган 13 задержки появления сигнала. Когда повреждаются входные цепи устройства или возникает неисправность в любом из выпрямителей, то напряжение на выходе сумматора 11 искажается, орган
12 сраЬатывает и дает команду органу
13 на отсчет выдержки времени. После отсчета выдержки времени на выходе органа 13 формируется сигнал "Неисправность". 4 ил
1582268
Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использова-. но для выявления количества повреж5 денных единичных конденсаторов (EK) в шунтовых и фильтровых конденсаторных батареях (КБш и КБФ), состоящих из ЕК с индивидуальными внешними предохранителями (ИВП). 10
Целью изобретения является повышение надЕжности функционирования устройства для защиты трехфазных конденсаторных батарей путем контроля ,исправности цепей напряжения, связы вающих конденсаторы отбора с резис,торными делителями, а также исправ|ности выпрямителей.
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства при-! менительно к КБИ на фиг. 2 - временМ
,ные диаграммы, поясняющие работу уст1 ройства.
Устройство для защиты трехфазной 25 ,конденсаторной Ьатареи 1, подключен ной к питающим шинам через свой выклю чатель 2, содержит в каждой фазе изме,рительный трансформатор 3 напряжения ,(ТН), первый вывод первичной обмотки ЗО которого подключен к .промежуточной
,точке батареи, конденсатор 4 отбора, 1
;один вывод которого заземлен, а дру;гой соединен с вторым выводом первич" ,;ной обмотки ТН 3, резисторный. дели" тель 5 напряжения, средняя точка ко" торого соединена с входом однополупериодного активного выпрямителя 6 и первым входом двухвходового сумматора 7, выход которого соединен с пос-.4 ледовательно включенными органом 8. максимального напряжения, органом 9 задержки появления сигнала и сигнальным элементом 10, образующими три одинаковых канала, верхняя точка де- 41 лителя 5 соединена с конденсатором 4, трехвходовой сумматор 11 входы ко" торого соединены с упомянутыми вхо" дами выпрямителей 6, орган 12 минимального напряжения, вход которого соединен с выходом сумматора 11, второй орган 13 задержки появления сигнала, вход которого соединен с выходом органа 12, а вход запрета пуска через элементы 14 согласования - с контактами реле положения
"Отключено" выключателя 2.
На фиг. 2-4 показаны временные диаграммы напряжения 15, 16, 17 на выходах выпрямителей 6, относящихся к фазам А, В, С соо-ветственно (приведены к выходу сумматора 11), выходного напряжения 18 сумматора 11, напряжения 19 срабатывания органа 12, выходного сигнала 20 органа 12, выходного сигнала 21 органа 13.
Устройство работает следующим образом.
В установившемся режиме работы КБШ при исправных .цепях устройства на конденсаторах 4 выделяются напряжения частоты 50 Гц незначительной величины (единицы вольт}, имеющие взаимный сдвиг по фазе, равный 120 . Эти напряжения через делители 5 подводятся к вхолам олнополупериодных выпрямителей 6, на выходах отрицательного выпрямления которых выделяются полуволны 1.5, 16 и 17 (фиг. 2) отрицательной полярности (одна полуволна одной фазы за период 20 мс), имею" щие также сдвиг, равный 120 (на фиг, 2 полуволны 15, 16, 17 имеют положительную полярность, поскольку приведены к выходу сумматора 11). Эти полуволны поступают на входы сумматора 11, на выходе которого выделяется напряжение 18, пульсации (провалы) которого незначительны. Минимальное мгновенное значение напряжения 18 больше уставки срабатывания органа 12, поэтому на выходе последнего удерживается сигнал логической единицы (сигнал "1"), на выходе органа 13 также сигнал "1".
В случае повреждения цепи связи конденсатора 4, относящегося к фазе А, например, с делителем 5 полуволна 15 исчезает (оЬрыв или глухое короткое замыкание (КЗ) на землю). В напряжении 18 появляется провал, длительность которого на уровне уставки органа 12 (напряжение срабатывания 19 равно 0,45 от амплитудного значения напряжения 18), например, составляет примерно 6,3 мс. Появившийся провал, периодически повторяющийся каждые
20 мс, вызывает срабатывание органа
12 который формирует на своем. выходе непрерывный сигнал логического нуля (сигнал "0"), запускающий орган 13 задержки появления сигнала. Орган
13, набрав выдержку времени (предназначена для отстройки от переходных режимов, возникающих при включении выключателя 2, пробоях ЕК, посадках напряжения на шинах при внешних
5 1582?
: КЗ и т.д.), формирует на своем выходе сигнал "0" (сигнал о возникновении неисправности).
Помимо глухих КЗ на землю или обрывов возможны другие виды поврежденйй цепей напряжения: междуфазные
КЗ и КЗ на землю через "сопротивление". На фиг. 3 показано выходное напряжение 18 сумматора 11 в режиме установившегося КЗ. между двумя Фазами. В этом случае длительность провалов на уровне уставки органа 12 за период составляет примерно 10 мс, т.е. орган 12 срабатывает также устойчиво.
На фиг. 4 показано выходное напряжение 18 сумматора 11 в режиме установившегося замыкания на землю цепи напряжения фазы А через "сопротивление", равное по модулю сопротивления конденсатора 4, В этом случае длительность провала на уровне уставки органа 12 за период составляет . примерно 6 мс. Следовательно, орган
12 срабатывает устойчиво.
В переходном режиме после пробоя какого-либо ЕК, например, возможны срабатывания органа 12 в течениедлительного времени, обусловленного
ЗО малой скоростью затухания процесса.
Для исключения появления сигнала "0" на выходе органа 13 его выдержка времени должна превышать возможную длительность указанного переходного процесса (переходные процессы в рассматриваемой схеме затухают с одинаковой скоростью при любых коммутациях в
- силовой части КБЫ).
Устройство для защиты трехфазных конденсаторных батарей, содержащее по числу фаз измерительные трансформаторы. напряжения, первый вывод первичной обмотки каждого из которых имеет первую клемму для подключения к промежуточной точке конденсаторной батареи, а второй соединен с первыми выводами конденсатора отбора и резисторного делителя напряжения, вторые выводы которых имеют клемму для подВ устройстве входными сигналами сумматора 11 являются выходные напряжения выпрямителей 6. Это исключает влияние входного сопротивления сумматора 11 на значение напряжения сра- 4> батывания при пробоях ЕК, поскольку необходимая мощность входных сигналов сумматора 11 обеспечивается источником напряжения +15 В. Указанное обстоятельство, кроме того, позволяет зафиксировать не только неисправности цепей связи конденсаторов 4 с делите" лями 5, но и неисправности, возникающие в выпрямителях 6 и приводящие к появлению. провалов в выходном напряжении сумматора
В Фильтрах высших гармоник содержится несколько трехфазных КБФ (по числу звеньев-фильтров).. Поэтому ко
68 6 личество устройств, выявляющих пробои
ЕК в фильтрах высших гармоник, пропорционально больше, чем в КБЫ. Количество входных цепей напряжения также соответственно Ьольше. Устройство может быть использовано также для защиты КБФ трехфазных многозвенных фильтров. Но для контроля неисправности всех входных цепей напряжения количество трехвходовых сумматоров 11 и органов минимального напряжения 12 должно соответствовать числу звеньев-фильтров, а выходы органов 12 должны быть соединены с входом органа 13 через логический элемент ИЛИ, что позволяет использовать один орган задержки появления сигнала
13 при лабом количестве звеньев-фильтров.
Поскольку на конденсаторах 4 КБШ и КБФ при отключении выключателя 2 напряжение уменьшается до нуля, то для исключения формирования сигнала о неисправности цепей напряжения (сигнал "0" на выходе органа 13) от реле положения "Отключено" выключателя 2 на вход запрета пуска органа
13 должен Ьыть подан сигнал логической единицы через промежуточные элементы согласования.
Таким образом, .использование изобретения позволяет повысить надежность функционирования устройства для защиты конденсаторных батарей с внешними предохранителями путем контроля исправности входных цепей напряжения и цепей входного элемента устройства, спосоЬствуя тем самым снижению вероятности незафиксированного пробоя
ЕК и повышению надежности функционирования соЬственно конденсаторных батарей.
Формула и зобретения
7 1582268 ключения к заземлению, средний вывод делителя напряжения соединен с первыми входами соответственно однополупериодного активного выпрямителя и двух-5 входового сумматора, второй вывод делителя соединен с вторым входом упомянутого выпрямителя, выход выпрямленного отрицательного напряжения которого соединен с вторым входом двухвходового сумматора, выход кото, рого череЗ последовательно включенные орган максимального напряжения и
, первый орган задержки появления сиг; нала соединен с входом сигнального, элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с. целью повышения надежности функционирования путем контроля исправности цепей напряжения, соединяющих конденсаторы отбора с ре- yg зисторными делителями, а. также исправности выпрямителей, дополнительно введены трехвходовой сумматор, фазные входы которого соединены с соответствующими выходами однополупериодных активных. выпрямителей,. орган минимального напряжения, вход которого соединен с выходом трехвходового сумматора, второй орган задержки появления сигнала, первый вход которого соединен с выходом органа минимального напряжения, а второй вход запрета пуска через элемент согласования - с контактами реле положения "Отключено" выключателя батареи, выход второго органа задерж-. ки появления сигнала включен в цепь сигнализации, 1582268
Составитель Ю. Постников
Редактор Н. Ывыдкая Техред JI.Îëèéíûê Корректор Т. Малер
Заказ 2093 Тираж 476 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва „ N-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101
