Устройство для токовой защиты от междуфазного короткого замыкания трехфазной электроустановки с автоматическим повторным включением

 

Изобретение относится к энергетике, а именно к релейной токовой защите трехфазной электроустановки, Цель изобретения - повышение надежности функционирования путем исключения ложных отключений при обрывах фаз линии. Для этого в устройство дополнительно введены три пороговых элемента , три элемента И, элемент ВРЕМЯ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ. 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 Н 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

t2 = узап+ ЛС;

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (61) 1238187 (21) 4649155/07 (22) 13.02.89 (46) 23.10.91. Бюл. ¹ 39 (71) Павлодарский индустриальный институт (72) M.ß.Êëåöåëü, К.И.Никитин и В.В.Челпаченко (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1238187, кл. Н 02 Н 3/08, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ОТ МЕЖДУФАЗНОГО КОРОТКОГО 3АИзобретение относится к энергетике, а именно к релейной токовой защите трехфазной электроустановки с автоматическим повторным включением (АПВ), может найти применение для защиты шинопроводов с ответвлениями и является усовершенствованием устройства по авт.св, ¹ 1238187.

Цель изобретения — повышение надежности функционирования путем исключения ложных отключений при обрывах фаз линии.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит измерительные органы 1-6, пусковые органы 7-9, выполненные в виде реле максимального тока, элементы ВРЕМЯ 10 — 20, элементы ИЛИ 21—

28, элементы НЕ 29 — 31, элементы И 32-42, элементы ПАМЯТЬ 43-46, исполнительный орган 47.

Устройство также содержит пороговые элементы 48-50, элементы И 51-53, элемент

ИЛИ-НЕ 54, элемент ВРЕМЯ 55, элемент

„„. Ж„„168657О А2

МЫКАНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПОВТОРНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ (57) Изобретение относится к энергетике, а именно к релейной токовой защите трехфазной электроустановки. Цель изобретения— повышение надежности функционирования путем исключения ложных отключений при обрывах фаз линии. Для этого в устройство дополнительно введены три пороговых элемента, три элемента И, элемент ВРЕМЯ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ вЂ” НЕ. 1 ил.

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 56, реле 57 — 59 положения "Включено" и реле 60 положения "Отключено", выключатели 61 — 63 фаз.

Устройство работает следующим образом.

Время работы элементов ВРЕМЯ 10-12

t1 = Т+2 A t; время работы элементов ВРЕМЯ 13 и 14 время работы элемента ВРЕМЯ 20 тз=1зап+3 Л t; время работы элемента ВРЕМЯ 15

Т4 = Тоткп+ Л 12; время работы элемента ВРЕМЯ 16

1686570

t5 САПВ+твкл At1 время работы элементов ВРЕМЯ 17 — 19 т6 тоткл + Лт1: время работы элемента ВРЕМЯ 55

t7 = тзвп + 4 A t1, где t»< — время самозапуска нагрузки линии;

Лт1 — время запаса, Лt1== 0,5 с;

Лт2 — время запаса, Ь|г == 0,1 с;

town — время отключения выключателя линии; тАпв — выдержка времени АПВ; твкл — время включения выключателя линии, В режиме холостого хода защищаемой линии пусковые и измерительные органы не приходят в действие, При возникновении короткого замыкания срабатывают токовые органы 2 или 1 и пусковой орган 7. В дальнейшем работа схемы рассматривается применительно к токовым пусковым и измерительным органам.

На выходе элемента И 32 появляется сигнал, который присутствует там до тех пор, пока не доработает элемент 10, время задержки которого, как и время задержки элементов 11 и 12, больше времени задержки элемента 13.

Элемент-13 подает сигнал на один из входов элемента И 41, на другом входе которого сигнал уже присутствует (он подается через время тз> t1 после включения выключателя), в результате срабатывает исполнительный орган 47. При увеличении тока нагрузки с холостого хода до величины, достаточной для срабатывания пускового органа 7 (уставка срабатывания органа 7 меньше уставок срабатывания токовых органов 1 и 2), происходит переключение уставки срабатывания защиты. Элемент 10 приходит в действие и через выдержку времени посылает сигнал в элемент НЕ 29, на выходе которого сигнал исчезает. B дальнейшем срабатывание органов 1 и 2, имеющих ток срабатывания, значительно меньший номиналыного, при увеличении тока нагрузки или возникновении короткого замыкания не приводит к появлению сигнала на выходе элемента И 32. При возникновении обрыва однсй из фаз линии устройство не работает, так как ток остался на прежнем уровне.

Если ток нагрузки не превышает ток срабатывания пускового органа 8, то на вы35 Если в линии имеется ток нагрузки, воэник обрыв одной иэ фаз, например А, ток в неповрежденных фазах возрастает в Л раза, но устройство не сработает, так как пороговый элемент фазы А вернется в исходное положение. На выходе элемента И

51 появится логическая единица, которая при поступлении на первый вход ИЛИ-НЕ

54 переключит его в нулевое состояние и заблокирует элементы И 32 и 33 на время тт работы элемента ВРЕМЯ 55. Последняя ступень защиты не блокируется, а пусковой орган отстраивается от тока VS!я, где 1я— номинальный ток, Это обеспечивает работоспособность устройства при КЗ за трансформатором в режиме работы двумя фазами.

При включении линии на устойчивое короткое замыкание срабатывают токовые и пусковые органы, например, 1 или 2 и 7. На выходе элемента И 32 появляется сигнал, как и в предыдущем случае. Элемент BPEMR 20 задерживает подачу сигнала на элемент 41 в течение времени тз> t1, После того, как элемент ВРЕМЯ 20 доработал, а корот5

30 ходе элементов НЕ 30 и 31 присутствует сигнал, При возникновении короткого замыГ кания при такой нагрузке срабатывает токовый орган 3 или 4 (уставка срабатывания каждого из них превосходит уставку срабатывания токовых органов 1 и 2). На выходе элемента 14 появляется сигнал и через выдержку времени элемента происходит отключение выключателя. Если ток нагрузки больше тока срабатывания пускового органа 8, но меньше тока срабатывания пускового органа 9, на выходе элементов 29 и 30 сигнал отсутствует, а на выходе элемента

31 — присутствует, При коротком замыкании срабатывают токовые органы 5 и 6 (уставки срабатывания которых больше, чем уставки органов 3 и 4), На оба входа элемента И 34 поступают сигналы и защита отключает выключатель. При включении нагруженной линии от ключа управления возможно срабатывание токовых органов (от пусковых токов нагрузки), например, 1 и 2, и, следовательно, появление сигнала на выходе элемента И 32, Однако выключатель не отключается, так как элемент ВРЕМЯ 20 задерживает подачу сигнала на элементы 41 и

42 в течение тз> т1 и нет сигналов на выходе элементов И 38 — 40, так как на входах этих элементов нет сигнала от элемента ПАМЯТЬ

43 (АПВ не работает), а через время элемент

10 снимает сигнал на выходе 32. К этому времени пуск всех двигателей нагрузки заканчивается и схема принимает исходное положение, 1686570

20

30

-кое замыкание не устранилось, токовые органы 1 или 2 остаются сработанными. Оста. ется сработанным элемент ИЛИ 21 и на выходе элемента И 42 появляется сигнал, так как на двух его входах имеются сигналы, а на инверсном — отсутствует, элемент

ВРЕМЯ 15 подает сигнал лишь через время

t4. За это время исполнительный орган 47 успевает отключить выключатель.

При отключении линии по любым причинам срабатывает реле 60 положения "Отключено" и подает сигналы на инверсные входы элементов И 35 — 37, предотвращая запоминание сигнала, появляющегося с выхода элементов HE 29-31 в момент отключения выключателя, если таковой до отключения отсутствовал, Элементы 17 — 19 обеспечивают необходимую задержку появления этого сигнала до срабатывания реле

60 положения "Отключено".

Затем начинает работать элемент ВРЕМЯ 16 и по истечении времени t5 (если за это время линия не включится от АПВ) стирает память элементов 38 — 40.

Если АПВ включает линию и до отключения нагрузка на линии такая, что срабатывает пусковой орган 7 и не срабатывают органы 8 и 9, то на выходе элемента ПАМЯТЬ 44 сигнала нет, а на выходах элементов ПАМЯТЬ 45 и 46 есть. До отключения на первый вход элемента 35 не поступает сигнал от элемента 29, а на аналогичные входы элементов 36 и 37 он поступает от элементов

30 и 31, причем на инверсный вход каждого из элементов 36 и 37 сигнал от реле положения "Отключено" не поступает, Не поступают сигналы и на элементы 25 и 26, стирающие память, Если в рассмотренном случае линия включается от АПВ на устойчивое короткое замыкание, срабатывают токовые органы 14, На выходах элементов И 38 и 40 сигналов нет, а на выходе элемента И 39 появляется сигнал, так как на всех его входах имеются сигналы, и через время элемента ВРЕМЯ 14 выключатель отключается. При успешном

АПВ токовые органы 1 — 4 могут сработать оттока самозапуска нагрузки линии. Но отключения линии не происходит потому, что в течение времени работы элемента ВРЕ35

МЯ 14 происходит самозапуск, ток уменьшается и токовые ооганы 3 и 4 (возможно 1 и 2) возвращаются в исходное положение, а на элемент ПАМЯТЬ 43 через тз подается стирающий сигнал. Если линия отключается от ключа управления, то АПВ не работает, на выходе ПАМЯТЬ 43 сигнала нет, и через время ts осуществляется сброс памяти элементов 44 — 46 через элементы

ИЛИ 24 — 26:

Таким образом, устройство может работать при токах короткого замыкания, значительно меньших номинального тока линии, и не срабатывает ложно после действия

АПВ, включения выключателя на нагрузку и при обрыве одной из фаз линии.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты от междуфазного короткого замыкания трехфаэной электроустановки с автоматическим повторным включением (АПВ) по авт, св.

hb 1238187, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем исключения ложных отключений при обрывах фаз линии, в него дополнительно введены три пороговых элемента, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый элементы И, последовательно соединенные элемент ИЛИ-НЕ, одиннадцатый элемент ВРЕМЯ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ вЂ” НЕ, при этом входы первого, второго и третьего пороговых элементов подключены к вторичной обмотке трансформатора тока соответствующей фазы, их инверсные выходы подключены к первым входам соответственно двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого элементов И, к вторым входам которых подключены выходы реле положения

"Включено" выключателей соответствующих фаз, выходы двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого элементов И подключены соответственно к первому, второму и третьему входам элемента

ИЛИ-НЕ, выход которого также подключен к второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к третьим входам первого и второго элементов И.

1686570

Редактор Л,Гратилло

Заказ 3604 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета па изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

On

АП

Составитель Л,Воропаева

Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун