Устройство для защиты электроустановки постоянного тока от коротких замыканий

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электроустановок постоянного тока, состоящих из выпрямителя, контроллера, реактора и отходящих пиний. Целью изобретения является повышение надежности и чувствительности . В отходящей линии устанавливают датчик тока. Сигнал с его выхода поступает на вход блока дифференцирования , на выходе которого формируется сигИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электроустановок постоянного тока, состоящих из выпрямительного преобразователя, котроллера. реактора и отходящих линий. Известны устройства максимальной токоной защиты, реагирующие.на превышение заданного тока установки. нал, пропорциональный первой производной тока линии, поступающий на вход второго блока дифференцирования и одновременно на один из входов элемента сравнения. На выходе второго блока дифференцирования формируется сигнал, пропорциональный второй производной тока линии. В элементе сравнения они сравниваются по абсолютной величине. Когда уровень сигнала на выходе блока дифференцирования становится больше уровня сигнала на выходе второго блока дифференцирования , на выходе элемента сравнения появляется сигнал о наличии короткого замыкания , поступающей в блок формирования сигнала отключения. С его первого выхода сигнал отключения поступает в кон троллер, который производит снятие импульсов управления с выпрямителя. С второго выхода блока формирования сигнала отключения сигнал поступает в блок управления коммутационным аппаратом с задержкой времени, необходимой для закрытия тиристоров/Коммутационный аппарат в бестоковую паузу отключает линию, в которой произошло короткое замыкание. Затем подается питание на оставшиеся в работе линии. 2 ил. Однако устройства-имеют низкое быстродействие при отключении коротких замыканий . Известны устройства максимально-импульсной защиты, реагирующие на скорость нарастания тока, а также самонастраивающейся защиты, реагирующие на приращение тока. (Л С Х| О ю ho

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ социдлистических

РЕСПУБЛИК (505 Н 02 Н 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЬ4Л КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯ. Л И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4747217/07 (22) 09.10.89 (46) 07.01.92. Бюл. М 1 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта им. Я.M. Свердлова (72) Ю.M. Бей. В.Г. Зимовец, В.П. Неугодников и И.П. Неугодников (53) 621.316.925(088.8) (56) Федосеев А.M. Релейная защита электроэнергетических систем, релейная защита сетей. — M.: Энергоатомиздат, 1984.

Паперно Л.Б. Бесконтактные токовые защиты электроустановок. — М.: Энергоиздат. 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТ6! ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ

КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электроустановок постоянного тока. состоящих из выпрямителя. контроллера. реактора и отходящих линий. Целью изобретения является повышение надежности и чувствительности. В отходящей линии устанавливают датчик тока. Сигнал с его выхода поступает на вход блока дифференцирования, на выходе которого формируется сигИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электроустановок постоянного тока, состоящих из Bblпрямительного преобразователя, котроллера, реактора и отходящих линий.

Известны устройства максимальной токовой защиты. р агирующие.на превышение заданного тока установки.

Ы 1704212 А1 нал, пропорциональный первой производной тока линии, поступающий на вход второго блока дифференцирования и одновременно на один из входов элемента сравнения. На выходе второго блока дифференцирования формируется сигнал, п ропорциональный второй производной тока линии. В элементе сравнения они сравниваются по абсолютной величине. Когда уровень сигнала на выходе блока дифференцирования становится больше уровня сигнала на выходе второго блока дифференцирования, на выходе элемента сравнения появляется сигнал о наличии короткого замыкания, поступающий в блок формирования сигнала отключения. С его первого выхода сигнал отключения поступает в кон троллер, который производит снятие импульсов управления с выпрямителя, С второго выхода блока формирования сигнала отключения сигнал поступает в блок управления коммутационным аппаратом с задержкой времени, необходимой для закрытия тиристоров. Коммутационный аппарат в бестоковую паузу отключает линию, в которой произошло короткое замыкание.

Затем подается питание на оставшиеся в работе линии. 2 ил.

Однако устройства-имеют низкое быстродействие при отключении коротких замыканий.

Известны устройства максимально-импульсной защиты, реагирующие на скорость нарастания тока, а также самонастраивающейся защиты. реатирующие на приращение тока.

1 с0:(212 г, 10

30

З5

ГГ, (/,."с(а О с!!сп ссл:.;, . . с1 !! .t:P Ð" .3KÈ И/!И

Pt 33 i! 1 it ; tii !,, .i r! r - . („)ОВ ii-".CP",.,KL!

C Ir гс „с сс I I - Г . t - Т, с сс 1 С :. t °, И с i L I с! с (L с И I а(Ца((, :;:.:,-:, О(У! .: :: с.:.: .(,-са(< Ii . Г. /РОfK0t1,;1 tttri,. 1 !To i г,;,Со 1! r;,!OrñÑ С(! С-,с

T() .ii t сl ;t (уI t, (О;T!t .1;; с(-ига)/ (и.(у зффа! .TÓ:(I.t 13)СЯ У»ТГО (С О 33 .:al! I.",ЛСКтРОУст,i" ° Сс-,ни Г,С TO,:;;; :;a,; nn) r ай ИЗ

pfIF.p и)ель(-;ага; .:-;:;;03(ca(0,IF;. Контро I I -: 1:, .;, Tn,. i с, t,:.;".",/t(t;Coди,f арен(,()а:: :;.: б, OK -. -.-.Мен сваг(нения, при .-. 1 гкзг,",и,,>a . I,.y lал.ного блока ((<,, с г(ес» t с. ".". ., с" с, = "г)г.. вю(.С)(1 f (! itr ЛЮЧ..:Н K, С:О ".:, ::3 t,,С)/,," ..- r с =.It(a СРЗ:Н»(ИЯ, В(,(КС);., Oi ..l Го сд!1(сГ- С OH: Рс)/!ЛР УЭМ, с !ОС СТРОЙ Во Ос./!a а Т Г . (СОКИМ быст(:.-,.I; ..!âèåì lt по: Г.)лсявт исклю (ить

ЛОКК Н . СР;-.П(г! Iaaf . Я;:;..1 ВГЛ О IQÍ l!1 tia (.p)r3; t1 Ii1/I!! р03КО! 1 11ЗМс Нсс с)Ис1 Г!арса,1ат!)ОВ

tIaF р )с.".!

Ос(t ЗКО ЭТО УСТ(!Ой;-:. С) 051ЗДаат (;ЕДОСТЗ I O- СОИ Ч /ВС! Р(!ГОЛ С-НОГ -ТЬ!О И I(, ЕсКНОстью и не Обесп::,ив ° салех):.;".t огQ отклю I0.1и, ьсек стхсдя.!.ЬK ф:.* (ар„в. ссссо. 10 ТСсг() В " rr-г) О "-)/II ТНЬ(К уСтссг(ОВ ! с/К (С, . ас) С(!!Е уoiрс)й:/:" = СТЗНОВИТСЯ:; Vo нол; и,, „с . и . . (, Ол (;-сорб:, =" зн ь" . в cp,язи с

t(r 00r,i)/" ". . О:ДТ Ь !Г) и . .1 рслсИЯ ВЬ ОКИХ НЗПряit(0!! и I. I;с:." r.! Ор» c s cr,с -f Я Я .,ЗЩи Гь! От и 01) а i!: s! . с) Я же:-i!" с1, i ) о 0 Гас!!1И си.,a QT Оо/)сзс1 ь

С !сэс1" а ..= !! ИЯ ус с pO,"СТВЗ.

Цал:!o !(зс бр тен!;я . -/)яе)сfi повь;щен и е I у в:.. т ь Гт а i ь I (o с (L и н д,: j 0 tt t) cT I! 3 3 щ иты, I l ), .!)г, 1 предс(авл-.)f a (, у((кц!!О((гсль-! ЗЯ CХЕ-.-. -: УСТ; ОЙСТВЗ За;=с!1)Ы ЗЛЕКтРОУСта>!oar,L; l:octoяннОГО тдса. va фиг. 2 сс,ивгсс)" t ..l 3 аго работы. ) c tp3,c;atQ 3aIi(l1ты злектроуста !овки

ПОСТОЯ: iiОГО TOtKa, с",OC Ояц(: Й (сз ВЫП !fill тЕЛ(,н;,:,.: рв();))!С)ЗЗ.-,3ссс/)- (. К= ТрОЛЛЕра 2, ра,! с;Т.:1 =. 8 !с П О(КО/;.) Гц" .)нс(Г(i! 1 .../с1(П), сп ", с;;; ., Г) к; с,a i o!J oi ) -((". i Отхо/1я в(IK ill! ,:,й y,-.; Iaa с,),", .р.:!;.т ii..) tILIK 1 TQKa, C jO a f) r! 0 i i: l .t i б: . .О ), 8 ф О р l .: l . В с/1) И Л С (, ГНЗЛЗ

ОТ;ЛК Е 1,";, бяо", 9;Пр .:-, -"1/(KO!rtt)у,ацИ,)!(НЬi(„ ;,," С: с!, " Л1, КС .1 с,(1аi."i- I!! aF)(laрат 1,, по, кл(счзю...:Й ".инно к ьыпря, -:.;"" .Ьн.,л)у .,"..::. (Г-:. Ова(а/!(О. ДатЧ!1К /1 (с: с! Вк/(С.зс! Ii В .:: -.". Ю L /Г)Ь /с:,с(с.1 .1, ()Ыкод,",: !!(К ) ТОКа Г ",,, " ..:с(): ". КО lу 0flor!а 5 д;;, . » (1рав-: -! .::Х(с,.; о-сро;о !

)с !СЦ!С . Чс(" 1 (С с,. - - СO i,.1!!O. с/ Iiз !

tX(",О:; с--;,Iai!T f Ct t ii I" t3! >Op liftrpo

t n (ССЗ :,, t " :tt, ":) - 3 С". . д!!)саН C .сс)У(., с <, -,ГЕ. Ска(с, с Г С .,: iinti 1,! В; Кдсс которой саадиti(ii с (Гходом блока 8 формиРсЗс)a НИЯ ГИ Hñ)/!a О! КЛ ЮЧОН ИЯ. (1!а !)ВЫЙ ВЫХОД б/(Ока 8 фо )с)иРования сиГ! IFI/!;) Откл(Очс ((!1с!

Г(одкл(оче(к контроллеру ?, а 0(o в)орои ()код подклк)чен к блоку 9 управлени>! Kt,)K!(-)ута,!1() 1(н)(м а ..;;;) рато" 10. ! !ри K(il)O Ãi.(с," с ЗЗМЬ(КЗНИИ El ЛИН11И ИЛИ ."F д,,КЛЮЧС(ГИИ (са руЗКИ ТС)К 11 В ЦЕПИ ВОЗраС("ОТ ОГ tiaiiсзлЬНОГО ЗНа (СНИЯ I! ДО НОВОГО )r T IIIOrsLI(SIIJ0POCL! ЗНЗЧ0НИЯ (2 По ЭКСПОН(.Нц сальному закону

1= (1 ((2 !1)(1 0 ), ГДЕ т ПОСТОЯ ННaЯ ВРЕМЕНИ, ППРассЕЛLIамаЯ от.- ошаниам инду ктивности к акти внол)у соП .)О! ИЕ!ЛЕНИЮ 4СПИ.

Ток в линии контролируе)ся датчикол) 1, С:)гнал с 0f o Ghtxofia f)ocтуг)ае Па вход блока

5 дифференцирг)1)а)сия, на выходе которого фор()ируется сигнал 12, пропорциональный первоЙ производной ток;) линии, равный 2. — — ((2 (1) 0

dt т

На (ыходе вТорого блока 6дифферанцирс,!)ания формируется сигнал 13, пропорциQl. a i ьн61!1 второй произвол но!1 тока ill!н!(и. равный

{(2 I i) 0 (i 1 1

cl t гге v. — козффицие! т пропорциональности.

В сх0м0 7 сраьч ения дан(гь(е сигналы сравtI!1Jàþãc); по абсол!оTíой величине. Г сгда уровень сиг(!ала на выходе блока 5 дйффар-Нц!)рОВС(НИЛ СтаНОВИтСЯ бОЛЬШЕ fiO аб ОЛЮтНОЙ 0 Лис!Ина уроеня СИГНаЛа На ВЫходе второ(о 5/loKa 5 дифференцирования, на ьыхгда эл(/мента 1 срав((ения появляется

cL,гнал 14 о наличии короткого замь!кани„, г!Оступаюьцl! Ll в б/(О)(8 форм )рования с!)Гнала от(:лючения. С псрвого г)ы <ода блока

8 сигнал 15 откл(очения поступает в контроллер 2, который производит сняТИЕ !1МПУЛЬСОВ УПРс!ВЛаниЯ С T«PИСТОРОВ вь —.рямител.лого праобразог/атолл. С f)TOpO О ВЫХОда б сока 8 OT КЛЮЧЗЮЩИИ С!IГНЗЛ посзупаат в Р: QK 9 управления коммут;цио!" ым аппарато(с зад»рх(кой врал)е!(!1, наобхпдимои для закрытия тиристоров пр=сбра)ова аля после снятия и(;пульсоь у))сзвлания. (О()мутациоиный аппарат 10 в бес и-кс вую паузу откл(оча т fl!1!!I!fo, в которой про;зо(()ло корот ое За()ыкл(в!e, Ззтел)

Г!о, .(;Tcя fti,,TQ!Jl!0 i

Ли(:)LI.

В злектроусг;(!(Овке с неуп; звляе((ь м (Д (: Qt t! М) ВЫ С: П I (111) t! f Е 1 F! 0 r)!i I i LI В((КОД б tc I () а )м!! I)a! !it t t !i! cllгt ia to!I 01 клксчааtill С <.: .> СЯ ti! ;:-I,I(.LI Tt)OЕ:! I (НЬI! ) С Р! С)(to

1704212 го выхода этого блока отключающий сигнал поступает на вход блока 9 управления коммутационным аппаратом беэ задержки времени.

Условие срабатывания устройства за- 5 щиты электроустановки представим в виде или после преобразований имеем

IKI

При дктивнои или аКТ аНо-индуктивнои 15 нагрузке постоянная времени тк при коротком замыкании всегда будет больше постоянной времени I при включении нагрузки или резком изменении параметров нагрузки.

Если выбрать коэффициент пропорциональности из условия

Гн<К<тк. то устоойство защиты надежно срабатывает при коротких замыканиях и не реагирует на броски тока при включении нагрузки или резком изменении параметров нагрузки.

При этом устройство защиты обеспечивает селективное отключение той линии, на которой произошло короткое замыкание. при сохранении питания на других линиях, подключенных к электроустановке, Таким образом, предлагаемое устройство защиты электроустановки постоянного тока имеет расширенные функциональные возможности и область применения, Формула изобретения

Устройство для защиты электроустановки постоянного тока.от коротких замыканий, содержащее датчик контролируемого параметра, предназначенный для включения в цепь отходящих фидеров, выход которого соединен с входом первого блока дифференцирования, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала отключения, первый выход которого предназначен для соединения с одним из входов блока управления преобразователем. и блок управления коммутационным аппаратом фидера, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения чувствительности дополнительно введен второй блок дифференцирования, включенный между выходом первого блока дифференцирования и вторым входом элемента сравнения, при этом второй выход блока форМирования сигнала отключения подключен к входу блока управления коммутационным аппаратом фидера.

1ЛИ212 с%

g ФФ й

4 8сгк

5 Ач.

f 7 Йн. Риг. 2

Составитель B. Зимаков

Редактор Н. Лазаренко Техред M,Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ бб Тираж Подписное

ОНИ . ЯИ Госудасс; вен жо к: -;итета по изобретением и открытием при ГКНТ СССР

113С ..5. Е с кое, Ж-35, Раувская наб., 4/5

Про, зводстаснно-иэдательс. кий комбина "Патент", г. У.кгород, ул.Гагарина, 101

I

Е