Устройство для токовой защиты линии электропередачи с односторонним питанием

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты линий электропередач от замыканий между фазами и на землю в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования по надежности срабатывания и когда для реализации се- . лективности выдержки времени недопустимы. Цель изобретения - исключение отказа защиты при обрыве канала связи-с невысоким сопротивлением его. изоляции. Поставленная цель достигается тем, что осуществляется контроль за передачей постоянного оперативного тока в направлении, противоположном направлению передачи силовой энергии. 1 ил.^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

- СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Н 02 Н 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4626776/07 (22) 26.12,88 (46) 15.02,92. Бюл. М 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования (72) Ф.А. Айда ро в, В. И. 3 а дорож н ы и и

А.Г.Мнухин (53) 621.316.926(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1035710, кл. Н 02 Н. 3/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР.

N 1032514, кл, Н 02 Н 3/30, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты линий электропередач от замыканий между фазами и на землю в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования по надежности срабатывания и когда для реализации селективности выдержки времени недопустимы.

Известно устройство селективной защиты линии от токов короткого замыкания, содержащее на смежных участках полукомплекты защиты на трансформаторах тока, реле и максимальном расцепителе и проводный канал связи с источником постоянного напряжения, гальванически разделяющим полукомплекты. Обменом информацией о величи».SU 1713009 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты линий электропередач от замыканий между фазами и на землю в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования по надежности срабатывания и когда для реализации се, лективности выдержки времени недопустимы. Цель изобретения — исключение отказа защиты при обрыве канала связи с невысоким сопротивлением его, изоляции. Поставленная цель достигается тем, что осуществляется контроль за передачей постоянгного оперативного тока в направлении, противоположном направлению передачи силовой энергии. 1 ил.

° и не вторичных токов, осуществляемым проводным каналом связи, выявляется повреж° щи денный участок сети.

Недостатком устройства, и репятствую- (А щим применению в подземных сетях горно- С) добывающих предприятий, является . () снижение надежности срабатывания при. с0 обрыве канала связи, сопровождающегося одновременным к.з. в защищаемой линии, что является вполне возможным при веде- .

° аай нии взрывных работ, повреждениях сети движущимся транспортом, Наиболее близким к предлагаемому яв-., ляется устройство для токовой защиты линии электропередачи с односторонним питанием, содержащее на смежных участках полукомплекты защиты, предназначен1713009

40

55 ные для установки на противоположных концах линии,.связанные проводным каналом связи и каждый из которых выполнен в виде трансформатора тока линии, вторичная обмотка которого связана с выпрямите. лем, к выходу которого подключены конденсатор и усилитель постоянного тока, к выходу последнего подключен реагирующий орган, исполнительного органа, подключенного к вторичной обмотке трансформатора тока линии, транзисторного усилителя, база-эмиттерный переход которого зашунтирован резистором, реле контроля, источника постоянного напряжения, стабилитрона и коммутатора.

Недостаток этого устройства состоит в возможности отказов при обрыве канала связи с невысоким сопротивлением изоляции при условии, что обрыв происходит вблизи приемного конца защищаемой линии.

При к.з. в зоне действия только полукомплекта и обрыве канала связи вблизи приемного конца защищаемой линии реле контроля канала связи отпадает и срабатывает исполнительный орган, который воздействует на аппарат отключения. Если же сопротивление изоляции канала связи не превышает сопротивление резистора,, а обрыв отсутствует, то исполнительный орган срабатывает независимо от места к.з, в линии, т.е. не обеспечивается селективность.

При одновременной снижении сопротивления изоляции до величины, превышающей сопротивление резистора, и обрыве канала связи вблизи приемного конца защищаемой линии отключения к.з. полукомплектом защиты не происходит, так кэк в цепь исполнительного органа вместо сопротивления включается сопротивление изоляции канала связи, поэтому реле не отпадает, а исполнительный орган не срабатывает, Следовательно, имеет место отказ в срабатывании защиты, что для взрывоопасных помещений (шахта, рудни } особенно опасно и недопустимо.

Целью предлагаемого изобретения является исключение отказа защиты при обрыве канала связи с невысоким сопротивлением его изоляции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для токовой защиты линии электропередачи с односторонним питанием, содержащем на смежных участках полукомплекты защиты, предназначенные для установки на противоположных концах линии, связанные проводным каналом связи и каждый из которых выполнен в виде трансформатора тока линии, вторичная обмотка

30 которого связана с выпрямителем, к выходу которого подключены параллельно соединенные конденсатор и усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен первый вывод обмотки реагирующего органа, размыкающий контакт которого включен параллельно обмотке исполнительного органа, подключенного к вторичной обмотке трансформатора тока линии, транзисторного усилителя, база-эмиттерный переход которого зашунтирован резистором, а коллектор соединен с первым выводом обмотки реле контроля с замыкающим контактом, источника постоянного напряжения, стабилитрона и коммутатора, последний выполнен в виде оптрона, светоизлучатель ко-орого включен между опорным выводом обмотки реагирующего и вторым выводом обмотки реле контроля, подключенного к первому выводу выпрямителя, к второму suводу которого подключен эмиттер транзисторного усилителя, база. которого через стабилитрон и резистор подключена к выходу канала связи, выход источника постоянного напряжения через светоприемник подключен к выходу канала связи на стороне приемного конца линии, замыкающий конТакт реле контроля подключен,параллельно рэзмыкающему контакту реагирующего органа, Однолинейная схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Устройство содержит полукомплекты 1 и 2 защиты, установленные на противоположных концах линии электропередачи 3 и связанные проводным каналом связи 4.

Каждый полукомплект выполнен в виде трансформатора тока линии 5, выпрямителя

6, конденсатора 7, усилителя постоянного тока 8, реагирующего органа 9 с размыкающим контактом 10. исполнительного органа

11, транзисторного усилителя 12 с резистором 13, шунтирующим его база-эмиттерный переход, реле контроля 14 с контактом 15, источника постоянного напряжения 16, стабилитронэ 17 и коммутатора 18, выполненного в виде оптрона.

Как видно из приведенной схемы,источник постоянного напряжения 16 полукомплекта защиты 2 соединен с каналом связи 4 через светоприемник оптрона 18 в конце защищаемой линии 3, в начале которой база транзисторного усилителя 12 полукомплекта защиты 1 через стабилитрон 17 и резистор 13 подключена к входу канала связи 4, светоизлучатель оптрона 18 включен, в цепь обмотки реагирующего органа 9, а замыкающий 15 и размыкающий 10 контакты соответственно реле контроля 14 и

1713009

30

45

55 реагирующего органа 9 включены параллельно исполнительному органу 11.

Устройство работает следующим образом, При наличии в защищаемой линии напряжения и отсутствии замыканий между фазами и на землю ток в проводном канале связи 4 не течет, несмотря на наличие постоянного напряжения в источнике 16, Причина — запертое состояние коммутатора 18, который не открывается, потому что заперт транзисторный усилитель 12 из-за отсутст- вия или недостаточной величины тока в трансформаторе 5. Размыкающий контакт

10 реагирующего органа 9 остается замкнутым, шунтируя тем самым исполнительный орган 11.

При коротком замыкании е защищаемой линии (точка К1) вторичный ток трансформатора 5 полукомплекта 1 достигает величины, достаточной для переключения усилителя постоянного тока 8, Открываясь, он tåì самым замыкает часть выпрямленносо вторичного реле тока через вход оптрона

18 и реагирующий орган 9, Поэтому размыкающий контакт 10 последнего размыкается, дешунтируя тем самым максимальный расцепитель 11, благодаря срабатыванию которого производится отключение тока к.з в линии. Транзисторный усилитель 12 в этом режиме остается запертым по причине отсутствия тока в канале связи 4, так как оптрон 18 полукомплекта 2 и управляющий им усилитель 8 закрыты, а замыкающий контакт 15 разомкнутым.

При коротком замыкании в точке К2 сначала открываются усилители 8 обоих полукомплектов 1 и 2. а спустя десяток микросекунд и оба оптрона 18, Замыкающийся bio проводному каналу связи 4 постоянный ток открывает поэтому транзисторный усилитель 12 полукомплекта

1, которым подключается к выпрямителю 5 реле контроля 14. Последнее срабатывает и замыкает свой контакт 15 практически одновременно с размыканием контакта 10 реагирующего органа 9. Исполнительный орган 11 полукомплекта 1 поэтому остается зашунтированным контактом 15 и операцию отключения произвести не может, Иначе обстоит с исполнительным органом 11 полукомплекта 2, который дешунтируется размыкающимся контактом 1Ореагирующего органа 9, так как замыкающийся контакт

15, принадлежащий реле контроля 14, не замыкается по причине отсутствия токе в канале связи 4, связывающего полукомплект защиты 2 с полукомплектбь. защиты, установленным далее вдоль линии.

15 через вход транзисторного усилителя 12 превышало время отключения тока к.з., не превышающего согласно стандарту СЭВ СТ

СЭВ 3462-81 0,2 с, Для выполнения защитного отключения по схеме, изображенной на чертеже, необходимо, чтобы мощность трансформаторов тока была достаточной для приведения в действие механической системы исполнительного органа. В тех случаях, когда исполнительный орган требует от источника энергию, которую трансформаторы тока выработать не в состоянии, вместо схемы дешунтирования прибегают к питанию исполнительного органа от энергии предварительна заряженного конденсатора или автойомноко источника напряжения. Предложенным техническим решением достигается поставленная цель и в этом случае. Для

I.

Следовательно, построенная таким образом схема максимальной токовой защиты обладает продольной селективностью, которая достигается без введения выдержки времени.

При обрыве канала связи 4 между полукомплектами 1 и 2 транзисторный усилитель 12 лишается тока смещения входа, вследствие чего реле контроля 14 сработать не может. Его контакт 15 поэтому остается разомкнутым и не препятствует срабатыванию исполнительного органа 11.

Такой же результат имеет место при ко- ротком замыкании в проводном канале связи 4, потому что вход усилителя 12 и в этом режиме лишается тока смещения.

Снижение сопротивления изоляции в проводном канале связи сопровождается снижением тока смещения входа усилителя

12. Однако несмотря на это,устройство продолжает функционировать селективно благодаря высокому коэффициенту усиления усилителя 12. И только в том случае, когда падение напряжения на сопротивлении изоляции канала связи.окажется меньшим напряжения пробоя стабилитрона 17 усилитель 12 при к.з, в защищаемой линии останется запертым, а реле контроля 14— лишенным возможности срабатывать.

Не сопровождается отказами функционирования и обрыв канала связи в сочетании с невысоким сопротивлением изоляции при любом их взаимном размещении.

Режим тока короткого замыкания сопровождается, как известно, снижением напряжения в сети, вследствие чего возможно при определенных условиях снижение и постоянного напряжения в источнике 16; Чтобы упредить это, емкость конденсатора в источнике постоянного напряжения 16 вы бирается такой, чтобы время его разряда

1713009 этого размыкающий контакт реле контроля включается последовательно с замыкающим контактом реагирующего органа и максимальным расцепителем.

Таким образом, благодаря контролю за передачей постоянного оперативного тока в направлении, противоположном направлению передачи силовой энергии. любые повреждения каналов связи не сопровождаются отказами функцйонирования защиты, структурные связи в которой построены по изложенной выше схеме.

Формул а изобретен ия

Устройство для токовой защиты линии электропередачи с односторонним питанием, содержа(цее полукомплекты защиты, предназначенные для установки на противоположных концах линии, связанные проводным каналом связи и каждый из которых выполнен в виде трансформатора тока линии. вторичная обмотка которого связана с выпрямителем, к выходу которого подключены параллельно соединенные конденсатор и усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен первый вывод обмотки реагирующего органа. размыкающий контакт которого включен параллельно обмотке исполнительного органа, подключенного к вторичной обмотке трансформатора тока линии, транзисторного усилителя, база5 эмиттерный переход которого зашунтирован резистором, а коллектор соединен с первым выводом обмотки реле контроля с замыкающим контактом, источника постоянного напряжения, стабилитрона и комму10 татора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью исключения отказа защиты при обрыве канала связи с невысоким сопротивлением его изоляции, коммутатор выполнен в виде оптрона, светоизлучатель которого включен

15 между вторым выводом обмотки реагирующего органа и вторым выводом обмотки реле контроля, подключенным к первому выводу выпрямителя, к второму выводу которого подключен эмиттер транзисторного

-20 . усилителя, база которого через стабилитрон и резистор подключена к входу. канале связи, выход источника AocTGAkHol0 напряжения через светоприемник оптрона подключен к выходу канала связи на сторо25 не приемного конца линии, замыкающий контакт реле контроля подключен параллельно размыкающему контакту реагирую- щего органа.

1713009