Устройство для защиты от несимметрии фазных токов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11), 445097 (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 09. И.72 (21) l844475/24 (51) М Кл.

Н 02/ 7/08 с присоединением заявки—

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изооретений н открытий (32) Приоритето†(ЬЗ) УДК Е2? 3I6, .925(088ф8) Опубликованс30,09,74Бтоллетень № З6 (45) .Дата опубликования описанияХ5. I2, 7

Л.Б.Паперно, И.А.Перельман и Б.С.Пороцкий (72) Авторы изобретения

Рижский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТНЗЙТВО ДЕЯ ЗЯИТЫ ОТ НЕСИЬППТРИИ ФАЖЫХ

Т0Н0В

Изобретение относится к релейной защите трехфазных электрических сетей и электроприемников, в частности электродвигателей.

Известны устройства защиты от несимметрии фазных токов (напряжений), основанные на выделении перемейной составляющей из напряжения на выходе трехфазного двухполупериодного выпрямительного моста, питаемого -от датчиков тока (напряжения}. Принцип действия устройства заключается в срабатывании реагирующего органа при возрастании уровня действующего значения переменной составляющей, что имеет место в случае возникновения несимметрии.

Цель изобретения — повышение быстродействия защиты GT нессим- 20 метрии фазных токов, в которой осуществляется выделение переменной составляюшей напряжения, выпрямленного трехфазным двухйолупериодным выпрями ельным мостом, питаемым от датчиков Фазных токов.

В предлагаемом устройстве эта цель достигается введением дополнительных элементов: нуль-индикатора, схемы сравнения времени совпадения с заданным диода и логического элемента иИ". Элементы включаются таким образом, что в защите осуществляется cpasнение полупериода пульсации переменной составляющей выпрямленного напряжения с заданным временем и в случае превышения полупериодом пульсации заданного времени на выходе защиты появляется импульсный сигнал. Заданное время выбирается так, чтобы оно было больше полуперйода пульсации в трехфазном симметричном режиме и меньше полупериода пульсации в режиме обрыва одной фазы.

Благодаря включению входа нуль-индикатора соответствующей полярностью, а также наличию диода и логического элемента "И" исключается возможность ложного срабатывания защиты при переходных процессах в цепях защиты в

44г!оц7

В моменты, когда знак производной отрицателен, про::.сходит разряд конденсатора 8. При направ-. моменты включения и отключения электроустановки.

На фиг. i приведена схема защиты; на фиг. — диаграммы токов; на фиг. 3 — диаграммы напряженйй на элементах схемы.

В устройство защиты (см.фиг.

1) входят трансформаторы тока 1, ."-,Я, нагруженные на активные сойротйвления и включенные в каждую 1азу. Вторичные обмотки трансформаторов тока, соединенные в звезду, подключены к трехфазному двухполупериодному выпрямительному мосту М, на выходе которого через диод 5 и реэис тор б включена цепь дифференцирова- ния выпрямленного í ïðÿæåíèÿ — резистор 7 и конденсатор 8. Конденсатор 8 связан с входом нуль-индикатора 9. На выходе нуль-индикатора 9 находится схема сравнения

10 времени сохранения знака производной выпрямленного напряжения с заданным временем. Выход схемы сравнения ХО соединен с первым входом логического элемента "И", а второй вход элемента И через резистор 12 соединен с выпрямительным мостом М. С выхода логического элемент" И снимается импульсный сигнал на отключение установки. ц нормальном режиме работы защищаемой электроустановки по вторичным обмоткам трансформаторов тока 1,2,З протекает симметричная система токов 5 пропорциональная токам нагрузкй, электроустановки и обозначенная 1, ; . - на фиг. 2а. При этом на выходе выпрнмйтельного моста Ф выпрямленное напряжение (см. фиг. 2б) состоит из постоянной и переме4 ной составляющих, причем переменная составляющая содержит в основном, шестую гармонику (З00 гц). Переменная составляющая выпрямленного напряжения выделяется на цепи дифференцирования — конденсаторе ь, который заряжается и разряжается через нуль-индикатор 9 и резистор

7 с частотой З00 гц. На фиг. 2,в показана кривая пройзводной выпрямленного напряжения и обозначенная 4,С ток конденсатора. При дан- м ной частоте пульсации переменной составляющеИ время сохранения знака производноИ составляет

$. = —;7 =/66 О ее,,,3- 3 оа) 4 лении тока разряда конденсатора 8 через нуль-индикатор 9 (показано стрелкоу на фиг. 1} происходит его срабатывание,и на его выходе на время 6 появляется сигнал (,(„„(см. фиг. 2 г).

Так как время существования этого сигнала оказывается меньше заданного времени, то на выходе схемы сравнения К0 сигнала вых.сх.ср. "ет (M фиг 2 ") и заь ита не работает.

При обрыве фазы нарушается симметрия токов 6 во вторичных обмотках трансформаторов тока I, 2,З. На фиг. За показаны токи во вторичных обмотках трансформаторов тока при обрыве фазы А (,, ). На выходе выпрямительного моста М переменная составляющая выпрямленного напряжения QJ (cs. фиг Зб), содержит в основном,вторую гармонику (Iob гц). В этом случае производная выпрямленного напряжения сохраняет своИ знак в течение времени

1 = — T, =- <> сек:, На фиг. Зв показана кривая производной выпрямленного напряжения при обрыве одной фызы

В моменты совпадения тока разряда конденсатора 8 с током, обеспечивающим срабатывание нульиндикатора 9 (как указано стрелкоИ на фиг. i), на выходе нульиндикатора появляется сигнал вых н и (фиг.Зг). Сигнал с выхода нуль-индикатора 9 поступает на вход схемы сравнения 40 времени сохранения сигнала с заданным временем .„, Так как при обрыве фазы время сохранения знака производноИ выпрямленного напряжения, а следовательно, и продолжительность сигнала на выходе нуль -индикатора также будет

1 больше заданного времени 5с<, то на выходе схемы сравнения IQ появитс" с"гнал и вых сх ср ка" показано на фиг. 3,д.

Сигнал с вйхода схемы сравнения ХО поступает на первыИ вход логического элемента "И" И, и при наличии на втором входе элемента

И сигнала через резистор f2 с вы445097

5 хода выпрямительного моста ч элемент "И" срабатывает и выдает сигнал на отключение установки или н» сигнализацию об обрыве фазы.

Таким образом, при превышении времени сохранения знака производной выпрямленного напряжения заданного времени (время уставки) на выходе устройства появляется импульсный выходной сигнал. Время уставки должно обеспечить отстройку срабатывания устройства в нормальном режиме работы или при работе установки в условиях допустимой несимметрии токов нагрузки. В случае возникновения определенного установленного уровня несимметрии фазных токов устройство работает, как описано выше для случая обрйва фазы.

В зависимости от коэффициента несймметрии время сохранения знака производной выпрямленного напряжения изменяется и находится в пределах

%,8 — 5,0 мсек.

Для отстройки OT ложного срабатывания устройства при отключении защищаемор электроустановки, когда происходит разряд конденсатора 8 через нуль-индикатор 9, а время существования сигнала на выходе нуль-индикатора может превысить время уставки введены в схем диод 5 и резистор 12. Во время переходного процесса, вызванного от-, ключением установкй на выходе выпрямительного моста Ф напряжение отсутствует, поэтому на входе логического элемента И" И через ре зистор 32 сигнала нет, а коиденсаб тор 8 через эту цепь разрядится не может благодаря наличию диода

Ложное срабатывание защиты при включении яагрузки в симметричном режиме, когда происходит заряд конденсатора 8 и его напряжение растет от нуля, исключено благодаря тому, что нуль-индикатор срабатывает именно при разря„ - де конденсатора.

П р е д м е т изобретения

Устройство для защиты от не" симметрии фазных токов, содержащее трансформаторы тока в каждой фазе, нагруженные на активные сопотивления, подключенные к трехазному двухполупериодному выпрямительному мосту, на выходе которого находится цепь дифференцирования выпрямленного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействйя защиты, цепь дифференцирования выпрямленного напряжения, связанная с выпрямительным мостом через диод и резистор, соединена с нуль-индикатором, вйход которого соединен со входом схемы сравнения времени сохранения знака производной- выпрямленного иан ряжения с заданным временем, а выход схемы сравнения .вязай с одним из входов логического элемента "И", другой вход которого соединен через резистор с упомянутым трехфазным двухполунери одным выпрямительным мостом, а выход элемента "И" свяэаи с 11ен . отключения.