Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметрии фазных токов

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

tttt 5748I3

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 17.05.76 (21) 2360825/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.77. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 06.09.77 (51) М. Кл. - Н 02Н 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (о3) УДК 621 316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Б. Паперно, В. П. Окунев, Б. С. Пороцкий, В. Н, Астахов и Л. С. 1цаиоель

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОИ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕСИММЕТРИИ ФАЗНЫХ ТОКОВ

Изобретение относится к устройствам релейной защиты трехфазной электроустановки от несимметрии фазных токов, особенно электроустановок промышленных предприятий, имеющих тиристорное управление с фазовым регулированием.

Известны устройства для защиты трехфазных электроустановок от несимметрии фазных токов, содержащие установленные в каждой фазе трансформаторы тока, подключенные к трехфазному выпрямительному мосту и реагирующие на изменение составляющих выпрямленного напряжения на выходе трехфазного выпрямительного моста. В известном фазовом небалансном защитном реле (1) из выпрямленного напряжения на выходе трехфазного выпрямительного моста выделяется переменная составляющая, возрастающая при возникновении несимметрии фазных токов, которая подается к реагирующему органу.

В устройстве для защиты трехфазных электроустановок от несимметрии фазных токов (2) для повышения чувствительности защиты сравниваются среднис значения выпрямленной переменной и постоянной составляющих выпрямленного напряжения на выходе трех. фазного выпрямительного моста и срабатывание защиты происходит при уровне отношения сравниваемых величин, превышающем отношение переменной и постоянной составляющих в симметричном режиме. Величина отношения составляющих выпрямительного напряжения tte зависит от уровня фазных то5 ков. В данном устройстве выход выпрямительного моста через дополнительный конденсатор и токоограничитсльный резистор соединен с двумя входамп исполнительного органа, в качестве которого применена схема

10 сравнения.

Существенным недостатком этих защит является ограничение нх чувствительности при несинусопдальных токах фаз электроустановки, что имеет место при наличии явно нелинейJ5 ных потребителей электрической энергии (индукционные печи, электросварка, тяговые сети и т. д), а также в электроустановках с тиристорным приводом с фазовым управлением.

При несинусоидальной форме тока фаз за20 щищаемой электроустановки на выходе трехфазного выпрямительного моста переменная составляющая значительно возрастает и становится мало отличаемой от этой же составляющей прп неспмметрии фазных токов.

25 Так как среднее значение выпрямленного напряжения при этом уменьшается, то отношение переменной и постоянной составляющих на выходе выпрямптсльного моста возрастает и становится соизмеримым с отношением при несимметрии фазных токов. Для отстрой574813 кп от срабатывания защит при нссипусоидальных токах нагрузки они должны быть значительно загруб icilbl.

Целью изобретения являстся повышение чувствительности защиты от неспммстрии 5 фазных токов.

Для этого введен активный избирательный фильтр второй гармоники, который выполнен на операционном усилителе с двойным Тобразным мостом в цепи его обратной связи 10 и подк,по lcll входом к трехфазному выпрямительному мосту, а выходом через вновь введенные диод и сглаживающий контур — к соответствующему входу сравнивающего органа. 15

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трансформаторы тока

1, 2, 3, нагруженные на резисторы и включенные в каждую фазу. Вторичныс обмотки транс|рорматоров тока, сосдинснныс в звезду, подключены к трехфазному выпрямитсльному мое|у 4. Выход моста 4 зашуптнрован резистором 5, па KQTopoivt выделяется Ublнрямлспнос напряжение, пропорциональное первичным фазным токам. К выходу моста 4 подключен операционный усилитель б, в цепь отрицатслы|ой обратной связи которого включен двойной Т-образный мост 7. Двойной Тобразный мост 7 нагружен на резистор 8.

Выход операционного усилителя 6 через диод

9 и сглахкивающий контур 10 соединен с одним из входов сравнивающего органа 11.

Другой вход органа 11 через диод 12 и цепь выделения постоянной составляющей 13 выпрямленного напряжения связан с выходом выпрямитсльного моста 4. Выход органа 11 соединяется с цепью отключения выключателя или элементом выдержки времени.

В нормальном симметричном режиме работы защищаемой электроустановки на входы выпрямительного моста 4 со вторичных обмоток трансформаторов тока 1 — 3 поступает система симметричных линейных напряжений. Напряжение на выходе выпрямительного моста 4 содержит переменную и постоянную составляющие. Среднее значение выпрямленного напряжения через диод 12 и цепь выделения постоянной составляющей 13 поступает на вход органа 11 в качестве тормозной величины. В персменной составляющей выпрямленного напряжения не содержится вторая гармоника при синусоидальной или нссинусоидальной форме тока нагрузки электроустановки, Так как активный избирательный фильтр 14 (операционный усилитель б, двойной Т-образный мост 7, резистор 8) настроен на частоту второй гармоники, то на выходс операционного усилителя 6 Ilallp»>I

При возникновении нссиммстрпи фазных токов в переменной составляющей выпрямленного напряжения на выходе выпрямительного моста 4 возникает напряжение второй гармоники. На выходе операционного усилителя б появляется напряжение, которое выпрямляется диодом 9, сглаживается контуром

10 и поступает на вход органа 11 в качестве рабочего сигнала. По цепи диод 12 — цепь выделения постоянной составляющей 13 на вход органа 11 поступает тормозной сигнал.

На выходе органа 11 появляется сигнал работы зашиты при определенном заданном соотношении между рабочим и тормозным сигналами на входе органа 11. Рсгулирован |е уровня срабатывания защиты при определенной степени нссимметрпи фазпых токов производится измснсппсм вели ины рабочего сигнала, например изменением величины одного из резисторов cl лаживающсго контура 10.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными решениями позволяет осуществить высокочувствптелы|ую защиту электроустановок от нссиммстрпи фазных токов, не зависящую от нарушения синусоидальности токов нагрузки электроустановки, благодаря использовапичо напряжения второй гармоники в выпрямленном напряжении.

Формула изобрстспия

Устройство для защиты трехфа",llîé электроустановки от нссимметрии фазных токов, содержащее установленные в каждой фазе трансформаторы тока, нагруженные на резисторы и подключены к трехфазному выпрямительному мосту, зашунтированному резистором, и которому через цепь выделения постоянной составляющей выпрямленного напряжения присоединен сравнивающий орган, о тл и ч а ю ще с с я тем, что, с целью повышения чувствительности, введен активный избирательный фильтр второй гармоники, который выполнен HB опсрационном усилителе с двойным Т-образным мостом в цепи его обратной связи и подключен входом к трехфазному выпрямитсльному мосту, а выходом через вновь введенные диод и сглаживающий контур — к соответствующему входу сравнивающсго органа.

Источники информации, принятыс во внимание при экспертизе

1. Патент СШЛ № 3013185, кл. 317-27, 1972.

2. Лвторское свидетсчbcтво СССР №383153, кл. Н 02Н 7/00, 1974.

574813

Составитель Л. Корнеева

Техред А. Камышникова

Корректор Л. Орлова

Редактор Т. Пилипенко

Подпи,ное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2148/10 11зд Pãî 781 Тираж 917

НПО Государственного комитета Совета Ишшстров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская иаб., д. 4/5