Устройство для защиты электроустановки от тока короткого замыкания

 

О П И С а Н И Е 1111 688949

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалист11иеских

Республ к (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.12,75 (21) 2303697124-07 с присоединением заявки Ло— (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.79. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 30.G9.79 (51) М. Кл."Н 02 Н 7/00

Гасударственный комитет (53) УДК 621.316.925 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. ф. Березовский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ОТ TOKA КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Изобретение относится к устройствам релейной защиты, в частности к трехфазной максимально-токовой защите, и может быть использовано для защиты электродвигатслей и линий электропередачи. Известно устройство для защиты электроустановок от аварийных режимов, содержащее трансреактор и элемент сравнения (1). Это устройство нс обладает достаточной чувствиz ельностью.

Известно устройство (2J содержащее три промежуточных 1 ðàíñðåàêòîðà, основное реле, две трсхлучевые группы диодов, подсоединенную к ним схему сравнения, конденсатор, элемент времени на выходе схемы сравнения и(или) нуль-индикатор на выходе элемента времени, ступенчато изменяющий чувствительность основного реле, и(или) дополнительная обмотка основного реле на втором выходе элемента времени; оно отличается тем, что, с целью создания повышенной чувствительности к двухфазному и однофазному токам, параллельно резистору только одного из двух входов схемы сравнения подсоединен конденсатор.

Нсдостаток известного устройства в том, что для питания элемента времени нужен отдельFIûn источник постоянного напряжения.

Целью изобретения является повышение надежности устройства защиты за счет ос> ществления питания реле времени от того же источника, что н устройство защиты.

Поставленная цель достигается тем, что

5 в устройство для защиты электроустановкн

or тока короткого замыкания введены две цепочки, состоящие из резисторов и стабилитронов, подключенные параллельно резисторам элемента сравнения, а транзис10 тор элемента времени Вклlочен параллельНо стабилитрону одной пз цепей стабилнтронов и резисторов.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — графики на15 пряжсния на входах схемы сравнения в режиме трехфазного тока; на фнг. 3 — то же, в режиме двухфазного тока; на фиг. 4 — то же, в режиме однофазного тока.

Первичные обмотки промежуточных

20 трансрсакторов 1, 2 и 3 обтекаются соответственно токами фаз. К началам вторичных обмоток трансреакторов через первую трехлучсвуlo группу диодов 4, 5, б подсоcQnnc n po3ncTop 7, а K l .onlja l 3Tnx обмо25 ток черсз вторую группу диодов 8, 9, 10 подсоединены резисторы 11 и 12, параллельно которым подключен сглаживающий конденсатор 13, имеющий относительно небольшую емкость. Резистор 7 является пер30 вым входом схемы сравнения, а резисторы

688949

Ь у» (0,5 Uym, 5:5

G0

Л

11 и 12 с конденсатором 13 — вторым входом. Обмотка 14 основного элсктромагни ного реле подсосдинсна к объединенному среднему выводу втори1ных обмоток промежуточных трансрсакторов, а также к обще. точке рез1 егоров 7 и 12. Обмогка 14 может быгь включена в цепях другой защиты.

На выходе схемы сравнения через резистор 15 и диод 1б подсоединен участок эмиттер — база транзистора 17, составляющего главную часть элемента времени. Участок эмиттср — кол ic«rop транзистора 17 через дополнительную обмотку 18 основного электромагнитного реле и через регулнровочный резистор 19 подключен параллельно стабилитрону 20 в стабилизирующей ветви (из стабилитрона 20 и резистора 21) на том жс входе схемы сравнения, где подсоединен конденсатор 13. Для симметрирования суммарных балластных сопротивлений стабилизирующие ветви из стабилитрона 20 и резистора 21 подсоединены на обоих входах схемы сравнения. Диоды 22, 23 и резистор 24 являются элементами iiaраллельной защиты транзистора 17 при очень больших кратностях входного сигнала обоих знаков. Два диода 22 могут быть заменены одним стабнлитроном на малое напряжение. Резистор 25 служит для уменьшения внутреннего сопротивления iicточника управляющего сигнала, воздействующего на участок эмиттер — база транзистора 17. Диод 2б создаст сглаживание импульсов тока в дополнительной обмотке 18.

Регулируемый резистор 27 служит для сглаживания пульсаций и регулирования чуBcTBHTOJII>HocTH обмотки 14 основного электромагнитного реле.

Устройство работает следующим образом.

В режиме трехфазного тока (фиг. 2) на резисторе 7 возникает напряженис U>, состоящее из участков 28, 29, 30, вызванных токами через соответствующие диоды. Лн»логично на резисторе 12 возникает напряжение UIq, состоящее из участков 31, 32, 33. B момент максимума напряжения UI2 должно удовлетворяться следующее уравнсние: где UI „, U-„амплитуды упомянутых напряжений. При этом не имеется моментов времени, когда мгновенное значение напряжения UIg на резисторе 12 превышает напряжение U7 на резисторе 7, вследствие чего равно нулю или отрицательно напряжение на входе транзистора 17; транзистор 17 закрыт, и ток в дополнительной обмотке 18 практически отсутствует. Таким образом, в режиме трехфазного тока у основного электромагнитного реле обтекается током только обмотка 14 и чувствительность этого реле пониженная.

l5

3:5

4

В режиме двухфазного тока, например, i oK B тра нсреак i opc 3 orc)"I c l II>, c i, а токи в трансрсакторах 1 ll 2 равны lio вели п>не и противоположны Iio фазе (фнг. 3) возникают участки времени, когда

ii IiipIIII ение iia резисторе 12 iipeBI>iiriaeT Iraяря>ксние на резисторе 7; на фиг. 3 эти участки заштрихованы вертикально. Без подсоединения конденсатора 13 параллельно резистору 12, т. е. только на одном входе схемы сравнения, было бы невозможно иозн >кновение упомянутых участков вре:>ic1I». Когда напряжение Uiq превышает Uq, TI на входе транзистора 17 появляется поло китсльнос напряжение, транзистор открывается и через дополнительную обмогку 18 проходит импульс тока, сглаживаемый индукгивностью этой обмотки и диодом 26. (ранзистор 17 является элементом времени потому, что площадки импульсов тока в дополнительной обмотке 18 зависимы or продолжительности появления напряжения на вы: оде схемы сравнения. Таким образом, в режиме двухфазного тока у основного электромагнитного реле за счет импульсов тока в дополнительной обмотке повышасгся чувствительность.

Б режиме однофазного тока, например, при пали ии только тока в трансреакторе 1 (фиг. 4) участки времени, когда напряжение,1а резисторе 12 превышает напряжение на резисторе 7, становятся еще больше, чем ири двухфазном токе; на фиг. 4 упомянутые участки также заштрихованы вертикально.

Повышенная чувствительность защиты

iipii двухфазном токе требуется для защиты электродвигателя в случае обрыва одной фазы и для создания в трехфазной загцнтс с одним реле одинаковой чувствительности к тре фазным и двухфазным повреждениям или для получения повышенной чувствительности к двухфазным IIQвреждсниям.

Повышение чувствительности защиты и одпофазному току может понадобиться, IIaiipIIi icp, когда третью ступень максимальной земляной защиты в сети 110 кВ требуется выполнить как можно более чувствительной, однако этому препятствуют большие токи небаланса при трехфазном токе в нулевом (общем) проводе вторич1 ых цепей трансформаторов тока.

Данное устройство обеспечивает повышенную чувствительность к двухфазным и однофазным коротким замыканиям без применения фильтров прямой и обратной последовательностей, которые потребляют относительно большую мощность, а также требуют тщательной настройки, и позволяет обойтись без отдельного источника постоянногo напряжения для питания элемента времени; это питаннс обеспечивается одной из стабилизирующих ветвей в составе

688949

1 бал IHcTIII Ix сопротивлений íà входах схеМ Ы СP cl ВHС! IИ5!.

Формула изобрс!ения

Устройство для защиты электроустановки от тока короткого замыкания, содержащее промежуточные трансреакторы, ко вторичным обмоткам которых, выполненным со средней точкой, подсоединены две группы выпрямитсльных диодов, к выходам которых подключена цепочка резисторовэлемснта сравнения, параллельно одному из них подсоединен конденсатор, между средней точкой указанных вторичных обмоток трансреакторов и резисторами элемента сравнения включена основная обмотка исполнительного реле, а между выходом од!

:ого пз выпрямите Ibllllx мостов и резисторами элсх!с!!та сравнения через диод и рсзIIñlxlð включен элемент времени с доllîëI итсльной обмоl кой исполнительного реле на выходе, отличающссся тем, что, с целью повышения надежности защиты, в устройство ввсдены две цепочки, состоящие из резисторов и стабилитронов, подключенные параллельно резисторам элемента !

О сравнения, а транзистор элемента времени включен параллельно стабилитрону одной из указанных цепей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 383153, кл. Н 02 Н 7/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 53G560, кл. Н 02 Н 7/00, 1976.

688949

32

/ /

/ 1/ / 1 / 1 / . 2

/////г 2

Ри 3

gus Ф

Составитель В, Зимаков

Техред Н, Строганова Корректор 3. Тарасова

Редактор B. Левитов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2106/9 Изд. № 555 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5