Устройство для защиты установки с параллельно включенными выпрямителями

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ УСТАНОВКИ С ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫ Ш ВЫПРЯМИТЕЛЯШ по авт.св. № 1101.962, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введен четвертый трансчюрматорный функциональный преобразователь тока в напряжение, а трансформатор снабжен дополнительной обмоткой , причем первичная обмотка четвертого трансформаторного функционального преобразователя тока в напряжение предназначена для включения в первый фазный провод питающей сети второго выпрямителя,- а вторичная обмотка подключена между точкой соединения двух разноименных выводов вторичных обмоток первого и второго трансформаторных функциональных преобразователей тока в напряжение и первым вьшодом дополнительной обмотки трансформатора, второй вывод которой подсоединен к точке соединения одноименного вывода первичной обмотки трансформатора и одного из выводов третьего трансформаторного (Л функционального преобразователя тока в напряжение.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!з)Я1 (!1 1 1

4(5l) Н 02 Н 7/125

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1 101962 (21) 3686600/?4-07 (22) 04. 01. 84 . (46) 15. 05. 85. Бюл. М - 18 (72) Н.Г. Слухаев, Ю.Н. Савойский и Н.Я. Шут (53) 621.316.925.4(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Я - 1101962, кл. Н 02 Н 7/12, 04.04.83. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ УСТАНОВКИ С ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯИИ по авт.св. Р 1101.962, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введен четвертый трансформаторный функциональный преобразователь тока в напряжение, а трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, причем первичная обмотка четвертого трансформаторного функционального преобразователя тока в напряжение предназначена для включения в первый фазный провод питающей сети второго выпрямителя,. а вторичная обмотка подключена между точкой соединения двух разноименных выводов вторичных обмоток первого и второго трансформаторных функциональных преобразователей тока в напряжение и первым выводом дополнительной обмотки трансформатора, второй вывод которой подсоединен к точке соединения одноименного вывода первичной обмотки трансформатора и одного из выводов третьего трансформаторного функционального преобразователя тока (/) в напряжение.

С:

1156188

Изобретение относится к релейнои защите и противоаварийной автоматике и предназначено для выявления повреждений в установках, содержащих источник питания, работающий на па- 5 раллельно включенные выпрямители.

По основному авт.св. У 11019б2 известно устройство для защиты установки с параллельно включенными выпрямителями, содержащее три транс- 10 форматорных функциональных преобра зователя тока в напряжение, первичные обмотки первого и второго из которых предназначены для включения соответственно в первый и второй 15 фазные провода питающей сети первого выпрямителя, а вторичные обмотки через узел суммирования сигналов и блок формирования аварийного сигнала подключены к исполнительному органу 20 защиты, трансформатор, выпрямительный мост, реагирующий орган, расширитель импульсов, формирователь положительных и отрицательных импульсов, элемент И, RC-цепочку и .25 резистор, а первичная обмотка третьего трансформаторного функционального преобразователя предназначена, для включения в третий фазный провод питающей сети второго выпрямители, З0 при этом узел с„ммирования сигналов выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к соединенным последовательно вторичным обмоткам всех трансформаторных функ:циональных преобразователей,авторич- ная обмотка соединена с входом выпрямительного моста, блок формирования аварийного сигнала выполнен в виде расширителя импульсов, выход ко.40 торого является выходом блока формирования аварийного сигнала, а вход соединен с выходом элемента И, первый вход которого через реагирующий орган подключен к выходу выпрямительногo моста, а второй вход соединен с RCцепочкой, подключенной к выходу формирователя положительных и отрицательных импульсов, вход которого подключен к одному иэ входных полюсов выпрямительного моста, соединенному с его вьыодным отрицательным полюсом. через резистор P1) .

Недостатком прототипа является не-55 срабатывание его при несимметричных повреждениях на входе (шинах) второго выпрямителя.

1 ель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем выявления междуфазных повреждений на входе второго выпрямителя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты установки с параллельно включенными выпрямителями введен четвертый трансформаторный функциональный преобразователь тока в напряжение, а трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, причем первичная обмотка четвертого трансформаторного функционального преобразователя тока в напряжение предназначена для включения в первый фазный провод питающей сети второго выпрямителя, а вторичная обмотка подключена между точкой соединения двух разноименных выводов вторичных обмоток первого и второго трансформаторных функциональных преобразователей тока в напряжение и первым выводом допол-нительной обмотки трансформатора, второй вывод которой подсоединен к точке соединения одноименного вывода первичной обмотки трансформатора и одного иэ выводов третьего трансформаторного функционального преобразователя тока в напряжение.

Контролирование тока в первой фазе на входе второго выпрямителя и преобразование в пропорциональное ему напряжение с помощью дополнительно введенного четвертого трансформатора, а также суммирование его с на,пряжениями, пропорциональными токам в первой и второй фазе на входе первого выпрямителя, позволяет получить и выделить с помощью дополнительно введенной обмотки в суммирующем трансформаторе íà его вторичной обмотке сигнал, равный напряжению небаланса при внешних коротких замыканиях на нагрузке. При внутренних повреждениях, в том числе и двухфазных коротких замыканиях на шинах второго выпрямителя, получается напряжение, пропорциональное току повреждения, под воздействием которого производится срабатывание защиты.

Благодаря встречному включению первичной и дополнительной обмоток суммирующего трансформатора, в которых создаются встречно направленные потоки, пропорциональные сумме напряжений вторичных обмоток четвертого и первого трансформаторов, при нормальнык режимах индуцируемое напря1156188 жение на вторичной обмотке сумми-рующего трансформатора равно нулю, а при внешних коротких замыканиях— напряжение небаланса, чем исключается ложная работа защиты при нормальных режимах и внешних коротких замыканиях.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема формирования рабочего 1р сигнала при двухфазных коротких замыканиях на входе (на шинах) второго выпрямителя.

Устройство для защиты установки (фиг.i), состоящей из источника 1 питания, работающего через параллельно включенные выпрямители 2 и 3 на общую. нагрузку 4, содержит три трансформаторных преобразователя тока в напряжение (трансреактора) 5, 6 и 7 с магнитопроводами из магнитодиэлектрика, первичные обмотки первого 5 и второго 6 трансреакторов предназначены для включения соответственно в первую и вторую вазу на входе первого

25 выпрямителя 2, первичная обмотка третьего трансреактора 7 предназначена для включения в третью фазу на входе второго выпрямителя 3, трансформатор 8, выпрямительный мост 9, ЗО реагирующий орган 10, элемент И 11, расширитель 12 импульсов, исполнительный блок (выходной) 13, резистор 14, формирователь 15 положительных и отрицательных импульсов, RC-це-35 почку 16, 17, резистивный делитель

18, 19, с помощью которого задается уровень срабатывания расширителя 12 импульсов, четвертый трансформаторный функциональный преобразователь 40

20., первичная обмотка которого предназначена для установки в первый фазный провод питающей сети на входе второго выпрямителя 3, а вторичная

„обмотка подключена между точкой 21 45 соединения двух разноименных выводов вторичных обмоток первого 5 и второго 6 трансреакторов и первым выводом дополнительной обмотки 22 трансформатора 8, второй вывод которой 50 подсоединен к точке 23 соединения одноименного вывода его первичной обмотки и одного из выводов третьего трансреактора 7, причем первичная обмотка трансформатора 8 подключена к 55 соединенным последовательно вторичным обмоткам первого, второго и третьего трансреакторов 5, 6 и 7, а вторичная обмотка соединена с входом выпрямительного моста 9, выход которого через реагирующий орган 10, первый вход элемента И 11, расширитель 12 импульсов подсоединен к исполнительному органу 13, резистор 14 подключен к одному из входных полюсов выпрямительного моста 9 и его выходным отрицательным полюсам и через формирователь 15 положительных и отрицательных импульсов, RC-цепочку 16, 17 соединен с вторым входом элемента И 11.

Устройство работает следующим образом.

Г1ри внешнем коротком замыкании,на нагрузке 4, которое представляет собой симметричное трехфазное короткое замыкание на переменной стороне выпрямителей 2 и 3, сумма токов, протекающих через первичные обмотки трансреакторов 5, 6, 7 и 20, на входе первого 2 и второго 3 выпрямителей равна нулю. Сумма вторичных напряжений трансреакторов 5, 6 и 7, составляющих первый полукомплект защиты, выделяемая на первичной обмотке трансформатора 8, равна напряжению. небаланса трансреакторов 5, 6 и 7. Сумма вторичных напряжений трансреакторов

7, 6, 20, составляющих второй полукомплект защиты, выделяемая на дополнительной первичной обмотке 22, равна напряжению небаланса трансреакторов

7, 6, 20. Сигнал, равный сумме напряжений трансреакторов 5 и 20 в этом режиме, поступает на встречно вклюг ченные первичную обмотку и дополнительную обмотку 22 трансформатора 8.

Результирующий магнитный поток в магнитопроводе трансформатора 8 мал.

Выходной сигнал на вторичной обмотке трансформатора 8 равен напряжению небаланса, зависящего от кратности тока внешнего короткого замыкания, нелинейности и неидентичности характеристики намагничивания трансреакторов 5, 6, 7 и 20.

Наибольшее значение напряжение небаланса будет принимать при токе внешнего короткого замыкания на нагрузке, когда трансреакторы 5, 6, 7 и 20 работают за пределами линейного участка характеристик намагничивания их сердечников. В этом случае на вторичной обмотке трансформатора 8 появляется напряжение небаланса, которое имеет утроенную частоту, по сравнению с частотой тока повреждения.

1156188

Поэтому длительность выходных импульсов формирователя 15 положительных и отрицательных импульсов втрое меньше длительности соответствующих импульсов при внутреннем повреждении S выпрямителей и на их шинах. Постоянная времени RC-цепи 16, 17 выбирается таким образом, чтобы в течение длительности положительного импульса иа выходе формирователя 15 при напряжении небаланса конденсатор 17 не успел зарядиться до порога срабатывания расширителя 12. При этом даже в случае срабатывания реагирующего органа 10, срабатывание расширителя 12 импульсов и исполнительного блока 13 не произойдет, так как в данное время на один из входов элемента И 11 с выхода RC-цепочки 16 17 поступает запрещающий сИгнал. 20

При несимметричных повреждениях на входе (на шинах) второго преобразователя, например при двухфазных коротких замыканиях первой и второй фаз на входе второго выпрямителя 3 (фиг. 2 точка К-1), аварийный ток протекает через первичную обмотку трансреактора 20. Под действием напряжения, наводимого в его вторичной обмотке, протекает ток, разветв- 30 ляющийся в узле 21 по двум ветвям.

Ток, протекающий в контуре, составленном из последовательно включенных вторичных обмоток трансреакторов 20, 6, 7 и дополнительной первичной обмотки 22 трансформатора 8, создает в трансформаторе магнитный поток, индуцирует во вторичной его обмотке напряжение, пропорциональное току двухфазного короткого замыкания. gy

Ток, протекающий в контуре, составленном из последовательно включенных вторичных обмоток трансреакторов 20 и 5 и встречно включенных первичной и дополнительной первичной обмоток

22 трансформатора 8, создает в трансформаторе 8 встречно направлен. ные магнитные потоки. Поэтому результирующий магнитный поток и .наводимое во вторичной обмотке трансформатора 8 напряжение определяются только током, протекающим в контуре, составленном из последовательно включенных вторичных обмоток трансреакторов 20, 6, 7 и дополнительной первичной обмотки 22 трансформатора

8. Под действием напряжения на вторичной обмотке суммирующего трансформатора 8 срабатывает реагирующий орган 10 и формирователь 15 положительных и отрицательных прямоугольных импульсов. Так как частота напряжения при двухфазном коротком замыкании равна частоте основной гармо1нической составляющей напряжения источника питания, то при данной дли-тельности положительных сигналов на выходе формирователя 15 прямоугольных положительных и отрицательных импульсов конденсатор успевает зарядиться до порога срабатывания расширителя 12. При совпадении двух сигналов на первом и втором входе элемента И 11 происходит срабатывание расширителя 12 и. выходного блока

13. Аналогично происходит срабатывание защиты при всех двухфазных и трехфазных коротких замыканиях на входе первого и второго выпрямителей.

Таким образом, выявлейие междуфазных коротких замыканий на входе (на шинах) второго выпрямителя обеспечивается введением четвертого транс-, реактора в первую фазу на входе второго выпрямителя и дополнительной обмотки в суммирующий трансформатор, включенными соответствующим образом.

11)6188

1156188

Составитель О. Мещерякова

Редактор N. Бандура Техред М. Гергель корректор И. Эрдейи

Заказ 3190/52 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4