Устройство для защиты от короткого замыкания трехфазного реактора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО РЕАКТОРА, содержащее в каждой из трех фаз реактора выключатели и трансформаторы тока с подключенными .к их вькодам преобразователями тока, фильтр токов нулевой, последовательности и фазные токовые пороговые блоки, входы которых пофазно объединены и подключены к выходу соответствующего преобразователя тока, сумматор, первый вьтрямитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй выпрямитель с масштабным усилителем, подключенным к его входу, и исполнительный орган, выход которого подключен к отключающему входу выключателя каждой фазы,-о тличающееся тем, что, сцелью повьшения устойчивости функционирования путем увеличения чувствительности устройства, в него дополнительно введены трансформатор напряжения в каждой фазе с подключенными к его выходу преобразователями напряжения, фильтр напряжения нулевой последовательности, входы которого пофазно подключены к соответствующим выходам преобразователей напряжения, первый частотный фильтр, включенный между выходом фильтра тока нулевой последогательнос- S ти и входом первого выпрямителя, вто (Л рой частотный фильтр, включенный между выходом фильтра напряжения нулевой последовательности и входом масштабного усилителя, инвертор, включенный между выходом второго выпрямителя и вторым входом сумматора , четьфехвходовый логический элеC3f5 мент И, три входа которого подклюос чены соответственно к выходам упормянутых фазных токовых пороговых блоН ков, а четвертый вход через вновь ГС введенный компаратор подключен к выходу сумматора, и блок задержки, включенный последовательно между выходом четырехвходового логического элемента И и входом исполнительного органа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (S1)4 Н 02 Н

/ Л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К ABTOPCHOMY СВИД=ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3702209/24-07 (22) 10.02.84 (46) 23.07.85. Впп. У 27 (72) С.М. Куцовский (71) Горьковское отделение Ордена

Октябрьской Революции всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Энергосетьпроект" (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Типовой проект института

"Энергосетьпроект". Инв. Р 5540, ТМ.

М., 1975.

2. Патент США В 3699391, кл. Н 02 Н 3/16.. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО

РЕАКТОРА, содержащее в каждой из трех фаз реактора выключатели и трансформаторы тока с подключенными .к их выходам преобразователями тока, фильтр токов нулевой.последовательности и фазные токовые пороговые блоки, входы которых пофазно объединены и подключены к выходу соответствующего преобразователя тока, сумматор, первый выпрямитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй выпрямитель с масштабным усилителем, подключенным к его входу, и исполнительный орган, выход которого подключен

„„SU„„ I 169072 А к отключающему входу выключателя каждой фазы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования путем увеличения чувствительности устройства, в него дополнительно введены трансформатор напряжения в каждой фазе с подключенными к его выходу преобразователями напряжения, фильтр напряжения нулевой последовательности, входы которого пофазно подключены к соответствующим выходам преобразователей напряжения, первый частотный фильтр, включенный между выходом фильтра тока нулевой последогательнос

Я ти и входом первого выпрямителя, второй частотный фильтр, включенный между выходом фильтра напряжения нулевой последовательности и входом масштабного усипителя, инвертор, включенный между выходом второго выпрямителя и вторым входом суммато.ра, четырехвходовый логический элемент И, три входа которого подключены соответственно к выходам упомянутых фазных токовых пороговых бло- (,", ков, а четвертый вход через вновь ° 3 введенный компаратор подключен к вы- Я ходу сумматора, и блок задержки, включенный последовательно между выходом четырехвходового логического элемента И и входом исполнительного органа. 3

1169072

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите шунтирующих реакторов, применяемых для компенсации реактивной мощности в линиях электропередачи. 5

Известно устройство для защиты реактора от витковых замыканий, содержащее датчик индукции магнитного поля рассеяния обмотки, фильтр основной гармоники и реагирующий орган (13.10

Недостатком этого устройства является необходимость установки датчиков внутри бака реактора и строго напротив середины высоты обмотки с тем, чтобы свести к минимуму ЭДС не- 1Б баланса, снижающей чувствительность защиты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для защиты реакторов, со- 20 держащее группу реакторов, соединенньгх в звезду, датчики фазных токов, датчик тока нулевой последовательности, три усилителя — ограничителя, усилитель с регулируемым коэффициен- 25 том усиления, двухполупериодные выпрямители, сумматор, ключ с рабочим и блокирующим входами,, исполнительный элемент, действующий на отключение группы реакторов (2).

Недостатком известного устройства является возможность излишних срабатываний при неповрежденных реакторах под воздействием несимметри.: напряжения в сети, обусловленной внешними короткими замыканиями,в сети, коммутацией нагрузки и др.

Цель изобретения — повышение устойчивости функционирования путем увеличения чувствительности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство.для защиты от ко- . роткого замыкания трехфазного реактора содержащее в каждой из трех фаз реактора выключатели и трансформаторы тока с подключенными к их выходам преобразователями тока, фильтр токов нулевой последовательности и фазные токовые пороговые блоки, входы кото- 0 рых пофазно объединены и подключены к выходу соответствующего преобразователя тока, сумматор, первый выпрямитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй выпрямитель с масштабным усилителем, подключенным в его входу, и исполнительный орган, выход которого под ключен к отключающему входу выключа теля каждой фазы, дополнительно введены трансформатор напряжения в каждой фазе с подключенными к его выходу преобразователями напряжения, фильтр напряжения нулевой последовательности, входы которого пофазно подключены к соответствующим выходам преобразователей напряжения, первый частотный фильтр, включенный между выходом фильтра тока нулевой последовательности и входом первого выпрямителя, второй частотный фильтр, включенный между выходом фильтра напряжения нулевой последовательности и входом масштабного усилителя, инвертор, включенный между выходом второго выпрямителя и вторым. входом сумматора, четырехвходовый логичес— кий элемент И, три входа которого подключены соответственно к выходам упомянутых фазных токовых пороговых блоков, а четвертый вход через вновь введенный компаратор подключен к выходу сумматора, и блок задержки, включенный последовательно между выходом четырехвходового логического элемента И и входом исполнительного органа.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройства содержит группу реакторов 1, соединенных в звезду, которая подключена выключателями 2 к системе 3, измерительные трансформаторы тока 4 и напряжения 5„ датчики тока 6 и напряжения 7, реле 8 тока, фильтры тока 9 и напряжения 10 нулевой последовательности, первый 11 и вто" рой 12 частотные фильтры, масштабный усилитель 13, первый 14 и второй 15 выпрямители, инвертор 16, сумматор

17, пороговый элемент 18, четьрехвходовый логический элемент И 19, элемент ЗАДЕРЖКА 20 и исполнительный элемент 21.

Токи в реакторах через измерительные трансформаторы 4 тока и согласующие датчики 6 тока поступают на реле 8 тока и фильтр 9 тока нулевой последовательности.

Сигнал, пропорциональный току нулевой последовательности, является рабочим и формируется следующим образом. Напряжение с фильтра 9 тока нулевой последовательности проходит чеоез частотный фильтр 11 выделяющий основную гармонику, и поступает на

1169072

3 двухпалупериадный выпрямитель 14.

С выпрямителя 1ч рабочий сигнал, среднее значение которого равно I поступает на один из входов сумматора 17. 5 . На другой вход сумматора подается тормозной сигнал, формируемый иэ напряжения нулевой последовательности. Напряжение сети в месте установки реакторов через измерительный тран-1О сфарматар 5 напряжения и датчики 7 поступает на фильтр 10 напряжения нулевой последовательности. После выделения основной гармоники с помощью частотного фильтра 12 сигнал линейно преобразуется масштабным усилителем 13 с соответствующим коэффициентом передачи. После двухполупериоднаго выпрямления на выпрямителе 15 и инвертирования на инвер- 2О торе 16 сигнал поступает на сумматор.

На выходе сумматора формируется сигнал, равный разности рабочего и тормозного сигналов. В нормальном режиме все реакторы 1 подключены к .сети 3 выключателями 2, реле 8 тока находятся в сработанном состоянии и подают сигнал "1" на три входа элемента И 19. При этом рабоччй элемент 18 находится в несработанном состоянии, блокируя срабатывание элемента И 19 и всего устройства.

При коротком замыкании ввода реактора на корпус ток резко возрастает, а напряжение в поврежденной фа35 зе снижается в пределе до нуля. Значение рабочего сигнала определяется током короткого замыкания, превышающим номинальный ток реактора в десятки раз. Тормозной сигнал при этом мал. Такое соотношение рабочего и .тормозного сигналов обеспечивает надежное срабатывание устройства при повреждениях с большими токами короткого замыкания.

При витковом замыкании части обмотки изменение тока через реактор может быть относительно небольшим.

Так, при замыкании одного витка ток составляет примерно 5Х номинального

50 тока. Однако в этом случае отсутствует тормозной сигнал, так как напряжение в сети остается неизменным (Vo =0). Поэтому уровень сигнала на выходе сумматора оказывается доста55 точным для срабатывания порогового элемента 18 при всех видах витковых замыканий.

lIpH наличии в мс сте уетянагY,è реакторов несимметрии напряжений, обусловленной внешними факторами (К3 в сети, коммутация нагрузки и др.), возникающие напряжение и так H>ëeвай последовательности компенсируются благодаря соответствующему выбору в ус уя -теле 13 коэффициента передачи.

Таким абрязам, в напряжении, наступающем на пороговый элемент 18, компенсируется слагающая, зависящая от сети и не связанная с повреждением реактора. С учетом неабхадимага коэффициента надежности 1,3 микпмяльнал устявка порогового элементя 18, обеспечивающяя атстрайку ат небялянса, мажет быть выбрана порядка

0,045 номинального тока реактора, что позволяет обеспечить выявление КЗ одного витка реактора.

Реле така предназначены для исключения излишних срабатываний устройства при отказе одного из выключателей 2, а также в тех случаях, когда при подключении реакторов к сети выключатели 2 в разных фазах включаются неаднавременйа;

Частотные фильтры 11 и 12 сбеспечивают подавление в выходном напряжении фильтров тока и напряжения нулевой последовательности высших германик, а также апериодических слагающих, возникающих в переходных процессах в первичной сети, чта повышает чувствительность устройства.

Элемент ЗАДЕРЖКА 20 служит .для обеспечения селективной рабать. при пере,"одных процессах в самих частотных фильтрах 11 и 12 а также для отстрайки от импульсных помех, проникающих па цепям переменного и постояннага така. Время задержки, осуществляемой элементам 20, составляет 15-20 мс, ввиду чего время действия защиты не превышает 25 мс.

Выполнение устройства с торможением от напряжения нулевой последовательности обеспечивает более высокую по сравнению с базовым объектам устойчивость функционирования при отсутствии требования к срабатыванию в режимах, когда при неповрежденных реакторах под влиянием внешних факторов нарушается симметрия напряжения в сети, Повышение чувствительно-1169072, Составитель В.Молчанов

Техред О.Неце Корректор А.Обручар

Редактор Н.Данкулич

Заказ 4624/49 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ти предлагаемого изобретения по сравнению с базовым объектом достигается введением частотных фильтров, обеспечиваюших подавление э напряжении и токе нулевой последовательности небаланса от высших гармоник.