Фильтр тока обратной последовательности



Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности
Фильтр тока обратной последовательности

 


Владельцы патента RU 2574038:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для выявления токов обратной последовательности в токопроводах фаз электроустановки. Фильтр тока обратной последовательности для электроустановки с токопроводами фаз А, В, С, расположенными по вершинам треугольника, содержит геркон с надетой на него обмоткой управления, подключенной к катушке индуктивности через последовательно включенные резистор, фазоповоротную схему и усилитель. Две крепежные планки хомутами и тягами прикреплены к траверсе и опоре. Первый и второй корпуса с пластинами с закрепленными внутри них герконом и катушкой индуктивности прикреплены к первой и второй крепежным планкам. Третий корпус, в который помещены резистор, фазоповоротная схема и усилитель, установлен во втором корпусе над второй пластиной. Причем обмотка управления соединена через резистор с фазоповоротной схемой с помощью кабеля, который уложен в короб. Короб закреплен на второй крепежной планке, траверсе и первой крепежной планке. Технический результат: выявление токов обратной последовательности в токопроводах фаз А, В, С электроустановки, расположенных по вершинам произвольного треугольника. 3 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для выявлении токов обратной последовательности в токопроводах фаз электроустановки.

Известен фильтр тока обратной последовательности [Н.В. Чернобровов. Релейная защита энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - С. 174-175], содержащий трехобмоточный трансреактор, первичные обмотки которого подключены к трансформаторам тока фаз А и С, активное сопротивление и двухобмоточный трансформатор, подключенные параллельно вторичной обмотке трансреактора.

Недостатками этого фильтра являются: использование металлоемких двухобмоточного трансформатора и трансреактора, а также инерционность, обусловленная большой мощностью, потребляемой трансреактором от измерительных трансформаторов тока.

Известен фильтр тока обратной последовательности [KZ 18935 А, МПК H02H 3/08, опубл. 15.11.2007], выбранный в качестве прототипа, содержащий первую и вторую обмотки, первый и второй резисторы и выходные зажимы, первый и второй усилители, фазоповоротную схему, первый и второй герконы, установленные на безопасном расстоянии от токопроводов фаз электроустановки так, что продольная ось первого геркона совпадает с биссектрисой угла между линиями, соединяющими токопровод фазы А с токопроводом фазы В и токопровод фазы В с токопроводом фазы С в плоскости поперечного сечения токопроводов, а продольная ось второго геркона - с биссектрисой угла между линиями, соединяющими токопровод фазы В с токопроводом фазы А и токопровод фазы А с токопроводом фазы С в этой плоскости, причем первая обмотка намотана на первый геркон, вторая - на второй геркон, входы первого усилителя подключены к первой обмотке, входы второго усилителя - ко второй, а выходы первого усилителя через первый резистор подключены к выходным зажимам, к которым через фазоповоротную схему и второй резистор подключены выходы второго усилителя.

Этот фильтр работоспособен только при расположении фаз токопроводов электроустановки по вершинам равностороннего треугольника и не может быть использован при другом расположении фаз.

Задачей изобретения является расширение арсенала технических средств аналогичного назначения.

Это достигается за счет того, что фильтр тока обратной последовательности, так же как и в прототипе, содержит геркон, на который намотана обмотка управления, и катушку индуктивности, расположенные на безопасном расстоянии от токопроводов фаз А, В, С электроустановки, закрепленных по вершинам треугольника, при этом усилитель, фазоповоротная схема и резистор последовательно подключены к катушке индуктивности.

Согласно изобретению первая крепежная планка длиной h1 прикреплена первым хомутом к траверсе перпендикулярно ей на расстоянии l1 от токопровода фазы В и первой тягой прикреплена к опоре. Первый корпус закреплен на первой крепежной планке так, что боковые его грани перпендикулярны траверсе, а торцевые перпендикулярны опоре. Первая пластина с установленным на ней герконом с обмоткой управления закреплена внутри первого корпуса. Геркон закреплен в плоскости первой пластины под углом φ1 против часовой стрелки относительно первой крепежной планки. Вторая крепежная планка длиной h2 прикреплена вторым хомутом к траверсе перпендикулярно ей на расстоянии l2=0,5lBC от токопровода фазы В, где lBC - расстояние между токопроводами фаз В и С. Вторая крепежная планка прикреплена второй тягой к опоре. Второй корпус закреплен на второй крепежной планке так, что боковые его грани перпендикулярны траверсе, а торцевые перпендикулярны опоре. Вторая пластина с установленной на ней катушкой индуктивности помещена во второй корпус. Катушка индуктивности закреплена в плоскости второй пластины под углом φ2 по часовой стрелке относительно второй крепежной планки. Третий корпус с расположенными внутри него усилителем, фазоповоротной схемой и резистором закреплен во втором корпусе над второй пластиной. Короб закреплен на второй крепежной планке от второго корпуса до траверсы, на траверсе до первой крепежной планки и на первой крепежной планке до первого корпуса. Кабель, с помощью которого обмотка управления подключена через резистор к фазоповоротной схеме, уложен в короб. Длина первой крепежной планки h1, расстояние l1 от токопровода фазы В до первой крепежной планки и углы φ1 и φ2 поворотов геркона и катушки индуктивности соответственно против часовой стрелки относительно первой крепежной планки и по часовой стрелке относительно второй крепежной планки определены из следующих выражений:

где lAB - расстояния между токопроводами фаз А и В;

lAC - расстояния между токопроводами фаз А и С;

h2 - расстояние от токопровода фазы В до траверсы.

Использование в предлагаемом устройстве крепежных планок длиной h1 и h2, установка их на расстояниях l1, l2 от токопровода фазы В и закрепление на первой и второй крепежных планках геркона и катушки индуктивности соответственно под углами φ1 и φ2 позволяют выявлять токи обратной последовательности при расположении токопроводов фаз электроустановки по вершинам произвольного треугольника.

На фиг. 1 представлен фильтр тока обратной последовательности.

На фиг. 2 представлена первая крепежная планка с закрепленным на ней первым корпусом.

На фиг. 3 представлена вторая крепежная планка с закрепленным на ней вторым корпусом.

Фильтр тока обратной последовательности для электроустановки с токопроводами фаз А, В, С, расположенными по вершинам треугольника, содержит первую крепежную планку 1 (фиг. 1) длиной h1, которая прикреплена первым хомутом 2 к траверсе 3 перпендикулярно ей на расстоянии l1 от токопровода фазы В и первой тягой 4 прикреплена к опоре 5. На первой крепежной планке 1 (фиг. 2) закреплен первый корпус 6, внутри которого закреплена первая пластина 7. На первой пластине 7 под углом φ1 против часовой стрелки относительно первой крепежной планки 1 установлен геркон 8, на который намотана обмотка управления 9. Вторая крепежная планка 10 (фиг. 1) длиной h2 прикреплена вторым хомутом 11 к траверсе 3 перпендикулярно ей на расстоянии l2 от токопровода фазы В и второй тягой 12 прикреплена к опоре 5. На второй крепежной планке 10 (фиг. 3) закреплен второй корпус 13, внутри которого закреплены вторая пластина 14 и третий корпус 15, который установлен над второй пластиной 14. На второй пластине 14 установлена катушка индуктивности 16 под углом φ2 по часовой стрелке относительно второй крепежной планки 10. В третьем корпусе 15 расположены последовательно соединенные усилитель 17 (У), фазоповоротная схема 18 (ФПС) и резистор 19. Причем усилитель 17 (У) подключен к выходным зажимам катушки индуктивности 16. Кабель 20, который соединяет обмотку управления 9 через резистор 19 с фазоповоротной схемой 18, проложен в коробе 21 (фиг. 3). Короб 21 (фиг. 1) закреплен на второй крепежной планке 10 от второго корпуса 13 до траверсы 3, на траверсе 3 до первой крепежной планки 1, на первой крепежной планке 1 до первого корпуса 6. Длины h1 и h2 первой 1 и второй 10 крепежных планок, расстояния l1 и l2 от токопровода фазы В до первой 1 и второй 10 крепежных планок и углы φ1 и φ2 поворота геркона 8 и катушки индуктивности 16 определяют по следующим формулам:

где lAB - расстояния между токопроводами фаз А и В;

lAC - расстояния между токопроводами фаз А и С;

h2 - расстояние от токопровода фазы В до траверсы.

Первая 1 и вторая 10 крепежные планки и первая 7 и вторая 14 пластины выполнены из немагнитного материала, например дюралюминия. Первый 2 и второй 11 хомуты, первая 4 и вторая 12 тяги выполнены из немагнитного материала, например нержавеющей стали. Первый 6, второй 13 и третий 15 корпусы, короб 21 выполнены из немагнитного материала, например пластмассы. В качестве геркона 8 может быть использован, например, геркон типа МКА-20101. Обмотка управления 9 и катушка индуктивности 16 выполнены с помощью обмотки реле тока типа РТМ. В качестве усилителя 17 (У) может быть использован усилитель типа К14УД6. Фазоповоротная схема 18 (ФПС) может быть выполнена, например, на конденсаторе типа К 50-12 и резисторе МОН-0,5. В качестве резистора 19 может быть использован резистор типа МОН-0,5. В качестве кабеля 20 может быть использован кабель Olflex Classic 110 CY 2×1,5.

Токи, протекающие в токопроводах фаз А, В и С электроустановки, создают магнитные поля. Так как на геркон 8 и катушку индуктивности 16 магнитные поля, созданные токами в фазах С и А, не влияют, вдоль их продольных осей соответственно действуют магнитные поля с индукциями

где K1 и К2 - коэффициенты пропорциональности;

IA, IB, IC - токи в токопроводах фаз А, В и С.

Индукция В _ П Р К И наводит в катушке индуктивности 16 ЭДС Е _ , которую поворачивают на угол β

где γ - угол сдвига фаз между напряжением на выходе усилителя 17 (У) и током в обмотке 9, с помощью фазоповоротной схемы 18 (ФПС). Увеличивают ЭДС Е _ в КУ раз

где lOБM2 - длина каркаса обмотки управления 9;

DCP2 - средний диаметр обмотки управления 9;

W2 - количество витков обмотки управления 9;

f - частота переменного тока;

W3 - количество витков катушки индуктивности 16;

S3 - площадь поперечного сечения катушки индуктивности 16;

µ0 - магнитная проницаемость воздуха;

z - сопротивление выходной цепи усилителя 17 (У),

с помощью усилителя 17 (У) и подают на обмотку управления 9. При этом на геркон воздействует суммарный магнитный поток с индукцией

где I2 - ток обратной последовательности;

- индукция магнитного потока, созданного током в обмотке управления 9 вдоль продольной оси геркона 8.

Если в токах фаз присутствуют составляющие обратной последовательности IA2, IB2, IC2, то подставляя их в (1), имея в виду, получим

При

где ВСР - индукция вдоль продольной оси геркона 8, при которой он срабатывает; геркон 8 замыкает контакты и подает сигнал о появлении токов обратной последовательности, равных или больших заданной величине, определяемой типом используемого геркона 8 (ВСР зависит только от него).

Под действием составляющих тока нулевой последовательности IA0, IB0, IC0 геркон 8 не срабатывает, так как при подстановке их в (1)

Также геркон 8 не реагирует и на составляющие тока прямой последовательности IA1, IB1, IC1, так как, подставив их в (1) вместо IA, IB, IC, считая, что

получим

Таким образом, предлагаемый фильтр тока обратной последовательности позволяет выявлять токи обратной последовательности в токах фаз электроустановки, расположенных по вершинам произвольного треугольника.

Фильтр тока обратной последовательности, содержащий геркон, на который намотана обмотка управления, и катушку индуктивности, расположенные на безопасном расстоянии от токопроводов фаз А, В, С электроустановки, закрепленных по вершинам треугольника, при этом усилитель, фазоповоротная схема и резистор последовательно подключены к катушке индуктивности, отличающийся тем, что первая крепежная планка длиной h1 прикреплена первым хомутом к траверсе перпендикулярно ей на расстоянии ℓ1 от токопровода фазы В и первой тягой прикреплена к опоре, первый корпус закреплен на первой крепежной планке так, что боковые его грани перпендикулярны траверсе, а торцевые перпендикулярны опоре, первая пластина с установленным на ней герконом с обмоткой управления закреплена внутри первого корпуса, причем геркон закреплен в плоскости первой пластины под углом φ1 против часовой стрелки относительно первой крепежной планки, а вторая крепежная планка длиной h2 прикреплена вторым хомутом к траверсе перпендикулярно ей на расстоянии ℓ2=0,5ℓBC от токопровода фазы В, где ℓBC - расстояние между токопроводами фаз В и С, причем вторая крепежная планка прикреплена второй тягой к опоре, а второй корпус закреплен на второй крепежной планке так, что боковые его грани перпендикулярны траверсе, а торцевые перпендикулярны опоре, при этом вторая пластина с установленной на ней катушкой индуктивности помещена во второй корпус, а катушка индуктивности закреплена в плоскости второй пластины под углом φ2 по часовой стрелке относительно второй крепежной планки, третий корпус с расположенными внутри него усилителем, фазоповоротной схемой и резистором закреплен во втором корпусе над второй пластиной, короб закреплен на второй крепежной планке от второго корпуса до траверсы, на траверсе до первой крепежной планки и на первой крепежной планке до первого корпуса, кабель, с помощью которого обмотка управления подключена через резистор к фазоповоротной схеме, уложен в короб, причем длина первой крепежной планки h1, расстояние ℓ1 от токопровода фазы В до первой крепежной планки и углы φ1 и φ2 поворотов геркона и катушки индуктивности соответственно против часовой стрелки относительно первой крепежной планки и по часовой стрелке относительно второй крепежной планки определены из следующих выражений:


где ℓAB - расстояния между токопроводами фаз А и В;
AC - расстояния между токопроводами фаз А и С;
h2 - расстояние от токопровода фазы В до траверсы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в качестве реагирующей на разность токов схемы защиты электрических линий, машин, приборов и может быть использовано для обеспечения электробезопасности судовых и корабельных электроэнергетических систем.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам защиты трехфазных электрических линий, машин и приборов, в частности к схемам защиты, реагирующим на разность токов.

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам защиты электрических линий, машин и приборов, в частности к схемам защиты, реагирующим на разность токов. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для защиты человека от поражения электрическим током, противопожарной защиты от теплового проявления токов утечки, а также токов перегрузки и к.з.

Изобретение относится к релейной защите обмоток шунтирующих реакторов, трансформаторов, автотрансформаторов. .

Изобретение относится к релейной защите кабельных и воздушных параллельных линий электропередач переменного тока с общим выключателем на фазу. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты шин низшего уровня напряжения от различного вида повреждений (проходной, подвесной или опорной изоляции, вводов выключателей и трансформаторов и т.д.), сопровождаемых различными видами коротких замыканий.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты двух параллельных линий трехфазной электрической установки при превышениях токов в отдельных фазах и линиях номинальных значений, вызванных, например, повреждениями в электроустановке и на одной из защищаемых линий, сопровождаемыми короткими замыканиями.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой многофункциональный датчик трехфазного тока и предназначено для применения в составе аппаратов измерения, защиты и сигнализации.

Изобретение относится к области измерения электрических величин, в частности для измерения асимметрии в трехфазных трехпроводных сетях. Устройство содержит первый и второй дифференцирующие индукционные преобразователи тока (ДИПТ) и фильтр напряжения обратной последовательности, в состав которого входят три элемента: конденсатор, резистор и выключатель.

Изобретение относится к области электроники и электротехники, в частности к способу мониторинга контроллера трехфазного электродвигателя и/или электродвигателя.

Изобретение относится к средствам измерения асимметрии в трехфазных сетях при наличии высших гармоник в измеряемых токах. Измерительный преобразователь тока содержит основные элементы: фильтр напряжения обратной последовательности, первый и второй дифференцирующие индукционные измерительные преобразователи тока, катушки которых индуктивно связаны с токопроводами трехфазной трехпроводной цепи, и фильтр нижних частот.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения симметричных составляющих напряжений и токов в трехфазных трехпроводных сетях переменного тока.

Изобретение относится к области измерения электрических величин. .

Изобретение относится к области измерения электрических величин. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электроснабжения для определения напряжения обратной последовательности. .

Изобретение относится к области систем обработки информации и может быть использовано при определении напряжения нейтрали и положения нулевой точки по массивам отсчетов мгновенных значений фазных напряжений.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электроснабжения для определения напряжения обратной последовательности. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к контролю качества электроэнергии трехфазных сетей. В трехфазной четырехпроводной сети измеряют амперметрами токи в каждой фазе и нулевом проводе с помощью однофазных трансформаторов тока, а также измеряют суммарный ток двух фаз; по результатам измерения пяти токов определяют симметричные составляющие токов прямой, обратной и нулевой последовательностей по формулам. Техническим результатом является упрощение реализации способа измерения симметричных составляющих токов в трехфазных сетях, а также повышение точности измерения. 2 ил.
Наверх