Способ настройки токовой защиты на герконах

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности настройки токовой защиты. Способ позволяет точно настроить токовую защиту на герконах за счет определения в расчетной точке A истинной напряженности HАист, которая равна произведению рассчитываемой напряженности HА в расчетной точке A на коэффициент, который в свою очередь определяется из отношения измеренной с помощью второй катушки индуктивности ЭДС E1 в расчетной точке A к рассчитанной ЭДС E2 на выводах второй катушки индуктивности, а также за счет выбора геркона с магнитодвижущей силой срабатывания Fcp, соответствующей истинной напряженности HАист в расчетной точке A, а также проверки правильности установки геркона внутри второй катушки индуктивности. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике релейной защиты, и может быть использовано для настройки токовой защиты электроустановок от коротких замыканий.

Известен способ настройки токовой защиты на герконе [АС 1429193 СССР Клецель М.Я., Мусин А.Х., Поляков В.Е., 1988, №37], при котором геркон снабжают двумя обмотками, устанавливают его в рассчетной точке вблизи токоведущей шины защищаемой электроустановки, подают ток от источника питания в шину и измеряют ЭДС на первой обмотке, затем подают ток от источника питания во вторую обмотку и измеряют ЭДС, при которой срабатывает геркон, затем от этого источника подают ток в шину соседней установки и измеряют ЭДС на первой обмотке, далее меняют положение геркона так, чтобы ЭДС первой обмотки стало минимальным, подают токи I1 и I2 в шину защищаемой электроустановки и измеряют ЭДС первой обмотки и по соотношениям этих ЭДС судят о правильности настройки защиты.

Недостатком данного способа является высокая опасность при проведении настройки токовой защиты на герконах, так как для определения истинной напряженности в расчетной точке на токоведущую шину электроустановки подают большие токи, соизмеримые с токами короткого замыкания.

Ближайшим из аналогов является способ настройки токовой защиты на герконах [Клецель М.Я., Мусин В.В. Выбор тока срабатывания максимальной токовой защиты без трансформаторов тока на герконах // Промышленная энергетика, 1990. №4. - С. 32-36], при котором выбирают расчетную точку А на безопасном расстоянии от токоведущих шин электроустановки. Измеряют расстояния от токоведущих шин электроустановки до расчетной точки А. Рассчитывают напряженность НА в расчетной точке А при токе Iсз срабатывания защиты по формуле ,

где ejα1, ejα2, ejα3 - комплексные числа, описывающие углы сдвига фаз между токами в токоведущих шинах;

h1, h2, h3 - расстояние от токоведущих шин до расчетной точки А.

Выбирают геркон и размещают его внутри первой катушки индуктивности с заданным количеством витков W1 и длиной , расположенной в произвольном месте, к выводам катушки индуктивности подключают источник питания, в катушку индуктивности подают ток, фиксируют значение тока I, при котором сработал геркон, и рассчитывают его действительную магнитодвижущую силу срабатывания Fcp=I⋅W1.

Если магнитодвижущая сила срабатывания Fcp имеет такое значение, что напряженность срабатывания геркона Нср, равная отношению магнитодвижущей силы срабатывания Fcp к длине первой катушки индуктивности, равна напряженности НА в расчетной точке A, то геркон устанавливают в расчетную точку A. Если магнитодвижущая сила срабатывания Fcp имеет такое значение, что напряженность срабатывания Нср не равна напряженности HA в расчетной точке A, то выбирают другой геркон, и повторяют указанные выше операции пока не найдется геркон, для которого это равенство выполняется.

Недостатками данного способа является недостаточная точность настройки токовой защиты на герконах. Погрешность составляет 20-40%, из-за подбора геркона с напряженностью срабатывания Нср, равной расчетной напряженности НА в расчетной точке A, а не истинной напряженности в этой точке.

Техническая проблема настоящего изобретения заключается в повышении точности настройки токовой защиты на герконах.

Решение технической проблемы достигается за счет того, что в способе настройки токовой защиты на герконах выбирают расчетную точку A на безопасном расстоянии от токоведущих шин электроустановки. Измеряют расстояния от токоведущих шин электроустановки до расчетной точки A. Рассчитывают напряженность НА в расчетной точке А при токе Iсз срабатывания защиты по формуле

,

где ejα1, ejα2, ejα3 - комплексные числа, описывающие углы сдвига фаз между токами в токоведущих шинах;

h1, h2, h3 - расстояние от токоведущих шин до расчетной точки A.

Выбирают геркон и размещают его внутри первой катушки индуктивности с заданным количеством витков W1 и длиной и площадью поперечного сечения S, расположенной в произвольном месте, к выводам катушки индуктивности подключают источник питания, в катушку индуктивности подают ток, фиксируют значение тока I, при котором сработал геркон, и рассчитывают его магнитодвижущую силу срабатывания Fcp=I⋅W1.

Отключают первую катушку индуктивности.

Далее в расчетной точке А закрепляют вторую катушку индуктивности с заданным количеством витков W2, длиной и площадью поперечного сечения S. В свою очередь, к токоведущим шинам электроустановки подключают источник питания, и подают в токоведущие шины электроустановки ток I1, намного меньший тока Iсз срабатывания настраиваемой защиты, учитывая, что для каждого вида защит и типа электроустановки ток срабатывания защит Iсз индивидуальный. Далее, измеряют напряжение E1 на концах второй катушки индуктивности, расположенной в расчетной точке A, выключают источник питания. Рассчитывают напряжение Е2 на концах второй катушки индуктивности при токе I1, а затем и истинную напряженность HАист в расчетной точке A при токе срабатывания защиты по следующим формулам

,

,

где μ0 - магнитная проницаемость воздуха;

f - частота промышленного тока;

W2 - количество витков второй катушки индуктивности;

S - площадь поперечного сечения;

ejα1, ejα2, ejα3 - комплексные числа, описывающие углы сдвига фаз между токами в токоведущих шинах;

π - постоянная Планка;

h1, h2, h1 - расстояние от токоведущих шин до расчетной точки А.

Затем сравнивают напряженность срабатывания геркона с истинной напряженностью HАист поля в расчетной точке A. Если напряженность срабатывания геркона Hср равна истинной напряженности HАист поля в расчетной точке A, то геркон устанавливают внутрь второй катушки индуктивности. Если напряженность срабатывания геркона Hср не равна истинной напряженности HАист поля в расчетной точке A, то выбирают следующий геркон и, используя первую катушку индуктивности, определяют напряженность срабатывания геркона Нср1. Далее сравнивают напряженность срабатывания геркона Нср1 с истинной напряженностью HАист в расчетной точке A. Если напряженность срабатывания геркона Hср1 равна истинной напряженности HАист в расчетной точке A, то геркон устанавливают в расчетную точку A. Если напряженность срабатывания геркона Hср1 не равна истинной напряженности HАист поля в расчетной точке A, то действия по выбору геркона повторяют до тех пор пока напряженность срабатывания геркона Hcp1, при которой выбранный геркон срабатывает, не станет равной истинной напряженности HАист поля в расчетной точке A. Затем в токоведущие шины подают ток I1 и измеряют ЭДС E3 на выводах второй катушки индуктивности. Проверяют равенство ЭДС E1 и E3, если оно выполняется, то токовая защита на герконе настроена, если не выполняется, то изменяют положение геркона и второй катушки индуктивности так, чтобы ЭДС E1 и E3 были равны. Если геркон с необходимой магнитодвижущей силой срабатывания Fcp не удается подобрать, и напряженность срабатывания геркона Нср больше истинной напряженности HАист в расчетной точке A, то вычисляют величину напряженности Hнд, недостающей для срабатывания геркона, путем вычитания полученного значения напряженности срабатывания геркона Нср из истинной напряженности НАист в расчетной точке A. Затем к выводам второй катушки индуктивности подключают источник питания и подают ток I2, равный отношению .

Для достижения точности настройки токовой защиты на герконах определяют истинную напряженность НАист в точке А, выбирают геркон с магнитодвижущей силой срабатывания Fcp, соответствующей истинному значению напряженности НАист в расчетной точке А.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ настройки токовой защиты на герконах.

Способ настройки токовой защиты на герконах может быть реализован в трехфазной электроустановке типа К-63-1000-10. К токоведущим шинам 1 электроустановки последовательно подключены амперметр 2 и источник трехфазного переменного тока 3. Вторую катушку индуктивности 4, в качестве которой может быть использована обмотка промежуточного реле РП-23, закрепляют на безопасном расстоянии от шин 1 электроустановки. Внутри второй катушки индуктивности 4 размещают геркон 5, в качестве которого может быть использован геркон типа КЭМ-1. К выводам катушки индуктивности 4 подключают вольтметр 6.

Для настройки токовой защиты трехфазной электроустановки с токоведущими шинами 1, расположенными в одной плоскости, максимальным током нагрузки, равным 1 кА, и номинальным напряжением Uн, равным 6 кВ, при построении защиты от двухфазного короткого замыкания между фазами B и C, исходя из известных соображений о возможной наибольшей чувствительности и удобства установки, закрепляют вторую катушку индуктивности 4, с количеством витков W2, равным 10000, площадью поперечного сечения S, равной 796 мм2, длиной , равной 0,02 м, в расчетной точке А для определения истинного значения напряженности HАист в расчетной точке А. Расчетная точка A равноудалена от токоведущих шин 1 фаз B и C электроустановки на безопасное расстояние - 13 см. При этом вторая катушка индуктивности 4 устанавливается в указанной расчетной точке A таким образом, чтобы продольная ось второй катушки индуктивности 4 находилась в плоскости поперечного сечения токоведущих шин 1 перпендикулярно плоскости их расположения. К выводам второй катушки индуктивности 4 подключают вольтметр 6, а к токоведущим шинам 1 через амперметр 2 подключают источник тока 3. Затем, используя максимальный ток нагрузки электроустановки, равный 1 кА, рассчитывают ток Iсз срабатывания защиты в токоведущей шине 1, при котором должен срабатывать геркон 5, и напряженность НA в расчетной точке A при этом токе. В результате расчетов ток Iсз срабатывания защиты равен 1,8 кА, напряженность HA в расчетной точке A равна 2,2 кА/м. Затем в токоведущие шины 1 подают ток I1, намного меньший Iсз тока, при котором срабатывает защита и одновременно измеряют ЭДС E1 на выводах второй катушки индуктивности 4 с помощью вольтметра 6 и значение тока I1 в токоведущих шинах с помощью амперметра 2. В результате измерения ЭДС на выводах второй катушки индуктивности E1 равна 244 мВ, ток I1 в токоведущих шинах равен 100 А. Затем отключают источник тока и измеряют расстояния h2 и h3, равные 13 см, от токоведущих шин B и C до расчетной точки A. При этом измеряем только два расстояния h2 и h3, так как рассматриваем двухфазное короткое замыкание, при котором считается, что ток в неповрежденной фазе отсутствует. Далее рассчитывают ЭДС E2 на выводах второй катушки индуктивности 4 при двух фазном коротком замыкании между фазами В и C по формуле.

После этого вычисляется истинная напряженность HАист поля в рачетной точке A при токе срабатывания защиты Iсз по формуле

Внутрь первой катушки индуктивности, используемой для определения напряженности, при которой срабатывает геркон 5 с количеством витков W1, равным 5000, и длиной , равной 0,2 м, устанавливают геркон 5 типа КЭМ-2. В катушку индуктивности от источника тока через амперметр подают ток. Фиксируют величину тока 5 мА, при которой геркон 5 срабатывает. Вычисляют магнитодвижущую силу срабатывания Fcp, получаем силу срабатывания Fcp, равную 25 А⋅витков, вычисляем напряженность срабатывания Нср геркона 5, в результате напряженность равна 125 А/м. Сравнивают напряженность срабатывания Нср геркона 5, так как напряженность срабатывания Нср геркона 5, равная 125 А/м, и не равна истинной напряженности HАист в расчетной точке А, равной 1,76 кА/м, то в первую катушку индуктивности помещают другой геркон, и повторяют указанные выше действия. И так до тех пор, пока напряженность срабатывания Hср геркона 5 не станет равной истинной напряженности HАист в расчетной точке A. В результате выбирают геркон 5 типа КЭМ-1 с магнитодвижущей силой срабатывания Fcp, равной 280 А, витков и помещают его внутрь второй катушки индуктивности 4.

После установки внутрь второй катушки индуктивности 4 окончательно выбранного геркона 5 проверяют не сместились ли катушка индуктивности 4 и геркон 5. Для этого в токоведущие шины 1 подают ток I1 и измеряют ЭДС E3 на выводах второй катушки индуктивности 4, которая равна 244 мВ. Так как ЭДС E3 на выводах второй катушки индуктивности 4 равна ЭДС E1 на выводах второй катушки индуктивности 4, то защита настроена.

Таким образом, выбор параметров геркона 5 по величине истинной напряженности HАист в расчетной точке A, а не по расчетной величине напряженности HA в расчетной точке A позволяет более точно настроить токовую защиту на герконах.

Способ настройки токовой защиты на герконах заключается в выборе расчетной точки А на безопасном расстоянии от токоведущих шин электроустановки, измерении расстояний от токоведущих шин электроустановки до расчетной точки А, расчете напряженности НА в расчетной точке А при токе Iсз срабатывания защиты по формуле

,

где ejα1, ejα2, ejα3 - комплексные числа, описывающие углы сдвига фаз между токами в токоведущих шинах;

h1, h2, h3 - расстояние от токоведущих шин до расчетной точки А;

выборе геркона и размещении его внутри первой катушки индуктивности с заданным количеством витков W1 и длиной l1, расположенной в произвольном месте, подключении к выводам катушки индуктивности источника питания, подаче в катушку индуктивности тока I, фиксации значения тока, при котором сработал геркон, и расчете его магнитодвижущей силы срабатывания Fcp=I⋅W1, отключении первой катушки индуктивности, отличающийся тем, что в расчетной точке А закрепляют вторую катушку индуктивности с заданным количеством витков W2, длиной l2 и площадью поперечного сечения S, в свою очередь, к токоведущим шинам электроустановки подключают источник питания и подают в токоведущие шины электроустановки ток I1, намного меньший тока Iсз срабатывания настраиваемой защиты, далее измеряют напряжение E1 на концах второй катушки индуктивности, расположенной в расчетной точке А, выключают источник питания, рассчитывают напряжение Е2 на концах второй катушки при токе I1, а затем рассчитывают истинную напряженность НАист в расчетной точке А при токе Iсз срабатывания защиты по следующим формулам

,

,

где μ0 - магнитная проницаемость воздуха;

ƒ - частота промышленного тока;

W2 - количество витков второй катушки индуктивности;

S - площадь поперечного сечения;

ejα1, ejα2, ejα3 - комплексные числа, описывающие углы сдвига фаз между токами в токоведущих шинах;

π - постоянная Планка;

h1, h2, h3 - расстояние от токоведущих шин до расчетной точки А,

затем сравнивают напряженность срабатывания геркона с истинной напряженностью НАист поля в расчетной точке А, если напряженность срабатывания геркона Hcp равна истинной напряженности НАист поля в расчетной точке А, то геркон устанавливают внутрь второй катушки индуктивности, если напряженность срабатывания геркона Нср не равна истинной напряженности НАист поля в расчетной точке А, то выбирают следующий геркон и, используя первую катушку индуктивности, определяют напряженность срабатывания геркона Hcp1, далее сравнивают напряженность срабатывания геркона Hcp1 с истинной напряженностью НАист в расчетной точке А, если напряженность срабатывания геркона Нср1 равна истинной напряженности НАист в расчетной точке А, то геркон устанавливают в расчетную точку А, если напряженность срабатывания геркона Нср1 не равна истинной напряженности НАист поля в расчетной точке А, то действия по выбору геркона повторяют до тех пор, пока напряженность срабатывания геркона Нср, при которой выбранный геркон срабатывает, не станет равной истинной напряженности НАист поля в расчетной точке А, затем в токоведущие шины подают ток I1 и измеряют ЭДС Е3 на выводах второй катушки индуктивности, проверяют равенство ЭДС E1 и Е3, если оно выполняется, то токовая защита на герконе настроена, если не выполняется, то изменяют положение геркона и второй катушки индуктивности так, чтобы ЭДС E1 и Е3 были равны, если геркон с необходимой магнитодвижущей силой срабатывания Fcp не удается подобрать, и напряженность Нср срабатывания защиты геркона больше истинной напряженности НАист в расчетной точке А, то вычисляют величину напряженности Ннд недостающей для срабатывания геркона, путем вычитания полученного значения напряженности срабатывания геркона Нср из истинной напряженности НАист в расчетной точке А, затем к выводам второй катушки индуктивности подключают источник питания и подают ток I2, равный отношению I2нд⋅l2/W2.



 

Похожие патенты:

Использование – в области электротехники. Технический результат - осуществление дифференциальной защиты и защиты от обрыва фаз электродвигателя малой мощности.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы устройства.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности настройки токовых защит кабелей.

Реле тока // 2628090
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для создания электронных реле, реагирующих на амплитуду тока. Реле тока содержит промежуточный трансформатор тока, выпрямитель, исполнительный элемент, четыре пороговых блока, два элемента И, реверсивный счетчик, одновибратор, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, блок вычитания, сумматор, двухсторонний ограничитель, нерекурсивный фильтр.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение чувствительности устройства.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности восстановления системы постоянного тока после обнаружения перегурузки.

Использование – в области электротехники. Технический результат – сокращение времени обнаружения повреждений.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение надежности распознавания неисправностей.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и безотказности устройства.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности и надежности защиты.

Использование – в области электротехники. Технический результат - осуществление дифференциальной защиты и защиты от обрыва фаз электродвигателя малой мощности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве коммутирующего устройства в однофазных и многофазных цепях постоянного или переменного тока.

Реле // 2217834
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах автоматики и измерительной техники в качестве элемента, согласующего выходную цепь логической микросхемы серии ТТЛ с обмоткой управления реле.

Изобретение относится к коммутационным устройствам и может найти применение в различных устройствах систем управления, контроля, измерения, вычислительных устройствах, устройствах связи различных отраслей техники.

Реле // 2183039
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для коммутации слаботочных электрических цепей. .

Изобретение относится к коммутационным устройствам и может найти применение в системах управления, контроля, измерения, устройствах связи и других устройствах различных отраслей техники.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в различных коммутационных устройствах. .

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в коммутационных различных устройствах. .

Изобретение относится к коммутационным устройствам. .

Изобретение относится к электромагнитным реле на базе герконов, в частности жидкометаллических, получающим питание от источника двухполупериодного выпрямленного напряжения.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности настройки токовой защиты. Способ позволяет точно настроить токовую защиту на герконах за счет определения в расчетной точке A истинной напряженности HАист, которая равна произведению рассчитываемой напряженности HА в расчетной точке A на коэффициент, который в свою очередь определяется из отношения измеренной с помощью второй катушки индуктивности ЭДС E1 в расчетной точке A к рассчитанной ЭДС E2 на выводах второй катушки индуктивности, а также за счет выбора геркона с магнитодвижущей силой срабатывания Fcp, соответствующей истинной напряженности HАист в расчетной точке A, а также проверки правильности установки геркона внутри второй катушки индуктивности. 1 ил.

Наверх