Устройство для дифференциальной защиты электроустановки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >ц 5748!2

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.05.76 (21) 2363082i07 (51) М. Кл. H 02Н 3,/28 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.77. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 07.09.77 (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Шелест

Ставропольский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЪ|

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

Изобретение относится к области релейной защиты и может использоваться для защиты электроустановки, например сборных шин генераторов, синхронных компенсаторов и электрических двигателей.

Известны устройства для дифференциальной защиты электроустановок, представляющие собой тиристорный коммутирующий ключ, включенный последовательно с дифференциальным реле. Общий и основной недостаток этих устройств — это необходимость отстройки уставки открытия тиристоров от напряжения небаланса в переходном режиме, которая во многих случаях превышает напряжение, допустимое для изоляции вторичных цепей.

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты шин, в котором используется серийное дифференциальное реле

PHT (реле с насыщающимся трансформатором), которое по принципу действия отстроено от однополярных токов, что позволяет допустить открытие одного тиристора в переходном режиме внешнего короткого замыкания. При этом установка открытия тиристоров отстраивается от напряжения небаланса в установившемся режиме, следовательно, она в этом случае меньше в два раза.

Недостатком устройства для дифференциальной защиты является неравенство уставок открытия тирпсторов пз-за разброса характеристик полупроводниковых приборов. При этом нагрузка на трансформаторы тока по полупсриодам нсодинаковая, и их рабочие участки по кривой намагничивания смещаются в сторону насыщения, что приводит к уменьшению тока в реле РНТ и к увеличению вре10 мени его срабатывания. При этом, кaI показали опыты, тиристор для одной полуволны тока может не открываться, что приводит к отказу защиты. Кроме того, при малых кратностях тока внутреннего короткого замыка15 ния условия открывания тиристоров для каждой полуволны тока происходит с опозданием до 3 — 4 мс. При этом форма тока в дифференциальной цепи сильно искажается, возникает вибрация контактов реле, и снижает2р ся надежность его срабатывания.

Целью изобретения является уменьшение времени срабатывания и повышение надежности работы защиты.

3Td цель достигается тсм, что в устройстве

25 для дифференциальной защиты электроустановки, содержащем дифференциальное реле, последовательно с которым и встречно-параллельно между собой вк>1к>чены два тиристора с блоками управления, дополнительно введеЗр ны элементы запоминания по числу тирпсто574812

45 ров, входы которых через вновь введенные трансреакторы включены в анодные цепи соответствующих тиристоров, à выходы — между анодами этих тиристоров и анодами диодов, катоды которых подключены к их управляющим диодам, причем элемент запоминания выполнен в виде полупроводникового реле времени с герконом.

На чертеже дана электрическая схема предложенного устройства, содержащая дифференциальнос реле 1, тиристоры 2, 3, блоки

4, 5 управления тиристорами, делители напряжения 6, 7, стабилитрон 8, конденсатор

9, диод 10, трансреакторы 11, 12, диоды 13, 14, элементы 15, 16 задержки.

При внешнем коротком замыкании напряжение, приложенное к закрытым тиристорам, определяется соотношением сопротивлений плеч защиты, величиной вторичного тока и моментом насыщения трансформаторов тока. В установившемся режиме амплитуда этого напряжения меньше напряжения открытия тиристоров, они закрыты, и ток нсбаланса мал.

В переходном режиме возможно открытие одного тиристора. При этом в дифференциальной цепи протекает однополярный ток и реле

PHT не срабатывает.

В режиме внутреннего короткого замыкания наличие закрытых тиристоров в дифференциальной цепи ведет к тому, что при появления тока в трансформаторах тока на пх вторичных обмотках наводится быстронарастающая ЭДС. Под действием этой ЭДС в первый полупериод открывается один тиристор, и протекает полуволна тока. Появление сигнала на вторичной обмотке трансформатора запоминается па 20 мс с помощью элемента 15, который своим контактом шунтирует цепь управления и уменьшает напряженае открытия тиристора до нескольких вольт, Следовательно, тиристор фактически остается открытым до отключения короткого замыкания.

Во второй полупериод аналогично предыдущему случаю, происходит открытие второго тиристора, срабатывает элемент 16, уменьшая напряжение открытия этого тиристора также до нескольких вольт, Следовательно, 5

30 уставка открытия тиристора сохраняется только до протекания первой полуволны тока, соответствующей полярности. После первого открытия тиристоров они псрсводятся в режим работы диодов.

Открытие каждого тиристора надо запоминать отдельно, иначе, когда после открытия первого тиристора схема управления подает сигнал на открытие обоих тиристоров, возможна нссслсктивная работы защиты в персходном режиме внешнего короткого замыкания. Для устранения нсселсктивности работы уставку открытия тиристора придется отстраивать от напряжспия нсбаланса в переходном режиме.

Конденсаторы 9 повышают помехоустойчивость тиристорного ключа. Стабилитроны 8 обеспечивают стабильную уставку открытия тиристоров. Диоды 13 и 14 выполняют разделительные функции, Диоды 10 защищают управляющие переходы тиристоров от обратных напряжений.

Наличие элементов запоминания в цепях управления позволяет устранить возможность задержки и отказа в срабатывании дифференциального реле. Кроме того, так как после первого периода форма тока дифференциальной цепи после открытия тиристоров уже не искажастся, то устраняется вибрация конт;.ктов реле и повышается надежность работы защиты.

Формула изобретения

Устройство для дифференциальной защиты электроустановки, содержащее дифференциальное реле, последовательно с которым и встречно-параллельно между собой включены два тиристора с блоком управления, отлич а ю щ с е с я тем, что, с целью уменьшения времени срабатывания дифференциальной защиты и повышения надежности ее работы, дополнительно введены элементы запоминания по числу тиристоров, входы которых через вновь введенные трансреакторы включены в анодные цепи соответствующих тиристоров, а выходы — между анодами этих тиристоров и анодами диодов, катоды которых подключены к их управляющим электродам.

574812

Заказ 2148/9 Изд. Ке 781 Тираж 917

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Корнеева

Редактор А. Купрякова Текред А. Камышникова Корректор T. Добровольская