Дистанционный орган защиты

 

О П =И-.С А Н И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,i! 600652

Сова Советских

Социалистических

Рвслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.03.76 (21) 2329275/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 04.04.78 (51) М. Кл.2 Н 02Н 3/40

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Ф. Березовский

Ярославский политехнический институт (71) Заявитель (54) ДИСТАНЦИОННЫЙ ОРГАН ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к устройствам релейной защиты, в частности к дистанционным органам защиты, и может быть использовано для защиты электродвигателей и линий электропередачи.

Известны органы защиты, выполненные по схемам, сравнивающим абсолютные значения двух электрических величин.

Наиболее близким к изобретению является дистанционный орган защиты, содержащий исполнительное реле, обмотки которого через трехфазные выпрямители, перобразователи однофазного тока в трехфазный и промежуточные трансформаторы пока подключена к выводам двух фаз трансформаторов тока и трансформаторов напряжений.

Недостаток известных устройств — в том, что они сложны, а потому и недостаточно надежны в условиях, когда требуется применить для отстройки от пусковых токов электродвигателей.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности при отстройке от пусковых токов электродвигателей.

Поставленная цель достигается тем, что в дистанционный орган защиты, содержащий исполнительное реле, обмотка которого через трехфазные выпрямители и промежуточные трансформаторы тока подключена к токовым выводам двух или трех фаз, введены индикатор сопротивления с тормозной и рабочей обмотками и индикатор симметрии, причем индикатор симметрии и рабочая обмотка индикатора сопротивления подсоеднены через трех5 фазный выпрямитель к промежуточным трансформаторам тока, один из выводов рабочей обмотки индикатора сопротивления соединен с обмоткой исполнительного реле, тормозная обмотка индикатора сопротивления подключс10 на через трехфазный выпрямитель к выводам трехфазного напряжения, а контакт индикатора сопротивления соединен последовательно с контактом индикатора симметрии н цепи резисторов, шунтирующих обмотку ис15 полнительного реле.

На фиг. 1 дана принципиальная схема дистанционного органа защиты; на фиг. 2— пример выполнения индикатора симметрии с двухполупериодными выпрямителями: на фиг.

20 3 — второй пример исполнения блока 1.

Первичные обмотки промежуточных трансформаторов А, В, С обтекаются coOTI3cTcTI3cIIно токами 1, 1в — — — (1, +1с); 1с, а вторичные обмотки подсоединены к блоку 1, содержаще25 му трехфазный дву. полупериодный выпрямитель, а также индикатор симметрии токов. В общих проводах схем полупериодов трехфазного выпрямителя включены секции рабочей обмотки 2 индикатора сопротивления, в каче30 стве которого может быть поляризованное ре600652 ле, и секции 3 обмотки исполнительного реле, в качестве которого целесообразно взять электромагнитное токовое реле. Тормозная обмотка 4 индикатора сопротивления через резистор

5 подсоединена к выходу мостового трехфазного выпрямителя, выполненного на диодах

6. Вход этого выпрямителя подключен к зажимам 4„, В„, C„напряжения. Резистор 7 служит для плавного регулирования уставки индикатора сопротивления. Полупроводниковый стабилитрон 8 может быть включен для улучшения вольт-амперной характеристики индикатора сопротивления. Размыкающий контакт 9 индикатора сопротивления включен последовательно с замыкающим контактом 10 индикатора симметрии токов, и при замыкании последнего резистор 11 оказывается подсоединенным к крайним зажимам секций обмотки исполнительного реле. У индикатора симметрии в режиме трехфазного тока достаточной величины контакт 10 замыкается. Кроме того, через контакт 10 параллельно резистору 11 еще включен резистор 12.

Усгройство работает следующим образом.

При пуске электродвигателя индикатор симметрии замыкает контакт 10, а индикатор сопротивления не срабатывает, сохраняя контакт

9 замкнутым, вследствие чего па раллельно крайним зажимам обмотки 3 исполнительного реле подсоединены резисторы 11 и 12, величина которых подбирается так, чтобы в этих условиях исполнительное реле было отстроено от пусковых токов с заданным коэффициентом надежности.

При трехфазном замыкании индикатор симметрии также замыкает контакт 10, но индикатор сопротивления, срабатывая, размыкает контакт 9, вследствие чего параллельно крайним зажимам обмотки 3 исполнительного реле подсоединен только резистор 12, величина которого подбирается так, чтобы в этих условиях исполнительное реле с заданным коэффициентом чувствительности срабатывало при симметричных повреждениях в минимальном трехфазном режиме питающей энергосети.

При несимметричных повреждениях индикатор сопротивления загрубляется поскольку напряжение, подаваемое на его тормозную обмотку 4, не снижается в достаточной мере.

Однако при несимметричных повреждениях не срабатывает индикатор симметрии, т, е. остается разомкнутым контактом 10, вследствие чего оба резистора 11 и 12 отсоединены от обмотки 3 исполнительного реле, которая выбирается так, чтобы в этих условиях исполнительное реле имело заданную чувствительность к несимметричным повреждениям в минимальном двухфазном режиме питающей энергосистемы.

Включение стабилитрона 8 будет улучшать вольт-амперную характеристику индикатора сопротивления в том случае, если у 1 стб у

Ф 2 и CO где L - — заданная установка индикатора сопротивления;

У;,„--- напряжение стабилизации стабилитрона 8;

5 1„,;, - — ток срабатывания индикатора сопротивления при нулевом напряжении иа его тормозной обмотке 4;

Кь К вЂ” конструктивные коэффициенты.

На фиг. 2 вторичные обмотки промежуточ10 ных трансформаторов тока А, В, С подсоединены к питающим диагоналям трех мостовых двухполупериодпых схем. В каждой фазе схемы первого полупериода мост состоит из двух диодных схем сравнения, первая образована

15 резистором 13, диодом 14 и резистором 15, а вторая — резистором 16, диодом 17 и резистором 18; при этом все три моста имеют один общий резистор 15, а в выходных диагоналях каждого моста включена одна из обмоток 19

20 поляризованного реле, исполняющего функиию индикатора симметрии.

В каждой фазе схемы второго полупериода аналогично мост состоит из двух диодных схем сравнения, первая образована резисто25 ром 13, диодом 20 и резистором 21, а вторая— резистором 16, диодом 22 и резистором 23, причем последний является общим для всех трех мостов.

Таким образом, у каждой фазы два моста

30 из схем первого и второго полупериодов имеют общими два плеча (резисторы 13 и 16), а также выходную диагональ с обмоткой 19.

Индикатор симметрии (фиг. 2) работает следующим образом.

35 В условиях трехфазного тока в первый полупериод через общий резистор 16 будет протекать ток от того из диодов 14, который подает большее мгновенное значение напряжения. При этом в выходной диагонали того

40 моста, где подаваемое напряжение меньше (и не равно нулю) возникает небаланс и по соответствующей обмотке 19 поляризованного реле потечет импульс тока, создающий долю ампер-витков срабатывания.

45 Во второй полупериод в тех же условиях трехфазного тока через общий резистор 23 будет аналогично протекать ток от того из диодов 22, который подает большее мгновенное значение напряжения; аналогично в выходной

50 диагонали того моста, где подаваемое напряжение меньше (и не равно нулю) по соответствующей обмотке 19 индикатора симметрии потечет импульс тока в том же направлении (от начала к концу) .

55 Приближенно суммарные ампер-витки в обмотке индикатора симметрии имеют вид шести треугольных импульсов за период напря>кения сети, что равноценно выпрямленному току третьей гармоники.

60 Когда трехфазный ток возрастает до заданного значения, индикатор симметрии срабатывает и замыкает свой контакт 10.

В условиях чистого двухфазного тока в обмотках 19 индикатора симметрии не будет им65 пульсов тока, поскольку третьего тока нет, а

600652 оставшиеся два противоположны по фазам и созданные ими ЭДС вторичных обмоток промежуточных трансформаторов тока не могут одна у другой нарушить баланс мостовых схем.

Таким образом, индикатор симметрии по фиг. 2 имеет различную чувствительность при трехфазном и двухфазном токах. Аналогично он имеет различную чувствительность при трехфазном и однофазном токах.

На фиг. 3 вторичные обмотки промежуточных трансформаторов тока ABC подсоединены ко входу трехфазного двухполупериодного выпрямителя, выполненного на диодах 24. К выходу этого выпрямителя через резистор 25 подсоединены рабочая обмотка 2 индикатора сопротивления и обмотка 3 исполнительного реле. Элементы 9 — 12 такие же и также подсоединены, как HB фиг. 1, но у индикатора симметрии контакт 10 не замыкающий, а размыкающий. Кроме того, к выходу выпрямителя через конденсатор 26 и дроссель 27 подключен однофазный мостовой выпрямитель 28, к выходу которого подсоединена обмотка 29 индикатора симметрии.

Индикатор симметрии (на фиг. 3) работает следующим образом. В условиях трехфазного тока напряжения на выходе выпрямителя содержит постоянную составляющую и шестую гармонику (амплитуды высших гармоник значительно меньше); амплитуда шестой гармоники составляет 6О/о от постоянной составляющей.

Конденсатор 26 и дроссель 27 настроены в резонанс на пропускание второй гармоники и поэтому напряжение на обмотке 29 очень мало.

В условиях чистого двухфазного тока, а также при чистом однофазном токе напряжение на выходе выпрямителя содержит постоянную составляющую и вторую гармонику (амплитуды высших гармоник значительно меньше); амплитуда второй гармоники составляет 66О/о от постоянной составляющей. Пропускающий фильтр из конденсаторов 2F и дросселя 27 хорошо пропускает появившуюся относитсльно большую вторую гармонику, индикатор симметрии срабатывает и своим размыкающим контактом 10 (см. фиг. 3) отсоединяет резисторы 11 и 12 от обмотки 3 исполнительного реле.

Пропускающий фильтр из конденсатора 26 и дросселя 27 вызывает замедление при переходных процессах, однако замедление это невелико, так как в цепи фильтра имеется акгивная нагрузка (выпрямитель 28 с обмоткой

«?9), Замедление это имеет место лишь в öå5

Зо

55 пях тока, где апериодическая составляющая бывает относительно небольшой по сравнению с цепями напряжения.

Упомянутое замедление вызывает задержку срабатывания индикатора симметрии, вследствие чего до срабатывания индикатора сопротивления исполнительный орган будет иметь уставку, отстроенную от пусковых токов электродвигателей

При использовании предложенного органа не требуются устройства для преобразования однофазного тока в трехфазный. Промежуточные трансформаторы тока в трехфазный выпрямитель со стороны рабочей обмотки индикатора сопротивления инспользуются также для питания индикатора симметрии и, например, обмотки исполнительного реле. Индикатор симметрии используется не только для вывода из действия индикатора сопротивления в условиях достаточной несимметрии токов, но и для необходимого изменения чувствительности исполнительного реле в этом режиме.

Отстройка от пусковых токов большого электродвигателя с помощью дистанционного органа защиты дешевле, чем дифференциальная защита двигателя, так как не требует второго комплекта трансформаторов тока и кабелей вторичной коммутации к ним.

Кроме того, дистанционный орган защиты хорошо защищает двигатель даже при относительно длинной линии электропередачи.

Формула изобретения

Дистанционный орган защиты, содержащий исполнительное реле, обмотка которого через трехфазные выпрямители и промежуточные трансформаторы тока подключена к токовым выводам двух или трех фаз, отличающийсяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности при отстройке от пусковых токов электродвигателей, в него введены индикатор сопротивления с тормозной и рабочей обмотками и индикатор симметрии, причем индикатор симметрии и рабочая обмотка индикатора сопротивления подсоединены через трехфазный выпрямитель к промежуточным трансформаторам тока, один из выводов рабочей обмотки индикатора сопротивления соединен с обмоткой исполнительного реле, тормозная обмотка индикатора сопротивления подключена через трехфазный выпрямитель к выводам трехфазного напряжения, а контакт индикатора сопротивления соединен последовательно с контактом индикатора симметрии в цепи резисторов, шунтИрующих обмотку исполнительйого реле, 600652

Риг.,У

Составитель Г, Дамская

Техред Л. Гладкова

Корректоры: Л, Орлова и О. Тюрина

Редактор 3. Старикова

Типография, пр. Саиуиова, 2

Заказ 356/15 Изд. № 340 Тираж 892 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров С1;СР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская иаб,, д, 4/5