"устройство для ограничения тока короткого замыкания в сети переменного тока4
())) 60 528 7
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
COWL 805NtKiiijk
Социалистическиg
Респ йии
P 1
/ф". (5Е) "М ) .в" И ОЯН"„.:6 2 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.76 (21) 2427274/24-07 с присоединением заявки №
Совета вкиннстров СССР оо лелем изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 22.04.78 (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Л. И. Воронов и А. М. Помыткин
Ленинградское проектно-экспериментальное отделение Института
«В Н И Ипроектэлектромонтаж» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКА КОРОТКОГО
ЗАМЫКАНИЯ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет
Изобретение относится к системам электроснабжения и мо кет быть использовано в электроустановках трехфазного переменного тока напряжением выше 1000 В с боль шими токами короткого замыкания.
Известны токоограничивающие устройства резонансного типа. Такие устройства содержат последовательно включенные индуктивность и емкость, настроенные в резонанс на частоте источника питания. При коротком замыкании емкость шунтируется, сопротивление устройства растет, что приводит к уменьшению тока короткого замыкания. В резонансном токоограничивающем устройстве при коротком замыкании в сети емкость шунтируется искровым промежутком и параллельно включенным с ним электромагнитным контактором с общим добавочным сопротивлением.
Однако изготовление искровых промежутков и воздушных разрядников для значительных мощностей представляет большие технические трудности. Поэтому упомянутые токоограничивающие устройства не получили практического применения.
Из известных токоограничивающих устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство резонансного типа. Это устройство имеет индуктивность и последовательно с ней включенную емкость. Параллельно емкости подключена элсктрическая цепь, представляющая собой последовательно включенные индуктивность, активное сопротивление и блок управляемых силовых тиристоров тиристорного выкзпочателя. Управление силовыми тиристорами этого вь)ключателя осуществляется от блока управления, вход которого соединен с делителем напряжения, подключенного параллельно к выводам указанной емкости устройства. Прп коротком замыкании в сети напряжение на емкости растет и достигает величины, при которой блок управления выдает сигнал на отпирание силовых тирпсторов шунтирующей емкость цепи.
15 В этом токоограничивающем устройстве по условию допускаемого перенапряжения на конденсаторах отпирание силовых тиристоров, шунтирующих емкость, происходит при напряжении, в 3,5 — 4 раза превыша ощем номи20 нальное напряжение смкости. Энергия, накопленная в емкости к моменту отпирания этих тирпсторов, превышает в 12 — 16 раз величину запасенной в ней энергии прп номинальном напряжении. Поэтому при каждом коротком
25 замыкании элементы шунтирующей емкости цепи подвергаются воздействию значительных токов се разряда; требуется громоздкое активное сопротивление для поглощения энергии емкости. При небольших интервалах времени
30 между после, чующими короткими замыканиямн мощность указанного сопротивления существ.нно растет.
Сети промышленных предприятий, для которых обычно возникает неооходимость ограниНсН»5! тока короткого замыкания., имеют Относпiс-льно небольшое активное сопротивление.
11оэтому при коротком замыкании в начальный момент переходного процесса цепь короткого замыкания можно представить в виде колебательного контура с последовательным соЕДИНСНИЕ vl аКтИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, ИНДУКтивности и емкости. Кроме того, емкость токоограничивающего устройства компенсирует только часть результирующей индуктивности цсг(и короткого замыкания. Следовательно, свободные составляющие напряжения на емкости и тока короткого замыкания имеют частоту существенно меньше частоты истoчника питания. Известно, что в таких цепях скорость нарастания результирующего напряжения на емкости в начальный период переходного процесса будет существенно меньше скорости нарастания тока В короткозамкнутой цепи, При этом отпирание шунтирующих емкость тиристоров мо кет наступить в момен(, когда мгновенный полный ток B цепи достигнет значения, близко(.0 K х(аксимальноЙ Вел5(ч!!не перВОЙ полуволны тока короткого замыкания, что приводит к существенному сниженшо токоо(раничивающсго эффекта устройства в начальный пер .Од переходного процесса.
Целью изобретения является устранение указанных недос,aтков. Для этого датчики сос(оя 11, я защищаемой сети выполнсны на соединенных последовательно в ка кдой фазе измерительном трансформаторе, подключенном к защищаемой сети, и преобразователе измеренного сигнала B производную по времени, Выходы которых черсз логичсскиЙ элемент
И 1И и преобразоьатсль подключены к входу указанного блока управления тиристорным выключателем. i2 чертеже представлена схема устройства для ограничения тока короткого замыкания в цепях Tjiсхфазно! 0 псрсменного ток2.
Ъ казаннос устройство содержит катушки индуктпвности 1, 2 и 3, конденсаторы 4, 5 и б, блоки 7 — 9 OFI IQJ15(pHQ вк,)7(очет(т!ых I pvBII тиP!IC)OPOB ОДНОЙ ф23Ы ТРЕХфаЗНОГО T)tPitCTOPлого Выключа-. сля, добавочные катушки индуктивпости 10, 11 и 12, измерительные трансформаторы 13, 14 и 15, преобразователи из.меренного сигнала в производную по времени
1б, 17 и 18, логичсский элемент ИЛИ 19, преОбразозатсль 20 и блок управления 21 тиристор;(ым выключателем.
Устройство для ограничения тока короткого за:,(ыкания,работает следую цим образом, В нормальном режиме блоки г((ристоров 7, 8 ii 9 находятся в отключенном состоянии. Катушки 5!Ндукгивности 1, 2, 3 п соответственно конденсаторы 4, 5 и б на частоте источника питания компенсируют друг друга. При трехфазном коротком замыкании в цепи происхо,JlIT ВОЗР2СТdHI!B ф2ЗНЫХ ТОКОВ, Г(РОТСК2(ОЩ(!Х
40 ,(5
52
6,) () i) по первl чным DGMOTK2M пзме15ите 7ьнъ(х TDBHc
QopvaTop0B 13, 14 и 15. В их вторичных обмотках индуктируемые ЗДС, пропорциональные производным по времени этих токов, почти скачком возрастают и при достижении установлен порог2 срабатывания па выходе преобразователей 16, 17 и 18 появляются импульсы, в обп ем случае сдвинутые друг относительно дру.а во времени, которые поступа(от ifo мере !(х появления Hd вход логического элсмен-.а 19 рслсй:(ой:2 циты, Логический элемент ИЛИ обсспсч(;вает срабатывание преобразователя 20 и выдачу одного общего отпирающего с!Огнала на все тиристоры выключателя по первому во времени импульсу на входе этого элемента. Кондспса!Оры каждой фазы и:унтпруются о;.новрсмепно и результирующее collpoTlfB;l "HHc растет, iTo приводи; к огр ан ичепп!о -oK",;короткого за мыкапия. Прсооразоватсль 20 сl "KliT для согласования с блоком упраaëåíèÿ 21 тпристорного гыключ атсля.
Ми(!Пма Ib!(ая гсличипа добавочных катушек .-П(луктпвностп 10, 11!! 12 определяется нормативпо допусти:!ым значением производной тока в тиристорах, Предлагас)(ое устройство для ограпичснпя тока Bbiro!»fo отл,(чается от ук:".занпого прототипа, так как суммар !ос время срабать(в",i.:t:H уcтройс:Ва нс превышает несколько десятков м! К„осску((д. В результате ток в коротко зах!кн;ОЙ цепи и напряжение
)(2 конде:(сато.;с в .(См..".;т Отпирания тир!(Сто ) Ов ВЫK. !О 12 TСЛ51 Ca i! 2 »(ТСЛЬНО 0!л!1 1210ТСЯ от гх вел!(Чины в .-р д!!(ес(ву!Ощех! нормальном рож!(мс, о-па,таст необходимость примеi! ci(ия спец(;альных разряд((ых актив:(ых со-!!рот(!Вг!с!«Пй(, j .Лучи ((10!ñÿ условия коммутации (lри Од!!03)!с:vfc .!flolt зс;!l чснпп быстродсЙстl (ÿ ),стро:::с(ва, l о у сличиваст сферу его
ПОП:!С((ЕНИЯ.
Фор )(ула изобрс гения
VcTPoFfcTB0 для ОГ1 э -ilt -lсi:иЯ TQKB HOP oTlioI 0 замык21lия В ссти пс;;)смсн;(Ого тОка, содержа!
ПСС 3 К25КДО!(ф23С ПОСЛСДOB2ТЕЛЬНЫИ РСЗО .-! 2 ((С((ЫЙ КС!(ТГ,, 1.3 К2 ) IIIKF! ИНД KTIIBHOCTH И кондснсато.:0!, цепью H!5 птпрования, вьшо 7п нг(ОЙ H c! I! oc (с (Ов 2тсльно сос:(If(!pi! ных доба
В0 ной катушке индуктпвносгп(1: блоке тиристорного выхлю атсля, и общий олок управле;!ия тиристорным вык.7!о !ателем, соединенным с датчиком состоя:«fst защищаемой сети, о тл и ч а ю щ с с с я тем, что, с целью повышения быстродействия и умень пения потребляемой мощ! QcTll, Да " :(:K:I сocT05IHI!5(к2жДОЙ фазы за!п;(и((:,смо!(сети выпо.)1;сны па соединен !ых последовательно нзмс 5птсль;(ом трансформа;-оре и прсобразоватс ")å измеренного сигнала з производ(10 Ilo Време(»1, зыходы которых через дополп:t, слы;о Введе:!Ные логический элем.r;T ИЛИ и преобразователь подключены к входу указа((ного с)лока управления тиристор и ь.. м вы к 710 Ч ател ем.
