Устройство для защиты трехфазного выпрямителя от внутреннего короткого замыкания

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пч656148 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (2) )аявлеио10,05,76 (21) 2358850/24 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликоваио05.04.79.6юллетень № 13

Дата опубликования описания 09.04.79 (51) М. Кл

Н 02 Н 7/10

Государственный квинтет

СССР пе делам нзебретеннй н открытнй (53} УДК 621. 316. .925 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. В. Бердов и М. М. Середин

Южное отделение ордена Октябрьской Революции Всесоюзного

Государственного проектно-изыскательского и научноисследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

OT ВНУТРЕННЕГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите трехфазных выпрямителей в режиме несимметричных коротких замыканий, сопровождающихся протеканием сверхтоков, содержащих большие апериодические слагаюшие, и защите трехфазных выпрямителей на неуправляемых вентилях, применяемых в схемах плавки гололеда на В,г) постоянным током.

Известны устройства для зашиты трехфазного выпрямителя в режиме внутренних (несимметричных) коротких замыканий, в которых для предотвращения отказа защиты при насыщении трансформаторов тока используется факт существования асимметрии токов повреждения относительно оси времени (наличия в токах повреждения апериодических слагающих) (1).

Основными недостатками описанного устройства являются необходимость создания специальных защитных трансформаторов тока с двумя первичными обмотками, а также возможность насыщения трансформатора тока, включенного на разность токов в фазах с одинаковыми апериодическими слагающими, и отказ зашиты за счет сдвига между периодическими слагающими токов, если нагрузка. трансформатора близка к допустимой нагрузке по условию 10 /О погреш ности.

Наиболее близкнм и изобретению по теx5 нической смщности и достигаемомх резхльтату является устройство для защиты трехфазного выпрямителя от внутреннего короткого замыкания, содержащее трансформатор тока с трансрсактором во вторичной LLE пи, к концам которого подключены пофазно селекторы импульсов положительной полярности с пороговыми блоком н реагирующим органом на выходе (2).

Основным недостатком за циты является ее возможный отказ при насыщении за1S шитных трансформаторов тока и искажении формы вторичного тока. Насыщение защитных трансформаторов тока, как правило, будет иметь место при рассматриваемых аварийных режимах вследствие содержания в токах повреждения значительных апериодических слагающих. При этом во вторичном токе трансформаторов тока могут появиться бестоковые паузы на уровне, соответствующем току срабатывания реле.

656148

Целью изобретения является повышение надежности защиты при насыщении магнитопроводов защитных трансформаторов тока.

Указанная цель достигается тем, что уст- 5 ройство для защиты трехфазного выпрямителя от внутреннего короткого замыкания, содержащее трансформатор тока с трансреактором во вторичной цепи, к концам которого подключены пофазно селекторы импульсов положительной полярности с пороговым блоком и реагирующим органом на выходе, дополнительно снабжено логическим элементом НЕ, сглаживающим конденсатором и вторым, для каждой фазы, селектором импульсов положительной полярности, подключенным к одному концу трансреактора и его выведенной средней точке, между объединенными выводами указанных селекторов импульсов положительной полярности по. длительности и общей точкой включен сглаживающий конденсатор, а между пороговым блоком и реагирующим органом включен логический элемент НЕ.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — формы тока трансформатора тока от внутреннего короткого замыкания и при нагрузочном режиме выпрямителя и формы сигналов в различных точках предлагаемого устройства; на фиг. 3 — формы первичного и вторичного токов трансформатора тока при его насыщении в аварийном режиме.

Условные обозначения на чертежах:

i — ток в аварийном и нагрузочном режимах;

Uzp — напряжение трансреактора, 1тза — напряжение замера, Чсил (1,2) — напряжение на выходах селекторов импульсов положительной полярности по длительности;

Uc5 — напряжение на сглаживающем конденсаторе С ; — первичный ток;

1г — вторичный ток.

Устройство (фиг. 1) состоит из трансформатора 1, трансреактора 2, селекторов 3, 4 импульсов положительной полярности по длительности сглаживающего конденсатора

10 порогового блока, логического элемента 6

НЕ, реагирующего органа 7, представляющего собой релейный полупроводниковый усилитель, нагруженный на геркон.

Контакты реагирующего органа 9 соединяются последовательно с контактами реле повторителя 8 в цепи включения.

Устройство работает следующим образом.

При отключенном выключателе присоединения, к которому подключена выпрямительная установка, сигналы на выходах селекторов, импульсов положительной полярности по длительности отсутствуют, сигчыхопа элемента НЕ 6 принимает значение «1», реагирующий орган 7 находится в сработанном состоянии. Однако сигнал на отключение выпрямительной установки не проходит, поскольку разомкнут контакт 8 реле-повторителя в цепи включения.

При включении выключателя в цепи выпрямителя контакт 8 замыкается после размыкания контактов 9 реагирующего органа устройства.

При протекании синусоидального тока нагрузки выпрямителя на вторичной обмотке трансреактора 2 наводится синусоидальное напряжение. Напряжение ограничивается сопротивлениями 11, 12 и стабилитронами 19, 20. Импульсы положительной полярности обоих концов вторичной обмотки трансреактора через диоды 21, 22 и параллельные цепочки 13, 27, 14, 28 закрывают транзисторы 25 и 26, на базы которых подается отрицательное смещение через регулируемые активные сопротивления 15, 16. Время, на которое закрываются транзисторы 25 и

26, зависит от длительности импульсов положительной полярности и может регулироваться сопротивлениями 15, 16. При закрывании транзисторов 25 и 26 емкости 29 и

30 начинают заряжаться через сопротивления 17, 18 от источников питания, при этом постоянные времени цепей 17, 29, 18,30 >31„, где t„— ширина .импульсов положительной полярности. Благодаря этому амплитуды сигналов на конденсаторах 29,30 практически пропорциональны длительностям импульсов положительной полярности, закрывающих транзисторы 25 и 26.

После окончания импульсов положительной полярности в каждом полупериоде транзисторы 25 и 26 открываются и происходит быстрый разряд конденсаторов 29, 30 через сопротивление между коллектором и эмиттером открытого транзистора.

Благодаря разделению волн положительной полярности каждой из полуобмоток вторичной обмотки трансреактора 2, конденсаторы 29 и 30 успевают полностью разрядиться до момента прихода следующих импульсов положительной полярности данной полуобмотки, в результате чего исключается ошибка в измерении их длительности. Конденсатор 10 быстро заряжается через диоды

23, 24 до амплитудного значения напряжений на емкостях 25, 30. Разряд конденсатора 10 за время между двумя соседними импульсами напряжения на конденсаторах 29 и 30 незначителен и ограничивается входным сопротивлением порогового блока.

При протекании синусоидального тока нагрузки выпрямителя напряжение на конденсаторе 10 больше уровня срабатывания порогового блока 5, поэтому сигнал на выходе элемента НЕ отсутствует (принимает значение О) . Контакт 9 реагирующего ор656148

Формула изобретения

Р У

На атилюееиие

+ Юрелтаеиие ч иг.1 гана 7 разомкнут, и сигнал на отключение выключателя не поступает.

При возникновении аварии выпрямителя †проб плеча или шунтирования плеча через внешнее сопротивление — в первичном токе трансформатора тока появляются бестоковые паузы (фиг. 2), а длительность импульсов тока сокращается. При этом происходит сокращение длительности импульсов напряжения на вторичной обмотке трансреактора 2 на заданном уровне замера независимо от того, насыщается ли магнитопровод защитного трансформатора тока или идеально трансформирует первичный ток.

В результате сокращаются отрезки времени, в течение которых транзисторы 25 и 26 оказываются закрытыми и, соответственно, уменьшается (становится ниже уровня срабатывания порогового блока) амплитуда импульсов на конденсаторах 29 и 30, а также напряжение на конденсаторе 10 (фиг. 2).

Сигнал на выходе элемента НЕ 6 при этом принимает значение «1», происходит срабатывание реагирующего органа 7 и отключение поврежденной выпрямительной установки.

Поскольку при глубоком насыщении защитного трансформатора тока апериодической слагаюшей первичного тока во вторичном токе могут появиться дополнительные бестоковые паузы на данном уровне замера за счет резкого ухудшения трансформации первичного тока, напряжение на конденсаторе 10 будет еще ниже, и срабатывание предлагаемого устройства, в отличие от прототипа, будет обеспечиваться более надежно.

Преимущество описываемого устройства перед известными заключается в повышении надежности фиксации внутренних повреждений неуправляемых выпрямителей.

Устройство для защиты трехфазного выпрямителя от внутреннего короткого замыкания, содержащее трансформатор тока с

10 трансреактором во вторичной цепи, к концам которого подключены пофазно селекторы импульсов положительной полярности с пороговым блоком и реагирующим органом на выходе, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежности защиты при

15 насыщении магнитопроводов защитных трансформаторов тока, оно дополнительно снабжено логическим элементом НЕ, сглаживающим конденсатором и вторым, для каждой фазы, селектором импульсов положительной полярности, подключенным к одному кон20 цу трансреактора и его выведеннои среднеи точке, между объединенными выводами указанных селекторов импульсов положительной полярности по длительности и общей точкой включен сглаживающий конденсатор, 2S а между пороговым блоком и реагирующим органом включен логический элемент HE.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

30 1. Заявка № 1493923/24 — 7, кл. Н 02 Н 7/10, 1970, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

2. Беркович Е. И., Боровой А. И. Полупроводниковые выпрямители. М., «Энер3 гия», 1967, с. 327.

656148

lf= Ег=/

>си с»" юг 2 ! !!1111 11 1

Ксгггs

Составитель Т. Щеголькова

Редактор Н. Ахмедова Техред О. Луговая Корректор Л. Веселовская

Заказ 1541/44 Тираж 856 Подписное

Ц1!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откр ьпий ! 13035, Москва, Ж-35, Рау инска я наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4