Устройство для защиты тиристорного привода постоянного тока от коротких замыканий в силовом кабеле

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистииеовх

Республик

<и672692 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.11.77 (21) 2548058/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 02 Н 3)08

Государственный наметена

СССР по делам нзоаретеннй и еткрмтнй (53) УДК621.316. .925 (088.8) Опубликовано 05.07.79. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 15.07.79 (72) Авторы изобретения.В. A Чурин, Г. Е. Кашицын и Э. Г. Краус

Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРИВОДА

ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В СИЛОВОМ КАБЕЛЕ

Изобретение относится к технике релейной защиты и предназначено для зашиты от коротких замыканий в кабеле тиристорного привода постоянного тока, работающего на активноиндуктивную нагрузку, каковой является, например, двигатель постоянного тока последовательного возбуждения для добычных машин угольных шахт.

Известно устройство защиты объектов от коротких замыканий, принцип действия которых основан на сравнении текущего значения тока с предшествующими, причем. уставка срабатывания защиты автоматически изменяется в соответствии с программой изменения тока нагрузки (1) .

Недостатком данного устройства является малое быстродействие и его сложность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты тяговых сетей постоянного тока от коротких замыканий, работа которого основана на измерении сигнала, пропорционального первой производной скорости нарастания тока короткого замыкания, и которое содержит трансформатор, первичная обмотка которого включена в силовую цепь и исполнительный орган, связанный со вторичной обмоткой (2).

Недостатком устройства при использовании его для защиты регулируемого тирисS торного электропривода постоянного тока от коротких замыканий в кабеле являются возможные отказы, так как момент появления короткого замыкания может произойти во время паузы между импульсами тока в кабале (при малых углах открывания тиристоров преобразователя), что исключает возможность формирования сигнала, пропорционального первой производной скорости нарастания тока короткого замыкания.

Целью изобретения является исключение ложных срабатываний от токов нагрузки и повышение чувствительности защиты тиристорных приводов постоянного тока, работающих на активноиндуктивную нагрузку, от токов коротких замыканий в кабеле.

Поставленная цель достигается тем, что

20 в устройстве для защиты тиристорного привода постоянного тока от коротких замыканий в кабеле, содержащем трансформатор, первичная обмотка которого включена в си672692 ловую цепь н исполнительный орган, связанный со вторичной обмоткой, исполнительный орган выполнен с элементом, пропускаю(цим импульсы тока заднего фронта, при этом упомянутый элемент выполнен в виде вентиля, включейного последовательно со вторичной обмоткой трансформатора.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит тиристорный преобразователь 1, силовой кабель

2, нагрузку 3 с параметрами Rtt, L„, транс о форматор тока 4. исполнительный орган 5 с элементом 6 и блок управления преобразователем 7, В нормальном режиме работы тиристорного привода, когда в силовом кабеле отсутствует короткое замыкание, сигнал, снимаемый с трансформатора тока 4, недостаточен для срабатывания исполнительного органа

5 зашиты.

При появлении короткого замыкания в кабелс возрастает амплитуда импульсов тока, вследствие чего возрастает амплитуда сигнала, снимаемого с трансформатора тока 4, пропорционального первой производной импульсов тока, что приводит к срабатыванию исполнительного органа и включению преобразователя посредством снятия напряжения управления.

Использование сигнала, пропорционального первой производной переднего фронта импульсов тока, приводит к ложным срабатываниям при попытке осуществить защиту на всем диапазоне регулирования. Это объясняется тем, что импульсы токов короткого замыкания и нагрузки имеют крутой передний фронт, объяснимый коммутацией тиристоров, и значения производных переднеto (рро((та импульсов тока нагрузки при малых углах открывания тиристоров преобразоватсля оказыва(отся гк.1ьн(е зна IcIIH5t производнь(х персдll(I.(t фро((та импульсов тока короткого за м ьl t(3 It tt 51 lip(I оо 1 ьt t t It# i I,t;t (()т- 4(t крывания тиристоров.

Вкл(очc(IHå венTè.15I 6 Iloñ1(.Tîâÿò(.1I:Iït с трансформатором нренятствуеT подачс сигналов, пропорциональных переднему фронту импульсов тока, что искл(очаст ложные срабатывания устройства.

Первые производные заднего фронта импульсов тока короткого замыкания и нагрузки существенно отличаются вследствие влияния индуктивности нагрузки. Соотношение первых производных заднего фронта импуль- 50 сов тока короткого замыкания и нагрузки та ково, что значение первых производных заднего фронта импульсов тока короткого замыкания превышает значения первых производных заднего фронта им пульсов тока нагрузки практически на всем диапазоне регулирования напряжения преобразователя.

Данное устройство защиты от коротких замыканий имеет малый вес, занимает малый объем и исключает возможность ложных срабатываний, что очень важно для шахтного оборудования. Кроме того, простота устройства значительно снижает затраты на его изготовление и обслуживание. Устройство обладает малым временем срабатывания, что позволяет использовать его в качестве защиты тиристоров преобразователя от токов котороткого замыкания при максимальном напряжении на выходе преобразователя.

Применение устройств защиты, реагирующих на величину тока, с постоянной уставкой срабатывания существенно ограничивает допустимый диапазон регулирования напряжения и при длине кабеля более 0,5 км может осуществлять защиту только при максима.1ьноМ напряжении преобразователя, что не позволяет осуществлять регулирование режимов двигателя.

Описываемое устройство защиты осуществляет защиту кабеля от коротких замыканий на всем диапазоне регулирования напряжения (практически от 10 до 100%), при параметрах нагрузки: индуктивность L ю(п = активное сопротивление R ((, =

= 1,5 Ом.

Фор,чули изобрете(ия

1. Устройство для защиты тиристорного привода постоянного тока от коротких замыканий в силовом кабеле, содержа(цее трансформатор, первичная обмотка которого включена в силовую цепь и исполнительный орган, связанный со вторичной обмоткой, отличиюи(ееся тем, (то, с целью повышения чувствительности защиты, путем исключения ложных срабатываний от токов нагрузки, исполнит(льный орган вынолнеll с элементом, пропускающим импульсы от заднего фронта тока.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, ITQ упомянутый элемент выполнен в ви де вентиля, вклю (енного последовательно со вторичной обмоткой трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 541231, кл. Н 02 Н 3/08, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 62211, кл. Н 02 Н 3/08, 1964.

672692

Составитель Т. Щеголькова

Редактор В. Фельдман Техред О. Луговая Корректор М. Пожо

Заказ 3003/52 Тираж 856 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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