Устройство для защиты трехфазной электроустановки переменного тока от повреждения

 

Союз Советсиик

Социалистически к

Республик

Оп ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 736257

1t

|г (5))М. Кл. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 23.06.77 (2l) 2504305/24-07 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 25 ° 05 80 Бюллетень Рй 19

Н 02 Н S/10

Государственный комитет до делам изобретений и открытий (53 ) УД К 62 1.3 16.

° 925(088. 8) Дата опубликования описания 28.05. 80

А. П. Кузнецов, А. А. Кудрявцев, A. П. Рыжков, A. И. Селивахин и P. Ш. Сагутдинов (72) Авторы изобретения

Всесоюзный государственный трест по организации и рационализации районных элекстростанций и сетей (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ

Изобретение относится к технике релейной защиты и противоаварийной автоматики в электрических установках, а более конкретно - к устройствам для защиты трехфазных электроустановках от обрыва фазы.

Обрыв фазы в каждом из элементов электроснабжения, например, вследствие недовключения ножа разъединителя, масляного выключателя, перегорания предох10 ранителя, вызывает неполнофазный режим работы у потребителя, который в ряде случаев приводит к выходу из строя двигателей, трансформаторов и нарушает технологический процесс у потребителя. !

Известно устройство контроля неполнофазных режимов, которое содержит трекфаэный выпрямительный мост, подключенный к трансформатору напряжения 10/0,4 кВ и исполнительный орган (11. При не полнофаэном режиме на стороне 35 кВ на выходе трехфазного выпрямительного моста появляется сигнал, который воспринимается измерительным органом.

Недостатком этого устройства являет ся, во-первых: недостаточная чувствительность при больших токах и низких cos P нагрузки на стороне 10 кВ; во-вторых, невозможность определения, какой именно из элементов схемы электроснабжения вызывает неполнофазный режим, s это, как известно, приводит к большим потерям времени. Например, невключение одной фазы масляного выключателя из-аа механического повреждения может быть воспринято как обрыв одной фазы питаю- щей воздушной линии электропередач со всеми вытекающими отсюда последствиями. Целесообразно обнаруживать элемент с оборванной фазой дифференциальным методом.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является дифференци» альная токовая защита нулевой последвательности (2).

Однако использование дифференциальной токовой зашиты для определения элемента схемы электроснабжения, выэываз 7362 ющеt о кеполкофазкый режим невозможно, так как при кеполнофазном режиме отсутствует ток в фазе во всех элемекгах схемы электроснабжения. Кроме того, дифференциальная токовая защита нулевой

5 последовательности по принципу своего действия не реагирует на обрыв фазы в зоне своего действия, а реагирует только на короткие замыкания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем контроля обрыва фазы.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем датчихи контроля режима, установленкые.по обе стороны от защищаемого объекта, дифференциально поцключенные к исполнительному органу, датчики контроля выполнены в виде антенных фильтров напряжения нулевой последовательности. При этом при расположении токопровод в одной плоскости антенный фильтр напряжения нулевой последовательности может быть выполнен в виде электрода и расположен в плоскости, параллельной плос- g5 кости токопроводов, перпендикулярно и симметрично относительно этих токопроводов.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, вариант выполнения; на фиг. 2 — вариант выполнения исполнительного органа; ка фиг. 3— схема замещения антенного фильтра напряжения нулевой последовательности; ка фиг. 4 - векторная диаграмма напряжений.

Устройство содержит два электрода 1 и 2, установленные по обе стороны: от защищаемого объекта 3, которые дифференциально подключены к исполнительно- 40 му органу 4. Электрод 1 установлен в плоскости, параллельной плоскости питающих токопроводов 5, 6 и 7, симметрично относительно них, электрод 2 установлен в плоскости, параллельной плоскости отходящих токопроводов 8, 9 и 19, симметрично относительно них.

Устройство работает следующим образом. При нормальном режиме работы, когда напряжения питающих токопроводов

5, 6 и 7 составляют симметричкук систему, потенциал, наведенный на электроде

1 эа счет емкостных связей между электродом 1 и токопроводами 5, 6 и 7, равен нулю. Точно rGK же равен нулю потен- gg циал на электроде 2, и на выходе исполнительного органа 4 отсутствует сигнал, указывающий на кепопнофазкый режим ра57 ф боты защищаемого элеменгB электроснабжения.

В случае, если произойдет неполнофазкый режим работы, вызванный защищаемым объектом 3, система напряжения со стороны питания остается симметричной, а со стороны отходящих токопроводов нарушается, при этом на электроде 2 появляется напряжение и исполнительный орган 4 срабатывает.

Расположение электродов 1 и 2 в плоскости, параллельной плоскости токопроводов, перпендикулярно и симметрично относительно этих токопроводов образуют антенный фильтр напряжения нулевой последовательности, так как при этом частичные емкости антенна — токо. провод С5 С < С 4 и 2 С 24 |о и собственные емкости С, С рав(.ф .3).

Так как второй конец антенных фильтров напряжения нулевой последовательности включен на землю, то предлагаемое устройство реагирует при неполнофаэном режиме на напряжение нулевой последовательности, и не зависит or величины нагрузки. На фиг. 4 представлена векторная,диаграмма фазных напряжений при неполнофазном режиме (обрыв фазы 1) относительно земли. Как известно, такая система напряжений раскладывается на напряжение прямой„ обратной и нулеиой последовательностей.

На электродах 1 и 2 вследствие равенства частичных емкостей С вЂ” С вЂ” С5 и С С вЂ” С напряжения

5-4 8-2 — 9-2 — 40-2 прямой и обратной последовательностей равны нулю, а напряжение нулевой последовательности будет выделяться на антенном фильтре напряжения нулевой последовательности.

В случае, если неполнофаэный режим в контролируемой цепи вызван незащищаемым объектом, а замыканием на землю одного иэ проводов или обрывом, ке подлежащим контролю настоящим устройством, то система напряжения, как со стороны питающих, так и со стороны огходящих токопроводов изменяется одинаковым образом и исполнительный орган не срабатывает.

На фиг. 2 приведен вариант выполнения релейного элемента исполнительного органа с использованием разрядника, Исполнительный орган содержит разрядник в вице индикаторной лампы 11, реле 12, конденсатор 1 3, диоды 1 4 и 1 5, кнопку

16 и потенциометры 17 и 18. Клеммы

7362

19 и 20 предназначены для подключения антенных фильтров напряжения нулевой последовательности. При повреждении объекта, контролируемого данным элементом, и появлении разности напряжений на соответствующих антенных фильтрах напряжения нулевой последовательности, начинает заряжаться конденсатор 13.

При возрастании напряжения до напряже- ния зажигания лампы 11 последняя за- 10 жигается и через обмотку реле 12 проходит ток разряда конденсатора 1 3, под действием которого реле срабатывает.

Лампа 11 используется одновременно в качестве визуального индикатора. Кнопка

16 позволяет производить проверку работоспособности устройства в процессе эксплуатации. Потенциометры 17 и 18 предназначены для использования в качестве корректоров, снижающих величину напряжения небаланса, вызванного неточностью установки соответствующих ан тенных фильтров напряжения нулевой последовательности.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты трехфазной электроустановки переменного тока от по57 6 вреждения содержащее датчики контроля режима, установленные по обе стороны от защищаемого объекта, дифференциалио подключенные, к исполнительному органу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей путем контроля обрыва фазы, датчики контроля выполнены в виде антенных фильтров напряжения нулевой послецовательности.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что при расположении токопроводов в одной плоскости, антенный фильтр напряжения нулевой последо» вательности выполнен в виде электрода и расположен в плоскости параллельно плоскости токопроводов перпендикулярно и симметрично относительно этих токопроводов.Источники . информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карпов И. B., Галюк А. С. Неполнофазные режимы на подстанциях 35/10 кВ и защита от них. Энергия, М 3,1968.

2. Федосеев А. М. Релейная зашита электрических систем. М., "Энергия, 1976, с. 313.

736257

1 1

Составитель Ю. Барабанов

Редактор Т. Зубкова Техред О. Андрейко Корректор M. Шароши

Заказ 2442/44 Тираж 783 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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