Устройство для защиты электрической сети низкого напряжения от тока короткого замыкания

 

НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

> (22) Заявлено 2 1.1077 (21) 2536124/24-07 (51) рд. (л.2 с присоединением заявки М

Н 02 Н .3/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти и (23) Приоритет

Опубликовано 05.06.80. Бюллетень М 21 (5З) УДК 621 ° 316, .925 (088 ° 8) Дата опубликования описания 060680 (72) Автор изобретения

Л.Н. Карпиловский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО цЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ТОКА

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области защиты электриЧеской сети низкого напряжения от токов короткого замыкания, .Известна защита, основанная на фиксации превышения допустимогб предела током в защищаемой сети и отключении при этом сети от источника электроэнергии, которая используется в автоматических воздушных выключателях (1), Недостатком данной защиты является низкая помехоустойчивость, так как система защиты может реагировать не только на аварийное превы шение током в сети допустимого значения, но и на кратковременные выбросы, вызванные переходными процессами и помехами, Известна защита источников постоянного тока от коротких замыканий и перегрузок, основанная на выделении информации о величине тока в контролируемой сети и сравнении ее с уставкой z! последующим отключени.ем сети в случае превышения током в ней значения, определяемого уставкой, в котором сигнал, соответст- вующий току в сети, преобразуют в импульсное напряжение со скважностью,.зависящей от величины входного сигнала, и сравнивают с опорным импульсным напряжением, имеющим заданную скважность, определяющую уставку срабатывания. При скважности контролируемого сигнала меньшей, чем скважность эталонного сигнала, подают сигнал на срабатыванйе эащи« ты (2) .

Недостатком этой защиты также является сравнительно низкая помехоустойчивость, так как преобразованию в импульс!но@ напряжение подвергается величина, соответствующая значению измеряемого тока в каждый данный момент времени„ что при наличии помех, например, вызванных включениями и отключениями потребителей и источников энергии в сети, может вызвать ложное срабатывание системы защиты, Бель изобретения — повышение помехоустойчивости системы защиты электрической сети низкого напряжения от тока короткого замыкания, Это достигается тем, что в известное устройство, содержащее дат739684 чик величины тока в защищаемой электрической сети, первый преобразова1 тель, к выходу которого подключен

Первый вход блока сравнения, a вй-, ход последнего через пороговый элемент подключен к исполнительному органу, дополнительно введены синхронизатор, генератор эталонного тока, второй преобразователь, два интегратора и генератор тактовых сигналов, соединенные так, что к выходу упомянутого датчика величины тока в защищаемой электрической. сети подключены входы синхронизатора и первого интегратора, выход последнего подключен,к первому входу упомянутого первого преобразователя, выход синхронизатора через последовательно ! соединенные генератор эталонного тока и второй интегратор подключен на первый вход второго преобразователя, 1 выход последнего включен На второй вход упомянутого блока сравнения,а на вторые входы .обоих преобразователей включены два раздельнЫх выхода генератора тактовых сигналов, и в ..случае превышения разностью между проинтегрйрованной величиной, сортветствующей величине тока в сети, и проинтегрированной величиной образцового тока какой-либо наперед заданной величины выдают сигнал на отключение сети, В связи с тем, что чалйчие большого количества кратковременных помех-"в электрической сети может приво-! дить к ложным срабатываниям систем защиты от токов короткого замыкания, в предлагаемом устройстве фиксируется НЕ Мгновенное превышение ровня тока в сети над допустимым уровнем, как это делается в известных способах, а некая интегральная величина, пропорциональная количеству электричества, протекающего через контролируемую -сеть за определенный промежуток времени. Выделенная информа1 ция сравнивается с величиной, соответствующей количеству электричества, генерируемого за тот х<е промех<уток времени образцовым генератором переменного тока той же частоты.

Сигнал рассогласования в случае превышения определенного допустимого уровня используют для отключения контролируемого участка сети.

Повышение помехоустойчнвости базируется на том факте, что величина ампер-секундной площади помехи значительно"меньше ампер-сек йднрй площади количества электричества, протекающего по сети в этот х<е промежуток времени, поэтому относительное изменение. общей ампер -секундной площади, фиксируемой. системой защиты, будет при наличии помех мало по сравнению со случаем отсутствйя помехи, При начале режима короткого замыка-! (1

1 ния изменение ампер-секундной площади будет весьма значительно, На чертеже изображена функциональная схема устройства, Устройство содержит датчик 1 хока, одинаковые интеграторы 2 и 3, генератор 4 эталонного тока, преобразователи 5 и б, генератор 7 тактовых сигналов, блок 8 сравнения, пороговый элемент 9, синхронизатор 10 ляемые генератором 7 тактовых импульсов, подают на блок 8 сравнения.При. превышении ампер-секундной характеристикой в защищаемой (контролируемой) сети определенного допустимого уровня сигнал с выхода блока 8 сравнения превышает заданный уровень, определяемый порогом срабатывания порогового элемента 9, что вызывает срабатывание исполнительного органа 11, отключающего сеть.

Положительный эффект применения устройства весьма значителен, так как он позволяет практически исключить ложные срабатывания системы защиты, особенно во время переходных процессов, вызванных включениями и отключениями. различных нагру50 зок и генераторов, а также при появленни разного рода помех. Благодаря этому система защиты становится бо лее надежной и качественной. Одновременно сохраняется ее высокое быстродействие.

Формула изобретения

Устройство для защиты злектрической сети низкого напряжения оТ тока короткого замыкания, содержащее датчик величины тока в защищаемой электрической сети, первый преобразова-! и исполнительный орган 11, причем выход датчика 1 тока через интегратор 2 и преобразователь 5 соединен с одним из входов блока 8 сравнения и параллельно через синхронизатор

10 - со входом генератора 4, выход которого через интегратор 3 и преобразователь 6 соединен а другим входом блска 8 сравнения, а выход последнего через пороговый элемент ,9 соединен со входом исполнительно20 го органа 11. Управляемые входы преобразователей 5 и б соединены с выходом генератора 7 тактовых сигна- лов.

Работает устройство следующим 5 образом, По.сигналу с выхода датчика 1 тока осуществляют с .помощью синхронизатора 10 синхронизацию эталонного тока, генерируемого генератором

4 эталонного (синусоидального) тока.

Подают сигнал с выхода датчика 1 тока и генератора 4 на интеграторы

2 и 3, напряжение с выхода которых через преобразователи 5 и 6, управ7396

Составитель В, Молчанов

Редактор Т, Загребельная Техред,М,Петко Корректор М, Коста

Заказ 2955/49 . Тираж 783

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откРытйй .

113035, Москва, Ж"35> Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал IITIH Патент, r, УжгОрод, ул, Проектная, 4

I тель, к выходу которого подключен первый вход блока сравнения, а выход последнего через порбговый эле- ., мент подключен к исполнительному органу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения помехоустойчивости устройства и сохранения его быстродействия, в него вновь введены синхронизатор, генератор эталонного тока, второй преобразователь, два интегратора и генератор о тактовых сигналов, соединенные так, что к выходу упомянутого датчика величины тока в защищаемой электрической сети подключены входы синхронизатора и первого интегратора, выход последнего подключен к первому входу первого преобразователя, 84 6

0» Оа выход синхронизатора через последо- вательно соединенные генератор эта лонного тока и второй интегратор подключен на первый вход второго преобразователя, выход последнего включен на второй вход блока сравнения, а на вторые входы обоих преобразователей включены два раздельных выхода генератора тактовых сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Кузнецов P Ñ. Аплараты распределительных устройств низкого напряжения. МгЛ.,Госэнергоиздат, 1962, с. 138-145.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 353307, кл. Н 02 Н 3/28, 1970 .