Устройство для защиты трехфазной электроустановки от анормальных режимов питающей линии

 

Q0 ИКАНИЕ

И ЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресцубпми ()748639 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 12.04.77 (21) 2474155/24 — 07 (sl)М. Кл, Н 02 Н 7/08 с присоелинением заявки М

Геоудерстееииый комитет

СССР до делам изебретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УДК621.316..925 (088.8) Опубликовано 15.07 80. Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 15.07.80

-(72) Автор изобретения

И. И. Скачков (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ОТ АНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ

Изобретение относится к релейной защите трехфазных электроустановок, в частности электроустановок гарантированного питания с резервированием источников.

Известно устройство защиты от обрыва фазы и асимметрии напряжений, основанное на выделении основной гармоники переменной составляющей из напряжения на выходе одно- и двухполупериодного выпрямителя(Л1).

Принцип действия этого устройства заключа10 ется в срабатывании реагирующего органа цри возрастании уровня действующего значения основной гармоники переменной составляющей, возникающей при обрыве фазы или асимметрии напряжений tl).

Однако это устройство имеет значительную зону нечувствительности и не реагирует на обрыв фазы в питающей линии, в числе потребителей которой имеются вращающиеся электрические машины, например асинхронные электродвигатели, работающие с неполной загрузкой или на холостом ходу, а также имеет слабую помехозащищенность и не может использоваться в электрических сетях с изолированной нетралью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее датчик напряжения, связанный с шинами защищаемой электроустановки, K выходу которого подключены дифференцирующий LC-трансформаторный элемент, фильтр звуковой частоты, выходы которых подключены к элементу ИЛИ и датчик минимального напряжения с повторителем на выходе, к выходу которого подключено исполнительное реле 12).

Однако это ус1ройство не обеспечивает защиты электроустановки от перенапряжений и изменения порядка чередования фаз.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности и расширение функциональных возможностей путем обеспечения чувствительности к перенапряжениям и изменению порядка чередования фаз.

Эта цель достигается тем, что устройство для защиты трехфазной электроустановки от анормальных режимов питающей линии, содер48639 4 з 7 ,жащее датчик напряжения, связанный с шинами защищаемой электроустановки, к выходу кото-, рого подключены дифференцируюший 1.С-тран. сформаторный элемент, фильтр звуковой частоты, выходы которых подключены к элементу ИЛИ и датчик минимального напряжения с повторителем на выходе, к выходу которого подключено исполнительнэе реле, дополнительно снабжено датчиком перенапряжений с повторителем на выходе, датчиком чередования фаз с пороговым элементом на выходе, емкостным накопителем энергии и пороговым элементом, включенным последовательно в цепь входа дифференцирующсго

LC-трансформаторного .элемента, ко вторичной обмотке трансформатора которого подключен выход датчика чередования фаз, а вход датчика чередования фаз связан со входом датчика напряжения, к выходу которого подключен датчик перенапряжений, при этом выход повторителя датчика перенапряжений объединен с выходом элемента ИЛИ, а емкостной накопитель энергии подключен параллельно исполнительному реле.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для защиты трехфазной электроустановки от анормальных режимов питающей линии.

В схеме устройства датчик 1 напряжения и датчик 2 чередования фаз связаны с шинами 3 защищаемой электроустановки. К выходу датчика 1 напряжения подключены дифференцирующий 1 С-трансформаторный элемент 4, фильтр 5 звуковой частоты, датчик 6 перенапряжений с повторителем на выходе и датчик 7 минимального напряжения с повторителем на выходе, к выходу повторителя которого подключено исполнительное реле 8. Выходы дифферснцирующего 1С-трансформаторного элемента 4 и фильтра 5 звуковой частоты подключены ко входам элемента 9 ИЛИ, выход которогс объединен с выходом повторителя датчика 6 перенапряжений и связан со входом повторителя датчика 7 минимального напряжения, к выходу которого параллельно исполнительному реле 8 подключен емкостной .накопитель 10 энергии. В цепь входа дифференцирующсго LC-трансформаторного элемента

4 последовательно включен пороговый элемент 11.

При нормальном режиме питающей линии на входе датчика напряжения 1 имеется номинальное напряжение. На входе датчика 7 минимального напряжения имеется сигнал, исполнительное реле 8 включено. На входах дифференцирующего (С-трансформаторного элемента 4, фильтра 5 звуковой частоты и датчика 6 перенапряжений сигнал отсутствует.

На входе датчика 2 чередования фаз сигнал

55 имеется, а на выходе отсутствует. Датчик 2 чередования фаэ составлен из двух резисторов и конденсатора, включенных в звезду. Если проводимости резисторов и конденсатора одинаковы, то на одном резисторе напряжение равно 1,5, а на другом 0,4 номинального.

Выходом датчика 2 является резистор, напряжение на котором равно 0,4 от номинального в нормальном режиме. В случае изменения порядка чередования фаз на выходе датчика 2 напряжение равно 1,5 от номинального, при этом пробивается пороговый элемент на выходе датчика 2 чередования фаз и на выходе диффсренцирующего 1 С-трансформаторного элемента 4 появляется ситнал, Появляется сигнал на соответствующем входе элемента

9 ИЛИ, который, срабатывая, шунтирует выход датчика 7 минимального напряжения, в результате исчезает сигнал на входе его повторителя и исполнительное реле не включается.

В случае появления недопустимых перенапряжений появляется сигнал на выходе повторителя датчика 6 перенапряжений, что приводит к выключению исполнительного реле 8, так как выход повторителя датчика 6 перенапряжений объединен с выходом элемента 9 ИЛИ, а вход автономен, то у элемента ИЛИ иолучился третий вход.

В случае обрыва фазы появляется сигнал на входах и выходах дифференцирующего

LC-трансформаторного элемента - или фильтра 5 звуковой частоты, в зависимости от нагрузки. Если электроустановка питает электродвигатели, работаюп.ие с неполной нагрузкой, появляется сигнал на фильтре 5. Если электродвигатели работают с полной нагрузкой, то появляются сигналы сразу на элементах 4 и 5.

Если в составе потребителей электродвигатели отсутствуют, то появляется сигнал на элементе 4. Появление сигналов на элементах 4 и 5, или 4 и 5 одновременно, приводит к выключению исполнительного реле 8.

Так как схема чувствительна к появлению высших гармоник, обусловленных зубцовыми

ЭДС электродвигателей an время обрыва фазы питающей линии, то установка конденсаторов большой емкости для обеспечения выдержки времени на отключение исполнительного реле 8 при переходных процессах, например при пусках электродвигателей или коротких замыканиях, невозможна, так как эти конденсаторы шунтируют высшие гармоники. С целью обеспечения отстройки от переходных процессов с помощью конденсатора любой емкости установлен емкостной накопитель энергии, в котором конденсатор заряжается по отдельной цепи и поэтому не оказывает влияния на время включения исполнительного реле 8, но оказывает влияние на время его отпускания и пс

8639 6 ного элемента обеспечивает повышение помехозащищенности и выравнивает амплитуды отрицательных и положительных полуволн выходного сигнала трансформатора дифференцирующего 1 С-элемента.

5 74 шунтирует высшие гармоники, так как зарядный резистор можно выбрать с достаточно высоким сопротивлением, которое должно обеспечить заряд конденсатора за минимальное время и в то же время исключить шунтирующее действие конденсатора для высших гармоник, обусловленных зубцовыми ЭДС электродвигателей при обрыве фазы питающей линии.

Использование вновь введенных элементов — 10 датчика чередования фаз, датчика перенапряжений, емкостного накопителя энергии, а также их подключение в известном устройстве защиты позволяет значительно расширить функции защиты, при незначительном усложнении схемы, Устройство обеспечивает защиту от неправильного чередования фаз, перенапряжений, минимального напряжения и обрыва фазы питающей линии с независимой выдержкой времени в сетях с глухоэаземленной и изолированнои ней тралью.

В передвижных электроустановках, например, для проверки правильности чередования фаз, используют фазоуказатели, входящие в комплект ЗИПа каждой электроустановки. Для обеспечения защиты потребителей от максимального и минимального напряжения на каждом фидере устанавливают специальную защиту, устанавливают также защиту от обрыва фазы на входящих фидерах совместно с защитой по напряжению. Для обеспечения отстройки от переходных процессов и обеспечения селективного действия защит устанавливают реле времени, запитзнные от источников оперативного питания, эти защиты являются пассивными, так как зависят еще и от исправности источников оперативного питания. Предлагаемая защита работает в активном режиме, т.е. при наличии напряжения исполнительное реле включено, з в случае отключения напряжения или неисправности питающей линии, исполнительное реле отключается независимо от наличия источника оперативного питания.

Введение порогового элементз в первичную 4> цепь дифференцирующего 1.С-трзнсформаторФормула изобретения

Устройство для защиты трехфазной электроустановки от анормзльных режимов питающей линии, содержащее датчик напряжения, связанный с шинами защищаемой электроустановки, к выходу которого подключены дифференцирующий LC-трансформаторный элемент, фильтр звуковой частоты, выходы которых подключены к элементу ИЛИ и датчик минимального напряжения с повторителем на выходе, к выходу которого подключено исполнительное реле, отличающееся тем,что с целью повышения помехозащищснности и расширения функциональных возможностей путем обеспечения чувствительности к перенапряжениям и изменению порядка чередования фаз, дополнительно снабжено датчиком перензпряжений с повторителем на выходе, датчиком чередования фаз с пороговым элементом нз выходе, емкостным накопителем энергии и пороговым элементом, включенным последовательно в цепь входа дифференцирующсго

LC-трансформаторного элемента, ко вторичной обмотке трансформатора которого подключен выход датчика чередования фаз, а вход датчика чередования фзз связан со входом датчика напряжения, к выходу которого подключен датчик перенапряжений, при этом выход повторителя датчика перенапряжений объединен с выходом элемента ИЛИ, à емкостнои накопитель энергии подключен параллельно исполнительному реле.

Источники информации, - принятые во внимзние прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 354563, кл. Н 02 Н 7/08, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

Р 1912134/07, кл. Н 02 Н 7/08, 1973.

748639

Корректор М. Шарощи

Составитель Л. Корнеева

Редактор С. Патрушева Техред я, Бирщк

Заказ 4378/16 Тираж 783 Подписное

UHHHOH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

«1

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