Устройство для защиты электроустановки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИИ

ИЗОБВЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ц 801 1 79 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.04.79 (21) 2752965/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.01 81. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 02.02 81 (51)M. Кл.

Н 02 Н 7/22 йоударстееииый комитет

СССР до делам иэобретеиий и открытий (M) УДК 621.316. .925(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Сердюк и М. А. Краснов (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЙЛЯ ЗАШИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

Изобретение относится к устройствам цля защиты электрооборуцования, установленного на тяговых подстанциях, ностах секционирования и пунктак параллельного соединения систем электроснабжения постоянного тока электрифицирован5 нык железнык дорог и т. и.

Известно устройство для защиты от замыканий на землю в распределительных сетях постоянного тока (1).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты электроустановок с оперативным источником по стоянного тока цля вторичных цепей, содержащее предохранители, внутренние и

15 наружные заземляющие контуры, подключенные в рассечку межцу упомянутыми контурами реле тока, связанные с исполнительными органами, установленные на поджигающих предохранителях вторичнык цепей роговые разрядники, одним электродом соединенные с плавкой вставкой, а другим - с внутренним заземляющим контуром, между отрицательным полюсом оперативного источника постоянного тока и внутренним заземляющим контуром включенный циодный блок, последовательно с диодным блоком включенный дополнительно трансформатор тока, вторичная обмотка которого присоецинена к исполнительному элементу (2).

Известное устройство не может быть применено цля защиты электроустановок (например тяговых подстанциЯ), питание оперативнык цепей постоянного тока которых выполнено с источником (аккумуляторной батареей), имеющим незначи тельную емкость. При этом от аккумуля торн ой бата реи, присоединенной к ши» нам постоянного тока (полюс шин соединяется с полюсом батареи через разделительный диод с номинальным током

25 А), питаются только цепи защит и цепи отключения коммутационной аппаратуры 6:110 кВ и т. и. Цепи (оператив ные) автоматов постоянного тока 3,3 кВ, цепи включения масляных выключателей и т. п. питаются от выпрямытельных, с

801179

ЗО

35 использованием диодов, рассчитанных на большие токи, устройств, которые для данных цепей являются оперативными источниками постоянного тока. При попадании +3,3 кВ в плюс оперативных цепей большой ток (более 5000 А) протекает через разделительный диод, аккумуляторную батарею и с минуса ее через диодный блок - во внутренний контур поцстанции и цалее, при этом разделительный диод и аккумуляторная батарея выйдут из строя, так как ток будет протекать через них в течение 10-20 мlс.

Известное устройство не может быть применено также. и для защиты электроустановок, у которых аккумуляторная батарея отсутствует, а шины постоянного тока питаются от оперативного источника постоянного тока для вторичных цепей - выпрямительных устройств, содержащих в качестве выпрямительных элементов диоды (например, при попадании

+3,3 кВ в плюс оперативных цепей). Оно не может быть применено и для электрон установок, в которых оперативный источник постоянного тока вообще отсутствует.

Кроме того, известное устройство является дорогостоящим, так как имеющиеся в диоцном блоке 7-10 диодов рассчитаны на работу при больших токах и напряжениях (ВЛ 25 0 и т. п. ) .

Таким образом, известное устройство не может выполнять свои функции и, следовательно, не может резервировать существующую защиту, выполненную, например, с реле тока, а также обеспечивать при этом ее надежность.

Цель изобретения - расширение функци он альных возм ожн остей устройства путем использования его в электроустановках с маломощным источником оперативного тока на аккумуляторной батарее.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты электроустановки, содержащее оперативный источник для вторичных цепей, прецохранители, внутренний и наружный контуры, подклю1 ченные в рассечку между упомянутыми контурами реле тока, связанные с исполнительными органами, установленные на поджигающих предохранителях вторичных цепей роговые разрядники, одним электродом соединенные с плавкой зставкой, а другим с внутренним заземляющим контуром, и элемент первоначального зажигания, включенный межцу минусовой шиной источника питания и внутренним заземляющим контуром, дополнительно снабжено вторым элементом первоначального зажигания, включенным между внутренним заземляющим контуром и плюсовой шиной оперативного источника питания, при этом в качестве элементов первоначального зажигания использованы разрядники с разными характеристиками срабатывания.

Кроме того, с целью быстродействия и для обеспечения резервирования защиты последовательно с элементами первоначального зажигания, цополнительно включены трансформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены параллельно и присоединены к исполнительному органу.

На фиг. 1 и 2 приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит оперативный источник постоянного тока 1 (выпрямительный диодный мост и маломощную аккумуляторную батарею с разделительным диодом в полюсе), вторичные цепи 2 электроустановки, внутренний 3 и наружный 4 заземляющие контуры и установленные в рассечках соединений 5 между заземляющими контурами реле тока 6, элементы первоначального зажигания 7 представляющие собой разрядники (например, Р-35 и т. п.), имеющие разные характеристики срабатывания. В плюсе, например, 350 В, в минусе — 390 или

700 В. Элементы первоначального зажигания установлены в разные полюсы с противоположной стороны от роговых разряцников относительно поцжигаюших прэцохранителей (например на шинах постоянного тока причем одним концом электрически соединены с цоджигающими предохранителями, а цругим — с внутренним заземляющим контуром. Поджигающие предохранители 8 - обычные предохранители с плавкой вставкой. С одной стороны предохранителя высверливают отверстие. Напротив него на клемме, к которой присоединен провоц вторичной цепи, закреплен один электрод рогового разрядника 9. Другой его электрод, расположенный на небольшом расстоянии от первого, соединен с внутренним заэемляющим контуром 3. Роговые разрядники с поцжигающими предохранителями установлены со етороны попацания вб вторичные цепи высокого напряжения 3,3 кВ от силОВОГО источника 1 О. Устройство содержит исполнительные органы 11, с которыми связано реле тока 6 и цепь 12 напряжения 3,3 кВ.

Во втором варианте устройства (фиг. 2) последовательно с элементами первоначального зажигания 7 включены трансформаторы 13, вторичные обмотки кото-

1179 6 элемент первоначального зажигания, установленный в минусе оперативных цепей.

Время срабатывания элемента первоначального зажигания, например разрядника

P-35, с напряжением пробоя 350 B гарантируется не более 3 мкс. При попадании 3,5 кВ время срабатывания разрядника будет приблизительно составлять

0,3 мкс, т. е. пробоя изоляции вторичных щй цепей, испытываемой переменным напряжением 100 В в течение одной минуты, не будет происходить. Исключается возможность пробоя изоляции при недопустимых коммутационных напряжениях.

Is Устройство по второму варианту работает следующим образом.

При прохождении тока короткого замыкания через элементы 7, трансформаторы

13, индуцируемый во вторичных обмотках щ трансформаторов ток подается к исполнительному органу 11, который срабатывает и отключает электроустановку. Расширяются функциональные возможности устройства, так как оно может работать, 2S как отмечено выше, и при отсутствии ди одного блока, аккумуляторной батареи.

Работает с оперативным источником, содержащим выпрямительные элементы (диоды), с маломощной аккумуляторной зр батареей, щиос которой подсоединен к шинам цщ-.реинного тока через маломощ- ный диод я т. ц.

Устройство по второму варианту об» ладает большой надежностью, позволяет

3S резервировать защиту, выполненную на реле тока 6, отказ которой возможен при наличии шунтирования внутреннего 3 и наружного 4 контуров, например броней кабелей и т. п. Отказ защиты с реле тока 6 возможен и иэ-эа неисправл ности ее элементов.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет надежно защищать электроустановку с маломощным

45 источником оперативного тока.

80 рык соединены параллельно и присоедине» ны к исполнительному органу 11, состоящему, например, из тиристора и других элементов.

Кроме того, возможен вариант, когда источник оперативного тока выполнен на переменном токе, тогда элементы первоначального зажигания подключены к раэ« нополярным шинам источника питания.

Устройство по первому варианту работает следующим образом.

При попадании напряжения +3,3 кВ от силового источника 1 0 во вторичные цепи 2 оно через поджигающий предохранитель 8, шину постоянного оперативного тока попадает на элемент первоначального зажигания 7, который за десятые доли микросекунды пробивается и выравнивает потенциал жил вторичных цепей 2 и внутреннего заземляющего контура 3, образуя цепь для тока короткого замыкания, создает условия для отключения силового источника 10 по прямому току. С возрастанием тока во вторичных цепях предохранители 8 горят и ионизированная плазма с большой скоростью вырывается из предохранителя через отверстие, делая воздушный зазор между электродами рогового разрядника 9 токопроводящим. Между этими электродами возникает дуга и ток минует вторичные цепи после предохранителя 8, через роговой разрядник 9 к внутреннему заземляющему .контуру 3 и через реле тока 6 к наружному заземляющему контуру 4. Повреждение локализуется и имеет малые размеры.

Элемент первоначального зажигания 7 при этом токе не может разрушаться.

После ликвидации повреждения он, как и поджи гаю ши и пред охранитель, заменяется новым. Поэтому элемент 7 закрывается кожухом. Применение одного элемента 7 для защиты вторичных цепей без элементов 8 и 9 не представляется возможным, так как время отключения коммутационной аппаратуры составляет десятые доли секунды. Применение элементов 8 и 9 беэ диодного блока и элементов первоначального зажигания невозможно без пробоя изоляции элементов вторйчных цепей (отсутствует путь тока, заставляющий гореть поджигающий предохранитель 8).

Рабочие характеристики элементов 7 принимаются разными для того, чтобы предотвратить протекание тока через разделительный диод и маломощную аккумуляторную батарею, так как при попадании напряжения 3,3 кВ в плюс оперативных цепей может сработать в первую очередь

Формула изобретения

Устройство для зашиты электроустаконки, содержащее оперативный источник для вторичных цепей, предохранители, внутренний и наружный контуры, подключенные в рассечку между упомянутыми контурами реле тока, связанные с испол« нительными органами, установленные на поджигающих предохранителях вторичных цепей роговые разрядники, одним элект» родом соединенные с плавкой вставкой, 7 8011 т а другим с внутренним заземляющим кон-1 туром, и элемент первоначального зажиганчя, включенный между минусовой шиной источника питания и внутренним заземляющим контуром, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем использования его в электроустановках с маломощным источником оперативного тока на аккумуляторной батарее, tO оно дополнительно снабжено вторым элементом первоначального зажигания, включенным между внутренним заземляющим

79 контуром и плюсовой шиной оперативного источника питания, при этом в качестве упомянутых элементов первоначального зажигания использованы разрядники с разными характеристиками срабатывания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 264516, кл. Н 02 Н 7/22, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2576207/24-07, кл, Н 02 Н 7/22, 1978. (Риг.1

8011 79

Составитель Т. Шеголькова

Редактор Н. Кешеля Техред М.Федорнах Корректор С. Шекмвр

3аказ 10448/74 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Г1ПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4