Устройство для токовой защитыот повреждения b сети переменноготока c зависимой выдержкой времени

 

Союз Советским

Социалистическим

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 803075 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.03.79 (21) 2738222)24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 15.02.81 (5 ) М Кл з

Н 02 Н 3(08

Гасударственный камнтет

СССР (53) УДК 621 316 .925 (088.8) IIo делам нзебретеннй н открытий (72) Автор изобретения

Н. М. Попов

Азово-Черноморский институт механизации сельсксцо хозяйства - (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ

В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЗАВИСИМОЙ

ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ

Устройство предназначено для отключения потребителей при коротких замыканиях и при перегрузках, особенно в тех случаях, когда величины токов короткого замыкания соизмеримы с величинами пусковых токов потребителей, например для защит линий электропередачи 6 — 10 кВ, питающих мощные двигатели в системах водоснабжения.

Известно устройство для защиты (1), содержазее реле тока, включенное в диагонали двуполупериодного выпрямителя и фазоповоротную цепочку, реагирующее как на значение тока, так и на фазовый сдвиг между током и напряжением.

Устройство относительно сложно выполнено, особенно в случае необходимости дополнительного обеспечения зависимой вы- 15 держки времени.

Известна также токовая защита для сети переменного тока (2), содержащая геркон, закрепленный в непосредственной близости от токоведущей шины, между герконом и стабилизированным источником питания включены последовательно соединенные резистор и интегрирующий блок, являющийся выходом измерительного органа защиты.

Недостатком защиты является то, что она может различать пусковые токи нагрузки и токи короткого замыкания, только по величине тока, что снижает ее чувствительность при близких значениях указанных токов.

Целью изобретения является повышение чувствительности путем улучшения отстройки от пусковых токов.

Это достигается тем, что в известное устройство для токовой защиты от повреждения в сети переменного тока с зависимой выдержкой времени, содержащее геркон, катушка которого включена последовательно с защищаемым элементом сети, резистор и интегрирующий конденсатор, параллельно которому включен исполнительный орган, введены двухполупериодный выпрямитель и фазоповоротный орган, причем выход выпрямителя подключен к интегрирующему конденсатору, а вход через геркон и упомянутый резистор — к выходу фазоповоротного органа, подключенного к фазам защищаемого элемента сети.

803075

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы элементов устройства при коротком замыкании (фиг. 2, а) и при пусковых токах потребителей (фиг. 2, б).

Магнитоуправляемый контакт (геркон) 1 управляется катушкой 2, включенной в рассечку силовой цепи, питающей нагрузку 3, к силовой цепи подключен фазоповоротный орган 4, состоящий из трансформатора, вторичная обмотка 5 которого соединена с фазовращающим элементом, состоящим из пере10 менного резистора 6 и конденсатора 7. К выходу фазоповоротного органа 4 через контакты геркона 1 и через резистор 8 подключен двухполупериодный выпрямитель 9, выход которого соединен с интегрирующим q конденсатором 10, а через неоновую лампу 11 с отключающим элементом 12 исполнительного органа 13, контакты 14 которого разрывают силовую цепь.

При коротком замыкании на линии электропередачи, питающей нагрузку 3, между питающим напряжением и током устанавливается определенное значение угла. Величина угла зависит от соотношения активного и индуктивного сопротивления линии электропередачи и от схемы подключения цепей тока и цепей напряжения (на фиг. 1 представлена 90-градусная схема подключения).

Резистором 6 и конденсатором 7 добиваемся совпадения синусоиды напряжения на вь1ходе фазовращающего элемента и синусоиды тока короткого замыкания (фиг. 2, а). В Зв этом случае угол между током в катушке 2 и напряжением на выходе органа 4 Uq близок к нулю.

На фиг. 2, а показана такая величина токов короткого замыкания, когда его амплитуда равна току срабатывания (току замыкания) контактов геркона. Геркон является быстродействующим элементом, поэтому в течение каждого полупериода тока короткого замыкания контакт его успевает замкнуться при значении i >,è разомкнуться о при значении тока в катушке, равного iQ.

Контакты геркона каждый полупериод будут находиться в замкнутом состоянии в промежуток времени t> — ta. За этот промежуток времени через контакты геркона 1, через резистор 8 и выпрямитель 9 пройдут положительные и отрицательные импульсы напряжения Uq Время заряда конденсатора 10 определяется площадью этих импульсов.

При пуске и при самозапуске нагрузка 3, и потребляет большой ток, соизмеримый по величине с током двухфазного короткого замыкания на линии электропередачи. В этом режиме угол между питающим напряжением и током значительно больше, чем при коротком замыкании. На фиг. 2, б пред3$ ставлен угол 45 градусов между током в катушке 2 и напряжением Uq на выходе органа 4. В момент времени t синусоида напряжения достигнет амплитудного значения, но ток в катушке 2 в этот момент будет меньше тока срабатывания i геркона и контакты геркона не замкнутся. Замыкание контактов геркона 1 произойдет в момент времени 1а, а размыкание — в момент времени tg. За промежуток времени 4 — ta каждый полупериод через контакты геркона 1, через резистор 8, выпрямитель 9 пройдут положительные и отрицательные импульсы напряжения U> лэ,.

Площадь импульсов 1) вуек. меньше площади импульсов U поэтому время заряда конденсатора 10 при пусковых токах будет больше, чем при такой же величине тока короткого замыкания, чем достигается отстройка по времени от тока самозапуска.

С увеличением тока короткого замыкания протекающего по катушке 2, время замкнутого состояния контактов геркона 1 увеличится, площади импульсов U g возрастет. уменьшится время заряда конденсатора 10, этим самым получается. зависимая от тока выдержка времени устройства.

После заряда конденсатора 10 до определенного уровня зажигается неоновая лампа 11, ток разряда конденсатора протекает через отключающий элемент 12 и силовые контакты 14 выключателя размыкаются и разрывают цепь питания нагрузки 3.

Технико-экономическая эффективность устройства заключается в том, что отпадает необходимость в дополнительной схеме, реагирующей на увеличение угла между током и напряжением в пусковых режимах потребителей.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты от повреждения в сети переменного тока с зависимой выдержкой времени, содержащее геркон, катушка которого включена последовательно с защищаемым элементом сети, резистор и интегрирующий конденсатор, параллельно которому включен исполнитель-. ный орган отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности путем улучшения отстройки от пусковых токов, введены двухполупериодный выпрямитель и фазоповоротный орган, причем выход выпрямителя подключен к интегрирующему конденсатору, а вход через геркон и упомянутый резистор— к выходу фазоповоротного органа, подключенного к фазам защищаемого элемента сети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 251258/24-07, кл. Н 02 Н 3/08, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 531087, кл. Н 02 Н 3/08, 1976.

803075

Составитель Ю. Барабанов

Редактор Г. Петрова Техред А. Бойкас Корректор Н. Бабинец

Заказ 10273 67 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская наб., д. 4/6

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