Устройство для защиты низковольт-ного автоматического выключателя

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

COIO3 COOOTCttNa

Сецмавктмчесима ресмубммм оц807425 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 05.01.79 (21) 2707138/24.07 (53)NL. Кл. с присоединением заявки М (23) ПриорятетН 02 H 3/08

Рюударстааиыа кеввтат

ceca ав маам ваэаратаявй я атаумтяй (5З) УДК 621,316. .925 (088.8) Опубликовано 23.02.81.. бюллетень 1т. 7

Дата опубликования описания 23.02.81 .

1! м.4 1 (72) Авторм изобретения

° 1

ВЛ.Карась и В.Е.Рвйннн (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НИЗКОВОЛЬТНОГО

АВТОМАТИЧЕСКОГОВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к устройствам максималънотоковой защмты автоматических выключателей, устанавливаемых в низковольтт ых трехфазных сетях 0,4 кВ с глухоэаземленной иейтралъяк

Известно устройство змциты низковольтных ав- . томатических выключателей от аварийных режимов и эащищаемоя сети, позволяющее осуществлять защиту низковольтного автоматического выключате. ля от токов перегрузки,.короткого замыкания м. защиту с повышенной чувствительностью к токаи однофазиых коротких замыканий (1) .

Однако защита от токов однофазиого короткого замыкания осуществляется с помощью сиепиального выносного трансформатора тока нулевой последовательности, что не всегда приемлемо в условиях весъма ограниченных габаритов современных автоматических выключателей. Устройство защиты содержит также блоки йащитм от однофаэныхи межруфаэных коротких эамыквщтй, ноотносмтель. мо сложно lt обладает tlottmttletttthtMM габармтаьнт.

Наиболее близким к лредлагвемому является устройство защиты низковольтного автоматическо. го выключателя, содержащее трансформаторы тока, установленнные, в каждой фазе защищаемой

2. сети, в котором сигналы, управляющие работой измерительных органов максимально токовой защиты, снимаются с измерительных резисторов; включенных последовательно со вторичными обмотками каждого трансформатора тока (2) . .Недостаток известного устройства защиты заключается в отсутствии защиты с повышенной чувствительностью к токам однофвзного короткого замыкания.

Цель изобретенма - повышение чувствительности защиты к токам однофазного короткого замыкания.

Поставленная пель достигается тем, что устройство для залиты низковольтного автоматического вы:слючателя, содержащее трансформаторы тока,. включенные в каждую фазу защищаемой сети, измерительные резмсторы, включенные "звездой" с нулевым выводом ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, блок максимально-токаой защиты и исполнительный орган, дополнительно снабжено резмстивным фильтром токов нулевой последовательности, RC-цепочкой и двумя операционными усилителями, причем вход фильтра нулевой последовательности подключен ко вторичным об807425 моткам трансформаторов така, нулевая точка упомянутого фильтра подключена к нулевому выводу трансформаторов тока через два параллельных встречно-направленных диода, а также ° ко входу первого операционного усилителя, к выходу которо- 5 го подключен резистор ВС-цепочки, кондексатор которой подключен ко входу второго операционного усилителя, включенного своим выходом на исполнительный оргак.

На чертеже схематически кзображено предлагаемое 1о устройство.

Последовательно со вторичными обмотками трансформаторов 1 тока включены измерительные резисторы 2, на которых выделяется напряжение, пропор15 циональное току защищаемой сети.

Сигнал для запуска блока защиты от токов однофазного короткого замыкания выделяется фильтропе токов нулевой последовательности, состоящим иэ резисторов 3 и диодов 4,которые ограничивают величину входного напряжения операционного усилителя 5. Операционный усилитель 5 является пусковым органом блока защиты от токов однофазных коротких замыканий. Помимо фильтра токов нулевой последовательности sà его вход подключен нерешенный резистор б, через который подается во входную цепь усилителя от источника питания ток смещения, устанавливающий операционный усилитель 5 в исходное состояние. К выходу операционного усилителя 5 подключена времязадающая ЯС-цепь (резистор 7, конденсатор 8}. Опе- ЗО рационный усилитель 9 является выходным органом защиты от токов однофаэного короткого замыкания. На его вход подается напряжение, выделяемое на конденсаторе 8. Сигнал. с выхода блока 10 защиты or междуфазных коротких замь?каний и выходного органа 9 защити от токов одтофазиого короткого замыкания подается на исполнительный .орган 11 устройства защиты. г

Прчнцип работы схемы защиты от токов однофаз-. ных коротких замыканий состоит в следуяяцем-. ао

В симметричном режиме при отсутствии однзфазного замыкания и насыщения трчнсформаторов тока, ток ка выходе фильтра тока нулевой последовательности отсутствует. Прн этом в цель диодов

4 от источника питания через резисторы подается

: смещения, устанавливающий усилитель 5 в . исходное состояние. Конденсатор 8 зараия до отрицательного уровня выходного напряжения усилителя 5, а на выходе усилителя выходного органа 9 устанавливается напряжение,препятствующее срабатыванию исполнительного органа 11

50 устройства защиты.

При возникновении однофазного короткого замыкания с выхода фильтра тока нулевой цосяедовательностн по цепи диодов 4 начинает протекать ток нулевой последовательности. Когда величина тока нулевой последовательности превыптает величину тока смещения„то при прохождении отрицвтепьной яолуволны тока нулевой последовательносиь на

;инвертирующем входе операционного усилителя

5 возникают импульсы отрицательноМ полярности.

При этом на выходе операционкого усилителя 5 появляются положительные кмпульсы соответствующей длительности. Длительность указанных импульсов растет с увеличением величины тока однофазного короткого замыкания. При определенной длительности указанных импульсов конденсатор 8 через резистор 7 успевает перезарядиться от выходкого напряжения положительной полярности операционного усилителя 5 до напряжения, нри котором начинает меняться полярность выходного напряжения усилителя выходного органа 9, что приводит к срабатыванию исполкительного органа 11 устройства защкты.

Срабатыванке операционного усилителя 5 может происходить и в симметричном режиме при больших токах перегрузки, когда начинают насыщать-. ся трансформаторы тока. В этом случае на выходе фильтра тока нулевой носледователытостн ткитвляются токи небаланса, которые имеют утроеинкую частоту, по сравнению с частотой тока, нулевой последовательности. Соответственно этому длительность входных и выходных импульсов операционного усилителя 5 втрое меиыпе длительности соот. ветствующих импульсов крн однофазном коротком замыкании. Постоянная:времени ЙС-цепи (7,8) выбирается таким образом, чтобы в течение длительности положительного импульса и» выходе усппптеля 5 прк токах небаланса конденсатор8 не успел поменять полярность, Прн этом ycnnjnena выходного органа 9 не меняет полярность выходного напряжения н срабатывание устройства затциты не происходит. При токах нулевой последовательности црнденсатор 8 успевает нерезариднться до ноложнтельного уровня напряжения, что приводит к срабатыванию устройства защиты.

Предлагаемое изобретение аа еднаэначено дяя применения в качестве бесконтактного устройства . защиты в новой перспективной серии маяогабари1тных низковольтных автоматических выключателей.

Его применение позволяет без заметного усложнения схемы блока защиты повысить чувствительность защиты к току однофаэкого короткого замыкания.

Формула изобретения

Устройство для защиты иизковольткого автоматического выключателя, содержащее трансформаторы тока, включенные в каждую фазу защищаемой сети, измерительные резисторы, подключенные

"звездой" с нулевым выводом ко вторичным обмоткам.тааксформаторов тока, блок, максимально-токовой защиты и нснолнительный орган, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности защиты к току однофазкого коСоставитель В.Орлов

Техред А Савка Корректор М демчик

Редактор О.Малец

Подписное

Заказ 306/81 Тщ 686

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, улЛроектная,4 роткого замыкания. оно дополнительно снабжено резистивным фильтром токов нулевой последовательности RC-цепочкой и двумя операционными усилителями, причем вход фильтра нулевой последовательности подключен ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, нулевая точка упомянутого фильтра додключена к нулевому выводу трансформаторов тока (ерез два параллельных встречнонаправленных диода, а также ко входу первого операционного усилителя, к выходу которого

807425 6 подключен резистор RC-цепочки, конденсатор которой подключен ко входу второго операционного усилителя, включенного своим выходом на исполнительный орган.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 519807, кл. Н 02 Н 3/08, 1976.

2. Westinghouse Engineering,р.80-81, 1969.