Устройство для максимальной токовой защиты трехфазного преобразователя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ '1ТЕХФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее в каждой фазе датчик производной тока, подключенный параллельно токоограничивающему эле—менту преобразователя, выходные це1Ш датчиков производной тока соединены ' по схеме "звезда с нулем", подюпоченньм входом к выходам датчиков производной тока трансформаторный фильтр симметричных составляющих, содержащий обмотки фильтров нулевой последовательности, прямой и обратной последовательностей, каждая из которых выходом подключена к входу соответствующего вьшрямительного моста, выходы вьшеуказанньк вьтрямительных мостов соединены параллельно и подключены к исполнительному органу, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности, обмотка.фильтра нулевой последовательности выпохгнена с коэффициентом трансформации в 1,5-2 раза МЕНЬШИМ, чем обмотка фильтра прямой и обратной последовательностей „а Ш^5В^У9^паевая

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„820599

А1 рц Н 02 Н 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный номитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГННТ СССР (21) 2830305/07 (22) 22.10.79 (46) 07.08.91. Бюл. В 29 (71) Львовский политехнический институт (72) Г.А. Генрих, Л.А. Никонец, П.P. Хрущ и В.M. Горшенко (53) -621.316„925.4:621.314.527(088.8) (56) Федосеев А.М. Релейные защиты электрических систем. М.: "Энергия", 1976, с. 52, 115.

Схемы плавки гололеда и исследование режимов их работы. Параграф 2.16.

Материалы Львовского и Киевского политехнических институтов, Киев, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЪНОЙ

ТОКОВОЙ ЗАЦИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее в каждой фазе датчик производной тока, подключенный параллельно токоограничивающему элеИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах защиты преобразователей.

Известно устройство для максималь-, ной токовой защиты, содержащее в качестве датчиков трансформаторы тока с замкнутыми магнитопроводами.

Недостатком этих датчиков является насыщение магнитопроводов, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для защиты трехфазного преобразователя, содержащее в каждой фазе датчик производной тока, подключенный парал2 менту преобразователя, выходные цепи датчиков производной тока соединены но схеме "звезда с нулем", подключенный входом к выходам датчиков производной тока трансформаторный фильтр симметричных составляющих, содержащий обмотки фильтров нулевой последовательности, прямой и обратной последовательностей, каждая из которых выходом подключена к входу соответствующего выпрямительного моста, выходы вышеуказанных выпрямительных мостов соединены параллельно и подключены к исполнительному органу О T л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, обмотка фильтра нулевой последовательности выполнена с коэффициентом трансформации в 1 5-2 раза меньшим, чем обмотка фильтра прямой и обратной последовательностей„ лельно токоограничивающему элементу преобразователя и соединенный по схеме "звезда с нулем", трансформаторный фильтр симметричных составляющих, подключенный к входам двух выпрямительных мостов соответственно, соединенных выходами параллельно и подключенных к исполнительному органу.

Недостатком известного устройства является низная чувствительность, быстродействие при несимметричных коротких замыканиях и, как следствие, низкая надежность.

Целью изобретения является повыше- ние надежности.

820599

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве обмотка фильтра нулевой последовательности вынолнена с коэффициентом трансформации в 1,5-2 раза меньшим, чем обмотка фильтра прямой и обратной последовательности.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для максималь 10 ной токовой защиты трехфазного высоко- вольтного выпрямителя.

К электрической системе 1 через коммутационный аппарат 2 и последовательно соединенные с ним токоограничивающие элементы 3, .4, 5 подключен мощный трехфазный высоковольтный выпрямитель 6 с нагрузкой 7. Параллельно токоограничивающим элементам подключены датчики производной тока 8, 9, 10, выходные цепи которых собраны

1 ,по схеме "звезда с нулем" и соединены с входом трансформаторного фильтра ;симметричных составляющих 11, состоя щего из группы однофазных трехобмо" 25 точных трансформаторов. Выход фильтра прямой и обратной последовательности

12 и выход фильтра нулевой последовательности 13 через выпрямительные мос-ты 14 и 15, соединенные параллельно, на выходе подключены к исполнительному органу защиты 16.

Выпрямительные мосты 14 и 15 содержат линии задержки в виде RC-цепей

17 и 18. Параллельно фидеру выпрямителя к общим шинам 19 подключена сеть

35 переменного тока 20. Для исключения шунтирующего влияния выпрямительных мостов 14, 15 на их выходе включены диоды 21 и 22.

В качестве датчиков производной тока 8, 9, 10 могут быть использованы, в зависимости от класса напряжения цепи, в которой производится измерение, однофазные тРансфоРматоры напряжения 45 и, либо каскады однофазных трансформаторов напряжения, подключенные параллельно токоограничивающим элеменTOM 3, 4, 5.

Работает устройство следующим образом..

Напряжение на токоограничивающих элементах 3,. 4, 5, изменяющее величину пропорционально производной контролируемого тока, подается на общий

55 вход трансформаторного фильтра симметричных составляющих 11 и через выпрямительные мосты 14, 15 — на вход исполнительного органа защиты

16. Схема включения датчиков (8, 9, 10) обеспечивает подачу на вход трансформаторного фильтра ii трехфазной системы напряжений.

Эта система моделирует реальную, когда в первичной цепи на выводах такоограничивающих элементов со стороны выпрямителя образуется нейтраль, т.е. при коротком замыкании (к.з.) на полюсах (К-1), внутреннем к.з. выпрямителя (К-2) и однофазном к.з. в его трехфазной цепи питания (К-3) либо при к.з, в сети 20, питающейся параллельно с преобразователем 6 от общих шин 19.

В установившихся режимах короткого замыкания на полюсах постоянного тока (K-1) и при пробое плеча выпрямителя (К-2) на каждый из реакторов. ложится часть фазного напряжения источника питания, пропорциональная сопротивлению токоограничивающих элементов 3, 4, 5.

В момент к.з. токи преобразовате- . ля 6 скачком возрасти не могут. так как цепи к.з. преимущественно индуктивные. Поэтому напряжение на токоограничивающих элементах 3, 4, 5, опережающее токи практически на угол

lk в момент к.з. не равно нулю и появляется мгновенно. Если предположить, что напряжение на выходе выпрямительных мостов 14 и 15 в момент к.з. проходило через максимум, то следующий максимум будет достигнут не позже, чем через 1/6 периода.

В установившемся режиме однофазного к.з. в цепи питания выпрямителя

6 (точка К-3) или же при однофазном к.з. в точке К-4, напряжение на токоограничивающем элементе поврежденной

I фазы отсутствует. Напряжения на токоограничивающих элементах двух других фаз сдвинуты друг относительно друга на определенный угол (от — до †).

21

3 3

Трехфазный мост 14 выпрямляет разность этих сдвинутых во времени синусоидальншх напряжений. На выходе моста получается пульсирующее напряжение, как в схеме однофазного двухполупериодного выпрямителя. Поскольку в этом случае пульсация выпрямленного напряжения на выходе моста 14 происходит с двойной частотой, возможно запаздывание защиты, в пределе на полпериода.

Этот недостаток устраняется посредст 820599 вом фильтра нулевой последовательности, напряжение с которого через выпрямнтельный мост 15 подается на вход исполнительного органа защиты 16. На выводах разомкнутого треугольника фильтра нулевой последовательности, в режиме однофазного к,з„ в цепи питания выпрямителя 6 (точка К-З), нли при однофазном к.з. в точке К-4, получается напряжение, пропорциональ« ное сумме напряжений на токоограничивающих элементах неповрежденных фаз, причем результирующее напряжение сдвинуто по фазе относительно разности

Ф этих напряжений на угол — и по ампли2 туде в три раза больше (при условии, что коэффициент трансформации фильтра симметричных составляющих принят 20 равным единице).

Параллельное соединение выпрямительных мостов 14 и 15 повышает общую чувствительность защиты в 3 раза.Максимумы пульсирующего напряжения на 25 выходе моста 14 совпадают с провалами напряжения на выходе моста 15, т.е. пульсация общего выходного напряжения происходит с учетверенной частотой, поэтому запаздывание защиты принципиально не превышает 1/4 периода.

При подключении высоковольтного выпрямителя. для плавки на отключенном проводе (ВЛ), работающего в неполнофазном режиме, по вентилям преобразователя 6 будет протекать ток наводки от проводов фаз ВЛ, оставшихся в работе, это практически соответствует режиму к.з. на полюсах преобразователя до тех пор, пока величина выпрямленного тока не превысит величины тока наводки, и могло бы привести к срабатыванию защиты.

Аналогичный режим может возникнуть при включении преобразователя 6 на вы.веденную из работы одну из цепей двухцепной линии электропередачи, а также при включении двух высоковольтных преобразователей установки для плавки гололеда, соединенных последовательно на стороне постоянного тока„

Для повышения селективности работы . устройства в этих режимах в выпрямительные мосты 14 и 15 защиты введены линии задержки в виде RC-цепей (17,18).

820599

Редактор О. Филиппова Техред Л.Сердюкова Корректор С.11екмар

Заказ 3434 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101