Устройство для ограничения аварийных токов в электрической сети
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик 966811 (61) Дополнительное к авт. свид-ву ъ (22) Заявлено 01. 04. 81 (21) 3269896/24-07 (51) М. Кл. с присоелинением заявки,%
Н 02 Н 9/02
Н 02 Н 3/08
1ввударственьб1 кюиитет
СССР
ho делам изобретений я открытия (23) ПриоритетОпубликовано15. 10. 82. 6вллетень М 38
Дата опубликования описания 15.10,82 (53) УДК 621. 316., .925(088.8 ) (72) Автор изобретения
Г. И, Рубашов с (Ленинградское проектно-экспериментальное вч-даоейие Института "ВНИИпроектэлектромонтаж" (71) Заявитель (51т) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ АВИРИЙНЦХ
ТОКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
1. 2
Изобретение относится к электро- .,телей качества электроэнергии, уй8 снабжению потребителей переменным то- . личение габаритных и весовых показа ком и может быть, в частности, исполь- телей сооружений системы электро1 зовано в системах электроснабжения снабжения, снижение надежности работы .крупных промышленных предприятий. системы электроснабжения.
Известно устройство для ограни- . > Наиболее близким по технической чения токов короткого замыкания (к.з.) сущности к изобретению является сиподобных схемах. Основным элементом ловой прерыватель постоянного тока, устройства для ограничения токов ко- содержащий основной механический роткого замыкания в распределитель-, выключатель, параллельно которому
1О ных сетях 6-10 кВ. является реактор, включены цепи, состоящие из последовключаемый между источником. питания вательно соединенного резистора и и распределительной сетью. Ограни-, переключающего элемента, а также упчение тока в устройстве осуществляет- равляющего блока, осуществляющее упся за счет увеличения падения на- равление коммутационными элементами, . пряжения на реакторе в режиме ко- электронный ключевой орган f2). роткого замыкания (1j. Данное устройство имеет низкую, Использование реакторов в систе-- надежность в случае его использова,мах электроснабжения крупных промыш- ния в распределительной сети с больленных объектов имеет ряд недостат- >о шим количеством выключателей, напри ков - увеличение потерь в сетях, мер в сетях промышленных предприятий. .трудности с осуществлением пуска и Это обусловлено тем, что каждый из самозапуска.крупных высоковольтных выключателей распределительной сети электродвигателей, ухудшение показа- должен быть дополнен дополнительными
966811
3 переключающими элементами, резисторами, блоками управления и электрон ными ключевыми органами. Это приводит к резкому увеличению числа элементов в сети, снижает надежность действия устройства. !(роме того, применение устройства в сетях переменного тока
we позволяет ограничит.ь ударную волну тока повреждения, которая проходит через контакты основного механического выключателя, что также снижает надежность действия устройства, Цель изобретения - повышение на" дежности устройства.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем электри-. ческую сеть, выполненную в виде последовательно соединенных силового трансформатора, головного и головного быстродействующего выключателей, подстанции к которой подключены потребители через Фидерные выключатели, содержащее цепи, подключенные параллельно головному выключателю и выполненные в вице последова" 2s тельно соединенных резистора и ти" ристорного ключевого элемента, который управляется блоком управления, блок управления выполняется в виде датчиков апериодической и периоди- щ ческой составляющих тока повреждения счетчика и реле времени, при этом входы датчиков апериодической и периодической составляющих тока повреж" дения подключены к сети между сило вым трансформатором и головным выключателем, первый выход датчика апериодической составляющей тока повреж" дения подключен к первому управляю
iqeMy входу быстродействующего головного выключателя и к точке сое" динения первого выхода датчика периодической составляющей тока поврежде" ния и входа "Счет" счетчика, второй выход - к управляющим цепям первого тиристорного ключевого элемента, второй выход датчика периодической составляющей тока повреждения соединен с входом реле времени, первый выход которого соединен с вторым управляющим входом быстродействующего головного выключателя, второй выход - с входом "Сброс" счетчика, выходы ко" торого подключены к цепям управления сортветственно второго и третьего тиристорных ключевых элементов.
На чертеже представлена блок"схема устройства.
Устройство может быть реализовано в сети произвольной конфигурации. На чертеже показана радиальная сеть, содержащая силовой трансформа тор 1, головной выключатель 2, быстродействующий головной выключатель
3, -соединенный, со сборными шинами подстанции 4, к которой через выключатель 5 подключены сборные шины подстанции 6, к которой подключены через фидерные выключатели 7 и 8 потребители 9 и 10. Головной выключатель 2 выключатель 5, фидерные выключатели
7. и 8 снабжены блоками 11-14 максимальной токовой защиты со ступенчатой. выдержкой времени. Уставки по току и времени возрастают от электроприемника к источнику питания, что обеспечивает селективность отключения.
Параллельно быстродействующему го ловному выключателю 3 включены тиристорные ключевые элементы 15-17, соб" ранные из бимолярных групп тиристо;ров, соединенных последовательно с токоограничивающими резисторами соответственно 18-20.
Устройство также содержит блок управления 21, выполненный в виде датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения, датчика 23 периодической составляющей тока nosреждения счетчика 24 и реле времени
25. Входы датчиков l7 и t8 подключены к сети между силовым трансформатором 1 и головным выключателем 2.
В качестве датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения может быть использован датчик, реактирующий на производную тока или фильтр апериодической составляющей, в качестве датчика 23 периодической составляющей тока повреждения быстродействующее токовое реле. Первый вы ход датчика 22 апериодической состав-! ляющей тока повреждения подключен к первому управляющему входу быстродей ствующего головного выключателя 3 и к точке соединения первого выхода датчика 23 периодической составляющей ,тока повреждения и входа "Счет" счетчика 24, второй выход датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения подключен к управляющим цепям первого тиристорного ключевого элемента 15, второй выход датчика 23 периодической составляющей тока повреждения соединен с входом реле времени 25, первый выход которого соедиконтур повреждения вводится резистор
19. Резисторы 18 и 19 оказываются включенными паралельно, общее сопротивление в цепи короткого замыкания уменьшается и в системе электроснабже ия устанавливается ток,обеспечивающий надежное срабатывание. блока .12 маКсимальной токовой защиты второй ступени селективности, в частности при к.з. в точке К отключается выключатель 5. При повреждении в т.К алгоритм .работы устройства аналоги- чен описанному. После срабатывания ре ле времени 25, которое имеет выдержку времени, равную сумме ступеней селек- тивности в системе электроснабжения, осуществляется сброс счетчика 24 и включения быстродействующего головно" го выключателя.3.
Как правило, выключатели установленные в голове системы электроснабжения, например головной выключатель
2, выбираются на повышенную мощность коммутации и не требуют токоограничения. Если головной выключатель 2 выб;ран с ограниченной коммутирующей мощностью, устройство должно иметь дополнительную цепь, тиристорный ключевой.,элемент и резистор, подключенную параллельно головному выключателю 2, Таким образом, данное изобретение позволяет повысить надежность работы устройства для ограничения аварийных токов в электрической сети, формула изобретения
Устройство для ограничения аварийных токов в электрической сети, выполненной в виде последовательно соединенных силового трансформатора, головного и головного быстродействующего выключателей, подстанции, к которой подключены потребители через фидерные выключатели, содержащее цепи, подключенные параллельно быстродействующему головному выключателю и выполненные в виде последовательно соединенных резистора и тиристорного ключевого элемента, который управляется блоком управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, блок управления выполнен в виде датчиков апериодической и периодической составляющих тока повреждения, счетчика и реле времени, при этом входы датчиков
5 966811 нен с вторым управляющим входом быстродействующего головного выключателя
3, второй выход реле времени 25 соединен .с входом "Сброс" счетчика 24, выходы которого подключены к цепям управления второго и третьего тирис торных ключевых элементов 16. и 17, соответственно, В нормальном режиме работы выключатели 2, 3, 5, 7, 8 включены, и осу-
I. ществляется электроснабжение потреби-
Ю телей 9 и 10. При повреждении в системе электроснабжения, например, в .точке К срабатывает датчик 22 апе,риодической составляющей тока повреждения, который- подает команду на включение тиристорного ключевого элемента 15 до момента достижения ударной волной тока к.з, амплитудного значения. Одновременно подается команда на З отключение быстродействующего головно го выключателя 3 и электроснабжение потребителей осуществляется через головной выключатель 2, тиристорный ключевой элемент 15, резистр 18, параиетр которого выбран из условия дове,,дения .до нуля апериодической состав ляющей тока повреждения в течение половины периода частоты напряжения сети, При включении тиристорного 30 ключевого элемента 15 резистр 18 оказывается включенным последовательно в цепь короткого замыкания, и в сети устанавливается ток, обеспечивающий надежное срабатывание блока .13. мак- зз симальной токовой защиты фидерного выключателя 7 и отключение короткого замыкания, Ограниченный по величине ток с помощью тиристорного клю" чевого элемента 15 и резистора 18 зо обеспечивается по величине и време-. ни в соответствии с уставками первой ступени.селективности.
Одновременно при повреждении в точке К1 срабатывает также датчик 23 ю периодической составляющей тока повреждения и подается команда на вход
"Счет" счетчика 24 и запуск реле времени 25. С выходов счетчика 24, число которых равно числу ступеней селективности в системе электроснабжения, поступают команды на включение тиристорных ключевых элементов 16 и
17 через интервалы времени, равные ступени селективности в сЕти.
По команде счетчика 24 с выдержкой времени, соответствующеМ второй ступени селективности, включается тиристорный ключевой элемент 16 и в
7 9668 бставйтель Л. Воропаева
Редактор А, Долинич Техред Е.Харитончик. Корректор р, Демчик
Заказ 7894/72 Тираж 669 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 апериодической и периодической составляющих тока повреждения подключены к сети между силовым трансформатором и головным выключателем, первый выход датчика аперипдической. со- 5 ставляющей тока повреждения подключен к первому управляющему входу быстродействующего головного выключателя и к точке соединения первого выхода датчика периодической состав- 0 ляющей тока повреждения и входа "Счет счетчика, второй выход - к управляющим цепям первого тиристорного ключевого элемента, второй выход датчика периодической составляющей тока пов- 15 реждения соединен,с входом реле вре11 8 мени, первый выход которого соединен с вторым управляющим входом быстродействующего головного выключателя,,второй выход - с входом "Сброс" счетчика, выходы которого подключены к
-:цепям .управления соответственно второго. и третьего ключевых тиристорных элементов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Ермилов А. А. Злектроснабжение промышленных предприятий, И., "Энергия" 1976; с,50-103.
2. Патент ФРГ У 2127770, кл. Н 01 H 33/04, 1967.
