Устройство для токовой защиты с проверкой ее под нагрузкой

Устройство для токовой защиты с проверкой ее под нагрузкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТИ С ПРОВЕРКОЙ ЕЕПОД НАГРУЗКОЙ, содержащее три промежуточных трансФорматора тока, первичные Ьбмотки .которых включены во вторичные обмотки трансформаторов тока в фазах защищаемого объекта, а вторичные обмотки соединены по схеме звездш с нейтральным проводом, выпряву1ительный мост, образованный четырьмя парш и последовательно включенных диодов , на входе которого подключены три луча и нейтральный провод звёз ды вторичных обмоток, сопротивление нагрузки подключенное на выход выпрямительного моста, и реагирующий элемент, о тли ч а ю щ ее с я тем что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения быстрого и прецизионного тестойЬго контроля и исключения влияния токов W нагрузки, в него/дополнительно введен блок тестового контроля, а кажсг дый из промежуточных трансформаторов тока снабжен тестовой обмоткой, -в которые соединены последовательно-со гласно и подключены к блоку тестового контроля.

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21)3333133/24-07 (22) 17.08.81 (4б) 30.03.83. Бюл-. Р 12 (72). К.И. Добродеев и,В.П. Курицын (71) Горьковское отдаление Ордена

Октябрьской Революции Всесоюзного государственного.проектно-изыскательского и. научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей (53) 621.316. 925(088.8) (5б) 1. Фигурнов Е.П. и др. Автоматический контроль исправности релейных защит. †.Сборник трудов РИИЖТа, вып. 155 Ростов-на-Дону, 1980.

2. Жарков Ю.И. и др. Контроль исправности релейных защит ЛЭП 35-

110 кВ. — Сборник трудов РИИЖТа, вып. 155, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 307458, кл. Н 02 Н 3/40, 1971. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ С ПРОВЕРКОЙ ЕЕ ПОД НАГРУЗКОЙ содержащее три промежуточных транс„„SU,„, 1008 8 A

g(5Q H 02 H.3 08 Í 01 Í á9/01 форматора тока, первичные обмотки .которых включены во вторичные обмотки трансформаторов тока в фазах защищаемого объекта, а вторичные обмотки соединены по схеме звезды с нейтральным проводом, выпрямитель-ный мост, образованный четырьмя па» рами последовательно включенных диодов, на входй которого подключены трн луча и нейтральный провод звез-ды .вторичных обмоток, сопротивлеНие нагрузки подключенное на выход выпрямительного моста, и реагирующий элемент, о т .л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения быстрого и прецизионного тестойого контроля и исключения влияния токов нагрузки, в него:дополнительно введен блок тестового контроля, а каждый из промежуточных трансформаторов тока снабжен тестовой обмоткой, которые соединены последовательно-со-Я гласно и подключены к блоку тестового контроля.

1008838

Изобретение относи я к технике релейной защиты энергосистем в частности, может использоваться в устройствах токовой защиты, в том числе и при наличии торможения.

Известны устройства для релейной защиты с проверкой ее исправности, содержащие трансформаторы тока, измерительные пороговые элементы, выходной орган и блок тествого контроля (11 и (2J .

Однако в указанных устройствах не все элементы контролируются. Например, не контролируется исправность промежуточных трансформаторов . тока, элементов регулировки уста- t5 вок. Кроме того, не контролируются уставки защиты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для токовой защиты с про- 20 веркой ее исправности.

Особенностью устройства является, то, что его выходное напряжение пропорционально наибольшему фазному току (3) .

Недостаток устройства заключается в том, что затруднен оперативный тес-. товый контроль устройства.

При контроле с целью исключения влияния токов нагрузки защищаемого 30 объекта первичные обмотки промежуточных трансформаторов тока (ПТТ) выделяют из схемы токовых цепей защиты и подключают к источнику тока заданной величины.. 35

Однако для этого необходимо осуществлять переключения в токовых цепях защиты, например, с помощью испытательных блоков, при этом усложняется схема токовых цепей и повышает- 40 ся длительность испытаний. Возможно также снижать уставку по току до величины, меньшей фазного тока нормального режима, при этом токовая защита срабатывает. Однако при этом не- 45 возможно проверить с достаточной точностью ток срабатывания, а следовательно, и исправность элементов устройств, поскольку с учетом возможного изменения ток, нагрузки приходит; ся снижать у. тавку по току с большим запасом.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения быстрого и прецизионного тестового контроля и исключения влияния токов нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для токовой защиты с проверкой ее под нагрузкой, содержащее три промежуточных трансформато-. 60 ра тока, первичные обмотки которых включены во вторичные обмотки трансформаторов тока в фазах защищаемого объекта, а вторичные обмотки соединены по схеме звезды с нейтральным проводом, выпрямительный мост, образованный четырьмя парами последовательно включенных диодов, на входы которого подключены три луча и нейтральный провод звезды вторичных обмоток, сопротивление нагрузки, подключенное на выход выпрямительного моста, и реагирующий элемент, дополнительно введен блок тестового контроля, а каждый из ПТТ снабжен тестовой обмоткой, которые соединены последовательно-согласно и подключены к блоку тестового контроля.

На фиг. 1 дана принципиальная.схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — векторные диаграммы ра= боты устройства в режиме контроля, на фиг. 4 — зависимость отношения минимального тока контроля к току нагрузки от угла сдвига фаз.

Устройство содержит промежуточные трансформаторы 1-3 тока (ПТТ), имеющие первичные 4-6, вторичные 7-9 и тестовые 10-12 обмотки, выпрямительный мост 13, состоящий из диодов 14 21, сопротивление 22 нагрузки и блок 23 тестового контроля.

Первичные обмотки 4-6 ПТТ 1-3 включены на вторичные фазные токи защищаемого объекта. Вторичные обмотки

7-9 соединены по схеме звезды с нейтральным проводом и подключены. к входу выпрямительного моста 13, образованного четырьмя парами последовательно включенных диодов 14-21. На выход выпрямительного моста 13 подключено сопротивление 22 нагрузки, напряжение с которого подается в защиту для дальнейшего преобразования.

IITT 1-3 предназначены для гальванической развязки цепей.и преобразования сигналов. Тестовые обмотки 1012 предназначены для создания в ПТТ

1-3 магнитодвижущих сил (МДС) в режиме тестового контроля. Тестовые обмотки 10-12 соединены последовательно-.согласно и подключены к блоку 23 тестового контроля, формирующего ток заданной величины. Блок 23 тестового контроля питается от источника переменного напряжения.

Устройство работает следующим об-: разом.

Тестовый контроль проводится в нормальном режиме, который характеризуется симметричной системой токов нагрузки 3 < . В тестовые обмотки пропускается ток т, причем его величина выбирается. такой, что максимальное значение тока в сопротивлении 22

iqzù „ не зависит от тока нагрузки.

Если алгоритм функционирования токовой защиты определяется максимальным значением напряжения на сопротивлении й?, то поведение защиты также не зависит от тока нагрузки.

1008838 вызывает равные токи в сопротивлении

22 нагрузки. Таким образом, в качестве расчетной может быть прйняты любая фаза тока IZ. Очевидно также, что диапазон углов сдвига тока I îòносительно расчетной фазы тока 1т должен охватывать 120 . Примем в качестве расчетной фазу A и будем рассматривать вектор I в диапазоне уг,лов Ф- 0-60 или 0- (-60 ) относио т 0

10 тельно вектора 1 . расчетной фазы, что дает одинаковые результаты.

На фиг. 2 сплошными линиями показана векторная диаграмма режима тес- . тового .контроля, когда I> = lz и

15 вектор 1т отстает от вектора Iz на угол -60 c«0 . Мгновенная величина тока i q, протекающего по сопротивлению 22, является функцией времени. Если вектор тока, являющийся щ суммой тока 1Пд, IzzS и 1п ., совместить с осью времени, получим максимальное значение тока 1 „при заданном расположении векторов Iz и 1r

Проекции векторов 1П1,, 1ПЭ и IZZg на ось времени дают величины токов 1Пд, iz1z и izz, для данного момента времени из диаграммы следует, что эти токи положительны. На фиг. 1 показано токораспределение для выбранного момента времени в соответствии с диаграммой на фиг ° 2.

В момент времени, когда один из токов, например iII< имеет отрицательную величину причем 11п <с izz+

+ >Izs ю lgz = п + 1цэи открыты диоды

14,15,20 и 21. Через диод 20 протекает ток izz, а через диод 21 - ток

1zIA + 1zzB - 1 . Нетрудно показать, что ток izz не может протекать через сопротивление 22 нагрузки, так как для этого необходимо, чтобы были открыты диоды 17 и 21, однако в этом случае сопротивление 22 оказывается зашунтированным двумя открытыми диодами, что несоответствует принци- пу работы схемы и данным экспериментальной проверки.

В соответствии с проведенным анализом очевидно, что мгновенное значение тока 1, в том числе его максимальное значение, равно наибольшей сумме токов iIz одной полярности.

При увеличении тока I от нуля до некоторого определенного значения токи j фаз располагаются в круговом секторе с центральным углом меньшим или равным 180, при этом.где Ч, Ип и 4т — ч исла витков и ервич ной, вторичной и тестовой обмоток

IITT F ток вторичной обмотки ° векторной диаграммы zz

На основании фиг. 3

И4 1

k sin l oL) g=atCSi

k sin (60 aL) ) (6 1ИГ (3 =ОГС э<А

g= g+ (3+60, K= ITm

Решение уравнения представлено на графике фиг. 4 в виде зависимости

K = f(l () ..

Максимальное значение Ig gg определяется режимом, когда M = + 600 35 1в н т

Таким образом, для исключения влияния тока нагрузки при всех фазовых. соотношениЯх токов 1 и 1п МДС тесто- 4п вой обмотки должна быть не меньше

МДС первичной обмотки ПТТ при протекании по ней максимального длительно допустимого симметричного тока нагрузки 1

Независимость величины 1 „ от тока 1т при Iz + I иллюстрирует векторная диаграмма на фиг. 2, для этого случая векторы изображены пунк° тиром, а буквенные обозначения снабжены звездочкой..

После приведения к числу витков первичной обмотки ПТТ

1, + I = I

Ориентация тока Ir относительно трехфазной системы токов 1 зависит 60 от режима работы защищаемой электроустановки и в общем случае может быть произвольной. Очевидно, что одинаковое положение вектора тока I по отношению к любой из фаз тока Iz

В режиме. тестового контроля МДС в каждом из ПТТ 1-3 создается током нагрузки, протекающим по.первичной обмотке, и током, протекающим по тестовой обмотке. Сумма МДС первичной и тестовой обмоток уравновешена

МДС вторичной обмотки

9 дальнейшем с целью упрощения знаки приведения опущены.

=! + ZI =(ta 18 Zcl ò — т) и е с где 1 + 1 э+ 11 = 0

Если, кроме того, выполняются условия, что в диапазоне углов o4=-01008838

I 4ц ив = <,®,, 15

В режиме тестового контроля

И >5I

И о ах t.w, 1е.так у

20 (-60)е III„+ 111э)й3 It причем1ц ь?п,и

lgI p 1п .или в диапазоне углов к =0-60

)l4p + Inc(-3 Iy причем ?ца 4ви пс 41е . тб при совпадении вектора 1 с осью времеви максимальное значение тока в сопротивлении 22 5

t

Минимально-допустимая величина 1п

1 „;„, обеспечивающая независимость тока 4 „от тока нагрузки, определяется, например, из уравнениягде 11 Ä- амплитуда тока 11 „, это определяет. область применения предлагаемого устройства.

Так, например, для тестового конт роля токовой защиты, имеюшегб ток срабатывания I<,. ток тестовой обмотки принимается большим из определяемых по выражениям

IT iw iImdg) . Koan Хс.ъ

Эв

3 где K>öä - коэффициент запаса, .равный кратности тока в сопротивлении 22 в режиме контроля по отношению к режиму срабатывания.

Применение изобретения расширяет функциональные возможности устройства защиты, обеспечивая, быстрый и прецизионный тестовый контроль. ю

1008838

01

Составитель В. Зимаков

Редактор Ю. Ковач Техред A.Áàámíeö Корректор В. Вутяга

Заказ 2353/64 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4