Выходной орган релейной защиты

Выходной орган релейной защиты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

25 А (19) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3280464/24-07 (22) 05.05 ° 81. (46) 15.07.83. Бюл. и 26 (72) Ю,И,Wapков, В.А.Зайцев, E.П.Фигурнов, В.И.Удод и В.М.Эрлих (71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта и Проектно-конструкторское бюро Главного управления электрификации и энергетического хозяйства (53) 621.316 925(088.8) (56) 1 Фигурнов Е.П. Защита электротяговых сетей переменного тока от коротких замыканий. И., "Транспорт", 1979, рис.7.

2. Там же, рис.9.

3. Авторское свидетельство СССР

И 473234, кл. Н 01 H 83/20, 1975.. (54)(57) ВЫХОДНОЙ ОРГАН РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ, содержащий основной .и вспомогательный тиристоры с подключенным между ними конденсатором, диод, включенный встречно-параллельно вспомога"

3 Н 01 Н 83/20; Н 02 Н 3/08 тельному тиристору, электромагнит отключения, включенный последовательно в цепь основного тиристора, контакт цепи управления, включенный в цепь управления основного тиристора, стабилитрон и источник питания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности отключения, помехоустойчивости и расширения области применения, в него дополнительно введены дроссель и второй контакт цепи управления, причем коммутирующий конденсатор подключен между катодом основного тиристора и анодом вспомогательного тиристора, один вывод стабилитрона соединен с катодом вспомогательного тиристора и дросселем, З подключенным к аноду основного тиристора, а второй вывод стабилитрона соединен с источником питания и управляющим электродом вспомогательного тиристора, между анодом которого и В управляющим электродом включен второй контакт цепи управления. Ю

9258

55

1 l02

Изобретение относится к релейной .защите и предназначено для управле ния выключателями в энергосистемах.

Известны выходные органы релейной защиты устройств энергоснабжения электрических железных дорог, в которых в качестве коммутирующего органа использован тиристор (1 g .

Недостатком известного выходного органа .является слабая помехоустойчивость, вследствие чего в практие имеют место большое число ложных отключений.

Известен выходной орган быстродействующей релейной защиты, предназначенный для работы в схемах с выпрямленным напряжением, состоящий из основного и вспомогательного управляемых ключей (например тиристоров) коммутирующего кондеясатора, диода подзаряда резисторов, запускающего диода, управляющего контакта и электромагнита отключения .выключателя (2 ), Недостатками известного устройства являются возможность применения толь" ко в цепях выпрямленного пульсирующего оперативного напряжения, в то время как в устройствах энергоснабжения, например, на тяговых подстанциях, широко используется постоянное оперативное напряжение; кратковременное принудительное прерывание в каждом полупериоде процесса отключения вы-ключателя при наличии устойчивого сигнала от релейной защиты, это снижает надежность управления выключателем.

Кроме того, характеризуется недостаточной помехоустойчивостью,. заключающейся в том, что если основной тиристор сработает от помехи, которая появилась в начале полувопны выпрям" ленного пульсирующего напряжения, то он будет находиться в открытом состоянии 10 мс,. до тех пор, пока потенциал питающего напряжения не приблизится к нулю. Все это время через катушку отключения будет протекать ток. Если в момент приближения потенциала питающего напряжения к нулю появится вторая помеха, то тиристор не закроется и ток через катушку отключения будет претекать еще один полупериод, т.е. еще 10 мс. Таким образом, в течение

20 мс катушка отключения будет находиться под током, в этом случае возможно ложное отключение выключателя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является выход ной элемент защиты, состоящий из основного и вспомогательного тиристора коммутирующего конденсатора, соленоида отключения выключателя, стабилитрона, реле (3 ) .

Устройство работает следующим образом.

При включенном положении выключателя его блок-контакт замкнут, при отсутствии сигнала от релейной защиты и помех оба тиристора заперты, контакт реле разомкнут и ток по элементам схемы не протекает, При поступлении устойчивого сигнала от релейной защиты или появлении помехи основной тиристор открывается.

Через этот тиристор, катушку реле и соленоид начинает протекать ток, величина которого возрастает по экспоненте из-за индуктивного характера нагрузки (соленоида отключения выключателя ), Как только величина этого тока достигнет значения уставки срабатывания реле, последнее замыкает свои. контакты. Теперь начинается заряд

25 конденсатора через основной тиристор, контакты реле и резистор ° Заряд конденсатора сопровождается увеличением напряжения на стабилитроне, Как только оно достигнет величины пробоя, 50 стабилитрон пробивается и по цепи управления вспомогательного тиристора течет ток, открывающий этот тиристор.

Открытие вспомогательного тиристора создает цепь для переэаряда конденса35 тора и основной тиристор запирается.

Время, которое проходит от момента отпирания основного тиристора и до его запирания в результате открытия вспомогательного тиристора, опредепя4 ется постоянной времени соленоида, током срабатывания реле, постоянной времени цепи заряда конденсатора и напряжением пробоя стабипитрона. Это время выбирается порядка 10 мс. Если поступает устойчивый сигнал от релейной защиты, то после разряда конденсатора основной тиристор вновь открывается и процесс отключения продолжается. Через 10 мс основной тиристор опять закрывается. Такое принудительное запирание .будет продолжаться до отключения выключателя и снятия сигнала от релейной защиты.

Если открытие произошло от действия помехи, то эа время 10 мс соленоид выключателя в действие прийти не успевает, поэтому от действия помехи длительностью даже в несколько миллисекунд выключатель не отключится.

9258 4

30

3 102

Таким образом, во всех режимах схема прототипа образует неуправляемый автогенератор, импульсы которого через каждые 10 мс запирают основной тиристор.

Это устройство характеризуется недостаточной помехоустойчивостью,. снижением надежности и затягиванием процесса отключения, ограничением области применения из-за невозможности использовать в схемах управления, которые питаются от источника выпрямлен. ного несглаженного напряжения. Недостаточная помехоустойчивость проявляется. в таком случае, когда пачки помех следуют друг эа другом так, что они совпадают с моментом принудительного эапирания основного тиристора. В этом случае возможно ложное отключение выключателя. Снижение надежности процесса отключения происходит в, том случае, когда выключатель должен надежно отключаться по сигналу релейной защиты, поскольку процесс отключения принудительно прерывается каждые 10 мс. Это не только излишне затягивает время отключения, но может в некоторых случаях вообще прервать сам процесс отключения, например, при наличии поврежденных элементов устройств.

По принципу действия прототип не способен правильно работать при пульсирующем наг1ряжении питания. В то же время на всех постах секционирования электрических железных дорог катушка отключения, выключатели и выходной элемент защиты питаются выпрямленным несглаженным напряжением. Поэтому на постах секционирования такой выходной элемент применять нельзя. Это ограничивает область применения прототипа.

Цель изобретения - расширение области применения, повышение помехоустойчивости и надежности выходного органа релейной защиты.

Указанная цель достигается тем, . что в выходной орган релейной защиты, содержащий основной и вспомогательный тиристоры с подключенным между ними конденсатором, диод, включенный встречно параллельно вспомогательному тиристору, электромагнит отключения, включенный в цепь основного тиристора, контакт цепи управления, включенный в цепь управления основного тиристора и источник питания, дополнительно введены дроссель и второй контакт цепи управления, причем коммутирующий конденсатор подключен между катодом основного тиристора и ано дом вспомогательного тиристора и дросселем, подключенным к аноду основного тиристора, а второй вывод стабилитро". на соединен с источником питания и управляющим электродом вспомогательного тиристора, между анодом которого и управляющим электродом включен второй контакт цепи управления.

Расширение области применения заключается в том, что предлагаемый выходной орган одинаково работоспособен как в цепях с постоянным напряжением, так и в цепях с выпрямленным несглаженным напряжением питания, По" вышение надежности отключения достигается тем, что при устойчивом сиг" нале от релейной защиты -процесс отключения принудительно не прерывается.

Повышение помехоустойчивости достигается тем, что при открытии основного тиристора в результате действия помехи, элементы предложенного устрой" ства образуют управляемый автогенератор запирающих импульсов, которые с большой частотой поступают на катод основного тиристора и запирают его сразу после исчезновения помехи.

Выходной орган релейной защиты содержит основйой тиристор 1, вспомогательный тиристор 2, коммутирующий конденсатор 3, стабилитрон 4, диоды

5, б, электромагнит отключения 7 l резисторы 8, 9, контакты системы управления 10, 11 — блок-контакты выключателя 12, дроссель .13.

По сравнению с прототипом элементы 1 -9, 11, 12 остаются без изменения, од-. . нако изменены- функциональные связи между ними. Дополнительно в устройство введены элементы 10 и 13.

Основной тиристор 1 включен по45 следовательно с электромагнитом отклю" чения 7 и блок-контактами 12 выключателя. В цепи управления основного тиристора 1 находятся резистор 8 и контакт ll системы управления. Коммути" рующий конденсатор 3 подключен между катодом основного тиристора 1 и анодом вспомогательного тиристора 2.

Встречно-параллельно тиристору 2 включен диод.5. Один вывод стабилитрона

4 соединен с катодом вспомогательного тиристора 2,. дросселем 13 и анодом диода 5, а второй вывод стабилитрона 4 подключен к.полюсу (+) источника питания и через резистор 9 к управ58 Ф в нормальное состояние и оба контакта системы управления 10 и ! разомкнутся. Р этом случае напряжение на стабилитроне, которое приложено между катодом вспомогательного тиристора

2 и его управляющим электродом, откроет вспомогательный тиристор 2.

Коммутирующий конденсатор 3 через тиристор 2, дроссель 13 и тиристор 1 перезарядится и обратным-напряжением закроет основной тиристор 1, и при этом электромагнит отключения обесточится.

При открытии основного тиристора 1 от помехи, а не от действия релейной защиты,оба контакты системы управления 10, 11 разомкнуты, При достижении напряжения на стабилитроне 4 величины пробоя открывается вспомогательный тиристор 2, Коммутирующий конденсатор 3 при этом перезаряжается по колебательному закону, так как дроссель 13 и конденсатор 3 образуют колебательный контур.

При изменении полярности на конденсаторе 3 основной тиристор 1 запирается.

Колебательный процесс будет продолжаться в течение всего времени существования помехи, которая удерживает тиристор в открытом состоянии.

После ее исчезновения последующим после этого перезарядом конденсатора

3 основной тиристор 1 закроется. Длительность помехи составляет 1-2 мс и за это, время электромагнит. отключения

7 сработать не успеет и выключатель ложно не отключится, При этом, когда питание схемы осуществляется выпрямленным несглаженным напряжением, безралично в какой мо-. мент относительно периода пульсации напряжения питания произошло отпира- I

25 коммутирующий конденсатор 3 постоянно заряжен до амплитудного значения напряжения питания.

Устройство может быть выполнено на базе элементов, серийно выпускаемых промышленностью, его применение повысит надежность.и помехоустойчивость релейной защиты. Как результат, повышается бесперебойность энергоснабжения потребителей и снижение числа аварий.

5 !0292 ляющему электроду вспомогательного тиристора 2, Второй конец дросселя 13 подключен к аноду основного тиристора l.

Между анодом и управляющим электродом вспомогательного тиристора 2 включен второй контакт 10 системы управления. Диод 6 шунтирует элект- ромагнит отключения 7. Вместо стаби.литрона 4 может использоваться цепочка !о последовательно включенных диодов или резистор.

При,отсутствии помех и сигнала от релейной защиты контакты системы управления 10 и ll разомкнуты, основной !5 тиристор 1 заперт, блок-контакты выключателя 12 замкнуты, конденсатор 3- . через диод 5...заряжен до напряжения питания и ток по элементам схемы не протекает. 20 ,При срабатывании релейной защиты контакты системы управления 1О и 11 замыкаются. При этом через резистор 8 на управляющий электрод основного тиристора 1 поступает положительный потенциал, тиристор l открывается и через электромагнит отключения 7 начинает протекать ток, Так как второй контакт 10 системы управления также замкнут, вспомогательный тиристор 2 остается закрыт и перезаряда коммутирующего конденсатора 3 не происходит.

Поэтому при устойчивом сигнале на отключение происходит бесперебойное от-. крытие основноготиристора 1 и процесс отключения не прерывается вплоть до

его завершения.

После отключения выключателя размыкаются блок-контакты 12, электромагнит отключения 7 обесточивается и 4О основной тиристор 1 запирается. Однако в практике имеют место случаи, когда после отключения выключателя блокконтакт 12 по какой-либо причине (на- .ние основного тиристора 1, так как пример, вследствие заваривания) не

45 размыкается, Это приводит к недопус" тимо долгому протеканию тока по электромагниту отключения 7 и выходу его из строя, так как он рассчитан на кратковременный режим работы. В предлагаемом устройстве запирание основного тиристора 1 происходит незави.симо от того, разомкнутся блок-контак ты 12 выключателя или нет. Отключение выключателя вернет релейную защиту

1029258.

Составитель 8. Зимаков

Техред Т.фанта Корректор Г.Огар

Редактор М.Товтин

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4

Заказ 4990/51 Тираж 703 : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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