Устройство для подключения к источникам тока

Устройство для подключения к источникам тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,I I) 556517

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свита Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 25.03.75 (21) 2 117205/07 с присоединением заявки No (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень Хв 16

Дата опубликования описания 18.05.77 (51) М. Кл. - Н 01Н 47, 00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.318.5(088.8) (72) Лвтхтр т! зоб() стен и тт

Л. В. Межалс

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К ИСТОЧНИКАМ

ТОКА

Изобретение относится к области релейной защиты и автоматики энергосистем. Может быть применено в устройствах релейной защиты, использующих в качестве источников тока магнитные трансформаторы тока (МТТ), или другие источники тока с большим внутренним индуктивным сопротивлением в случаях, когда один из входных зажимов каждого реле присоединен к общей шине питания, как это д лается с полупроводниковыми реле.

Из-за ничтожной выходной мощности МТТ обеспсчсние совместной работы нескольких реле от одного МТТ является сложной проблемой. Например, из-за нелинейности и относительно ooJlbIIIHY потерь мощности при м алых токах и напряжениях, практически невозможно использовать трансформаторы или трансреакторы. Известны устройства для подключения к источникам тока реле, содержащие цепочки для соединения реле с источником. Эти устройства обеспечивают работу от одного МТТ всего одного, двух реле.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является схема, обеспечивающая работу от одного МТТ, двух полупроводниковых токовых реле. Схема состоит из цепочек из нескольких параллельно и последовательно соединенных резисторов, соединяющих реле с источником МТТ, выполняющих функции разделения выходного тока МТТ на входы реле, для частичной регулировки уставок реле и уменьшения взаимовлияния ус5 тавок. Полупроводниковые реле, как обычно, включены на один источник оперативного питания, из-за чего один из входных зажимов ка кдого реле подключен к общей шин питания. Последовательно с обмоткой MTT

10 включен конденсатор, компенсирующий на частоте 50 герц внутреннее индуктивное сопротивление МТТ и повышающий чувствительность защиты. Обмотки МТТ соединены в звезду, нулевой провод соединен с общим

15 зажимом реле.

Указанная схема обладает нсскольки»ll недостатками. Во-первых, поскольку она состоит из резисторов, в ней теряется часть мощности источника тока. Чем больше реле надо подключить к МТТ, тем сложнее схема и болыпе потери мощности в ней. Это ограничивает число подключаемых к МТТ реле.

Во-вторых, поскольку схема бестрансформаторная, из-за гальванических связей между входами релс весьма ограничена возможность получения сложных комбинаций токов, необходимых для направлеIIHbIY, дистанционных и других видов зашиты.

Цель — устранение потерь мощности в cxc 30 ме подвода тока и увеличение за с«ст этого

556517

25 числа подключаемых к MTT реле, а также устранение гальванических связей между гходами реле, что дает возможность получать сложные комбинации токов.

Поставленная цель достигается путем замены резисторной схемы подвода тока к реле схемой, состоящей только из конденсаторов, подведением к схеме обоих выходных зажимов каждого источника тока и подачей тока только на входы реле, не подключенные к к общей нгине питания.

Конденсаторная схема подвода тока к реле осуществляет компенсацию внутреннего индуктивного сопротивления источника тока, поэтому потери мощности как в схеме подвода тока, так и во внутреннем индуктивном сопротивлении источника тока практически отсутствуют. Дополнительная экономия мощности получается также за счет того, что предлагаемая схема позволяет использовать оба полупериода тока. В прототипе используется только один полупериод. Конденсаторная схема исключает гальванические связи между входами реле, позволяет получать сложные комбинации токов и построить сложные виды защиты, например дистанционные.

На чертеже показаны примеры выполнения предлагаемого устройства для подвода тока к реле, где 1 — 6 — унифицированные полупроводниковые реле.

Входы выполнены по типовой схеме. Каждый вход состоит из триода, диода, предохраняющего вход от обратного напряжения, и регулируемого резистора, через который на базу триода подается ток смещения и регулируется уставка реле. Предполагается, что входы реле 1, 2 и 3 являются входами токовых реле, на каждый из них подается один фазный ток или часть его. На вход реле 1 подается ток Ië, на вход реле 2 подается Ic, на вход реле 3 — половина тока Is. Вход реле 4 — вход реле тока нулевой последовательности. На него подается ток 1/2 (У +

+Ь+1с). Входы реле 5 и 6 — входы реле сопротивления, на которые подается половина разности токов двух фаз: на вход реле 5 ток — 1/2 (I> — Ув), на вход реле 6 ток 1/2 (Ia — Ic) Цепи напряжения реле сопротивления не показаны, но подразумевается, что напряжения, соответствующим образом сформированные, подаются на базы триодов наряду с током смещения. Как это обычно для реле, использующих МТТ в качестве источников тока, выпрямление токов не применяется в целях экономии мощности. Реле являются импульсными и 1)еагия ют на амплитуду тока. Один из входных зажимов каждого реле —;-миттер триода — подключен к общей шине питания (— Кшт)

Источниками подводимых к реле токов являются МТТ 7, 8, 9. Индуктивное сопротивление обмотки магнитного трансформатора (в отличие от обычного трансформатора тока

55 ао

65 магнитный имеет только одну обмотку) обычно составляет несколько килоом.

Для иллюстрации получения сложных комбинаций токов в данном случае показаны три схемы для подвода к реле трех токов 1,, 1, Ic. Схему для подвода к реле тока I образуют конденсаторы 10, 11 и 12. Через конденсатор 10 ток подводится к входу реле 1. Через конденсатор 11 к входу реле 4 подводится ток — 1/2 I>. Вторая половина тока — 1. подводится к входу реле 5 через конденсатор

12. В данном случае ток — I,> разделяется пополам, поскольку емкости конденсаторов 11 и 12 приняты одинаковыми. Отношение емкостей может быть и другим, и таким же самым будет отношение токов через входы реле 4 и 5. Изменением отношений емкостей конденсаторов 11 и 12 осуществляется относительное изменение чувствительности по току реле 4 и 5. Общая емкость конденсаторов

10, 11 и 12 выбирается такой, чтобы параллельно соединенные конденсаторы 11 и 12 с последовательно включенным конденсатором

10 обеспечивали компенсацию внутреннего индуктивного сопротивления трансформатора

7. Практически емкость каждого конденсатора в отдельности получается равной нескольким десятым долей микрофарады, сопротивление на частоте 50 герц — несколько килоом. Поскольку сопротивления входов реле составляют всего несколько десятков ом, что значительно меньше сопротивлений конденсаторов, в расчетах с достаточной точностью входы реле можно считать закоротками.

Схему для подвода тока 1 к реле образуют конденсаторы 13, 14, 15 и 16. Через конденсатор 15 к реле 5 подводится ток 1/2 Ia.

Через конденсатор 16 — ток 1/2 1в к реле 6.

Через конденсаторы 13 и 14 к каждому реле

3 и 4 подводится ток — 1/2 I>. Суммарная емкость цепи из параллельно и последовательно соединенных конденсаторов 13, 14 и 15 и

16 компенсирует внутреннее индуктивное сопротивление МТТ 8.

Выполнение схемы для подвода к реле тока Ic аналогично выполнению схемы для подвода тока I>. Схему для подвода к реле Ic образуют конденсаторы 17 — 19.

Устройство работает следующим образом.

Ток I в положительный полупериод проходит через конденсатор 10, базу-эмиттер триода 1, общую шину питания, входы реле

4 и 5, и через конденсаторы 11 и 12 возврагцается в источник. В отрицательный полупериод ток I> проходит в обратном направлении, на сей раз протекая в направлении, соответствующем срабатыванию реле 1. Пока ток I> не превышает уставку (ток смещения входного триода), он проходит через эмиттер-базу триода. При превышении током

I,i уставки триод закрывается, ток начинает проходить через защитный диод. Закрытие триода соответствует срабатыванию реле.

Реле 4 и 5 срабатывают при отсутствии токов I> и Ic в положительный полупериод то556517 ка 1,!. Таки:,! образом, в один полупериод тока работают одни реле, в другой полупериод — друг! е, а в целом используются оба полуперпода тока.

Ток /;; в положительный полупериод проход!:т через конденсаторы 15 и 16, входы реле 5 и 6, общую и!ину питания, входы реле 3 и 4, и возврпп>астся в источник через конденсаторь 13 и 1!. В отрицательный полупериод ток /» и=отекает в обратном направлении.

В положительный полупериод тока в создаются условия срабатывания для реле 3 и 4 (при отсутствии гоков I> и I<), в отрицательный — для реле 5 и 6. Через реле 3 проходит половина тока I, Если через реле 1 проходит полный фазный ток 1,с, то через реле 3— половина. Рс.!е 1 vomer быть последней ступенью токовой защиты, а реле 3 — первой, поскольку чувствительность реле 3 меньше.

Ток / проходит через конденсатор 17, вход реле 2, общую шину питания, входы реле 4 и 6 и возвращается в источник через конденсаторы 18 и 19.

Конденсаторы 18, 14 и 11 образуют фильтр тска нулевой последовательности; через вход реле 4 проходит ток 1/2 (1,с+1 +1с). Входное сопротивление реле 4 практически не влияет на суммирование указанных токов, поскольку оно во много раз меньше сопротивлений (на частоте 50 герц) конденсаторов

18, 14, 11.

Аналогично происходит суммирование токов для реле сопротивления 5 и 6. Через конденсаторы 12 и 15 на реле 5 подается ток—

1/2 (1,с — I !), через конденсаторы 19 и 16— ток 1/2 (I>! — 1с) на реле 6.

Предлагаемые схемы для подвода токов к реле совместно с внутренними индуктивными сопротивлениями источников тока образуют резонансные цепи, поэтому практически вся мощность источников тока расходуется на входах реле. Потери мощности в схеме подгода тока нсвслики. Учитывая еще то, что с!спОл!>Зуются ооа пол пе1?иода то!,а, мо?Кно увелич!!ть число подключаемых к МТТ реле, по сравнению с известными схемами подвода

5 тока, в несколько раз.

Отсутствие гальванических связей между входами реле, пс подсоединенными к общей шине питания, н между источниками тока по".âoëÿñò делать сложные соединения между

10 входами и источниками и получить от одного комплекта МТТ комбинации токов, необходимые для нескольких сложных видов защиты, чего известные устройства не обеспечивают.

15 Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства является то, что в нем происходит термокомпенсация уставок реле. Известен принцип термокомпенсацин, заключающийся в подведении входного тока к экви20 потенциальным точкам, образуемым входом реле и дополнительным диодом, смещенным в проводящем направлении. В предлагаемом устройстве входные токи проводятся к входам реле, не подключенным к общей шине

2>5 питания и представляющим собой эквипотенциальные точки. Дополнительных диодов для тсрмокомпепсации не требуется.

Формула изобретения

Устройство для подключения к источникам тс>ка с боль пим внутренним сопротивлением, напримср к магнитным трансформаторам тока, реле, оди!! из входов которых подключен к общей инне питания, содержащее цепочки, 55 сосдиня!ощие рслс и исто шпкп тока, каждая !

l3 которь;х Вк.сючается ме?кд> одним !!3 Входов реле, неподключеHHbIM к общей шине питания и одним из выходов источника тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь мощности, увеличения числа подключаемых реле, упомянутые цепочки выполнены на конде:ca-.îðà .