Устройство для защиты от тока короткого замыкания в трехфазной сети

Устройство для защиты от тока короткого замыкания в трехфазной сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Социалистических

ИЗОБРЕТЕНИЯ!

ii 744825 (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву(5))М. Кл.

Н 02 Н 3/16

Н 02 Н 3/08! (22) За" »«о 18,01.78 (2) ) 2571 258/24-07 с присоединением заявки ¹

Ъеударатвеиный квинтет

CCCP по делам иаеоретеиий и еткрытий (23) Приоритет

Опубликовано 30,06 80, Бктллетень № 24 (53) УДК 621.316. .925(088,8) Дата опубликован я» л ания 02.07.80

И, И. Коваленко, H. П, Олк.ов тк. Р, К, Самниашвттли, В, И. Васильченко и Г. К. Писарев (72) Лвторь; изобретения

Донепкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (7I) Заявитель (54) /СТРОИСТВО ДЛЯ " ×.Ï× ÃÛ ОТ ТОКА

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТРЕХФАЗНОЙ

СЕТИ

Изобретение относится к устройствам зашиты электроустановок и сетей от токов коротких замыканий и может бь-.ть исполь=-= зовано в различных отраслях народного хозяйства, особенно в горной промышлен.ности, где к защите предъявляются повы5 щепные требования, Известны устройства максимальных токовых защит, содержащие исполнительные реле, непосредственно включенные на. то трансформаторы тока (Ц. Эти устройства откпючатот электроустановки и сети при достижении в них токов равных или больше токов срабатывания защиты. Для обеспечения надежности максимальной токовой за 5 щиты при неблагоприятных услсвиях работы, когда возникают короткие замыкания через переходные сопротивления, минималь ный ток короткого замыкания должен превьвпать в 1,5-2 раза ток срабатывания зашиты, Шахтные участковые сети имеют ботп шую протяженность и выполняются кабелями с ограниченными сечениями, поэтому при возросшей мощности асинхронных дви.-атепей пусковые токи их достигают ве--:=! нн.- соизмеримых с токами коротких замыканий, В этих условиях максимальная таковая защита не всегда отключает сети в аварийном режиме, что может вызвать

B шахтах взрывы и пожары.

Известны фильтровые токовые зашиты, реагирующие на токи обратной последова» тельности, содержащие исполнительные реле, включенные на трансформаторы тока через фильтры обратной последовательности (Ц

Зти фильтравые токовые зашиты мало чувствительные к симметричным коротким замыканиям, снижают чувствительность к двухфазным коротким замыканиям при наличии нагрузки в сетях, поэтому они но получили применения для защиты шахтных электроустановок, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство максимальной токовой защиты, в котором содержатся в каждой фазе траноа . 5 ф р ее исторы 1 О и конденсаторы 1 1 при соединены к соответствующим фазам се ти 12, .Полные токи коротких замыканий в удаленных точках протяженных сетей соизмеримы с пусковыми токами мощных асинхронных двигателей, а их активные составляющие значительно отличаются по вели40 формируются стабилитронами 9, конденсаторами 8 и двухпериодными выпрямителями 7, Через реле 5 в каждые полпериода проходят токи с моментов перехода их ерез нуль до выбранных моментов отсеч45 ки токов, когда они шунтируются тиристорами 6. Средние значения токов за эти промежутки времени в каждые полпериода определяются плошадями (фиг, 4), ограни-ченными осью времени, синусоидой тока и

50 линией перпендикулярной к оси времени и проходящей через момент Отсечки тока

У, =Я " р У1= (cos -sos ), Z "э Х н 2 - н

55 УЙ и) .5

7448" форматоры тоха, зашунтярованн ьэ резиэторами, на которые через регулируемые резисторы и выпрямительные мосты .эклю чеиы реле. Кроме того, в каждой;!эти, : включены фазоповоротные цепочки, формирователи прямоуголь mrx и острохот :,. г-.-,,lx импульсов, диоды и тирисиорь:,„. шун,.иэу ощие реле (3g, Однако указанное устройство ол;.ич:чется большой сложностью, ввиду сложного 10 управления режимом работы тиристоров.

Цель изобретения — упрошение устройс вHaî

Поставленная цель достигается тэм„ что в устройстве для зашиты оТ ток =: ко- д роткого замыкания в трехфазной сети, содержашем в каждой фазе трансформатзры тока, зашунтированные резисторами,, параллельно которым через регулировочные ре зисторы и вьптрямителъные мо -ты ИРЛ -Оеди, 0

Иены реле, тиристоры по числу фа,з, диоды, а также включенные на соответ-твуюшие фазы сети последовательно соедине .нее фазосдвигаюшую цепочку, формирователь прямоугольных импульсов и формирователь 25 остроконечных импульсов, указаннь.:: 1иоды для каждой фазы собраны по схеме дэух:полупериодного выпрямительного мос-.. а, вход которого подключен к выходу формирователя остроконечного импульса, а вы- 30 ход — к катоду и управляюшему электроду упомянутого тиристора, включенног;;;.араллельно реле. Формирователи прямо угольных импульсов могут быть выполнены На встречно включенных стабили рона-., оеди- 35 пенных в звезду.

На фиг. 1 изображена пригивпиальная схема устройства; на фиг, 2 - век.о, Haÿ диаграмма напряжения и токов в активноиндуктивной цепи; на фиг. 3 — временная диаграмма напряжения На выходе ф-.зоповоротных элементов; на фиг. 4 - временная диаграмма напряжения, токов и „;:-..Лов сдвига фаз между напряжением и.током

B различных режимах цепи. устройство содержит трансформ атсpbl

1 тока, зашунтироваш-.ь е резистор ми 2, параллельно которым через регулироьочные резисторы 3 и выпрямительные мо ты 4 присоединены реле =. Реле 5 зал,-цтированы тиристорами 6, цепи управления которых через двухпериодные выпрями -..Ли 7 последовательно с конденсаторами 8,формирователи Остроконечных импульсов) присоединены параллельно встречно стсятт.,им стабилитронам 9 (формирователи прямоугольных имнульсов), соединенным в звез ду, и через последовательно включенные чине, так как углы сдвига фаз между напряжением и током при коротком замыкании в низковольтных шахтных сетях составляют 14-22, а цри пускахг асинхронных электродвигателей даже с учетом пераметров линии, которые снижают этот угол, выше 45-50, При разных по величине токах в первичной цепи, например равных, и Г и углах сдвига их фаэ с напряжением 9 и

V, защита приходит в действие если их ур В активные составляющие достигнут величины тока срабатывания защиты

" Ч «с r я д (1)

Чтоб»- реле 5 залиты шэиходило в действие при Определенной величине активной состаютяющей тока псрвичной цепи с разными углами сдвига фаз с напряжением, несбходимо чтобы через реле в этом случае проходила средняя величина тоха, пропорциональная активной составляющей.

Дто осуществляется если реле 5 шунтиРуются тиристорами б в каждые полперио да с Определенных моментов, выбранных цо отношению напряжения сети (фиг, 3).

Сдвиг фазы напряжения иа цепи управления тиристоров выполняется за счет выбора соотношения сопротивлений резисторов 1О и конденсаторов 11 фазоповорот ных цепочек, а открывающие импульсы

Угол отсечки тока через реле „7,опре является в каждые полпериода по момен744825 6 нуль. Актив- Защита имеет более высокую чувстви опреде- тельность к токам короткого замыкания, чем обычная максимальная токовая защита, надежно работает при соизмеримых

BoJIHblx ToKBx KopoTKopo замыкания H пус» ковых токах. Вместе с тем защита отлт чается простотой и надежностью.

У„, = Я;"х.(/- гог(т — )) изобрете ния форм ула

При равенстве активных составляющих иэ выражения (3) и с учетом выражения (1) получаем

/- сОЯ(Рот Y ) — y-eoS(Y Р )

CaS Р, COS Уд <4

Из уравнения (4) получаем выражение определения угла отсечки тока через реле 5

20 (5) / 1:

„ (1 — ) По формуле (5) определяем среднее

25 значение угла отсечки тока через реле для параметров сети с углами сдвига фазы тоо ка короткого эамыкания т.з,= 14-22 и о пусковых токов У т =45-50 .

Угол сдвига фазы по отношению к напряжению сети получается на выходе из

30 фазоповоротных цепочек. Синусоидальное н апряже ние двумя встречно включенными стабиличронами 9 преобразуется в прямо угольные импульсы, а конденсаторы 8 из них формируют остроконечные иьптульсы, которые двухпериодными выпрямителями 7 преобразуются иэ разнополярных импульсов в однополярные импульсы положительной полярности, которые подаются иа цепи управления тиристоров 6. С этих момен40 тов времени в каждые полпериода реле 5 шунтируются тиристорами 6 и поэтому средняя величина тока через них пропорциональная активной составляющей тока в

45 первичной цепи. Уставка срабатывания реле 5 выбираетси регулируемыми резисторами 3, 5 ту перехода напряжения через ные составляющие токов 7 и ляются

1. Устройство для защиты от тока короткого замыкания в трехфазной сети, содержащее в каждой фазе трансформаторы тока, зашунтированные резисторами, параллельно которым через регулировочные резисторы и выпрямительные мосты присоединены реле, тиристоры по числу фаэ, диоды, а также включенные на соответствующие фазы сети последовательно соединенные фазосдвигающую цепочку, формирователь прямоугольных импульсов и фопмирова тель остроконечных импульсов, отличающееся тем,что,с тцелью упрощения, указанные диоды для каждой фазы собраны по схеме двухполупериодного выпрямительного моста, вход которого подключен к выходу формирователя остроконечного импульса, а вь;ход — к катоду и управляющему электроду упомяHoot Î тиристора включенного параллель но реле.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что формирователи прямо угольных импульсов выполнены на встречно включенных стабилитронах, соединенных в звезду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гимоян Г. Г., Лейбов P. М. Релейная защита подземного электрооборудования и сетей. М., Недра, 1970, с. 145154.

2. Тимоян Г. Г. Лейбов P. М. Релей н ая защита потюемного электрооборудования и сетей. М., Недра, 1970, с. 1551 84.

3. Авторское свидетельство СССР

М 555487 ° кл. Н 02 Н 3/1 6е 23.04.75 °