Устройство для направленной защиты сети переменного тока от короткого замыкания

Устройство для направленной защиты сети переменного тока от короткого замыкания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕПЛЬСТВУ

< 748633

Союз Советаиия

Социапистичесяия

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.06.78 (21) 2621433/24 — 07 (51)М. К,р.

Н 02 Н 3/16

Н 02 Н 3/38 с присоединением заявки K

ГоауйарстввяныЯ квинтет

СССР ро делан изобретений и открытиЯ (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень № 26 (53) УД К621.3 16..925 (088.8) Дата опубликования описания 15.07,80 е

И. И, Коваленко, Н. П. Ольховик, P. К. Самниашвили, В. И. Васильченко и Г, К. Писарев (72) Авторы изобретения

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ СЕТИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты элемента сети переменного тока от короткого замыкания. Защита контролирует как величину тока защищаемого элемента, так и фазовое соотно;

5 шение между током и напряжением.

Известно устройство для защиты, содержащее сравнения по фазе, выполненную на транзйсторе (11.

Ф

Наиболее близким к изобретению по теиптческой сущности является устройство для защиты, содержащее юмерительные трансформаторы тока и напряжения, orðûïëíòåëüíûå резисторы, диоды, блоки сравнения по фазе и исполнительйьте реле. При этом блоки сравнения по фазе могут быть выполнены, например,иа транзисторе. Защита рагирует на активную составляющую тока защищаемого элемента сети (21, Однако в многофазной сети необходима о установка по существу независимых комплек- ° . тов по числу фаз, что усложняет устройство.

Цель изобретения — упрощение при большом числе фаз защищаемой сети.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для направленной защиты сети переменного тока от короткого замыкания, содержащее включенные в каждой фазе защищаемой сети соответственно измерительный трансформатор напряжения, вторичная обмотка которого через резистор подключена к базаэмиттерному переходу транзистора, измерительный трансформатор тока, вторичная обмотка которого зйпунтнрована первым резистором и через второй резистор подключена одним выходом к первому входному полюсу полу-, проводникового вьтпрямительного моста, к выходным полюсам которого подключены эмиттер и коллектор указанного транзистора, а также исполнительный орган, введен реэистор- . яый делитель найряжения, одно плечо которого зашунтироваио конденсатором, включенный между объединенными вторыми входными лолюсями упомянутого полупроводникового выпрямительного моста и общей точкой вторичных обмоток юмерительных трансформаторов тока, а исполнительный орган через допол. кительно введенные по числу фаз диоды, сое74

10

45

50 диненные по схеме звезды, включен параллель 1 но вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока, причем его управляемый вход подключен к средней точке указанного резисторного делителя напряжения.

На фнг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений и токов, прохоцящие через резисторный делитель напряжения, в симметричном режиме.

Устройство содержит в каждой фазе измерительные трансформаторы 1 тока, зашунтированные резисторами 2, соединенными в звезду 3. На измерительные трансформаторы 1 тока через резисторы 4 и входные полюса полупроводниковых выпрямительных мостов 5 включен резисторный делитель 6 напряжения, нерегулируемый резистор 7 которого зашунтирован. конденсатором 8, а регулируемый резистор 9 служит для настройки защиты. На выходные полюса мостов 5 присоединены эмиттерами и коллекторами транзисторы 10, базово-эйит терные переходы которых включены через резисторы 11 на соответствующие вторичные обмотки 12 измерительных трансформаторов

13 напряжения, первичные обмотки 14 которых присоединены к фазам сети 15. Исполнительный орган 16 подключен к измерительным трансформаторам 1 тока через три диода 17, соединенных в звезду, и включает тиристор

18, катод которого подключен к общей точке

3 измерительных трансформаторов тока 1, последовательно включенные стабилитрон 19 и диод 20, подключенные к средней точке резисторного делителя 6 напряжения, и по роговый орган 21.

Устройство работает следующим образом.

Токи каждой фазы измерительных транеформаторов 1 .тока проходят через резисторы 4, мосты 5,транзисторы 10 и резисторный делитель 6 напряжения, когда транзисторы 10 соответствующей фазы открыты. Транзисторы 10 открыты в течение полупериода с соответствующего момента времени для кащой фазы, когда на. базово-эмиттерные переходы этих транзисторов подаются открывающие потенциалы.

Среднее значение тока определяется через резисторный делитель 6 напряжения для активно-индуктивной цепи, какими в большей сте"пени являются промышленные нагрузки. Выбирается начало отсчета, совпадающее с моментом перехода напряжения фазы А (фиг. 2) через нуль. В промежутке времени от 0 до М ток фазы А не совпадает по знаку с напряжением фазы А, поэтому в этом промежутке времени ток фазы А принимается отрицательным. В этот промежуток времени открыт транзистор 10 фазы С и ток фазы С совпадает

8633 4.

1по знаку с напряжением фазы А и поэтому ток фазы С через резисторный делитель 6 положительный. В промежутке времени от 0 до ч ток через резисторный делитель 6 равен разности токов трансформаторов 1 тока фазы С и фазы А. С момента времени Ч ток фазы А переходит через нуль и до момента времени ®/g совпадает по знаку с током фазы С и в резисторном делителе 6 напряжейЫ токи суммируются. С момента3 /g закры. вается транзистор 10 фазы С, ток с трансформатора 1 тока фазы С прекращается и до момента времени / " через резисторный делитель напряжения проходит только ток фазы А.

15 С момента времени — открывается транзисйЗГ

3 тор 10 фазы В, но до момента времени в резисторном делителе напряжения он идет, встречно направлено току фазы А, а с момента времени +Ч до момейта времени 3

20 они складываются. Так повторяется в последующие промежутки перйода. Токи от измерительных трансформаторов 1 тока проходят через резисторный делитель 6 в течение полупериода (в промежутке времени от нуля до М вЂ” отрицательного знака, в промежутке .I времени от М до 3t — положительного знака) . При равенстве токов в трех фазах средний ток через реэисторный делитель напряжения определяется: -,1 К вЂ” ЪИЪ(Я .(Я t+

a 0<é с1дз 2 н сну

eÀ,n, 1 „К

cos О соои +сов g- I, ) <

1 3=1 os fr

Ъif2 1 сх где К коэффициент защиты при

3 и трехфазном коротком замыкании.

Такйм образом, средняя величина тока через резисторный делитель напряжения 6 нри трехфазном коротком замыкании и перегрузка двигателей пропорциональна активной составляющей тока, Изменением " сопротивления регулируемого резистора 9 реэисториого делителя 6 напряжения выбирают уставку по току срабатывания.

Напряжение на нерегулируемом резисторе 7 достигает величины пробоя стабнлитрона 19, который стоит в цепи управления тиристора 18.

Тиристор 18 открывается и токи от измерительных трансформаторов 1 тока через диоды

17 проходят через пороговый орган 21, который срабатывает и отключает поврежденный элемент сети.

Таким образом, путем соответствующего подключения резисторного делителя напряжения

748633

5 удается .. испольэовать один исполнительный орган при защите многофазной сети, не ухудшая характеристики защиты. Защита отлича- ется. простотой и меньшей стоимостью.

Формула изобретения

Устройство для направленной защиты сети переменного тока от короткого замыкания, содержащее включенные в каждой. фазе защищаемой сети соответственно измерительный трансформатор напряжения, вторичная обмотка которого через резистор подключена к базаэмиттерному переходу транзистора, измерительный трансформатор тока, вторичная обмотка которого зашунтирована первым резистором и через второй резистор нодключена одним выходом.к первому входному полюсу полулроводникового выпрямительного моста, . к выходным полюсам которого подключены эмитттер H KoJbfeKTop указанного транзистора, а также исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения при большом числе фаз защищаемой сети, введен резисторный делитель напряжения, одно плечо которого эашунтировано конденса9 тором, включенный между обьединенными вторыми вхощыми полюсами упомянутого полупрбводникового выпрямительного моста и общей точкой вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока, а исполнительный орган через дополнительно введенные по числу фаз диоды, соединенные по схеме звезды, включен параллельно вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока, причем его управляемый вход подключен к средней точке указанного резисторного делителя напря .жения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дорогунцев В, Г.,Овчаренко Н. И. Эле,.менты устройств автоматики энергосистем. М., "Энергия", 1970, рнс, 6 — 1.

2. Авторское свидетельство СССР N 555487, кл. Н 02 Н 3/16, 1975.

748633

Редактор С. Лыжова

Тираж 783 подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 4378/16

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

Составитель Ю. Барабанов

Техред Ж. Кастелевич Корректор M. Шароши