Устройство для защиты сети токоограничивающими автоматическими выключателями

Устройство для защиты сети токоограничивающими автоматическими выключателями

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. Союз Советсннп

Соцналистичвсиик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 13. 09. 79 (21) 2817067/27-07 (51)М. Кд.

Н 02 Н 7/26

Н Ol Н 77/10 с присоединением заявки М

5Ьеударстеенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30. 11 ° 81 Бюллетень Рв 44

Дата опубликования описания 30. 11. 81 (53) УДК 621.. 316. 925 (088.8} (72) Авторы изобретения

Г.Ф. Мицкевич и Г.В. Могилевск и „ чч ч

Ю г (71) Заявитель (g4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СЕТИ ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИМИ

АВТОМАТИЧЕСКИМИ ВЫКЛОЧАТЕЛЯМИ

Изобретение относится к устройствам защиты сети низковольтными аппаратами защиты от токов короткого замыкания.

Для селективной защиты низковольтных распределительных сетей в основ" ном применяют автоматические выключатели .с независимыми от тока выдержками времени, величины которых ступенчато возрастают по направле10 нию к источнику питания.

Известным недостатком данной защиты является повышенная длительность отключения .тока короткого замыкания, в особенности, вблизи источника питания, где величина. тока . и степень его отрицательного воздействия на сеть и электрооборудование максимальны.

Частичное. устранение этого недо-, статка возможно путем применения селективно-токоограничивающих выключателей, у которых при повышенных величинах токов короткого замыкания срабатывание происходит без принудительной выдержки времени.

Однако данная защита не обеспечивает,селективной защиты при предельных величинах токов короткого замыкания.

Наиболее эффективным и универсальным является применение различного рода дндференцнапьных аацнт(2).

Однако вследствие их сложности и, в особенности, необходимости прокладки дополнительных кабелей управЛения между выключателями применение этих защит в низковольтных сетях возможно только для наиболее ответственных участков сети.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является защита, осуществляемая автоматическим выключателем. Работа защиты основана на измерении величины установившегося то". ка в резисторах, включенных параллельно контактам выключателя, разомкну886137 тых в процессе отключения тока короткого замыкания, и выдаче сигнала на запрещение включения выключателя, если величина тока превышает уставку.

Величины уставок выбирают в зависимости от количества последовательно включенных выключателей и мощности источников питания (3 ).

Однако для определения установившейся величины тока в сети необходи- 10 мо введение принудительной задержки, в течение которой контакты выключателя должны находиться в разомкнутом положении. Это вызывает увеличение длительности существования тока ко- lS роткого замыкания, хотя и ограниченного резисторами, а также требует повышения сложности конструкции выключателя из-за введения в него дополнительно узла, обеспечивающего замедление включения контактов, что значительно снижает надежность защиты. Кроме того, вследствие большой мощности тепловых потерь, выделяемых в резисторе в течение времени за- 25 держки, его габариты соизмеримы с выключателем, что в целом значительно затрудняет встраивание выключателя в комплектное устройство.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства для защиты сети токоограничивающими автоматическими выключателями.

Ф

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты сети токо- З5 ограничивающими автоматическими выклю- чателями, содержащее максимальное то-. ковое реле, выполненное в виде последовательно соединенных датчика тока и порогового блока, реле разности 4О напряжений, входы которого подключены через датчики напряжения к входным и выходным зажимам автоматического выключателя и усилитель с исполнительным блоком на выходе, дополнительно 45 снабженного элементом И и реле нуля:. производной тока, выполненного в виде последовательно соединенных датчика скорости измерения тока и нуль-органа, при этом выходы максимального то- so кового реле, реле нуля производной тока и реле разности напряжений соединены с входами элемента И, выход которого подключен к входу усилителя.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит максимальное токовое реле 1, выполненное в виде по4 следовательно соединенных датчика 2 тока и порогового блока 3, реле 4 нуля производной тока, выполненного в виде последовательно соединенных датчика 5 скорости изменения тока и нуль-орган 6, реле 7 разности напряжений, входы которого подключены через датчики 8 и 9 напряжения к входным и выходным зажимам автоматического выключателя, выходы максимального токового реле 1, реле 4 нуля производной тока и реле 7 разности напряжений подключены к входам элемента И 10, выход которого соединен с последовательно включенным усилителем 11 и исполнительным блоком 12.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При отключении тока короткого за мыкания, например, двумя последовательно включенными токоограничивающими выключателями распределение мгновенных величин напряжений в сети будет следующим ! д;

E=r i+L — 1+U +r1+ Й+

1. g< 4 с сдВ

+U++r i+L %

К 3Г где Š— ЭДС источника питания (генератора); и L — соответственно актив1 ное сопротивление и индуктивность цепи, состоящей из генератора сети от генератора до первого выключателя;

0 и U — падение напряжения на 2 дуге между контактами соответственно первого и второго токоограни" чивающих выключателей (отсчет от генератора);

r u L — соответственно актив-

С ное сопротивление и индуктивность цепи между выключателями;

r и 1 — соответственно активК К ное сопротивление и индуктивность цепи короткого замыкания

I (за вторым выключателем).

Для обеспечения селективной защиты необходимо, чтобы в первом выключателе контакты после размыкания под действием электродинамических сил

886137 тока замкнулись повторно после отключения тока, .а во втором выключателе остались разомкнуты, что может быть достигнуто подачей сигнала от устройства защиты на быстродействующий расцепитель в течение времени отключения тока. Определение в месте расположения первого выключателя того фак" та, что короткое замыкание произошло за вторым выключателем по реличине напряжения на выходных зажимах пер; вого выключателя в произвольный момент времени затруднено, поскольку величины 0> и ЭДС в индуктивностях

1. и соизмеримы.

Для исключения их влияния производится измерение напряжений при скорости нарастания тока, равной нулю. Поскольку в промышленных сетях переменного тока влияние падений напряжения íà r и г незначительно по сравнению с 0д,,и 0а, то следует .

Овх = 0а„+ 0З

03ых 09 . . р где 0вх — напряжение на входных за4 жимах первого выключателя;

U, — напряжение на выходных зажимах первого выключателя.

При коротком замыкании за вторым выключателем. относительная разность равна

У

0вх 0а + Ua

Соотношение 0Э и 0Э может быть л . определено по типам и характеристикам выключателей, что позволяет выбрать установку срабатывания по величине d U . Практически при двухступенчатой селективной защите величина

К0 < 0,5, -поскольку первый выключатель с большим номинальным током, чем второй, обладает большей инерционностью и,следовательно, меньшими скоростью и величиной напряжения дуги. Поэтому при выборе уставка 0 реле 7 разности напряжений, ориентировочно равной 0,5, в первом выключателе в момент равенства нулю скорости изменения тока сигнал на расцепитель не подается, хотя величина тока превышает уставку, которая выбирается меньше тока, при котором размыкаются контакты второго выключателя. Во втором выключателе, имеющим только максимально токовую защиту с уставкой также меньше тока размыкания контактов (который выбирается в выключателях всегда больше максимальных переходных токов номинального режима), происходит срабатывание быстродействующего расцепителя, который обеспечивает размыкание кон-, 5 тактов и полное отключение выключателя.

Для сетей, где падение напряжения на активных сопротивлениях цепи короткого замыкания соизмеримо с напряжениями 0а„ и Ug, выбор уставок относительной разности напряжений производят, исходя из параметров сети и характеристик выключателей.

На аналогичном принципе может быть осуществлена система селективной за- . щиты с тремя и более выключателями.

Для трехфазных сетей принцип работы устройства такой же, как и при

ЗЕ двухфазных коротких замыканиях.

Устройство должно устанавливаться между всеми фазами, а также между фазами и землей при трехфазной систеg$,ме с заземленной нейтралью. .-.k

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства заключается в повышении быстродействия отключения

Зр токов короткого замыкания в распре делительной сети токоограничивающими автоматическими выключателями.

33 Формула изобретения

Устройство для защиты сети токо1 ограничивающими автоматическими выключателями, содержащее максимальщ ное токовое реле, выполненное в виде последовательно соединенных датчика тока и порогового блока, реле разности напряжений, входы которого подключены через датчики напряжения к входным и выходным зажимам автоматичес" кого выключателя и усилитель с ис полнительным блоком на выходе, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно дополнительно снабжено элементом И и реле нуля производной тока, выполненного в виде последо" вательно соединенных датчика скорос" ти измерения тока и нуль-органа, при этом выходы максимального токового реле, реле нуля производной тока и реле разности напряжений соединены с входами элемента .И, выход которого подключен к входу усилителя..

886137

Составитель Л.. Воропаева

Редактор Ю. Ковач Техред М.Рейвес Корректор А. Дэятко

Заказ 10552/72

Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !

1. Авторское. свидетельство СССР

И 475681, кл. Н 01 . Н 77/10 ., 1975

2. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. М., "Энергия",,1976, с. 313.

3. Авторское свидетельство СССР

3 NГ 471628, кл. Н 01 H 77/10, 1975. (прототип).