Выходной орган релейной защиты

Выходной орган релейной защиты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Л И С А Н И Е >966779

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. спид-ву! (22) Заявлено 29.04.81 (21) 3280554р4 07 (51)М. Кл. с присоединением заявки,1чг

Н 01 Н 83/20

Н 02 Н 3 08

5Ьоудоретвепвй комитет

СССР ао делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.82,,Бюллетень М 38 (53) УДК 621.316. .925 (088.8) Дата опубликования описания 15.10.82 (72) Авторы изобретения

Ю . И. Жарков, В. А. Зайцев, Е. П. Фигурнов, В. И. Удод и В. М. Эрлих

Ф„, анспорта.,....„-:.-, у

1 - . Д ства путегггсОоощейия

Ростовский институт инженеров железнодорожного и Проектно — конструкторское бюро Главного управ электрификации и энергетического хозяйства Министе (7I) Заявители

I ду„, Ф,и, и (54) ВЫХОДНОЙ ОРГАН РЕЛЕЙНОЙ ЗА1ЦИТЫ

Изобретение относится к релейной защите1 и предназначено для управления выключателем в устройствах энермснабження электрических железных дорог.

Известны выходные органы релейной эайгиты устройств энергоснабжения электрических железных дорог, в которых в качестве коммутирующего органа использован тиристор (11.

Недостатком данного выходного органа является слабая помехоустойчивость, вследст- т о вие чего в практике имеют место большое число ложных отключений.

Известен выходной элемент защиты, в котором помехоустойчивость достигается эа счет принудительного возврата коммутирующего органа через каждые 10 мс. Это устройство содержит переключатель постоянного тока, выгголненный на двух тиристорах с конденсатором, включенным между их катодами, воздействующий на катушку (соленоид) отключения выключателя (2).

Недостатками этого устройства являются недостаточная помехоустойчивость; снижение надежности и затягивание процесса отключения; невозможность применения в схемах . управления, которые питаются от источника выпрямленного несглаженного напряжения.

Недостаточная помехоустойчивость проявляется в том случае, когда пачки помех следуют друг за другом так, что оии совпадают с моментом принудительного запирания переключателя. В этом случае возможно ложное отключение выключателя. Снижение надежности процесса отключения в том случае, когда выключатель должен надежно отключаться по сигналу релейной защиты, обусловлено тем, что процесс отключения принудительно прерывается каждые 10 мс. Это не только излишне затягивает время отключения, но и может его в некоторых случаях вообще прервать, например при наличии поврежденных элементов устройства.

11о принципу действия устройство не способно правильно работать при пульсирующем напряжении питания. В то же время на всех постах. секционирования электрических желеэ966779 ных дорог катушка отключения выключателя и выходной элемент эициты питается выпрямленным несглаженным напряжением. Поэтому на постах секцинирования такой выходной элемент применять нельзя. 5

Наиболее близким по технической сущности, к предлагаемому является выходной орган для быстродействующей релейной защиты, состоящий из основного и вспомогательного управляемых ключей (например, тиристоров), 10 коммутирующего конденсатора, диода подзаряда, резистора, запускающего диода, управляющего контакта и катушки отключения выключате-! ля. Это устройство предназначено для работы в схемах с выпрямленным несглаженным на- 1Б

\ пряжением.

В статистическом положении на клеммы уст-; ройства подано пульсирующее напряжение питания, основной и вспомогательный тирисгор заперты, коммутирующий конденсатор заряжен gp до максимального значения. напряжения.

При открытии основного тиристора под воздействием кратковременной помехи на; катушку отключения подается напряжение питания и по ней начинает протекать ток. Так как характер нагрузки индуктивныи, то ток в соленоиде отстает от напряжения и достигает максимального значения к моменту приближения потенциала к нулю. При этом основной тиристор не закрывается, а на катушке отключения наводится ЭДС самоиндукции. Величина и полярность наведенной ЭДС таковы, что она открывает запускающий диод и вспомогательный тиристор. При этом потенциал коммутирующего конденсатора через открытый вспомогательный тиристор оказывается приложенным к катоду основного. тиристора, который запирается. При срабатывании замыкается управляющий

40 контакт, основной тиристор отпирается, а в конце первого же полупериода напряжение питания запирается. Во время следующего полупериода питающего напряжения основной тиристор снова отпирается (управляющий контакт

45 замкнут), вспомогательный тиристор запирается напряжением питания и коммутирующий конденсатор подзаряжается до максимального значе. ния напряжения источника питания. Устройство снова подготовлено к запиранию основного тиристора в конце полупериода питающего напряжения.

Таким образом, за время замкнутого поло- жения управляющего контакта основной тиристор отпирается по управляющему электроду, в начале каждого полупериода питающего напряжения, а в конце каждого полупериода принудительно запираться. Через катушку отключения протекает пульсирующий ток, величина ! которого достаточна для отключения выключателя P)

Недостатки известного устройства заключаются в следующем: возможность применения только в целях выпрямленного пульсирующего оперативного напряжения, в то время как в устройствах энергоСнабжения, например на тяговых подстанциях, широко, используется постоянное оперативное напряжение. Указанное обстоятельство снижает область применения . выходного органа; кратковременное принуди- тельное прерывание в каждом полупериоде

-процесса отключения выключателя при наличии устойчивого сигнала от релейной защиты, что. снижает надежность управления выключа1 телем и затягивает процесс отключения; недостаточная помехоустойчивость, которая заключается в следующем. Если основной тиристор срабатывает от помехи, которая появилась в начале полуволны выпрямленного пульсирующего напряжения, то он находится в открытом состоянии 10 мс, до тех пор пока нотенциал питающего напряжения не приближается к нулю. Все это время через катушку отключения протекает ток. Если в момент приближения потенциала питающего напряжения к нулю . появляется вторая помеха, то тиристор не закрывается и ток через катушку отключения протекает еще один полупериод, т. е. еще

l0 мс..Таким образом, в течение 20 мс катушка отключения находится под током, а в случае возможно ложное отключение выключателя.

Целью изобретения является расширение области применения, повышение помехоустойчивости и надежности выходного органа релейной защиты.

Указанная цель достигается тем, что в выходной орган релейной -защиты, содержащий основной тиристор, соединенный последовательно с электромагнитом отключение выключателя через его замыкающий блок — контакт, между управляющим электродом и анодом которого включен контакт чувствительного органа защиты, вспомогательный тиристор, встречно-параллельно которому подключен первый диод, коммутирующий конденсатор и источник питания дополнительно введены дроссель, блок развязки, опотрон или реле, второй диод и резистор, при этом дроссель подключен одним выводом к аноду основного тиристора, а вторым — к положительному полюсу источника питания и одной иэ обкладок коммутарующего конденсатора,. вторая обкладка которого соединена с анодом первого диода, катод которого подключен к катоду основного тиристора, управляющие выводы блока развязки подключены между катодом основного тиристора и отрицательным полюсом

966779 наичнает протекать ток.!

ЭО

3S

5 источника питания через резистор и второй диод, катод которого соединен с чувствительным органом защиты, а коммутирующие выводы блока развязки включены между катодом основного тиристора и управляющим электродом вспомогательного тиристора, анод которого подключен к катоду основного тирист9ра.

Расширение области применения заключается в том, что выходной орган предназначен как для цепей с постоянным напряжением, I так и для цепей с выпрямленным несглаженным напряжением питания. Повышение надежности отключения достигается тем, что при устойчивом сигнале от релейной защиты

1 прбцесс отключения принудительно не прерывается. Повышение помехоустойчивости достигаетс» тем, что при открытии основного тиристора в результате действия помехи включается в работу схема управления, образую-. щая генератор запирающих импульсов, которые с большой частотой поступают на основ1 ной тиристор и запирают его сразу после прекращения помехи.

На чертеже приведена схема выходного органа.

Схема содержит основной тиристор 1, вспомогательный тиристор 2, коммутирующий конденсатор 3, диод 4, регисторы 5, 6, кон— такт — 7 системы управления, блок — контакты 8, репейный блок 9 (оптрон, реле), диод 10, электромагнит 11 отключения, дроссель

12;. а, б — управляющие выводы блока 9; в, г — коммутирующие выводы блока 9.

Основной тиристор 1 включен последовательно с электромагнитом отключения ll u блок — контактами 8 выключателя. В цепи управления основного тиристора l находится резистор 5, управляющий контакт 7. Коммутирующий конденсатор 3 включен между.плюсом источника питания и катодом вспомогательного тиристора 2, а дроссель 12 между плюсом источника питания и анодом основного тиристора 1.

При срабатывании релейной защиты контакт, системы управления 7 замыкается. При этом через резистор 5 на управляющий электрод основного тиристора 1 поступает положительный потенциал, тиристор 1 открывается и через электромагнит отключения 11

При открытом. основном тиристоре 1 и замкнутом контакте системы управления 7 на управляющие выводы а и б релейного блока 9 подается один и тот же потенциал, поэтому он не срабатывает и не открывает вспомогательный тиристор 2. Последний находится в запертом состоянии и перезарядка конденсатора! э 3 не происходит. Поэтому при устойчивом сигнале на отключение (ключ 7 замкнут) происходит беспрепятственное открытие основного тиристора 1 и процесс отключения не прерывается вплоть до его завершения.

После отключения выключателя размыкается блок — контакты 8, электромагнит отключения l l обеспечивается основной тиристор l запирается. Однако в практике имеют место случаи, когда после отключения выключателя блок — контакты 8 по какой — либо причине (например(вследствие заваривания) не размыкаются. Это приводит к недопустимо долгому протеканию тока по катушке электромагнита отключения 1! и выходу ее иэ строя. В предлагаемом устройстве запирание основного тиристора 1 происходит независимо Ot того разомкнутся блок — контакты 8 выключателя или нет. Отключение выключателя вернет защиту в нормальное состояние и контакт системы управления 7 разомкнется. При этом с управляющего вывода б релейного блока 9 псчезаег положительный блокирующий потенциал, коммутирующие выводы в и г замыкаются и вспомогательный тиристор 2 открывается.

Коммутирующий конденсатор 3 через основной тиристор 1 и вспомогательный тиристор 2 переэаряжается и обратным напряжением запирает основной тиристор l, катушки электромагнита отключения 11 обесточивается.!

Анод вспомогательного тиристора 2 еоеди. нен с катодом основного тиристора l Диод

4 включен встречно — параллельно вспомогательному тиристору 2. Управляющие выводы а,. б релейного блока 9 включены через дйод

10 и резистор 6 к минусу источника питания, параллельно электромагниту осключения 11.

Катод диода 10 включен между резистором 6 и контактом системы управления 7. Коммутационные выводы в, г релейного блока 9 включены между управляющим электродом ( вспомогательного тиристора 2 и катодом основного тиристора 1.

Устройство работает следующим образом.

При открытии основного тиристора 1 от помехи, а не от действия релейной защиты, когда ключ 7 размыкают и положительный блокирующий сигнал отсутствует, через управляющие выводы а и б протекает ток, ограниченный резистором 6. Репейный блок 9 срабатывает и замыкает свои коммутирующие контакты в и г. Вспомогательный тиристор 2 отпирается.. Коммутирующий конденсатор 3 при этом перезаряжается по колебательному закону, так как дроссель 12 и конденсатор 3 образуют колебательный контур. При изменении полярности на конденсаторе 3 основной тиристор 1 за. пирается. Этот колебательный процесс продолжается в течение всего времени существования

2 966779 8 помех, а.после ее исчезновения, последующим тор и источник питания, о т л и ч а ю щ и йпосле этого переразядом конденсатора 3. Основ. с я тем, что, с целью повышения надежности, ной тиристор 1 закрывается. Длительность rto- помехоустойчивости и расширения области мехи составляет 1 — 2 мс, эа это время злект- применения, дополнительно введены дроссель, ромагнит отключения 11 сработать не успевает ч блок развязки, например оптрон или реле, и ложного отключения выключателя не про- второй диод и резистор, при этом дроссель исходит. При этом, когда питание схемы осу- подключен одним выводом к аноду основного ществляется выпрямленным несглажеиным на- тиристора, а вторым — к положительному. пряжением, безразлично в какой момент отно, полюсу источника питания и одной из обкла. сительно периода пульсации напряжения пита- 1О док коммутирующего конденсатора. вторая ния происходит открытие основного тиристо- .. обкладка которого соединена с анодом первора 1, так как коммутирующий конденсатор 3 ro диода, катод которого подключен к катоду постоянно заряжен до амплитудного значения основного тиристора, управляющие выводы напряжения гитания. блока развязки подключены между катодом

Предлагаемое устройство может быть выпол-)s основного тиристора и отрицательным полюсом нено.на базе элементов, серийно выпчскаемых источника питания через резистор н второй промышленностью, его применение повышает диод, катод которого соединен с чувствитель.надежность и помехоустойчивость релейной ным органом защиты, а коммутирующие вызащиты. Как результат, повышается беспере- ° воды блока развязки включены между катобойность энергоснабжения потербителей и сни- go дом основного тиристора и управляющим жается число аварий. электродом вспомогательного тиристора, анод которого подключен, к катоду основного тиристора, Формула изобретения

Выходной орган релейной защиты, содержащий основной тиристор, соединенный последовательно с электромагнитом отключения выключателя через его замыкающий блок — контакт, между управляющим электродом и анодом которого включен контакт чувсзвительного органа защиты, вспомогательный тиристор„встречно-параллельно которому подклю. чен первый диод, коммутирующий конденса2f Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фигурнов Е. П. Защита электротяговых сетей переменного тока от коротких замыканий, М., "Транспорт", 1979, рис. 7.

2. Авторское свидетельство СССР No 473234, кл. Н 01 Н 83/20, 1973.

3. Фигурнов Е. П. Защита электротяговых сетей переменного тока от коротких замыканий, М., "Транспорт", 1978, рис. 9.

966779

Составитель В. Зимаков

Техред М,Рейвес

Редактор А. Долинич

Корректор Е. Рошко

Подписное

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

Заказ 7889/71 Тираж 761

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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