Трехфазное реле тока

, Б.О 1585854 А 1 Н 3/08 5)5 ОПИСА ЕН БРЕ от токов короткого замыкания. Целью изобретения является повышение чувствительности к режиму с увеличенным одним из фазных токов, Реле содержит три формирователя модулей фаэных токов 1, 2, 3, блок выделения суммы фазных токов 4, блок выделения наибольшего из фазных токов 5, блок сравнения 7 и два компаратора 8 и 14, При трехфазном симметричном коротком замыкании (КЗ) на выходе блока сравнения 7 имеется отрицательный сигнал, а при несимметричном КЗ - положительный. Это приводит к повышению чувствительности при однофазных несимметричных КЗ. 1 ил., 1 табл. отехнике, вроустановок тель 11 подключен к выходу блока 7 ения. Компаратор 8 может быть свяблоком 7 дополнительно через инверщий блок 12 и резистор 13, Вход го дополнительного исполнительного а (компаратора) 14 подсоединен к вылока 5 через резистор 15, а к выходу 7 - через резистор 16. Компараторы 8 огут иметьразные напряжения 0 ср 1 и орогов срабатывания. ся к электротехниэным реле тока, и о для релеинои заетение относит ности к трехфа ть использован троустановок, изобретения - ти к режиму с у токов, ртеже дана фун повышение чувствеличенным одним циональная схе ойство работает следующим обр о На выходах блок прямленные и сглаж личины которых проп фаэных токов. В общ ного тока может быт или наименьшиммн иэ трех модулей. В симметричного коро модули трех токов од двухфазном КЗ на э токов нагрузки (предГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ТРЕХФАЗНОЕ РЕЛЕ ТОКА(57) Изобретение относится к электрчастности к релейной защите элект Изоб ке, в част может бы щиты.эле Цель вительнос из фазны Наче устройства.В каждой фазе содержатся блоки 1 - 3 формирования си гнал ов, и ропорциональных модулям фазных токов (максиселектора), Выходы блоков 1-3 связаны с входами блока 4 выделения суммы фазных токов и блока 5 выделения максимального из фазных токов. Выход блока 5 связан (через резистор 6) с рабочим входом дополнительно введенного блока 7 сравнения, а выход блока 4 связан с тормозным входом того же блока сравнения 7, Вход первого основного исполнительного органа (компаратора) 8 через резистор 9 подсоединен к выходу блока 5 выделения максимального из фазных токов, а через резистор 10 и режимный переключа СРдВН зан с тирую второ орган ходу б блока и 14 м Оср 2 и ОВ 1 - 3 пОЯВЛЯюенные напряжеорциональны мем случае модуь или наибольили промежуточрежиме трехТКОГО ЗдМЫКдНИНВКОВЫ мк(з)ащищаемой лиельный несим тся выния,.веодулям ль фазшим мк, ным пр фазного ия (КЗ) з) При нии без метрич 1585854ный режим второго типа) модули токовимеют следующие соотношения;1 мн ( ) = 0; 1 пр ( ) = 1 мк ( ) = О 87 1 ( ),5 где 1( ) - ток трехфазного КЗ в том же месте,(э)При двухфазном КЗ за понижающим трансформатором 1/Л35/6 кВ без токов нагрузки (предельный несимметричный режим первого типа) модули токов определяются соотношениями1 мк( ) =1 ) 1 пр ( ) =1 мн( ) =05115Токи нагрузки(электродвигателей и др.) на защищаемой линии при внешнем (на другой линии) двухфазном КЗ вблизи шин подстанции имеют соотношения20(Ы) 1 (Зп) .1 (2 В) 1 (2 В) 0 5 1 (Зп)где 1 - ток нагрузки при запуске электро-,(Зп)двигателей, например после неуспешногоавтоматического повторного включения(АПВ) при, сохранившемся упомянутомвнешнем двухфазном КЗ,Под режимом "Ток только в одной фазе"главным образом имеется в виду двойное 30замыкание на землю на разных воздушныхлиниях 35 кВ, когДа модули токов определяются соотношениями1 мк"=0,871 ф/1 8=0,481), 1 пр ")=1 мн"=0.При упомянутом двойном замыкании на землю ток в каждой из двух линий образует петлю с большой площадью (ток идет по одному проводу, а обратно - через землю 40 под проводом), вследствие чего на воздушной линии без троса сопротивление току увеличивается в 1,8 раза по сравненик) с двухфазным КЗ на одной линии.На выходе блока 4 напряжение пропор ционально сумме модулей трех токовХ 1 ф=1 мк+1 и р+1 м ии поступает на тормозной вход блока 7 срав нения.На выходе блока 5 напряжение пропорционально модулю наибольшего из токов К 11 мк, где К 1 - коэффициент, и поступает на рабочий вход блока 7 сравнения, На выходе 55 блока 7 сравнения вычитаются сигналы, поступающие на рабочий и тормозной входы, вследствие чего выходное напряжение пропорционально функции Е 7=К 1 мк-Х 1 ф,Параметры блоков 4 и 5 и резистора 6 выполнены так, чтобы К=2, и тогда нулевой выходной сигнал в блоке 7 имеет место, когда входные сигналы блоков 1-3 формирования пропорциональны токам при различных типах двухфазных КЗ беэ токов нагрузки (упомянутые предельные несимметричные режимы второго или первого типа) или пропорциональны токам нагрузки неповрежденной линии при упомян;том внешнем двухфазном КЗ. При трехфазном симметричном КЗ на выходе блока 7 имеет место отрицательный сигнал пропорциональный модулю тока 1 мк= 1( 1, а в режиме только одного входного тока на воздушной линии 35 кВ появляется на выходе блока 7 положительное напряжение, пропорциональное модулю тока 1 мк=0,481 .На вход первого компаратора 8 (при показанном на чертеже положении режимного переключателя 11) поступает сумма сигналов от блока 5 выделения максимального модуля из фазных токов 1 мк и от блока 7 сравнения, причем второй сигнал относительно небольшой, корректирующий (сопротивление резистора 10 приблизительно в 10 раз больше, чем резистора 9). При таком исполнении компаратор 8 совместно со всем устройством выполняет функцию трехфазного токового реле, у которого одинаковая чувствительность к месту КЗ в области между трехфазным КЗ и упомянутым предельным несимметричным режимом второго типа (границы входят в область), причем устройство имеет на 130 больше чувствительность к упомянутому предельному несимметричному режиму первого типа, а также имеет на 100 (87 - 48)/87=457 ь меньше чувствительность к упомянутому режиму только одного входного тока на воздушной линии 35 кВ.На вход второго компаратора 14 поступают, например, содинаковыми коэффициентами выходные сигналы блоков 5 и 7 (сопротивления резисторов 15 и 16 одинаковы). Если при этом еще,одинаковые напря- жениЯ Ор и Оср 2 поРогов сРабатываниЯ У компараторов 8 и 14, то компаратор 14 совместно со всем устройством выполняет функцию второго трехфазного реле тока, которое нечувствительно к трехфазному КЗ (и тем более к другим трехфаэным симметричным режимам), имеет такую же чувствительность как компаратор 8, когда возникают упомянутые предельные несимметричные режимы второго и первого типа, а также еще в режиме только одного входного тока на воздушной линии 35 кВ имеет чувствительность на 100 (2 0,48-.0,87)/0,87=10; больше, чем в режиме трехфазного КЗ. Чтобы и в режиме только одного входного тока и в режиме трехфазного КЗ была одинаковая чувствительность к месту короткого замыкания, надо у компарвтора 14 напряжение Оср 2 порога срабатывания выполнить на 10 О больше, чем аналогичное напряжение Оср 1 У компаРатоРа 8,Чтобы при помощи компаратора 14 улучшить чувствительность при двойном замыкании на землю на разных линиях 35 кВ, надо при помощи дополнительного фильтр- реле тока 1 о нулевой последовательности при появлении тока временно выводить из действия датчик фазного тока фазы В или получаемого от своего трансформатора тока, или создаваемого по уравнениюВ = (1 А + С)Кроме потребности иметь одинаковую чувствительность к месту короткого замыкания также в режиме с током только в одной фазе, иногда еще возникает потребность уменьшить чувствительность к суммарному току двухфазного КЗ и нагрузки, Это может оказаться необходимым, когда релейная защита является резервной по отношению к защитам, которые расположены ближе к потребителям энергии. Такое дополнительное расширение функциональных возможностей и достигается, если режимный переключатель 11 перевести в другое положение, чтобы этим подсоединить инвертирующий блок 12, который изменит знак сигнала, поступающего от блока 7 сравнения на компаратор 8. При таком исполнении параметры устройства выбираются так, чтобы на вход компаратора 8 сигналы от выходов блока 5 и блока 7 поступали с одинаковыми коэффициентами. При этом характеристика, осуществляемая компаратором 14 совместно с элементами всего устройства, может оставаться без измененияПри первом исполнении, когда переключатель режима 11 находится в положении, показанном на чертеже. данное устройство может быть также применено . для защиты линии 6 кВ, питающей мощный асинхронный электродвигатель, В таких условиях совместно с общими элементами устройства компаратор 8 будет осуществлять общую релейную защиту линии и электродвигателя, а компаратор 14 - специальную чувствительную защиту от витковых замыканий в одной из фаз электродвигателя. При этом компаратор 14 будет реагировать на напряжение, пропорциональное функцииР 14 = 3 1 мк 11 ф = (мк 1 мн) + (1 мк 1 пр). Такая защита от витковых замыканий в одной фазе электродвигателя будет более чувствительная, чем защита, выполненная при помощи фильтр-реле токов 12 обратной последовательности (фильтр-реле ФТОП), а также будет более чувствительная, чем защита с исполнительным органом, реагирующим на напряжение, пропорциональное 510 разности максимального и минимального фдЗНЫХ ТОКОВ Ф б = (1 мк 1 мн)Витковые замыкания в одной фазе электродвигателя вызывают фазные токи, образующие равнобедренный треугольник 25 чувствительность упомянутых трех защит, втаблице даны зависимости от угла аследующих отношений каждой из указанных функций к соответствующей предельно большой величине своей функции30 Л 14= Г 14/Е 14 пь; Л атоп= 12/12 пь;Лб= Фб /ФбпБ,где ПБ - индексы, обозначающие предельно 35. большую величину.Из таблицы видно, что к витковым замыканиям в одной фазе электродвигателя наиболее чувствительным является компаратор 14 в данном устройстве, средним по чувст вительности оказывается фильтр-релеФТОП.Таким образом, данное устройствообеспечивает повышение чувствительности к витковым замыканиям в одной фазе элек тродвигателя; расширение функциональных возможностей путем распространения одинаковой чувствительности к месту короткого замыкания на режим с током в одной фазе линии 35 кВ; дополнительное расширение функциональных возможностей путем уменьшения чувствительности к суммарному току двухфазного короткого замыкания и нагрузки.Формула изобретения Трехфазное реле тока, содержащее триформирователя модуля фазных токов, выходы которых соединены с входами блока выделения максимального из фазных токов (максиселектора) и блока выделения суммы векторов с углом а между равными по модулю токами. При этом диапазон изменения этого угла а составляет б 0 а 120 О.В упомянутых трех защитах, действую щих при витковых замыканиях в одной фазеэлектродвигателя, указанные функции. на которые реагируют исполнительные органы, могут браться с различными общими коэффициентами, поэтому, чтобы сравнитьПодписноебретениям и открытиям при Гаушская наб 4/5 Тираж 474 сударственного комитета по 113035, Москва, Ж.Гагарина, 101 фазных токов, связанных с исполнительным органом, отл и ча ю щеес я тем, что,с целью повышения чувствительности к режиму с увеличенным одним из фаэных токов, дополнительно введены блок сравнения, пять резисторов и второй исполнительный орган, при этом выход блока выделения максимального из фазных токов соединен через первый резистор с рабочим входом блока сравнения, выход блока выделения суммы фаэных токов подключены к тормозному входу того же блока сравнения, а к выходам блока выделения максимального из фаэных токов и блока сравнения присоединен соответственно через второй и третий резисторы вход первого основного исполнительного органа (компаратора), а через четвертый и пятый резисторы подключен вход второго дополнительного исполнительного органа (компаратора), при этом коэффициент передачи сигнала с выхода 5 блока выделения максимального из фазныхтоков на выход блока сравнения в два раза больше, чем с выхода блока выделения суммы фазных токов, коэффициент передачи сигнала через третий резистор на вход пер ваго основного исполнительного органа составляет 0,07-0,13 коэффициента передачи через второй резистор, коэффициент передачи сигнала через пятый резистор с выхода блока сравнения на вход второго дополни тельного исполнительного органа равен0,8 - 1,0 коэффициента передачи сигнала через четвертый резистор,