Устройство для защиты трехфазной электроустановки от анормальных режимов питающей линии

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистичесмихРеспубпии(22) Заявлено 12.04,7 с присоелинением зая Геоудеротееииый комитет СССР до делам изебретеиий и открытийОпубликовано 15 Дата опубликования описания 15.07.8(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЪ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ АНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ Изобретение относится к релейной защитетрехфазных электроустановок, в частностиэлектроустановок гарантированного питанияс резервированием источников,Известно устройство защиты от обрывафазы и асимметрии напряжений, основанноена выделении основной гармоники переменнойсоставляющей из напряжения на выходеодно- и двухполупериодного выпрямителя(Л 1),Принцип действия этого устройства заключа 10ется в срабатывании реагирующего органалри возрастании уровня действующего значения основной гармоники переменной составляющей, возникающей при обрыве фазы илиасимметрии напряжений (11.15 Однако это устройство имеет значительную зону нечувствительности и не реагирует на обрыв фазы в питающей линии, в числе лотре. бителей которой имеются вращающиеся электрические машины, например асинхронные электродвигатели, работающие с неполной загрузкой или на холостом ходу, а также имеет слабую помехозащищенность и не может ис 2пользоваться в электрических сетях с изолированной нетралью.Наиболее близким по технической сущностии достигаемому результату является устройство,содержащее датчик напряжения, связанный сшинами защищаемой электроустановки, к выходу которого подключены дифференцирующий .С.трансформаторный элемент, фильтрзвуковой частоты, выходы которых подключе.ны к элементу ИЛИ и датчик минимальногонапряжения с повторителем на выходе, к выходу которого подключено исполнительноереле (21.Однако это ус 1 ройство не обеспечивает защиты электроустановки от перенапряжений иизменения порядка чередования фаз,Цель изобретения - повышение помехоза.щищенности и расширение функциональныхвозможностей путем обеспечения чувствительности к перенапряжениям и изменению порядкачередования фаз.Эта цель достигается тем, что устройстводля защиты трехфазной электроустановки отанормальных режимов питающей линии, содер48639 4 3 7 ,жащее датчик напряжения, связанный с шинами защищаемой электроустановки, к выходу кото-, рого подключены дифференцируюший 1.С-тран сформаторный элемент, фильтр звуковой частоты, выходы которых подключены к эле. менту ИЛИ и датчик минимального напряжения с повторителем на выходе, к выходу которого подключено исполнительнэе реле, дополнительно снабжено датчиком перенапря. жений с повторителем на выходе, датчиком чередования фаз с пороговым элементом на выходе, емкостным накопителем энергии и пороговым элементом, включенным последовательно в цепь входа дифференцирующсго .С-трансформаторного элемента, ко вторичной обмотке трансформатора которого подключен выход датчика чередования фаз, а вход дичи. ка чередования фаз связан со входом датчика напряжения, к выходу которого подключен датчик перенапряжений, при этом выход повторителя датчика перенапряжений объединен с выходом элемента ИЛИ, а емкостной накопитель энергии подключен параллельно исполнительному реле.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для защиты трехфазной электроустановки от анормальных режимов питающей линии.В схеме устройства датчик 1 напряжения и датчик 2 чередования фаз связаны с шина. ми 3 защищаемой электроустановки, К выходу датчика 1 напряжения подключены дифференцирующий 1 С.трансформаторный элемент 4, фильтр 5 звуковой частоты, датчик 6 перенапряжений с повторителем на выходе и датчик 7 минимального напряжения с повторите- лем на выходе, к выходу повторителя которого подключено исполнительное реле 8. Вы. ходы дифферснцирующего 1 С-трансформаторного элемента 4 и фильтра 5 звуковой частоты подключены ко входам элемента 9 ИЛИ, выход которогс объединен с выходом повтори. теля датчика 6 перенапряжений и связан со входом повторителя датчика 7 минимального напряжения, к выходу которого параллельно исполнительному реле 8 подключен емкостной накопитель 10 энергии. В цепь входа дифференцирующсго 1.С.трансформаторного элемента 4 последовательно включен пороговый элемент 11.При нормальном режиме питающей линии на входе датчика напряжения 1 имеется номинальное напряжение, На входе датчика 7 минимального напряжения имеется сигнал, исполнительное реле 8 включено. На входах дифференцирующего 1 С-трансформаторного элемента 4, фильтра 5 звуковой частоты и датчика 6 перенапряжений сигнал отсутствует. На входе датчика 2 чередования фаз сигнал 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 имеется, а на выходе отсутствует, Датчик 2чередования фаэ составлен из двух резисторови конденсатора, включенных в звезду. Еслипроводимости резисторов и конденсатораодинаковы, то на одном резисторе напряжение равно 1,5, а на другом 0,4 номинального.Выходом датчика 2 является резистор, напряжение на котором равно 0,4 от номинальногов нормальном режиме, В случае измененияпорядка чередования фаз на выходе датчика 2напряжение равно 1,5 от номинального, приэтом пробивается пороговый элемент на выходе датчика 2 чередования фаз.и на выходедиффсренцирующего 1.С-трансформаторногоэлемента 4 появляется ситнал, Появляетсясигнал на соответствующем входе элемента9 ИЛИ, который, срабатывая, шунтирует выходдатчика 7 минимального напряжения, в результате исчезает сигнал на входе его повторителяи исполнительное реле не включается,В случае появления недопустимых перенапряжений появляется сигнал на выходе повторителя датчика 6 перенапряжений, что приводитк выключению исполнительного реле 8, таккак выход повторителя датчика 6 перенапря.жений объединен с выходом элемента 9 ИЛИ,а вход автономен, то у элемента ИЛИ иолу.чился третий вход.В случае обрыва фазы появляется сигнална входах и выходах дифференцирующего1 С-трансформаторного элементаили фильтра 5 звуковой частоты, в зависимости от на.грузки. Если электроустановка питает электродвигатели, работающие с неполной нагрузкой,появляется сигнал на фильтре 5. Если электродвигатели работают с полной нагрузкой, топоявляются сигналы сразу на элементах 4 и 5.Если в составе потребителей электродвигателиотсутствуют, то появляется сигнал на элементе 4. Появление сигналов на элементах 4и 5, или 4 и 5 одновременно, приводит квыключению исполнительного реле 8.Так как схема чувствительна к появлениювысших гармоник, обусловленных зубцовымиЭДС электродвигателей во время обрыва фазыпитающей линии, то установка конденсаторовбольшой емкости для обеспечения выдержкивремени на отключение исполнительного реле 8при переходных процессах, например при пусках электродвигателей или коротких замыканиях,невозможна, так как эти конденсаторы шун.тируют высшие гармоники. С целью обеспече.ния отстройки от переходных процессов с по.мощью конденсатора любой емкости установлен емкостной накопитель энергии, в которомконденсатор заряжается по отдельной цепии поэтому не оказывает влияния на времявключения исполнительного реле 8, но оказывает влияние на время его отпускания и с8639 6ного элемента обеспечивает повышение помехозащищенности и выравнивает амплитуды отрицательных и положительных полуволн выходного сигнала трансформатора дифференцируюшего 1.С-элемента. 5 74шунтирует высшие гармоники, так как зарядныи резистор можно выбрать с достаточновысоким сопротивлением, которое должнообеспечить заряд конденсатора за минималь.ное время и в то же время исключить шунти.руюшее действие конденсатора для высшихгармоник, обусловленных зубцовыми ЭДСэлектродвигателей при обрыве фазы питающейлинии.Использование вновь введенных элементов - 10датчика чередования фаз, датчика перенапря.жений, емкостного накопителя энергии, а также их подключение в известном устройствезащиты позволяет значительно расширить функции защиты, при незначительном усложнении 1 Зсхемы,Устройство обеспечивает защиту от неправильного чередования фаз, перенапряжений, минимального напряжения и обрыва фазы питающей линии с независимой выдержкой временив сетях с глухоэаземленной и изолированноиней тралью.В передвижных электроустановках, например,для проверки правильности чередования фаз,используют фазоуказатели, входящие в ком- дплект ЗИПа каждой электроустановки. Дляобеспечения защиты потребителей от максималь.ного и минимального напряжения на каждомфидере устанавливают специальную защиту,устанавливают также защиту от обрыва фазына входящих фидерах совместно с защитойпо напряжению. Для обеспечения отстройки отпереходных процессов и обеспечения селектив.ного действия защит устанавливают реле вре.менн, запитанные от источников оперативногопитания, эти защиты являются пассивными,так как зависят еще и от исправности источников оперативного питания. Предлагаемаязащита работает в активном режиме, т.е. приналичии напряжения исполнительное релевключено, а в случае отключения напряженияили неисправности питающей линии, исполни.тельное реле отключается независимо от нали.чия источника оперативного питания.Введение порогового элемента в первичнуюцепь дифференцирующего 1.С.трансформатор. Формула изобретения Устройство для защиты трехфазной электро.установки от анормальных режимов питающейлинии, содержащее датчик напряжения, связанный с шинами защищаемой электроустановки,к выходу которого подключены дифференци.рующий С.трансформаторный элемент, фильтрзвуковой частоты, выходы которых подклю.чены к элементу ИЛИ и датчик минимальногонапряжения с повторителем на выходе, к вы.ходу которого подключено исполнительноереле, отличающееся тем,чтос целью повышения помехозащищснности ирасширения функциональных возможностей пу.тем обеспечения чувствительности к перенапряжениям и изменению порядка чередования фаз,дополнительно снабжено датчиком перенапря.жений с повторителем на выходе, датчикомчередования фаз с пороговымэлементом навыходе, емкостным накопителем энергии и пороговым элементом, включенным последовательно в цепь входа дифференцируюшсгоС-трансформаторного элемента, ко вторичнойобмотке трансформатора которого подключенвыход датчика чередования фаз, а вход датчика чередования фаз связан со входом дат.чика напряжения, к выходу которого подключен датчик перенапряжений, при этом выходповторителя датчика перенапряжений объединен с выходом элемента ИЛИ, а емкостнойнакопитель энергии подключен параллельноисполнительному реле,Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ко 354563,кл. Н 02 Н 7/08, 1973.2. Авторское свидетельство СССР по заявкеР 1912134/07, кл. Н 02 Н 7/08, 1973.. Ко рчак Тираж 783БНИИПИ Государственног по делам изобретений113035, Москва, Ж, Рау Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д.45