Устройство для максимальной токовой защиты трехфазного преобразователя

(21 (22 (46 (71 тут ий инсти ДЛЯ МАКСИМАЛЪНОЙНОГО ПРЕОБРАЗО- аждой Фазе датподключенный ичивающему элекачеа с низк адежность. яется повышеля, про- ализобретенияежности. ие над ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБР 2830305/0722.10.7907.08.91. Бюл. Иф 29Львовский политехнич(56) Федосеев А,М. Релейные защитыэлектрических систем. М,: "Энергия1976, с. 52, 115.Схемы плавки гололеда и исследовние режимов их работы, Параграф 2.1Материалы Львовского и Киевскогополитехнических институтов, Киев,1975.(54)(57) УСТРОЙСТВОТОКОВОЙ ЗАЦИТЫ ТРЕХФАЗВАТЕЛЛ, содержащее в кчик производной тока,параллельно токоогран Изобретение относится к области электротехники и может быть использ вано в устройствах защиты преобразо вателей.Известно устройство дпя максималь ной токовой защиты, содержащее в стве датчиков трансформаторы ток замкнутыми магнитопроводами.Недостатком этих датчиков является насыщение магнитопроводов,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му эффекту является устройство для защиты трехфазного преобразовате содержащее в каждой фазе датчик изводной тока, подключенный пар менту преобразователя, выходные цепидатчиков производной тока соединеныло схеме "звезда с нулем", подключенный входом к выходам датчиков производной тока трансформаторный фильтрсимметричных составляющих, содержащийобмотки Фильтров нулевой последовательности, прямой и обратной последовательностей, каждая из которых выходом подключена к входу соответствующего выпрямительного моста, выходывышеуказанных выпрямительных мостовсоединены параллельно и подключенык исполнительному органу, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности, обмотка фильтра нулевой последовательности выполнена с коэффициентом трансформациив 1,5-2 раза меньшим, чем обмоткафильтра прямой и обратной последовательностей лельно токоограничивающему элементу преобразователя и соединенный по схеме "звезда с нулем", трансформаторный фильтр симметричных составляющих, подключенный к входам двух выпрямительных мостов соответственно, соединенных выходами параллельно и подключенных к исполнительному органу.Недостатком известного устройства является низная чувствительность, быстродействие при несимметричных коротких замыканиях и, как следствие, 820599Поставленная цель достигается тем,что в известном устройстве обмоткафильтра нулевой последовательности вынолнена с коэффициентом трансформациив 1,5-2 раза меньшим, чем обмоткафильтра прямой и обратной последовательности.На чертеже представлена принципиальная схема устройства для максималь ной токовой защиты трехфазного высоко-вольтного выпрямителя.К электрической системе 1 черезкоммутационный аппарат 2 и последовательно соединенные с ним токоограничивающие элементы 3, .4, 5 подключенмошный трехфазный высоковольтный выпрямитель 6 с нагрузкой 7. Параллельно токоограничивающим элементам подключены датчики производной тока 8, 209, 10, выходные цепи которых собраныи,по схеме "звезда с нулем и соединеныс входом трансформаторного фильтра,симметричных составляющих 11, состоящего из группы однофазных трехобмо" 25точных трансформаторов, Выход фильтрапрямой и обратной последовательности12 и выход Фильтра нулевой последовательности 13 через выпрямительные мос.ты 14 и 15, соединенные параллельно,на выходе подключены к исполнительномуоргану защиты 16,Выпрямительные мосты 14 и 15 содержат линии задержки в виде КС-цепей17 и 18, ПараллельноФидеру выпрямителя к общим шинам 19 подключена сеть35переменного тока 20. Для исключенияшунтирующего влияния выпрямительныхмостов 14, 15 на их выходе включеныдиоды 21 и 22.В качестве датчиков производнойтока 8, 9, 10 могут быть использованы,в зависимости от класса напряженияцепи, в которой производится измерение,однофазные трансформаторы напряженияи, либо каскады однофазных трансформаторов напряжения, подключенные параллельно токоограничивающим элементам 3, 4, 5.Работает устройство следующим образомНапряжение на токоограничивающихэлементах 3,. 4, 5, изменяющее величину пропорционально производной контролируемого тока, подается на общий55вход трансформаторного фильтра симметричных составляющих 11 и черезвыпрямительные мосты 14, 15 - навход исполнительного органа защиты 16. Схема включения датчиков (8, 9, 10) обеспечивает подачу на вход трансформаторного Фильтра 11 трехфазной системы напряжений.Эта система моделирует реальную, когда в первичной цепи на выводах такоограничивающих элементов со стороны выпрямителя образуется нейтраль, т.е, при коротком замыкании (к.з.) на полюсах (К), внутреннем к.з. выпрямителя (К) и однофазном к.з, в его трехфазной цепи питания (К-З), либо при к.з, в сети 20, питающейся параллельно с преобразователем 6 от общих шин 19.В установившихся режимах короткого замыкания на полюсах постоянного тока (К) и при пробое плеча выпрямителя (К) на каждый из реакторов ложится часть фазного напряжения источника питания, пропорциональная сопротивлению токоограничивающих элементов 3, 4, 5.В момент к.з, токи преобразовате-, ля 6 скачком возрасти не могут, так как цепи к.з. преимущественно индуктивные. Поэтому напряжение на токо- ограничивающих элементах 3, 4, 5, опережающее токи практически на угол 1в момент к,з. не равно нулю и по фявляется мгновенно. Если предположить, что напряжение на выходе выпрямительных мостов 14 и 15 в момент к.з. проходило через максимум, то следующий максимум будет достигнут не позже, чем через 1/6 периода.В установившемся режиме однофазного к.з. в цепи питания выпрямителя 6 (точка К) или же при однофазном к.з. в точке К, напряжение на токо- ограничивающем элементе поврежденной фазы отсутствует. Напряжения на токо- ограничивающих элементах двух других фаз сдвинуты друг относительно друган 221на определенный угол (от - до в ).3 ЭТрехфазный мост 14 выпрямляет разность этих сдвинутых во времени синусоидальнцх напряжений. На выходе моста получается пульсирующее напряжение,как в схеме однофазного двухполупериодного выпрямителя. Поскольку в этомслучае пульсация выпрямленного напряжения на выходе моста 14 происходит сдвойной частотой, возможно запаздывание защиты, в пределе на полпериода.Этот недостаток устраняется посредст"вом фильтра нулевой последовательности, напряжение с которого через выпрямнтельный мост 15 подается на вход исполнительного органа защиты 16. На вьводах разомкнутого треугольника фильтра нулевой последовательности, в режиме однофазного к,з в цепи питания выпрямителя 6 (точка К-З), нли при однофазном к.з. в точке К, получается напряжение, пропорциональное сумме напряжений на токоограничивающих элементах неповрежденных фаз, причем результирующее напряжение сдвинуто по фазе относительно разностиУэтих напряжений на угол - и по ампли 2туде в три раза больше (при условии, что коэффициент трансформации фильтра симметричных составляющих принят 20 равным единице).Параллельное соединение выпрями- тельных мостов 14 и 15 повышает общую чувствительность защиты в 3 раза.Максимумы пульсирующего напряжения на 25 выходе моста 14 совпадают с провалами напряжения на выходе моста 15, т.е. пульсация общего выходного напряжения происходит с учетверенной частотой, поэтому запаздьвание защиты принципиально не превышает 1/4 периода.При подключении высоковольтного выпрямителя для плавки на отключенном проводе (ВЛ), работающего в неполнофазном режиме, по вентилям преобразователя 6 будет протекать ток наводки от проводов фаз ВЛ, оставшихся в работе, это практически соответствует режиму к.з. на полюсах преобразователя до тех пор, пока величина выпрямленного тока не превысит величины тока наводки, и могло бы привести к срабатьванию защиты.Аналогичный режим может возникнуть при включении преобразователя 6 на вы.веденную из работы одну из цепей двух- цепной линии электропередачи, а также при включении двух высоковольтных преобразователей установки для плавки гололеда, соединенных последовательно на стороне постоянного токаДля повышения селективности работы . устройства в этих режимах в выпрямительные мосты 14 и 15 защиты введены линии задержки в виде КС-цепей (17,18).820599 едактор О, филиппова Техред Л.Сердюкова Корректор С.П Подпи е Производственно-издательский комбинат "11 атент", г, Ужгород гарина, 10 Заказ 3434 Тираж 373ВНИИПИ ГосУдарственного комитета по и113035, Москва, Ж,зобретениям и отРаушская наб тиям при ГКНТ СС4/5