Устройство для защиты сети токоограничивающими автоматическими выключателями

Союз Советснни оциалмстичвсник Республик(51) М 9 79 (21) 2817 07 22)Заяв но 1 Н 02 Н 7/26 Н 01 Н 77/1 аявкн М прис ен еударстеенный комите СССР о делам изобретений и открытийРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СЕТИ ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИ АВТОМАТИЧЕСКИМИ ВЫКПЮЧАТЕЛЯМИ ринудиеспечи- редель- замыИзобретение 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 направле" 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 отрицательногб воздей" ствия 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 п тельной выдержки времени.Однако данная защита не об вает,селективной защиты при и ных величинах токов короткого кания.Наиболее эффективным и универсальным является применение различного рода днференцнапьных аацнт 2.Однако вследствие их сложности и, в особенности, необходимости проклад. ки дополнительных кабелей управЛения между выключателями применение этих защит в низковольтных сетях возмож" но только для наиболее ответственных участков сетиНаиболее 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 сигналана запрещение включения выключателя,если величина тока превышает уставку.Величины уставок выбирают в зависимости от количества последовательновключенных выключателей и мощностиисточников питания3 ),Однако для определения установившейся величины тока в сети необходимо введение принудительной задержки,в течение которой контакты выключателя должны находиться в разомкнутомположении. Это вызывает увеличениедлительности существования тока короткого замыкания, хотя и ограничен"ного резисторами, а также требует повышения сложности конструкции выключателя из-за введения в него дополнительно узла, обеспечивающегозамедление включения контактов, чтозначительно снижает надежность защиты. Кроме того, вследствие большоймощности тепловых потерь, выделяемыхв резисторе в течение времени задержки, его габариты соизмеримы с выключателем, что в целом значительнозатрудняет встраивание выключателяв комплектное устройство. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства для защиты сети токоограничивающими автоматическими выключателями.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты сети токо-,З 5 ограничивающими автоматическими выклю- чателями, содержащее максимальное то-. ковое реле, выполненное в виде последовательно соединенных датчика тока и порогового блока, реле разности фО 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 О кового реле, реле нуля производной тока и реле разности напряжений соединены с входами элемента И, выход которого подклюцен к входу усилителя.На чертеже представлена блок-схема 55 предлагаемого устройства.Устройство содержит максимальное токовое реле 1, выполненное в виде по 4следовательно соединенных датчика 2тока и порогового блока 3, реле 4нуля производной тока, выполненногов виде последовательно соединенныхдатчика 5 скорости изменения токаи нуль-орган 6, реле 7 разности напряжений, входы которого подключенычерез датчики 8 и 9 напряжения к входным и выходным зажимам автоматического выключателя, выходы максимальноготокового реле 1, реле 4 нуля производной тока и реле 7 разности напряженийподключены к входам элемента И 10,выход которого соединен с последовательно включенным усилителем 11 и исполнительным блоком 12,Предлагаемое устройство работаетследующим образом.При отключении тока короткого замыкания, например, двумя последовательно включенными токоограничивающими выключателями распределение мгновенных величин напряжений в сети будет следующимд,Е = г 1+1 - +О + г 1+ Й+ас са+ 0 + г 1 + . -д -ЙК ЧГ где Е - ЭДС источника питания(генератора);и- соответственно активное сопротивление ииндуктивность цепи,. состоящей из генератора сети от генераторадо первого выключателя;О и О - падение напряжения на2 дуге между контактамисоответственно первогои второго токоограни"чивающих выключателей(отсчет от генератора);г и- соответственно актив-Сное сопротивление ииндуктивность цепимежду выключателями;г и 1. - соответственно активК Кное сопротивление ииндуктивность цепикороткого замыкания(за вторым выключателем) .Для обеспечения селективной защиты необходимо, чтобы в первом выключателе контакты после размыкания под действием электродинамических силтока замкнулись повторно после отклю" чения тока, .а во втором выключателе остались разомкнуты, что может быть достигнуто подачей сигнала от устройства защиты на быстродействующий рас- цепитель в течение времени отключения тока. Определение в месте распо- ложения первого выключателя того фак" та, что короткое замыкание произошло за вторым выключателем по реличине напряжения на выходных зажимах перг вого выключателя в произвольный момент времени затруднено, поскольку величины О и ЭДС в индуктивностях 1. исоизмеримы.Для исключения их влияния производится измерение напряжений при скорости нарастания тока, равной нулю. Поскольку в промышленных сетях переменного тока влияние падений напряжения на гс и г незначительно по сравнению с Оди ОЗ , то следует . Овх = Оа+ ОЗ Оых= Ояя.где Ощ - напряжение на входных зажимах первого выключателя; О , - напряжение на выходных зажимах первого выключате- ля. При коротком замыкании за вторым выключателем. относительная разность равна у Цил:.Кв.ж ЦвдОвхОЭ+ Оая Соотношение О и О может бытьл . определено по типам и характеристикам выключателей, что позволяет выбрать установку срабатывания по величине (ГО. Практически при двухступенчатой селективной защите величина КО0,5, -поскольку первый выключатель с большим номинальным током, чем второй, обладает большей инерционностью и,следовательно, меньшимискоростью и величиной напряжения дуги. Поэтому при выборе уставка О 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. 8 о 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-, 3 тактов и полное отключение выключателя.Для сетей, где падение напряженияна активных сопротивлениях цепи короткого замыкания соизмеримо с на 1 ф пряжениями О и О , выбор уставокотносительной разности напряженийпроизводят, исходя из параметров сети и характеристик выключателей,На аналогичном принципе может быть 1 ф осуществлена система селективной защиты с тремя и более выключателями.Для трехфазных сетей принцип рабо ты устройства такой же, как и при 36 двухфазных коротких замыканиях.Устройство должно устанавливатьсямежду всеми фазами, а также между фазами и землей при трехфазной систе- И,ме с заземленной нейтралью..-.йТаким образом, преимущество предлагаемого устройства заключается вповышении быстродействия отключения Зр токов короткого замыкания в распре делительной сети токоограничивающимиавтоматическими выключателями.3 формула изобретенияУстройство для защиты сети токоограничивающими автоматическими выключателями, содержащее максимальФо ное токовое реле, выполненное в видепоследовательно соединенных датчика тока и порогового блока, реле разнос" ти напряжений, входы которого подключены через датчики напряжения к входным и выходным зажимам автоматичес" кого выключателя и усилитель с исполнительным 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,. ВоропаеваЮ. Ковач Техред М,РейвесФе а орректор А. Дэятко ак тент илиал ПП Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе1. Авторское. свидетельство СССРИф 175681, кл. Н 01 . Н 77/1 О1975. каэ 10552/72.Тираж 67 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва(прототип). Подписноественного комитета СССРобретений и открытий