Устройство для ограничения аварийных токов в электрической сети

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик е 366811(22)Заявлено 01.01.81 (2) 3269896/2 ч,(51) 1, 1 л. с присоединением заявки Ве Н 02 Н 9/02 Н 02 Н 3/08 3 Ьвударетвевб 1 комитет СССР ав делам иэобретеикв я открытия(54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ АВАРИЙНЫХ ТОКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ1. 2Изобретение относится к электро- . ,телей качества электроэнергии, у 1 ИРф снабжению потребителей переменным то- . личение габаритных и весовых показа ком и может быть, в частности, исполь- телей сооружений системы электрозовано в системах электроснабжения снабжения, снижение надежности работыкрупных промышленных предприятий. системы электроснабжения,Известно устройство для ограни- . з Наиболее близким по технической чения токов короткого замыкания (к.з. сущности к изобретению является сиподобных схемах. Основным элементом ловой прерыватель постоянного тока, устройства для ограничения токов ко- содержащий основной механический роткого замыкания в распределитель- . выключатель, параллельно которому10ных сетях 6-10 кВ. является реактор, включены цепи, состоящие изпоследовключаемый между источником питания вательно соединенного резистора и и распределительной сетью. Ограни- , переключающего элемента, а также упчение тока в устройстве осуществляет- равляющего блока, осуществляющее упся за счет увеличения падения на- равление коммутационными элементами, . пряжения на реакторе в режиме ко- электронный ключевой орган 12. роткого замыкания 1. Данное устройство имеет низкую, Использование реакторов в систе- надежность в случае его использова,мах электроснабжения крупных промыш- ния в распределительной сети с боль- ленных объектов имеет ряд недостат-о шим количеством выключателей, наприков - увеличение потерь в сетях, мер в сетях промышленных предприятий. .трудности с осуществлением пуска и Это обусловлено тем, что каждый из самозапуска крупных высоковольтных выключателей распределительной сети электродвигателей, ухудшение показа- должен быть дополнен дополнительными966811 10 3переключающими элементами, резисторами, блоками управления и электрон ными ключевыми органами. Это приводит к резкому увеличению числа элементов в сети, снижает надежность действия устройства, Ероме того, применение устройства в сетях переменного тока нв позволяет ограничить ударную волну тока повреждения, которая проходитчерез контакты основного механического выключателя, что также снижает надежность действия устройства, Цель изобретения - повышение на"дежности устройства, Указанная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем электри-. ческую сеть, выполненную в виде по"следовательно соединенных силовоготрансформатора, головного и голов"ного быстродействующего выключателей, подстанции к которой подключены потребители через фидерные выключатели, содержащее цепи, подключен" ные параллельно головному выключателю и выполненные в вице последова" 2 тельно соединенных резистора и ти" ристорного ключевого элемента, который управляется блоком управления, блок управления выполняется в виде датчиков апериодической и периоди- щ ческой составляющих тока повреждения 1 счетчика и реле времени, при этом входы датчиков апериодической и периодической составляющих тока повреж"дения подключены к сети между сила"вым трансформатором и головным выключателем, первый выход датчика апериодической составляющей тока повреж" дения подключен к первому управляю Ьему входу быстродействующего головного выключателя и к точке сое" динения первого выхода датчика периодической составляющей тока поврежде" ния и входа "Счет" счетчика, второй выход - к управляющим цепям первого тиристорного ключевого элемента, второй выход датчика периодической составляющей тока повреждения соединен с входом реле времени, первый выход которого соединен с вторым управляющим входом быстродействующего голов" ного выключателя, второй выход - с входом "Сброс" счетчика, выходы ко" торого подключены к цепям управления соответственно второго и третьего тиристорных ключевых элементов. На чертеже представлена блок"схема устройства. 4Устройство может бытьреализовано в сети произвольной конфигурации. На чертеже показана радиальная сеть, содержащая силовой трансформатор 1, головной выключатель 2, быстродействующий головной выключатель 3, .соединенный, со сборными шинами подстанции 4, к которой через выключатель 5 подключены сборные шины подстанции 6, к которой подключены через фидерные выключатели 7 и 8 потребители 9 и 10. Головной выключатель 2выключатель 5, Фидерные выключатели 7 и 8 снабжены блоками 11-14 максимальной токовой защиты со ступенчатой. выдержкой времени. Уставки по току и времени возрастают от электро" приемника к источнику питания, что обеспечивает селективность отключения.вПараллельно быстродействующему головному выключателю 3 включены тиристорные ключевые элементы 15- 17, соб" ранные из бимолярных групп тиристо;ров, соединенных последовательно с токоограничивающими резисторами соответственно 18-20.Устройство также содержит блок управления 21, выполненный в виде датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения, датчика 23 периодической составляющей тока повреждения счетчика 24 и реле времени 25, Входы датчиков 17 и 18 подключены к сети между силовым трансформатором 1 и головным выключателем 2.В качестве датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения может быть использован датчик, реактирующий на производную тока или фильтр апериодической составляющей, в качестве датчика 23 периодической составляющей тока повреждения быстродействующее токовое реле. Первый вы" ход датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения подключен к первому управляющему входу быстродействующего головного выключателя 3 и к точке соединения первого выхода датчика 23 периодической составляющей ,тока повреждения и входа "Счет" счетчика 24, второй выход датчика 22 апериодической составляющей тока повреждения подключен к управляющим цепям первого тиристорного ключевого элемента 15, второй выход датчика 23 периодической составляющей тока повреждения соединен с входом реле времени 25, первый выход которого соедиконтур повреждения вводится резистор19, Резисторы 18 и 19 оказываютсявключенными паралельно, общее сопротивление в цепи короткого замыканияуменьшается и в системе электроснабжесия устанавливается ток,обеспечивающий надежное срабатывание. блока,12 маКсимальной токовой защиты второй ступени селективности, в частности при к.з. в точке Котключаетсявыключатель 5. При повреждении в т.КЗалгоритм .работы устройства аналоги-чен описанному. После срабатывания реле времени 25, которое имеет выдержкувремени, равную сумме ступеней селек-тивности в системе электроснабжения,осуществляется сброс счетчика 24 ивключения быстродействующего головно"го выключателя.3.Как правило, выключатели установленные в голове системы электроснабжения, например головной выключатель2, выбираются на повышенную мощностькоммутации и не требуют токоограничения, Если головной выключатель 2 выб;ран с ограниченной коммутирующеймощностью, устройство должно иметьдополнительную цепь, тиристорный ключевой.,элемент и резистор, подключенную параллельно головному выключателю 2,Таким образом, данное изобретениепозволяет повысить надежность работыустройства для ограничения аварийныхтоков в электрической сети,формула изобретения Устройство для ограничения аварийных токов в электрической сети, выполненной в виде последовательно соединенных силового трансформатора, головного и головного быстродействующего выключателей, подстанции, к которой подключены потребители через фидерные выключатели, содержащее цепи, подключенные параллельно быстродействующему головному выключателю и выполненные в виде последовательно соединенных резистора и тиристорного ключевого элемента, который управляется блоком управления, от л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, блок управления выполнен в виде датчиков апериодической и периодической составляющих тока повреждения, счетчика и реле времени, при этом входы датчиков 5 966811нен с вторым управляющим входом быстродействующего головного выключателя3, второй выход реле времени 25 соединен .с входом "Сброс" счетчика 24, выходы которого подключены к цепям управления второго и третьего тиристорных ключевых элементов 16. и 17,соответственно,В нормальном режиме работы выключатели 2, 3, 5, 7, 8 включены, и осу- фществляется электроснабжение потреби-Д етелей 9 и 10. При повреждении в системе электроснабжения, например, вточке К срабатывает датчик 22 апериодической составляющей тока пов"реждения, который подает команду навключение тиристорного ключевого элемента 15 до момента достижения ударнойволной тока к.з, амплитудного значения. Одновременно подается команда на фотключение быстродействующего головного выключателя 3 и электроснабжениепотребителей осуществляется через головной выключатель 2, тиристорный ключевой элемент 15, резистр 18, пара- ЗЗиетр которого выбран из условия доведения,до нуля апериодической составляющей тока повреждения в течение половины периода частоты напряжениясети, При включении тиристорного ЗОключевого элемента 15 резистр 18 оказывается включенным последовательнов цепь короткого замыкания, и в сетиустанавливается ток, обеспечивающийнадежное срабатывание блока 13 мак- ЗЗсимальной токовой защиты фидерноговыключателя 7 и отключение короткого замыкания, Ограниченный по величине ток с помощью тиристорного клю"чевого элемента 15 и резистора 18 40обеспечивается по величине и време-.ни в соответствии с уставками первойступени селективности.Одновременно при повреждении вточке К 1 срабатывает также датчик 23 мпериодической составляющей тока пов"реждения и подается команда на вход"Счет" счетчика 24 и запуск реле времени 25. С выходов счетчика 24, чис"ло которых равно числу ступеней се- ЗВлективности в системе электроснабжения, поступают команды на включениетиристорных ключевых элементов 16 и17 через интервалы времени, равныеступени селективности в сЕти.По команде счетчика 24 с выдержкой времени, соответствующей второйступени селективности, включаетсятиристорный ключевой элемент 16 и в7 9668бставйтель Л, Воропаеваедактор А, Долинич ТехредЕ,Харитончик. Корректор 1, Демчик 3 7891/72 Тираж 669 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035 Москва, Ж, РПодкомитета СССРи.открытийаущская наб.,сное ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,апериодической и периодической составляющих тока повреждения подклю"чены к сети между силовым трансформатором и головным выключателем, первый выход датчика аперипдической. составляющей тока повреждения подключен к первому управляющему входу быстродействующего головного выключателя и к точке соединения первоговыхода датчика периодической составляющей тока повреждения и входа "Счетсчетчика, второй выход - к управляющим цепям первого тиристорного ключевого элемента, второй выход датчикапериодической составляющей тока повреждения соединен,с входом реле вре 11 8мени, первый выход которого соединенс вторым управляющим входом быстродействующего головного выключателя,,второй выход - с входом "Сброс" счет"цика, выходы которого подключены кцепям, управления соответственновторого. и третьего ключевых тиристорныхэлементов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ермилов А, А. Злектроснабжениепромышленных предприятий, И., "Энергия".,Ч 976; с.50-1032. Патент фРГ й 2127770,кл. Н 01 Н 33/ОЙ, 1967.