Устройство для защиты электроустановки

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕвои 79ИЗОБВЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 16.04.79 (21) 2752965/24-07 (51) М. Кл.3 Н 02 Н 7/22 с присоединением заявки Рй(23) Приоритет йоударстееивй комитет СССРпо делам нэобретеиий и открытийОпубликовано 30,01,81. Бюллетень М 4 Дата опубликования описания 02.0281(71) Заявите ТВО ЮЛЯ ЗАШИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ(54 Изобретение относится к устройствамдля защиты электрооборуцования, установленного на тяговых подстанциях, ностах секционирования и пунктак параллельного соединения систем электроснабжения постоянного тока. электрифицированнык железнык аорог и т. и,Известно устройство для защиты отзамыканий на землю в распределительных сетях постоянного тока 1,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство аля защиты электроустановок с оперативным источником постоянного тока цля вторичных цепей, содержащее предохранители, внутренние инаружные заземляющие контуры, подключенные в рассечку между упомянутымиконтурами реле тока, связанные с исполнительными органами, установленные наподжигающих предохранителях вторичныкцепей роговые разрядники, одним электродом соединенные с плавкой вставкой,а другим - с внутренним заземляющимконтуром, между отрицательным полюсом оперативного источника постоянного токаи внутренним заземляющим контуромвключенный аиодный блок, последовательно с диодным блоком включенный дополнительно трансформатор тока, вторичная обмотка которого присоединена кисполнительному элементу 21.Известное устройство не может бытьприменено цля защиты электроустановок 1 О(например тяговых подстанциЯ), питаниеоперативнык цепей постоянного тока которых выполнено с источником (аккумуляторной батареей), имеющим незначительную емкость, При этом от аккумуляторной батареи, присоеаиненной к шинам постоянного тока (полюс шин соединяется с полюсом батареи через разделительный диод с номинальным током25 А), питаются только цепи зашит ицепи отключения коммутационной аппаратуры 6:110 кВ и т. п, Цепи (оперативные) автоматов постоянного тока 3,3 кВ,цепи включения масляных выключателейи т. п. питаются от выпрямытельных, с5 1 О 1 20 2 ЗО использованием диодов, рассчитанныхна большие токи, устройств, которыеаля данных цепей являются оперативными источниками постоянного тока. Припопадании +3,3 кВ в плюс оперативныхцепей большой ток (более 5000 А) протекает через разделительный диод, аккумуляторную батарею и с минуса ее черездиодный блок - во внутренний контур поцстанции и цалее, при этом разделительный диод и аккумуляторная батарея выйдут из строя, так как ток будет протекать через них в течение 1 0-20 мlс,Известное устройство не может бытьприменено также, и для защиты электроустановок, у которых аккумуляторная батарея отсутствует, а шины постоянноготока питаются от оперативного источника постоянного тока для вторичных цепей - выпрямительных устройств, содержащих в качестве выпрямительных элементов диоды (например, при попадании+3,3 кБ в плюс оперативных цепей). Ононе может быть применено и для электронустановок, в которых оперативный источник постоянного тока вообще отсутствует.Кроме того, известное устройство является дорогостоящим, так как имеющиеся вдиоцном блоке 7-10 диодов рассчитанына работу при больших токах и напряжениях (ВЛ 250 и т. п,),Таким образом, известное устройствоне может выполнять свои функции и, следовательно, не может резервировать существующую защиту, выполненную,например, с реле тока, а также обеспечивать при этом ее надежность.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем использования его в электроустановках с маломощным источником оперативного тока на аккумуляторной батарее.Поставленная цель достигается темчто устройство для защиты электроустановки, содержащее оперативный источникаля вторичных цепей, прецохранители,внутренний и наружный контуры, подклю 1ченные в рассечку между упомянутымиконтурами реле тока, связанные с исполнительными органами, установленные наподжигающих предохранителях вторичныхцепей роговые разрядники, одним электродом соединенные с плавкой зставкой, ааругим с внутренним заземляющим контуром, и элемент первоначального зажигания, включенный межцу минусовой шинойисточника питания и внутренним заземляющим контуром, дополнительно снабжено вторым элементом первоначального зажигания, включенным между внутренним заземляющим контуром и плюсовой шиной оперативного источника питания, при этом в качестве элементов первоначального зажигания использованы разрядники с разными характеристиками срабатывания.Кроме того, с целью быстродействия и для обеспечения резервирования зашиты послеаовательно с элементами первоначального зажигания, дополнительно включены трансформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены параллельно и присоединены к исполнительному органу.На фиг, 1 и 2 аривеаена принципиальная схема устройства.Устройство содержит оперативный источник постоянного тока 1 (выпрямительный диодный мост и маломощную аккумуляторную батарею с разделительным диодом в полюсе), вторичные цепи 2 электроустановки, внутренний 3 и наружный 4 заземляющие контуры и установленные в рассечках соединений 5 между заземляющими контурами реле тока 6, элементы первоначального зажигания 7 представляющие собой разрядники (например, Ри т, п.), имеющие разные характеристики срабатывания. В плюсе, например, 350 В, в минусе - 390 или 700 В. Элементы первоначального зажигания установлены в разные полюсы с противоположной стороны от роговыхразрядников относительно поджигающихпрэцохранителей (например на шинах постоянного ток 4 причем одним концом электрически соединены с ноажигающими предохранителями, а цругим - с внутренним заземляющим контуром, Поджигающие предохранители 8 - обычные предохранители с плавкой вставкой. С однойстороны предохранителя высверливают отверстие. Напротив него на клемме, к которойприсоединен провоа вторичной цепи, закреплен один электрод рогового разрядника 9. Другой его электрод, расположенный на небольшом расстоянии отпервого, соединен с внутренним заэемляющим контуром 3. Роговые раэряаники с поцжигающими предохранителями установлены со етороны попацания во вторичные цепи высокого напряжения 3,3 кВ от силового источника 10. Устройство содержит исполнительные органы 11, с которыми связано реле тока 6 и цепь 12 напряжения 3,3 кВ.Во втором варианте устройства (фиг. 2) последовательно с элементами первоначального зажигания 7 включены трансформаторы 13, вторичные обмотки кото1179 6элемент первоначального зажигания, установленный в минусе оперативных цепей.Время срабатывания элемента первоначального зажигания, например разрядникаР, с напряжением пробоя 350 В гарантируется не более 3 мкс. При попадании 3,5 кВ время срабатывания разрядника будет приблизительно составлять0,3 мкс, т. е. пробоя изоляции вторичнык1 О цепей, испытываемой переменным напряжением 100 В в течение одной минуты,не будет происходить. Исключается возможность пробоя изоляции при недопустимык коммутационных напряжениях.15 Устройство по второму варианту работает следующим образом.При прохождении тока короткого замыкания через элементы 7, трансформаторы13, индуцируемый во вторичных обмоткакщ трансформаторов ток подается к исполнительному органу 11, который срабатывает и отключает электроустановку, Расширяются функциональные возможностиустройства, так как оно может работать,25 как отмечено выше, и при отсутствии диодного блока, аккумуляторной батареи,Работает с оперативным источником, соаержащим выпрямительные элементы(диоды), с маломощной аккумуляторнойзО батареей, щиос которой подсоединен кшинам цщдаинного тока через маломощ-ный диод и т. ц,Устройство по второму варианту обладает большой надежностью, позволяет35 резервировать защиту, выполненную нареле тока 6, отказ которой возможенпри наличии шунтирования внутреннего 3и наружного 4 контуров, например броней кабелей и т. п. Отказ защиты с реле тока 6 возможен и иэ-эа неисправлности ее элементов,Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет надежно защищать электроустановку с маломощным45 источником оперативного тока. 80 рых соединены параллельно и присоединены к исполнительному органу 11, состоящему, например, из тиристора и другихэлементов,Кроме того, возможен вариант, когдаисточник оперативного тока выполнен напеременном токе, тогда элементы первоначального зажигания подключены к раэнопопярным шинам источника питания,Устройство по первому варианту работает следующим образом.При попадании напряжения +3,3 кВот силового источника 10 во вторичныецепи 2 оно через поджигающий предохранитель 8, шину постоянного оперативного тока попадает на элемент первоначального зажигания 7, который за десятые доли микросекунды пробивается ивыравнивает потенциал жил вторичныхцепей 2 и внутреннего заземляющего контура 3, образуя цепь для тока короткогозамыкания, создает условия для отключения силового источника 10 по прямомутоку. С возрастанием тока во вторичныхцепях предохранители 8 горят и ионизированная плазма с большой скоростью вырывается из предохранителя через отверстие, делая воздушный зазор межау электродами рогового разрядника 9 токопроводящим. Между этими электродами возникает дуга и ток минует вторичные цепипосле предохранителя 8, через роговойразряаник 9 к внутреннему заземляющему.контуру 3 и через реле тока 6 к наружному заземляющему контуру 4. Повоеждение локализуется и имеет малые размеры.Элемент первоначального зажигания 7при этом токе не может разрушаться.После ликвидации повреждения он, как иподжигающий предохранитель, заменяетсяновым, Поэтому элемент 7 закрываетсякожухом. Применение одного элемента 7для защиты вторичных цепей без элементов 8 и 9 не представляется возможным,так как время отключения коммутационной аппаратуры составляет десятые волисекунды. Применение элементов 8 и 9беэ диоаного блока и элементов первоначального зажигания невозможно без пробоя изоляции элементов вторйчнык цепей(отсутствует путь тока, заставляющийгореть поджигающий предохранитель 8).Рабочие характеристики элементов 7 принимаются разными для того, чтобы преаотвратить протекание тока через разделительный диод и маломощную аккумуляторную батарею, так как при попаааняинапряжения 3,3 кВ в плюс оперативныкцепей может сработать в первую очередь Формула изобретения Устройство для защиты электроустаконки, содержащее оперативный источник аля вторичнык цепей, предохранители, внутренний и наружный контуры, подключенные в рассечку между упомянутыми контурами реле тока, связанные с испол нительными органами, установленные на поджигающих предохранителях вторичных цепей роговые разрядники, одним элект родом соединенные с плавкой вставкой, 7 8011та другим с внутренним заземляющим контуром, и элемент первоначального зажиганчя, включенный между минусовой шиной источника питания и внутренним заземляющим контуром, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем использования его в электроустановках с маломощным источником оперативного тока на аккумуляторной батарее, 0 оно дополнительно снабжено вторым элементом первоначального зажигания, включенным между внутренним заземляющим 79контуром и плюсовой шиной оперативного источника питания, при этом в качестве упомянутых элементов первоначального зажигания использованы разрядники с разными характеристиками срабатывания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР264516, кл, Н 02 Н 7/22, 1970.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке2576207/24-07,кл, Н 02 Н 7/22, 1978.8011 79 Составитель Т. Шегольковашеля Техред М.федорнах Корр едакт С. Шекмвр оеСР Филиал Г 1 ПП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 10448/74 ВНИИПИ Г по де 113035, Москваж 686арственногоиэобретениЖ, Рауш Подпи омитета и открьгти ая наб.,